Bài 24. Tạo giống bằng công nghệ tế bào

Kính chào các thầy cô
Chào các em học sinh

TRƯỜNG THPT ÐẠI AN
Kiểm tra bài 23
Chọn giống vật nuôi và cây trồng
bằng phương pháp gây đột biến
GV th?c hi?n: D?NG H?NG C�C
TỔ HÓA SINH
Câu 1. hãy phân tích lí do việc gây đột biến tạo vật liệu cho chọn giống? Tác nhân gây đột biến?
Để có năng suất cao hơn mức trần hiện có của giống, các nhà chọn giống đã sử dụng phương pháp gây đột biến để tạo nguồn vật liệu cho chọn giống
- Tác nhân gây đột biến gồm
- Tác nhân vật lý: tia phóng xạ, tia tử ngoại, sốc nhiệt.
- Tác nhân hoá học 5-BU, EMS ( Ethyl methane sulfonat), NMU(Nitrôzômeylurê), cônxisin..
Câu 2: trình bày quy trình tạo giống mới bằng phương pháp gây đột biến, nêu một số thành tựu tạo giống mới bằng phương pháp gây đột biến.
Quy trình( 3 bước)
Xử lí mẫu vật bằng tác nhân gây đột biến
Chọn lọc cá thể có kiểu hình mong muốn
Tạo dòng thuần chủng

TRƯỜNG THPT ÐẠI AN
GV th?c hi?n: D?NG H?NG C�C
L?P : 12A - NAM H?C 2009- 2010
BÀI 24
TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
TỔ HÓA SINH
MỤC TIÊU BÀI HỌC
- Nêu được các ứng dụng của công nghệ tế bào trong chọn giống cây trồng , vật nuôi.
- Từ những thành tựu của công nghệ tế bào trong chọn tạo giống mới ở vật nuôi và cây trồng xây dựng cho học sinh niềm tin vào khoa học về công tác tạo giống mới.
Công nghệ tế bào là ngành kỹ thuật về quy trình ứng dụng phương pháp nuôi cấy mô, tế bào để tạo ra cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh với đầy đủ các tính trạng của cơ thể gốc. (nhân giống vô tính)
Công nghệ tế bào là gì? Hãy kể một vài thành tựu giống mới tạo từ công nghệ tế bào mà em biết.
Một số thành tựu đã học :
+ Nuôi cấy mô hoa phong lan, cây dứa, một số cây rừng( bạch đàn, sến)
+ nhân bản vô tính cừu Dolly(1997), bò(2001), cá trạch…..
TẠO GIỒNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
1. NUÔI CẤY HẠT PHẤN HOẶC NOÃN
- Năm 1964, hai nhà khoa học Ấn Độ là Guka và
Maheshwari lần đầu tiên nuôi cấy bao phấn cây
Cà độc dược(Datura innoxia) và tạo ra cây đơn bội .
- Tiếp theo sau, có nhiều loài cây đơn bội được tạo ra từ :
+Nuôi cấy bao phấn cây thuốc lá, lúa mạch đen, khoai tây,
lúa nước, lúa mì…..
+Nuôi cấy noãn chưa thụ tinh cây Ginkgo biola, hành, tỏi,
củ cải đường…
Hiện nay có trên 200 loại cây được tạo ta từ con đường này.
MỤC ĐÍCH
SỬ DỤNG
CÂY ĐƠN BỘI
Nghiên cứu sự di truyền cúa các gen
Tạo đột biến ở mức đơn bội
Tạo cây đồng hợp tử tuyệt đối
M?i giao t? mang tổ hợp gen của bố mẹ rất khác nhau do Bi?n d? t? h?p. Vì thế, khi nuôi trên môi trường nhân tạo, chúng sẽ mọc thành các dòng đơn bội có kiểu hình rất khác nhau.
Mỗi giao tử (h?t ph?n) đều có số lượng NST là n nhưng lại không giống nhau về kiểu gen Ví d? : KG AaBb cho 4 lo?i giao t? AB, AB, aB, ab.
VÌ SAO?
Cơ sở nào các nhà khoa học nuôi cấy hạt phấn tạo cây đơn bội?
Thể đơn bội của cây phản ánh đầy đủ các gen của cây.
Tất cả các gen lặn, trong đó các gen lặn quý cũng được biểu hiện ra KH.
Cơ sở khoa học nuôi cấy hạt phấn tạo cây đơn bội
Nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn (n) trong môi trường đặc biệt để phát triển thành các dòng đơn bội (n)
Chọn lọc và lưỡng bội hóa các dòng đơn bội để tạo cây lưỡng bội (2n)
lưỡng bội hóa tế bào (n) thành (2n)
--> cho mọc thành cây 2n
cho mọc thành cây (n) --> gây ĐB lưỡng bội tạo cây 2n
2 phương pháp lưỡng bội hóa
1. NUÔI CẤY HẠT PHẤN HOẶC NOÃN
a.Cách tiến hành
NUÔI CẤY HẠT PHẤN ĐƯỢC TIẾN HÀNH NHƯ THẾ NÀO?
Có mấy cách để tạo cây lưỡng bội từ cây n?
c.THÀNH TỰU CỦA PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY HẠT PHẤN
Có hiệu quả cao chọn các cây có các đặc tính như kháng thuốc diệt cỏ, chịu lạnh, chịu hạn, chịu phèn, chịu mặn, kháng bệnh, sạch không nhiễm virút gây bệnh.
b.MỤC ĐÍCH -Taïo ra caùc doøng thuaàn chuûng
-Tính traïng choïn loïc ñöôïc seõ raát oån ñònh.
ví dụ
2. NUÔI CẤY TẾ BÀO THỰC VẬT IN VITRO
TẠO MÔ SẸO
NUÔI CẤY TẾ BÀO THỰC VẬT IN VITRO ĐƯỢC PHÁT TRIỂN NHỜ tìm ra môi trường nuôi cấy chuẩn kết hợp với việc sử dụng các hoocmôn sinh trưởng Auxin, Giberelin, cytokynin…

NUÔI CẤY TẾ BÀO THỰC VẬT IN VITRO TẠO MÔ SẸO DỰA TRÊN tế bào thực vật có tính toàn năng có nghĩa là bất kì tế nào của thực vật đều chứa bộ gen qui định kiểu gen của loài đó và chúng đều có khả năng sinh sản vô tính để tạo thành cây trưởng thành.

TẾ BÀO CỦA THỰC VẬT CÓ THỂ NUÔI CẤY ĐƯỢC: chồi, lá thân, rễ, hoa, bao phấn, noãn chưa thụ tinh……
2a.CÁCH TIẾN HÀNH
2. NUÔI CẤY TẾ BÀO THỰC VẬT IN VITRO TẠO MÔ SẸO
CHỌN VẬT LIỆU NUÔI CẤY
KHỬ TRÙNG
TẠO MÔ SẸO
TẠO CHỒI
TẠO RỄ
CẤY CÂY VÀO MÔI TRƯỜNG THÍCH ỨNG
TRỒNG CÂY TRONG VƯỜN ƯƠM
MT MS(Murashige và Skoog)
NUÔI CÂY
MS+ CYTOKININ cao
MS+ AUXIN cao
Đạt chiều cao, số lá, bộ rễ thích hợp
QUY TRÌNH NHÂN GIỐNG CÂY BẠCH ĐÀN
(E. UROPHYLLA) BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ
NHÂN NHANH CÁC GiỐNG CÂY TRỒNG CÓ NĂNG SUẤT CAO, CHẤT LƯỢNG TỐT, THÍCH NGHI VỚI ĐIỀU KIỆN SINH THÁI NHẤT ĐỊNH, CHỐNG CHỊU TỐT VỚI NHIỀU LOẠI SÂU BỆNH….
Ví dụ : 1 củ khoai tây, sau 6 tháng nuôi cấy tạo được 2000 triệu tế bào mầm, mỗi tế bào sẽ phát triển thành một cây mới, cung cấp giống cho 40 hecta đất.
CÁC CÁ THỂ ĐỒNG NHẤT VỀ MẶT DI TRUYỀN.
KHÔNG TỐN DIỆN TÍCH (1 cm3 môi trường chứa 1 triệu mầm tế bào khoai tây, mỗi tế bào khoai tây sẽ phát triển thành một cây mới.)
phương pháp nuôi cấy tế bàonày có lợi ích gì?
2b.LỢI ÍCH CỦA NUÔI CẤY TẾ BÀO
2c.THÀNH TỰU CỦA NUÔI CẤY TẾ BÀO
HOA: hoa lan, cẩm chướng, đồng tiền, lili, hoa cúc…
Cây lương thực thực phẩm: khoai tây, mía, cà phê, măng tây, củ cải, cà chua…
Cây ăn quả: cam chanh, chuối, dứa
Cây lâm nghiệp: bạch đàn, sến, keo tai tượng…
Cây cảnh: sung, si, đa, …
NHÂN
NHANH
NHIỀU
GIỐNG
GiỮ
NGUYÊN
ĐẶC
TÍNH
CƠ
THỂ
GỐC
NHÂN GIỐNG VÔ TÍNH CÂY
GỖ NGHIẾN BẰNG NUÔI CẤY MÔ
3. CHỌN DÒNG TẾ BÀO XÔMA CÓ BIẾN DỊ
- Nuôi cấy TB xôma 2n NST trên môi trường nhân tạo .
- Các TB sinh sản thành nhiều dòng biến dị có số lượng NST thay đổi và biểu hiện cao hơn mức bình thường ( biến dị dòng xôma).
- Chọn lọc và phát triển các dòng TB có biến dị theo mong muốn thành cơ thể mới .
khi nuoâi caáy Têế bào xôma :Bieán dò daïng naøo coù theå taïo ra?
(2n – 1; 2n – 2; 2n + 1; …)
ƯU ĐIỂM: -TẠO GIỐNG MỚI NHANH, GIẢM THỜI GIAN CHỌN LỌC, THƯỜNG CÁC GIỐNG CÓ TÍNH CHỐNG CHỊU, TÍNH KHÁNG SÂU, BỆNH.
Ví dụ: Giống lúa CR203 có nhiều gen quý như tính chống chịu rầy nâu Biotip 1 và 2, tính thích ứng rộng, năng suất ổn định và phẩm chất gạo khá..
Từ các dòng tế bào chịu nóng và khô, các tế bào phôi của giống lúa CR203 tạo ra giống lúa mới là DR2 có năng suất và độ thuần chủng cao, chịu nóng và chịu hạn tốt
giống lúa CR203
Tạo được giống cà chua đặc ruột quả to; khoai tây kháng bệnh; giống lúa chịu hạn, chịu nóng....
MÔT SỐ THÀNH TỰU CHỌN DÒNG TẾ BÀO XÔMA CÓ BiẾN DỊ
4.DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN
- Thành tựu đầu tiên, năm 1972 Callson, dung hợp thành công hai tế bào trần của hai loài thuốc lá Nicotianaglauca và Nicotiana langsdoffii
1977, Melcher dung hợp protoblast cà chua (Lycopersicon esculentum) với protoblas khoai tây (Solanum tuberosum) dùng protoblast để lai xa
Nhiều thành tựu lai khác cũng ra đời như: đỗ tương với lúa nước, thuốc lá với đỗ tương…
C�CH TI?N H�NH :
Bước 1:
+ Tách th�nh xenlulơzo tế bào, nuôi các tế bào trần khác loài trong môi trường chọn lọc.
Vì sao phải tách thành xenlulôzơ?
Thành xenlulơzơ là thành cứngđịnh hình cho mô thực vật và bảo vệ khối sinh chất bên trong.
Tách thành xenlulôzơ để hai tế bào trần có thể dung hợp với nhau
Tách bằng cách nào?
Tách thành xenlulôzơ :
Dùng enzim
hoặc vi phẫu
4.DUNG HỢP TẾ BÀO TRẦN
Bước 2:
+ Tăng tỉ lệ kết thành tế bào bằng một số tác nhân như virut xenđê đã giảm hoạt tính, keo pôlyêtilen glycol, xung điện cao áp.
Bước 3: Dùng các môi trường chọn lọc để phân lập những dòng tế bào lai phát triển bình thường .
Bước 4: nuôi trong môi trường nhân tạo có hoocmôn sinh trưởngkích thích tế bào lai phát triển thành cây lai
Ví dụ
tế bào cà chua
tế bào khoai tây
Cây pomato
Cây cà chua có củ
SO SÁNH LAI TẾ BÀO VỚI LAI xa HỮU TÍNH?
Lai tế bào:
Không có quá trình kết hợp giao tử
Bộ NST của cây lai ở dạng song nhị bội không cần đa bội hoá.
Triển vọng có thể lai xa với những nguồn gen khác xa nhau trong hệ thống phân loại, thậm chí có thể lai giữa thực vật và động vật
Vd : Công trình của G.D. Cacpêsenkô : Lai kh�c lồi

P : cải bắp (B) x cải củ (R )
2n = 18 2n = 18
GP : n = 9B n = 9R
F1 : 2n = 18 (gồm 9B + 9R) ? Bất thụ.
? Đột biến đa bội
4n = 36 (18B + 18R) ? Hữu thụ.
II.1A. Cách tiến hành
II. TẠO GIỐNG ĐỘNG VẬT
1.CẤY TRUYỀN PHÔI
* Tách phôi thành nhiều phần, mỗi phần phát triển thành một phôi riêng biệt --> cấy vào cơ thể khác.
* Phối hợp hai hay nhiều phôi tạo thể khảm --> cấy vào cơ thể khác.
* Biến đổi các thành phần trong TB của phôi khi mới phát triển --> cấy vào cơ thể.
* Cấy truyền phôi là một kỹ thuật mà theo đó phôi được thu từ đường sinh dục của một concái (con cho phôi) và được cấy vào đường sinh dục của con cái khác (con nhận phôi) mà ở đó quá trình có chửa được hoàn thành.
Năm 1951, con bê đầu tiên sinh ra đầu tiên từ công nghệ cấy truyền phôi
II. 1B. LỢI ÍCH CỦA PHƯƠNG PHÁP CẤY TRUYỀN PHÔI
Phát triển nhanh số lượng và chất lượng đàn vật nuôi giống, rút ngắn thời gian tuyển chọn giống
II. 1C. MộT Số THÀNH TựU CấY TRUYềN PHÔI
Bê con sinh ra từ cấy truyền phôi
- Áp dụng ở nhiều nước như: Mỹ, Canada, Nhật Bản, Pháp, Newzealand…Trên thế giới đã có 75 - 95% bò đực giống có năng suất sản lượng sữa cao đang sử dụng được tạo ra từ công nghệ cấy truyền phôi.
Ở Việt Nam, năm 1978 tại TTKHTN và Công nghệ Quốc gia đã bắt đầu nghiên cứu công nghệ cấy truyền phôi,
1986 thì con bê đầu tiên ở Việt Nam ra đời. Đến nay, có trên 200 con bê đã được ra đời ở một số tỉnh như Hà Nội, Hà Tây cũ, Thành phố Hồ Chí Minh…
II. TẠO GIỐNG ĐỘNG VẬT
2. Nhân bản vô tính bằng kĩ thuật chuyển nhân
Cừu Dolly (5 tháng 7 năm 1996 - 14 tháng 2 năm 2003) là động vật có vú đầu tiên được nhân bản vô tính trên thế giới . Nó được tạo ra bởi Ian Wilmut, Keith Campbell và các cộng sự tại Viện Roslin ở Edinburgh, Scotland.
Cái tên Dolly bắt nguồn từ việc nó được tạo ra từ tuyến vú của một con cừu cái, do đó nó được đặt theo tên của Dolly Parton, nữ ca sĩ nhạc đồng quê nổi tiếng có bộ ngực đồ sộ
Bạn có một con chó mang kiểu gen quý hiếm, làm thế nào bạn có thể tạo ra nhiều con chó có kiểu gen y hệt như con chó của bạn ?
Cừu Đôly
Mẹ cho noãn (TB trứng)
Nhân từ
TB
tuyến vú
Mẹ cho gen
(TB tuyến vú)
Cừu Đôly
Phôi
sớm
Mẹ mang thai
Hãy cho biết các bước trong quy trình nhân bản vô tính cừu Dolly?
Cừu Đôly
Dolly là 1 con cừu cái được sinh ra b?ng kĩ
thuật nhân từ 1 TB
trưởng thành.
? Nó có 3 bà mẹ:
- Mẹ cho gen: FinnDorsett
- Mẹ mang thai
- Mẹ cho noãn: Blackface
- Cừu sinh ra có kiểu hình giống cừu cho nhân TB
1
2
3
4
5
* Chuyển nhân của TB tuyến vú của cá thể (1) đưa vào TB trứng của cá thể (2) đã lấy mất nhân.
* Nuôi cấy trứng cấy nhân trong ống nghiệm cho phát triển thành phôi
* Cấy phôi vào tử cung của cá thể (3) để phôi phát triển bình thường.
II. 2A. QUY TRÌNH
II. TẠO GIỐNG ĐỘNG VẬT
2. Nhân bản vô tính bằng kĩ thuật chuyển nhân
II.2B.Ý nghĩa nhân giống vô tính bằng cách chuyển nhân:
-Nhân nhanh giống vật nuôi quý hiếm hoặc tăng năng suất trong chăn nuôi.
-Bảo tồn đa dạng sinh học nhằm bảo vệ kịp thời các loài động vật đang có nguy cơ tuyệt chủng cao
-Sản xuất tế bào gốc phục vụ điều trị một số loại bệnh, đặc biệt là các bệnh hiểm nghèo bằng kỹ thuật thay thế tế bào
Mang lại những hi vọng trong điều trị các bệnh đang có rất đông người mắc phải như tiểu đường, parkinson, khiếm khuyết chức năng miễn dịch di truyền, ung thư máu, bạch cầu, tổn thương hệ thần kinh, tổn thương tủy sống...
Các nhà khoa học tại Dubai (UAE) nhân bản vô tính một con lạc đà cái và đặt tên cho nó là  Injaz.
Nghiên cứu nhân bản vô tính tại Việt Nam đã được thực hiện trên các loài chuột, trâu, bò nhà, bò tót, gấu, lợn, khỉ và sao la.
II. 2C. Một số thành tựu nhân giống vô tính
Sau Dolly, Chó ( 2/1998 tại Nhật Bản, 12/1999 tại Hàn Quốc, 3/2000 tại Thái Lan), chuột, bò, lợn.
Heo nhân bản thế hệ thứ tư
Vào tháng 8-2004 tại Ý Con ngựa nhân bản đầu tiên bản sao của một con ngựa cái giống Haflinger (trái) đang dạo chơi trên bãi cỏ.
TẠO GIỒNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
CỦNG CỐ BÀI
1.Nhân nhanh các giống cây quý hiếm từ một cây có kiểu gen quý -> quần thể cây trồng đồng nhất về kiểu gen
2.Tạo cây lai khác loài (mang bộ NST của 2 loài khác nhau)
3. Tạo cây lưỡng bội có kiểu gen đồng nhất về tất cả các gen
Phát triển nhanh số lượng và chất lượng đàn vật nuôi giống, rút ngắn thời gian tuyển chọn giống
-Nhân nhanh giống vật nuôi quý hiếm
-Bảo tồn đa dạng sinh học
-Sản xuất tế bào gốc phục vụ điều trị một số loại bệnh,
4.Tạo giống mới nhanh, nhất là giống có tính chống chịu, tính kháng bệnh
Nuôi cấy hạt phấn
Nuôi cấy tế bào tạo mô sẹo
Dung hợp tế bào trần
Cấy truyền phôi
Cấy chuyển nhân
Chọn dòng BD xôma
Tạo giống TV
Tạo giống ĐV
DẶN DÒ
HỌC BÀI THEO 5 CÂU HỎI SGK
XEM LẠI BÀI SINH HỌC 9 (Ứng dụng công nghệ gen)
CHUẩN Bị PHIếU HọC TậP CHO BÀI 25( theo mẫu)
Bài học đến đây kết thúc!
Chúc các em học tập tốt!
Kính chúc các thầy, cô
ra về vui, khỏe!