Bài 3. Tế bào

công nghệ lai tế bào soma
Lai tế bào soma
1.Khái niệm
Tế bào soma là loại tế bào sinh dưỡng đã biệt hóa cao đảm nhiệm 1 chức năng nhất định của cơ thể
Sự kết hợp của 2 tế bào soma mang những đặc tính của 2 loài lai gọi là lai tế bào soma.
Lai khác loài chi, họ ,bộ,...
Áp dụng đồng thời công nghệ nuôi cấy tế bào và dung hợp tế bào trần.
2.Đặc điểm:
3.So sánh
Lai hữu tính
Thời gian dài, thực hiện lâu
Cùng loài
Năng suất thấp
Đơn giản
Chi phí thấp
Thủ công

Lai tế bào soma
Nhanh, tiết kiệm thời gian
Khác loài
Năng suất cao
Phức tạp
Chi phí cao
Công nghệ hiện đại
Chất lượng cao
Tạo ra được nhiều giống mới
4.Nội dung
Khái quát chung:

- Vì tế bào thực vật có thành tế bào cellulo nên phải tách bỏ thành tế bào để có thể lai tế bào soma(lai tế bào trần) một cách dễ dàng.
- Nhờ công nghệ nuôi cấy tế bào và lai tế bào trần đã cho phép các nhà tạo giống tạo nên những tế bào lai khác loài,chi,họ,bô,....những tế bào lai này được gọi là tế bào soma. Từ tế bào lai tạo này tạo nên mô sẹo và sẽ tái sinh nên cây lai soma mang đặc điểm di truyền của cả bố và mẹ chẳng khác gì lai hữu tính.
Tạo tế bào trần
Quy trình
Dung hợp tế bào trần
Nuôi cấy tế bào trần
Tái sinh cây từ tế bào trần
Quá trình lai soma
Tế bào trần
Tế bào lai
Mô sẹo
Cây trưởng thành
5.Quy trình
5.1) Tạo tế bào trần

a) Phương pháp cơ học
- Cho miếng mô vào dung dịch ưu trương để khối tế bào chất cùng màng sinh chất tách khỏi vỏ cellulose.
- Kim nhọn,dao phẩu tích để cắt các mô cùng lớp vỏ.
Ngâm vào môi trường nuôi cấy pha loãng, tế bào sẽ phồng to và tách khỏi vỏ cellulose ra ngoài tạo thành các protoplast tự do.
Năng suất thấp.
b) Phương pháp sử dụng enzim
Sử dụng enzim để phân hủy lớp vỏ tạo tế bào trần
Hiệu quả cao hơn so với pp cơ học.

5.2) Dung hợp tế bào trần
a) Dung hợp protoplast
- xử lý bằng NaNO3 :
+ Phương pháp này cho hiệu quả thấp vì NaNO3 không thích hợp với tế bào bị không bào hóa mạnh như protoplast từ nhu mô lá.
- xử lý bằng PEG:
Xử lý PEG cùng với pH/Ca2+ có hiệu quả tăng tần số dung hợp và khả năng sống sót của protoplast. PEG có 2 tác dụng:
- cung cấp cầu nối để Ca2+ có thể liên kết các bề mặt màng vơi nhau.
- dẫn đến sự rối loạn diện tích bề mặt màng.
b) Dung hợp bằng điện
+ phương pháp này đơn giản, nhanh, hiệu quả hơn dung hợp bằng hóa chất,không gây độc đối với tế bào hoặc thể dị nhân như được xử lý bằng PEG.
Lá được cắt từ cây
Xử lí enzim để hòa tan màng tế bào
protoplast
Kích thích bằng điện hay hóa chất
Dung hợp tế bào
Dung hợp nhân
Dung hợp tế bào
5.3) Nuôi cấy tế bào trần(protoplast)
a) môi trường nuôi cấy
Thành phần dinh dưỡng: B5,MS,Ca, sucrose(3-5%).....
Áp lực thẩm thấu của môi trường
Mật độ dàn trải protoplast: tối ưu là 1.104 – 1.105/mL.
5.4) Tái sinh cây từ tế bào trần(protoplast)
a) Tạo vách tế bào
Quá trình hình thành vách tế bào có thể hoàn chỉnh trong vòng 2- vài ngày mặc dù các protoplast trong nuôi cấy thường bắt đầu tái sinh vách tế bào sau khi phân lập một vài giờ. Các protoplast phát triển vách kém thường phân chia tế bào cũng rất kém.

b) Phát triển cây hoàn chỉnh (callus)

- Sau khi tạo vách tế bào chung quanh, các tế bào được tái cấu trúc đã tăng kích thước và sau 1 tuần xuất hiện sự phân chia đầu tiên
- Sau 2 – 3 tuần , các khuẩn lạc tế bào có kích thước lớn được tạo thành và có thể cấy chuyển chúng lên môi trường không có sự điều chỉnh áp lực thẩm thấu để phát triển thành cây hoàn chỉnh, các cây hoàn chỉnh này được cảm ứng để phân hóa cơ quan, hoặc tái sinh thành cây hoàn chỉnh.
6) Chọn lọc các tế bào lai
a) Chọn lọc các thể lai soma
Phương pháp mẫn với dược phẩm
Các đột biến khuyết dưỡng
Chọn lọc bổ sung di truyền
Sử dụng các đột biến bạch tạng có các gene không allele cho chọn lọc bộc bổ sung di truyền
b) Chọn lọc tế bào lai
c) Con lai do sự dung hợp nhân
d) Con lai do sự dung hợp tế bào chất
Sản phẩm của quá trình dung hợp
Tái sinh cây từ tế bào trần(protoplast)
Cây hoàn chỉnh
Quá trình lai tế bào soma
7) Một số thành tựu của kỹ thuật này trên thế giới và ở Việt Nam

- Từ những năm 70 của thế kỷ XX, người ta đã tạo ra được tế bào lai soma từ 2 loài thuốc lá và tái sinh được cây thuốc lá lai toàn vẹn.
- sau đây là một số thành tựu:

a)Dùng kỹ thuật lai soma để lai tế bào khoai tây với tế bào cà chua, đã tạo nên cây lai, mang đặc tính của khoai tây và cà chua, có tính kháng bệnh cao.
+
b) Ở chi cải Brassica, nhờ dung hợp protoplast, đã tổng hợp được loài Brassica napus từ hai loài B. oleracea và loài B. Campestris.
loài B. oleracea
loài B. Campestris
+
loài Brassica napus
c) Ở thuốc lá, loài Nicotiana tabacum dễ lây nhiễm vi khuẩn gây bệnh đốm lửa,nấm đen.
- Trong khi đó, loài N. Rustica chống được các bệnh trên. Con lai hữu tính giữa hai loài này bất thụ, nhưng con lai soma giữa chúng lại hữu thụ và có khẳ năng kháng lại những bệnh trên.
loài Nicotiana tabacum
loài N. Rustica
+
d) Cây họ đậu, bằng kỹ thuật dung hợp protoplast, người ta đã tạo ra được con lai soma giữa cỏ ba lá với cây Medi, và sử dụng chúng trong việc sản xuất chất tanin từ lá.
+
Cỏ ba lá
Cây medi
e ) cây lúa, trong chương trình hợp tác giữa IRIR với trướng đại học Nottingham, nhờ sử dụng kỹ thuật protoplast, người ta đã tạo ra một số giống lúa có tính bất dục tế bào chất nhưng có khả năng chống chịu sâu bệnh và nhiệt độ thấp.
thank you very much