Tạo giống bằng công nghệ gen và tế bào

II – TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ GEN
NỘI DUNG BÀI HỌC
I – TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
I – TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
Khái niêm về công nghệ tế bào:
Công nghệ tế bào là ngành kỹ thuật về quy trình ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế bào hoặc mô để tạo ra cơ quan hoặc mô hoàn chỉnh.
Công nghệ tế bào gồm 2 giai đoạn:
+ Tách tế bào từ cơ thể rồi nuôi cấy ở môi trường dinh dưỡng để tạo ra mô sẹo.
+ Dùng hoocmôn sinh trưởng kích thích mô sẹo phân hóa thành c.q hoặc cơ thể hoàn chỉnh.
1. Công nghệ tế bào thực vật
Công nghệ này giúp chúng ta nhân nhanh các giống cây quý hiếm từ một cây có kiểu gen quý tạo nên một quần thể cây trồng đồng nhất về kiểu gen.
Lai tế bào sinh dưỡng ( xôma) hay dung hợp tế bào trần cũng là một kỹ thuật hiện đại góp phần tạo nên các giống lai khác loài ở thực vật.
Hình 1
Cho 2 TB thực vật (2n) dung hợp với nhau
Hình 2
Nuôi TB trong môi trường đặt biệt
Hình 3
Sự phát triển của tế bào
Hình 4
Cây có cùng kiểu gen
1. Công nghệ tế bào thực vật
Nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh trong ống nghiệm rồi cho phát triển thành cây đơn bội (n) cũng đem lại nhiều lợi ích trong công tác tạo giống cây trồng.
Nuôi cấy mô trong ống nghiêm
Dùng hóa chất cônsixin gây lưỡng bội hóa
Sự phát triển mô
Cây lưỡng bội có KG đồng hợp tử
2. Công nghệ tế bào
a. Nhân bản vô tính ở động vật
Cừu Đôly ( Dolly )
Nếu 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?
Có 2 cách:
- Nhân bản vô tính
- Cấy truyền phôi
Quy trình nhân bản vô tính cừu Đôly ( Dolly)
Mẹ mang thai
Mẹ cho noãn (TB trứng)
Mẹ cho gen
(TB tuyến vú)
Nhân từ TB
tuyến vú
Phôi sớm
Dolly
b. Cấy truyền phôi
Bằng kỹ thuật cắt phôi động vật thành nhiều phôi rồi cấy các phôi này vào tử cung của các con vật khác nhau, người ta cũng có thể tạo ra được nhiều con vật có kiểu gen giống nhau.
Sơ đồ cấy truyền phôi ở bò
Bò cho phôi
Bò nhận phôi
Con mang bản năng tốt của bò cho phôi
II – TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ GEN
A. CÔNG NGHỆ GEN.
1. Khái niệm công nghệ gen.
- Công nghệ gen là quy trình tạo ra những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến đổi hoặc có thêm gen mới.
- Kĩ thuật chuyển gen đóng vai trò trung tâm của công nghệ gen.
- Kĩ thuật chuyển gen: là kĩ thuật tạo ADN tái tổ hợp để chuyển gen từ tế bào này sang tế bào khác.
VÍ DỤ 1:
Dê có lông cừu.
Chuột mang tai người.
A. CÔNG NGHỆ GEN.
2. Các bước tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen.
ADN tái tổ hợp là 1 phân tử ADN nhỏ được lắp ráp từ các đoạn ADN của các tế bào khác nhau. ( thể truyền + gen cần chuyển )
- Thể truyền: là một phân tử ADN nhỏ có khả năng tự nhân đôi độc lập với hệ gen của tế bào cũng như có thể gắn vào hệ của tế bào.
VD: plasmit, virut...
a. Một số khái niệm:
Plasmid
Plasmit được cấu tạo như thế nào?
+ Plasmis l� ph�n t? ADN nh?, d?ng vịng na`m trong t�? ba`o ch�?t cu?a nhi�`u loa`i vi khu�?n.
+ Plasmit cĩ kh? nang nh�n dơi d?c l?p v?i h? gen c?a t? b�o.
Cấu tạo thể thực khuẩn
K? THU?T C?Y GEN DU`NG PLASMIT LA`M TH�? TRUY�`N
b. Các bước tiến hành:
Quan sát sơ đồ:
ADN của tế
bào nhận
ADN Plasmit
tái tổ hợp
dạng vòng
ADN tái tổ hợp
Sơ đồ kỹ thuật chuyển gen
ADN plasmit
Gồm 3 bước thực hiện:
a. Tạo ADN tái tổ hợp.
Tách chiết được thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bào.
Dùng enzim cắt Restrictaza để cắt ADN tạo ra một loại đầu đính.
Dùng enzim nối Ligaza để gắn chúng lại thành ADN tái tổ hợp.
b. Đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào nhận.
Để đưa ADN tái tổ hợp vào trong màng tế bào người ta dùng muối CaCl2 hoặc xung điện để làm giản màng sinh chất của tế bào, làm cho phân tử ADN tái tổ hợp dẽ dàng đi qua màng.
c. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
Chọn thể truyền có gen đánh dấu để phân biệt tế bào nào nhận được ADN tái tổ hợp.
Nhờ gen đánh dấu người ta biết được các tế bào có ADN tái tổ hợp.
B. ỨNG DỤNG TRONG TẠO GIỐNG BIẾN ĐỔI GEN
Khái niệm sinh vật biến đổi gen.
- Sinh vật biến đổi gen là sinh vật mà hệ gen của nó đã được con người biến đổi để phù hợp với lợi ích của mình.
- Theo 3 cách:
+ Đưa thêm một gen lạ vào hệ gen.
+ Làm biến đổi một gen đã có sẳn trong hệ gen.
+ Loại bỏ hoặc làm bất hoạt 1 gen nào đó trong hệ gen.
VÍ DỤ 1 :
Sinh vật mang gen phát sáng của sứa
Ví dụ 2:
Cây cà chua chuyển gen có gen làm chín quả bất hoạt
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
a. Tạo động vật chuyển gen.
b. Tạo giống cây trồng biến đổi gen.
c. Tạo dòng vi sinh vật biến đổi gen.
a. Động vật biến đổi gen
Phương pháp tạo động vật biến đổi gen
-Lấy trứng ra khỏi con vật nào đó.
-Cho thụ tinh trong ống nghiệm.
-Tiêm gen cần chuyển vào hợp tử và hợp tử phát triển thành phôi.
-Cấy phôi đã được chuyển gen vào tử cung con vật khác để mang thai và sinh đẻ bình thường. Sinh ra một con vật chuyển gen
b. Giống cây trồng biến đổi gen
Cây ngô chuyển gen
Khỏng b?nh
Khỏng sõu b?nh (Bt)
Khỏng m?t sau thu ho?ch (CMx, serpin)
Chớn s?m
Rỳt ng?n th?i gian tr?ng tr?t.
- Khỏng thu?c di?t c?
Ngô chuyển gen
Giống lúa chuyển gen
Giống lúa được chuyển gen tổng hợp ?-carotene (giống lúa vàng). Sau quá trình tiêu hoá, ?-carotene được chuyển hoá thành vitamin A.
Gạo hạt vàng
Gạo bình thường
Khoảng 120 triệu trẻ em trên thế giới bị các rối loạn do thiếu vitamin A. Giống lúa vàng mang lại niềm hy vọng trong việc bảo vệ khoảng 1 đến 2 triệu bệnh nhân bị các rối loạn do thiếu vitamin A.
Giống lúa chuyển gen
c. Tạo dòng vi sinh vật biến đổi gen
Công nghệ gen có thể được ứng dụng để tạo ra các dòng vi khuẩn mang gen của các loài khác như gen insulin ở người.
Hiện nay, nhiều dòng vi sinh vật biến đổi gen đã đựơc tạo ra nhằm phục vụ các mục đích khác nhau của con người, trong đó có việc làm sạch môi trường như phân hủy rác thải, dầu loang,…
Chuyển gen trừ vi khuẩn vào cây Bông
Cây bông chuyển gen Bt kháng sâu bệnh ( bên phải ) và cây bông không
chuyển gen Bt mẫn cảm với sâu bệnh ( bên trái )
Cây Cam có nhiều đặc điểm quý
Cam lưỡng b?i (trái), tứ bội (phải)
Nho
Nho lưỡng b?i (trái), tứ bội (phải)
Ý tưởng
Ý tưởng
Ý tưởng