Bài giảng Điều tra rừng - Chương VII: Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào

Chương VII. Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào Chương VII. Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào 1. Khái niệm. Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào thực vật là phương pháp sản xuất hàng loạt cây con từ các bộ phận của cây mẹ bằng cách nuôi cấy chúng trong ống nghiệm ở điều kiện vô trùng, có môi trường thích hợp và được kiểm soát. - Bộ phận nuôi cấy có thể là cơ quan, mô hay tế bào. Song nói chung chúng có kích thước rất nhỏ, hơn nữa lại được nuôi cấy trong không gian cũng rất nhỏ (ống nghiệm, bình thí nghiệm) nên phương pháp nhân giống này còn được gọi là vi nhân giống - Phương pháp nhân giống này được thực hiện ở điều kiện vô trùng, với môi trường sống nhân tạo và được kiểm soát nên còn được gọi là nhân giống in vitro (nhân tạo). Chương VII. Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào 2. Cơ sở sinh học của phương pháp nuôi cấy mô - tế bào. Chương VII. Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào + Tính toàn năng: theo sơ đồ trên thì bất cứ một tế bào nào của cơ thể (ở mô phân sinh hay mô phân hoá) đều có nhân giống hệt nhân tế bào hợp tử ban đầu, tức là đều mạng bộ gen giống hệt bộ gen của hợp tử ban đầu (bộ gen chứa trong bộ NST). Bởi vậy khi được tách ra khỏi cơ thể và gặp điều kiện sống thích hợp thì bất cứ tế bào nào đều có thể phát triển thành một cơ thể hoàn chỉnh. + Hiện tượng phản phân hoá và tái phân hoá: Theo sơ đồ trên, mỗi tế bào ở giai đoạn ≤ 8 tế bào (tb phôi sinh) khi được tách rời ra thì đều có thể phát triển thành 1 cơ thể hoàn chỉnh gần đầy đủ các cơ quan. Vì bất cứ tế bào nào cũng đều có nhân và tế bào chất như hợp tử (hay còn gọi là TB trắng/TB chưa phân hoá). Thế còn khi tách tế bào ra khỏi mô chuyên hoá để nuôi cấy thì từ TB này sẽ hình thành nên các tế bào mới (qua phân hoá) vẫn theo hướng đã được phân hoá. Tức là trong trường hợp này chỉ có hiện tượng sinh trưởng (tăng sinh khôi của cơ quan cũ) chứ không có hiện tượng phát triển (hình thành cơ quan mới) => từ tế bào nuôi cấy sẽ không hình thành 1 cơ thể hoàn chỉnh. Chương VII. Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào 3. ý nghĩa của nuôi cây mô - tế bào. - Là phương pháp nhân giống sinh dưỡng nên nó mang đầy đủ các ưu điểm của nhân giống sinh dưỡng. - Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô - tế bào có hệ số nhân cao. - Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô - tế bào được tiến hành một cách chủ động trong mọi điều kiện thời tiết và mọi thời điểm trong năm. - Ngoài ra khác với nhân giống bằng hom thì cây trồng được tạo ra bằng phương pháp này có độ trẻ cao hơn rất nhiều (gần bằng cây hạt), có bộ rễ tốt hơn nhiều so với cây hom - Cây trồng được tạo ra từ phương pháp nuôi cấy mô - tế bào có hình thể giống cây hạt => khắc phục được hiện tượng "bảo lưu cục bộ " thường bắt gặp ở cây trồng được tạo ra bằng giâm hom. Chương VII. Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào 4. Các hình thức nhân giống in vitro. 4.1. Nuôi cấy mô phân sinh: - Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng: + Nuôi cấy đỉnh thân, đỉnh cành: thường là cho cây là kim. + Nuôi cấy chồi nách: thường dùng cho những cây lá rộng (vd: Keo, Bạch đàn rất phổ biến). + Nuôi cấychồi bất định: Chồi bất định là chồi được hình thành từ bất cứ bộ phận nào của cây khi được kích thích (cơ giới hay hoá học). - Từ mô phân sinh phát triển trực tiếp thành cây. Chương VII. Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào 4.2. Nuôi cấy mô chuyên hoá: nuôi cấy bất cứ bộ phận nào của cây (mảnh thân, lá, rễ, đoạn cành, cánh hoa,...). Chương VII. Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào 5. qui trình nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô - tế bào. Chương VII. Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào 5.1. Giai đoạn chuẩn bị. - Đưa cây tốt (cây ưu việt) về vườn sưu tập, vườn giống + Để giảm bớt nguồn cạnh (lai tạp xung quanh) + Để có điều kiện chăm sóc cho cây sinh trưởng và phát triển tốt + Để chủ động lấy mẫu nhân giống Việc đưa các cây tốt về vườn sưu tập có thể bằng phương pháp ghép hoặc giâm hom. - Trẻ hoá cây giống gốc: Để tạo mẫu cấy còn non (trẻ hoá: dựa trên quá trình tuổi quyết định của các tế bào) Chương VII. Nhân giống bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào 5.2. Giai đoạn cấy khởi động. (tạo mẫu sạch trong ống nghiệm) - Mục đích: tạo được mẫu cây sống trong ống nghiệm sạch hoá học cũng như sinh học. Tạo được nguồn mẫu sạch (sạch về hoá học và sinh học) sống được trong điều kiện in vitro. + Sạch hoá học: không làm ảnh hưởng đến môi trường hoá học phù hợp với loài cây. + Sạch sinh học: (sạch nấm và vius) vì mẫu cấy chỉ là 1 bộ phận rất nhỏ của cây nên sau khi tách khỏi cây mẹ cấy vào bình thì nó cần một thời gian để hồi phục sau đó mới sinh trưởng và phát triển. Trong khi nấm và vi khuẩn là những sinh vật đơn bào hay đa bào, chúng vào theo mẫu cấy là vào cả cơ thể nên chúng sinh trưởng và phát triển ngay => sử dụng hết môi trường nuôi cấy => khi mẫu cấy hồi phục thì môi trường đã hỏng. - Phương pháp: + Làm sạch hoá học bằng rửa: đầu tiên tiến hành rửa bằng nước máy, tiếp theo là rửa bằng xà phòng và cuối cùng là rửa bằng nước cất. + Làm sạch sinh học bằng khử trùng: khử trùng bằng dung dịch canxi hypoclorit 1% hoặc bằng HgCl2 0,1% trong 5 phút, tuỳ mẫu già hay non. + Sau khi rửa và khử trùng thì tiến hành cấy mẫu sạch vào bình chứa trong môi trường hoá học cũng đã được khử trùng (bằng nồi hấp). Việc cấy mẫu được tiến hành trong tủ cấy mô trùng.