Câu hỏi:Ưu điểm của nhân giống cây trồng bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào?
Trả lời:
Ưu điểm của nhân giống cây trồng bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào là:
- Hệ số nhân giống cao, nhân giống nhanh
- Cây được tạo ra sạch bệnh
- Duy trì được tính tốt của cây bố mẹ
Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết hơn về phương pháp nuôi cấy mô tế bào nhé!
KHÁI NIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO
- Nuôi cấy mô tế bàolà phương pháp tách rời tế bào, mô nuôi cấy trong môi trường thích hợp và vô trùng để chúng tiếp tục phân bào, biệt hóa thành mô, cơ quan để phát triển thành cây mới.
- Môi trường dinh dưỡng:
+ Nguyên tố đa lượng: N, S, Ca, K, P
+ Nguyên tố vi lượng: Fe, B, Mo, I, Cu
+ Đường: Glucozơ, Saccarozơ
+ Chất điều hòa sinh trưởng: Auxin, Cytokinin
CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO
Tính toàn năng của tế bào
- Tế bào chứa hệ gen qui định loài đó, mang toàn bộ lượng thông tin của loài
- Tế bào có thể sinh sản vô tính khi nuôi cấy trong môi trường thích hợp để tạo thành cây hoàn chỉnh
Khả năng phân hóa và phản phân hóa
- Phân hóa tế bào:là quá trình từ tế bào phôi sinh biến đổi thành tế bào chuyên hóa đảm bảo các chức năng khác nhau
- Phản phân hóa tế bào:Là quá trình chuyển tế bào chuyên hóa về tế bàophôi sinh trong điều kiện thích hợp và tiếp tục phân chia mạnh mẽ
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NHÂN GIỐNG BẰNG NUÔI CÂY MÔ TẾ BÀO
Bước 1: Chọn vật liệu nuôi cấy
+ Chọn mẫu tốt, không bị nhiễm bệnh
Cách làm:
+ Chọn cây mẹ khỏe, sạch bệnh
+ Chọn mô phân sinh đỉnh chồi, đỉnh rễ, bộ phận non
- Bước 2: Khử trùng
+ Mẫu và dụng cụ được tẩy rửa, khử trùng
+ Cắt đỉnh sinh trưởng thành phần tử nhỏ, tẩy rửa, khử trùng ở buồng vô trùng.
+ Để khử trùng mô thực vật, người ta thường dùng một số chất hoá học như: HgCl, HO … Và tuỳ thuộc vào từng loại mô thực vật mà lựa chọn loại hoá chất,nồng độ và thời gian xử lý hoá chất thích hợp.
- Bước 3: Tạo chồi
Đưa vào môi trường dinh dưỡng nhân tạo các chất điều hoàsinh trưởng (Auxin, Xytokinin, Gibberellin…), các chất bổ sung như nước dừa, nước chiết nấm men, dịch thuỷ phân Casein. kết hợp với các yếu tố nhiệt độ, ánh sáng thích hợp. Tuỳ thuộc vào từng đối lượng nuôi cấy, người ta có thể nhân nhanh các cụm chồi hay kích thích sự phát triển của các chồi nách (vi giâm cành) hoặc thông qua việc lạo cây từ phôi vô tính.
Môi trường dinh dưỡng:
+ Nguyên tố đa lượng: N, S, Ca, K, P
+ Nguyên tố vi lượng: Fe, B, Mo, I, Cu
+ Đường: Glucozơ, Saccarozơ
+ Chất điều hòa sinh trưởng: Auxin, Cytokinin
Để phát triển thân cành cho chồi trong môi trường dinh dưỡng có bổ sung Cytokinin hoạt hóa tạo chồi
- Bước 4: Tạo rễ
Khi chồi đạt tiêu chuẩn về chiều cao, số lá thì chuyển sang môi trường tạo rễ, bổ sung chất kích thích auxin, IBA…
- Bước 5: Cấy cây vào môi trường thích ứng
Chuyển các chồi, mầm ngủ từ môi trường nhân nhanh chồi sang môi trường ra rễ để tạo ra cây con hoàn chỉnh. Sau 2 – 3 tuần, từ những chồi riêng lẻ này sẽ xuất hiện rễ và trở thành cây hoàn chỉnh. Ở giai đoạn này thường bổ sung vào môi trường nuôi cấy các Auxin là nhóm hormon thực vật quan trọng có chức năng tạo rề phụ từ mô nuôi cấy.
- Bước 6: Trồng cây trong vườn ươm
Khi cây đủ chiều cao, thân lá thì chuyển cây ra vườn ươm
Để có được qui trình nuôi cấy mô hoàn chỉnh (qui trình trong phòng thí nghiệm) cần ít nhất 10 – 12 tháng.Cây con được sản xuất hàng loạt, đồng nhất về mặt di truyền, có sự đồng đều về hình thái.
Trong tương lai, nuôi cấy mô tế bào thực vật sẽ là những đóng góp to lớn để phục tráng, nhân giống cây trồng và chọn giống cây trồng, góp phần vào sự phát triển của ngành nông nghiệp.
Lan hồ điệp được nhân giống bằng nuôi cấy mô.
Nuôi cấy mô, nhân giống vô tính tế bào thực vật là thuật ngữ để nói về việc nuôi cấy tất cả các phần của thực vật (tế bào đơn, mô, cơ quan…) trong điều kiện vô trùng, đây là phương pháp nghiên cứu tất cả các vấn đề liên quan đến thực vật về sinh lý học, sinh hóa học, di truyền học và cấu trúc thực vật. Kỹ thuật nuôi cấy mô, tế bào thực vật gồm các biện pháp, thao tác, qui trình nuôi cấy mô tế bào thực vật để chọn giống, nhân giống, sản xuất các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học và nghiên cứu lý luận di truyền thực vật bậc cao.
Để nhân giống lan bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào, trước hết cần tách các phần của thực vật như đỉnh sinh trưởng, chồi, rễ, đoạn thân,…, đưa vào môi trường nuôi cấy thích hợp để cây có thể sống, nhân chồi, sinh trưởng và phát triển như đang sống trên thân, cơ thể cây mẹ.
Trong môi trường nuôi cấy cần đáp ứng đủ điều kiện vật lý (ánh sáng, nhiệt độ, không khí, áp suất không khí) và điều kiện hóa học (dinh dưỡng đa lượng, vi lượng, vitamin, chất điều hòa sinh trưởng...) để giúp mẫu cấy hình thành ra kiểu gen và kiểu hình của nó tương tự cây mẹ. Tất cả hai bước (tách mẫu và đưa vào môi trường nuôi cấy) đều được tiến hành trong điều kiện vô trùng, tức là trong điều kiện không có mốc, vi khuẩn, nấm và các nguồn lây nhiễm khác vì chúng có thể gây hại cho mẫu cấy hoặc gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của mẫu cấy, có khi gây chết mẫu. Vì vậy, cần ngăn cản các nguồn gây nhiễm bằng cách loại trừ các vi sinh vật, chủ yếu là cách thao tác, bố trí trang thiết bị và phương pháp thực hiện trong phòng nuôi cấy mô.
Qui trình nuôi cấy mô tế bào hoa lan được thực hiện như sau:
Chuẩn bị cây mẹ: Trồng thành vườn gốc giống được chăm sóc và theo dõi các đặc điểm hình thái. Cây sạch bệnh và đang giai đoạn sinh trưởng khỏe mạnh, đây chính là nguồn nguyên liệu quan trọng cho kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào hoa lan.
Chọn mẫu cấy: Phải chuẩn bị môi trường nuôi cấy đã hấp vô trùng để cấy mẫu. Mẫu sau khi được lựa chọn, bảo quản trong bao PE, có ghi chú rõ ràng là môi trường nào để tránh nhầm lẫn. Dụng cụ lấy mẫu được khử trùng kỹ càng, tốt nhất là đem khử trùng trong nồi hấp ở nhiệt độ 121 độ C, trong vòng 40 phút.
Khử trùng mẫu cấy: Mẫu cấy ở ngoài tự nhiên luôn chứa vi khuẩn, nấm… nên cần phải loại bỏ các yếu tố này để đưa vào môi trường nuôi cấy vô trùng. Đây là khâu rất khó trong nuôi cấy mô vì nó quyết định 50% sự thành công trong nuôi cấy mô, nếu không xử lý khử trùng tốt tỷ lệ hư hại sẽ rất cao. Để khử trùng mẫu cấy, cần lựa chọn hóa chất khử trùng thích hợp và thời gian khử trùng thích hợp sao cho làm chết các tác nhân gây nhiễm mẫu (nấm, vi khuẩn), nhưng mẫu cấy vẫn còn có khả năng tái sinh.
Giai đoạn tăng sinh: Mẫu giống hoa lan khi cấy vào môi trường agar tăng sinh có lượng BAP thích hợp trong giai đoạn này để tăng nhanh số lượng cá thể lên hàng trăm, hàng ngàn cá thể (còn được gọi là protocorm). Các chồi tăng trưởng tốt, khỏe mạnh, đạt kích thước và chiều cao sẽ được cấy sang giai đoạn kế tiếp. Môi trường nuôi cấy được bổ sung chất kích thích tạo chồi.
Giai đoạn ra rễ invitro: Mẫu cấy hoàn chỉnh hình thái cây, tiếp tục phát triển chiều cao, kích thước và hình thành rễ mới. Tất nhiên, mỗi giai đoạn tăng trưởng, các môi trường nuôi cấy đều được bổ sung các chất điều hòa sinh trưởng phù hợp cho sự ra rễ.
Giai đoạn huấn luyện: Bình chứa các cây con được chuyển ra nhà huấn luyện (nhà kính), ánh sáng và nhiệt độ đạt 75 – 80 % so với bên ngoài tự nhiên, giúp cây con thích nghi dần với điều kiện bên ngoài. Đây là giai đoạn trung gian để chuyển cây từ phòng thí nghiệm ra ngoài vườn ươm.
Sau các giai đoạn trên, cây con được trồng và chăm sóc ngoài vườn ươm. Chiều cao cây 20 – 25 cm, đường kính cổ rễ 0,5 – 0,7 cm là cây đủ tiêu chuẩn xuất vườn.
Để có được qui trình nuôi cấy mô hoàn chỉnh (qui trình trong phòng thí nghiệm) cần ít nhất 10 – 12 tháng. Chất lượng cây giống được sản xuất bằng phương pháp này có những ưu điểm vượt trội so với phương pháp nuôi cấy khác: Kiểm soát được dịch bệnh cây trồng (bằng phương pháp nuôi cấy mô ta có thể loại bỏ hoàn toàn cá thể mang mầm bệnh); kiểm soát được chất lượng giống thông qua kiểm soát chặt chẽ từ kiểu gen của cây bố mẹ khi được đem vào làm mẫu nuôi cấy; nhân giống lan hồ điệp nuôi cấy mô và các loài lan cấy mô trong phòng thí nghiệm ít phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên bên ngoài; môi trường nuôi cấy sạch tuyệt đối, cây con được sản xuất số lượng lớn, đồng nhất về mặt di truyền, có sự đồng đều về hình thái.
>>Xem thêm: Mua giống lan hồ điệp ở tphcm.
Nhân giống bằng nuôi cấy mô tế bào là phương pháp nhân giống vô tính tiên tiến nhất hiện nay. Bộ phận để nhân giống có thể là ngọn cây, ngọn cành, nhánh một phần của lá, hoa, rễ cây. Nhân giống hoa ở các nước tiên tiến đều sử dụng phương pháp nuôi cấy mô tế bào đối với cây hoa cúc, cẩm chướng, đồng tiền, loa kèn, lay ơn…
- Các bước tiến hành với các bước chính sau
Ưu điểm: cây được sản xuất từ nuôi cấy mô tế bào là sạch bệnh, cây sinh trưởng, phát triển khoẻ, độ đồng đều cao, hệ số nhân giống cao so với các phương pháp nhân giống khác.
Nhược điểm phải đầu tư các phương tiên kỹ thuật, hoá chất. Giá thành cây con giống cao, khó áp dụng.
Các bước tiến hành với các bước chính sau
+ Chọn vật liệu để nuôi cấy (đỉnh sinh trưởng, mầm ngủ, đỉnh sinh trưởng rễ, mô lá) và khử trùng. Để khử trùng mô thực vật, người ta thường dùng một số chất hoá học như: HgCl, HO … Và tuỳ thuộc vào từng loại mô thực vật mà lựa chọn loại hoá chất, nồng độ và thời gian xử lý hoá chất thích hợp.
+ Tái sinh mẫu nuôi cấy: Quá trình này được điều khiển chủ yếu dựa vào tỷ lệ hợp chất Auxin/Xytokinin ngoại sinh được đưa vào môi trường nuôi cấy.
+ Nhân nhanh chồi: Đưa vào môi trường dinh dưỡng nhân tạo các chất điều hoà sinh trưởng (Auxin, Xytokinin, Gibberellin…), các chất bổ sung như nước dừa, nước chiết nấm men, dịch thuỷ phân Casein. kết hợp với các yếu tố nhiệt độ, ánh sáng thích hợp. Tuỳ thuộc vào từng đối lượng nuôi cấy, người ta có thể nhân nhanh các cụm chồi hay kích thích sự phát triển của các chồi nách (vi giâm cành) hoặc thông qua việc lạo cây từ phôi vô tính.
+ Tạo cây hoàn chỉnh: chuyển các chồi, mầm ngủ từ môi trường nhân nhanh chồi sang môi trường ra rễ để tạo ra cây con hoàn chỉnh. Sau 2 – 3 tuần, từ những chồi riêng lẻ này sẽ xuất hiện rễ và trở thành cây hoàn chỉnh. Ở giai đoạn này thường bổ sung vào môi trường nuôi cấy các Auxin là nhóm hormon thực vật quan trọng có chức năng tạo rề phụ từ mô nuôi cấy.Trong nhóm này, các chất IAA, IBA, NAA được sử dụng nhiều nhất để tạo rễ cho chồi invitro.
+ Đưa cây con ra vườn ươm với giá thể phù hợp: Chuyển cây con invitro từ trạng thái sống dị dưỡng sang sống hoàn toàn tự dưỡng, do đó phải bảo đảm các điều kiện ngoại cảnh (nhiệt độ, ánh sáng. ẩm độ, giá thể…) phù hợp để cây con đạt tỷ lệ sống cao trong vườn ươm.
+ Đưa cây con ra vườn sản xuất. Hiện nay nhân giống bằng nuôi cấy mô tế bào đã được áp dụng ở một số loài hoa: đồng tiền, cẩm chướng… và đã đem lại hiệu quả kinh tế cao cho người sản xuất. Cây hoa được nhân giống từ nuôi cấy mô tế bào có năng suất rất cao (gấp 3-4 lần so với các cách nhân giống khác), chất lượng giống hoa tốt. Vùng hoa Mê Linh (Vĩnh Phúc), Tây Tựu (Hà Nội) hiện nay hầu hết các giống hoa đồng tiền mới đều được trồng bằng cây nhân giống từ phương pháp nuôi cấy mô tế bào.