Hãy tìm hiểu và trình bày về quy trình nhân giống hoặc tạo giống một loài thực vật bằng công nghệ tế bào đã được tiến hành thành công. Đánh giá vai trò thực tiễn của việc nhân giống hoặc tạo giống loài thực vật đó.
- Đối tượng: Loài thực vật được nhân giống hoặc tạo giống (cây lương thực, cây dược liệu,...).
- Vai trò của loài thực vật đó đối với con người (cho biết tại sao phải nhân giống hoặc tạo giống loài thực vật).
- Quy trình nhân giống hoặc tạo giống, sản phẩm tạo thành có đặc điểm gì.
- Đánh giá vai trò thực tiễn của việc nhân giống hoặc tạo giống loài thực vật đó (hiệu quả mang lại, chi phí sản xuất,...).
Quy trình nhân giống hoa lan Hồ điệp bằng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào
1.Vào mẫu tạo nguyên liệu khởi đầu
- Vào mẫu từ ngồng hoa: Ngồng hoa còn non (chưa nở hoa) có chứa mắt ngủ được lấy để vào mẫu. Rửa sạch mẫu dưới vòi nước chảy, dùng dao sắc cắt mẫu thành từng đoạn, mỗi đoạn chứa 1 mắt ngủ. Tráng lại bằng nước cất rồi đưa vào khử trùng ở Box cấy vô trùng.
- Tiến hành khử trùng mẫu lần 1 bằng dung dịch HgCl2 0,1% trong thời gian 5 phút, tráng lại 4-5 lần bằng nước cất vô trùng, bóc bỏ phần lá bao bên ngoài để lộ ra mắt ngủ rồi khử trùng tiếp lần 2 cũng bằng dung dịch HgCl2 0,1% trong thời gian 1 phút.
- Rửa sạch mẫu, cắt bỏ phần mẫu bị tổn thương do hoá chất khử trùng gây rồi dùng panh cấy các mẫu vào môi trường đã chuẩn bị sẵn, mỗi mẫu 1 bình.
Môi trường vào mẫu: VW+ 100 ml ND + 10g Đường + 2mg/lBA +0,3 mg/lKi
2. Nhân nhanh và tạo cây hoàn chỉnh
- Nhân nhanh sau 5-7 ngày bắt đầu nảy mầm, sau 20 ngày bắt đầu hình thành thể tiền chồi (PLBs: Protocorm Like Bodies). Sau 1,5 tháng được cấy chuyển sang môi trường nhân nhanh:
Định kỳ 2 tháng cấy chuyển một lần. Sau 4-5 vòng cấy chuyển trên môi trường nhân nhanh sẽ tạo thành cây hoàn chỉnh với 4-5 lá, trọng lượng cây ≥3 gram đủ tiêu chuẩn ra ngôi trồng ngoài vườn ươm.
3. Ra ngôi chăm sóc cây ngoài vườn ươm
- Tiêu chuẩn cây ra ngôi: Cây có đủ thân lá, rễ, không bị nấm bệnh, trọng lượng tươi ≥ 3 g/cây.
- Huấn luyện cây trước khi ra ngôi bằng cách mở nút bình từ 90-120 phút vào buổi sáng trong điều kiện môi trường vườn ươm là tốt nhất.
- Cây con lấy ra khỏi bình được rửa sạch, xử lý thuốc trừ nấm Ridomil (nồng độ 3 g/lít) trong khoảng 3 phút
- Giá thể là rêu khô (dớn) được xử lý bằng chế phẩm EM, nồng độ 1ml/lít nước ngâm 30 phút, sau đó vắt sạch.
- Trồng cây vào giá thể trong bầu có đường kính 5 cm lưu ý quấn giá thể quanh gốc cây đảm bảo chặt và sau đó đưa cây vào bầu.
- Đặt cây trên khay, loại khay có 4 rãnh, chiều ngang rãnh 5 cm
- Che lưới đen cho cây đảm bảo cường độ ánh sáng 3000 - 4000lux
- Nhiệt độ: 25 – 31 oC, ẩm độ không khí 65-85%
- Tưới nước và dinh dưỡng: Trong 15 ngày đầu chỉ tưới nước, phun nhẹ trên lá bằng vòi phun tay, giữ ẩm cho giá thể. Sau 15 ngày, phun cho cây bằng chế phẩm Vitamin B1, nồng độ 50ml/100 lít, định kỳ phun 7 ngày/lần. Sau khi cây được 1 tháng, tưới cho cây bằng phân NPK với tỷ lệ 30:20:10 với nồng độ 40g/100 lít nước, định kỳ tưới 7 ngày/lần.
- Những ngày không phun, tưới dinh dưỡng phải chú ý giữ ẩm cho cây, thông thường 2-3 ngày tưới 1 lần bằng vòi phun tay.
- Sau 6 tháng thì có thể sang bầu 8,3 cm.
Ý nghĩa: Việc nhân giống nhanh Lan hồ điệp giúp người nông dân tiết kiệm thời gian, kinh phí sản xuất, có thể cung cấp số lượng giống ra thị trường, đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Các bài tập cùng chuyên đề
Thế nào là tính toàn năng của tế bào? Ở thực vật, tính toàn năng của tế bào được thể hiện thông qua khả năng tái sinh mô, cơ quan và cơ thể như thế nào? Nêu ví dụ minh họa.
Tại sao từ một tế bào (hợp tử) lại có thể phát triển thành một có thể hoàn chỉnh có đầy đủ các cơ quan?
1. Em hãy cho ví dụ để chứng minh công nghệ tế bào đã thay đổi nền nông nghiệp của toàn thế giới.
2. Ngoài nông nghiệp, công nghệ tế bào còn có vai trò trong những lĩnh vực nào khác? Cho ví dụ.
3. Hãy chứng minh mỗi tế bào đã chuyên hóa đều chứa một lượng thông tin di truyền tương đương với lượng thông tin di truyền của một cơ thể trưởng thành.
Hãy tìm một số ví dụ để chứng minh các tế bào khi đi vào các con đường biệt hóa khác nhau sẽ có chức năng khác nhau.
4. Thế nào là quá trình phản biệt hóa của tế bào? Quá trình này có ý nghĩa gì trong công nghệ tế bào thực vật?
5. Tại sao trong công nghệ tế bào thực vật, người ta có thể dùng một loại mô bất kì để tái tạo thành cơ thể hoàn chỉnh?
6. Sự biệt hóa ở tế bào động vật dựa trên những cơ sở nào?
7. Ở giai đoạn phôi gồm hai tế bào này có biểu hiện gene giống nhau không? Giải thích. Nguyên nhân nào dẫn đến hiện tượng trên?
8. Trong sự cảm ứng, bằng cách nào để các tế bào lân cận thay đổi sự biểu hiện gene của chúng?
Điều gì sẽ xảy ra nếu sự truyền tín hiệu diễn ra không chính xác trong quá trình phát triển phôi?
9. Trong tương lai công nghệ tế bào có thể giúp tái sinh những loài vật đã bị tuyệt chủng không? Tại sao?
Nếu trong tương lai em là một nhà khoa học, em sẽ ứng dụng công nghệ tế bào để tạo ra sản phẩm gì nhằm phục vụ cho đời sống con người? Tại sao em lại có lựa chọn đó?
1. Các tiêu chí nào mà sản phẩm tạo thành từ công nghệ tế bào đang hướng đến trong giai đoạn hiện nay?
A. Giá thành rẻ và chất lượng cao.
B. Giá thành rẻ và chất lượng trung bình.
C. Chất lượng cao thân thiện với môi trường.
D. Chất lượng và số lượng đều cao.
3. Trong tương lai, việc ứng dụng công nghệ tế bào sẽ mở ra cơ hội phát triển cho những ngành nghề nào? Giải thích.
Hiện nay nhiều loài cây dược liệu (sâm vũ diệp, sâm đương quy, sâm Việt Nam,...) đang trong tình trạng nguy cấp do bị khai thác quá mức để làm nguyên liệu sản xuất số lượng lớn thuốc chữa bệnh. Đây là một trong những nguyên nhân gây nên sự suy giảm đa dạng sinh học. Bằng phương pháp nào người ta có thể sản xuất số lượng lớn các chế phẩm sinh học hay chất có hoạt tính sinh học để chữa bệnh nhưng vẫn hạn chế được tình trạng khai thác quá mức các loài dược liệu quý hiếm?
1. Quy trình công nghệ tế bào thực vật gồm những giai đoạn nào?
2. Cần lưu ý điều gì khi chuẩn bị thiết bị, dụng cụ nuôi cấy mô tế bào?
3. Trong các kĩ thuật nuôi cấy mô, kĩ thuật nào tạo được giống mới và kĩ thuật nào tạo được các dòng thuần chủng? Giải thích.
4. Có thể thu được những sản phẩm gì khi nuôi cấy mô tế bào? Các sản phẩm đó được dùng để làm gì?
5. Tại sao phương pháp nuôi cấy mô tế bào in vitro lại cho các cây con được sinh ra giống hệt cây mẹ về mặt di truyền?
6. Nuôi cấy mô tế bào thực vật in vitro có những ưu điểm và hạn chế gì?
7. Tại sao cần chọn lọc các dòng tế bào trước khi nuôi cấy?
8. Việc chọn lọc các dòng tế bào đơn bội hay lưỡng bội sẽ có ưu thế hơn? Giải thích.
9. Colchicine gây lưỡng bội hóa bằng cách nào?
10. Các cây non được tạo ra bằng phương pháp nuôi cấy hạt phấn có đặc điểm gì? Đặc điểm này có lợi ích gì trong thực tiễn?
11. Phương pháp nuôi cấy và dung hợp tế bào trần có ưu thế gì hơn so với các phương pháp tạo giống khác?
12. Tại sao cần phải loại bỏ thành cellulose trước khi tiến hành dung hợp tế bào?
13. Tại sao khi nhân của hai tế bào ban đầu không dung hợp thì tế bào lai không thể tiếp tục phát triển?
Tại sao trong quy trình ứng dụng công nghệ tế bào không thể thiếu bước chọn lọc các dòng tế bào?
14. Trong cá thành tựu của công nghệ tế bào thực vật, em đặc biệt quan tâm đến thành tựu nào? Tại sao?
Bằng cách nào chúng ta có thể phân biệt được một số giống cây ăn quả được nhân bản bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào hay được tạo ra bằng phương pháp lai hữu tính thông thường?
Trong công nghệ tế bào thực vật, tại sao người ta thường nuôi cấy hạt phấn mà không nuôi cấy noãn? Việc nuôi cấy hạt phấn có lợi thế gì hơn so với tạo giống thực vật bằng phương pháp lai hữu tính thông thường?
Có ý kiến cho rằng: “Việc ứng dụng công nghệ tế bào thực vật luôn tạo ra được các giống mới nhằm phục vụ cho nhu cầu của con người”. Em có đồng ý không? Giải thích.
Hãy đề xuất một ý tưởng tạo ra một giống cây trồng mới bằng công nghệ tế bào. Nêu khái quát cơ sở khoa học, quy trình và lợi ích mà giống thực vật đó mang lại.
Một bạn học sinh đã đề xuất quy trình chưa hoàn chỉnh trong nuôi cấy rễ cây từ cây ké hoa đào (Urena lobata) để thu nhận hoạt chất có hoạt tính sinh học dùng chữa bệnh tiểu đường type II. Quy trình được mô tả như hình 2.9.
a. Cho biết quy trình trên đã chính xác chưa? Nếu chưa, hãy sửa lại cho chính xác.
b. Hãy tìm hiểu và hoàn thiện quy trình bằng cách bổ sung chú thích hai giai đoạn (1) và (2). Cho biết ý nghĩa của hai giai đoạn này.
c. Có ý kiến cho rằng: “Có thể tạo vết thương và cho vi khuẩn xâm nhiễm ở gốc rễ thay vì ở lá”. Ý kiến này có đúng không? Giải thích.
d. Trong thực tế, người ta có thể thay thế phương pháp ở giai đoạn (2) bằng phương pháp nào?
Các con chó trong hình 3.1 là 3 trong số 49 chú chó con được tạo ra từ một chó mẹ có tên Miracle Mill (thuộc giống Chihuahua). Kỉ lục này được Viện Kỉ lục Thế giới ở Miami (Mỹ) ghi nhận vào ngày 28/6/2018. Tại sao các chú chó nhân bản này lại giống hệt nhau?
Giai đoạn chuẩn bị trong nuôi cấy tế bào động vật có gì khác so với nuôi cấy tế bào thực vật?
