Nuôi cấy mô tế bào thực vật (Plant tissue culture) là tổng hợp những kỹ thuật được sử dụng để duy trì và nuôi cấy các tế bào, mô hoặc cơ quan thực vật (rễ, chồi,…) hoặc cơ thể thực vật hoàn chỉnh trong điều kiện vô trùng trên môi trường nuôi cấy giàu dinh dưỡng với những thành phần đã xác định hoặc chưa xác định.
Bạn đang xem: Nuôi cấy mô tế bào thực vật
Nuôi cấy mô tế bào thực vật có rất nhiều ứng dụng khác nhau, trong đó ứng dụng nổi bật nhất và đạt được kết quả thương mại lớn nhất là nhân giống in vitro (hay còn gọi là vi nhân giống – micropropagation).
Quá trình nhân giống cây trồng bằng nuôi cấy mô có thể bằng đầu bằng hầu hết những nguồn mẫu khác nhau: hạt, lá, hoa, quả, củ, rễ, thân, phôi,… thường được chia thành 4 giai đoạn (Hình 1):
Tạo vật liệu khởi đầuTái sinh và nhân nhanh chồi (đôi lúc giai đoạn này được chia nhỏ hơn)Ra rễ tạo cây in vitro hoàn chỉnh
Huấn luyện cây in vitro thích nghi với điều kiện tự nhiên
Hình 1. Quá trình nhân giống cây trồng bằng nuôi cấy mô
Mỗi giai đoạn của nuôi cấy mô đều có những khó khăn, rào cản riêng. Trong đó, giai đoạn tạo vật liệu khởi đầu đóng vai trò then chốt (input của một quá trình), giúp tạo ra nguồn mẫu sạch cho các thí nghiệm tiếp theo.
Thông thường, cây sống ở ngoài điều kiện tự nhiên thường có các yếu tố như virus, vi khuẩn, nấm, tuyến trùng, côn trùng,… sống bám bề mặt hoặc nội sinh trong mô. Với hầu hết các thí nghiệm, các nhà khoa học đã sử dụng chất sát trùng để khử trùng bề mặt mẫu (Surface sterilization of explants). Nếu việc khử trùng bề mặt không hiệu quả, nấm, nấm men và vi khuẩn có thể đi vào mẫu nuôi cấy in vitro.
Nguyên nhân là do một số lượng lớn vi khuẩn và nấm hoại sinh trên mô cấy làm giảm hiệu quả khử trùng ban đầu.
Hiệu quả tạo vật liệu khởi đầu phụ thuộc vào đặc điểm mẫu, tuổi mẫu, vị trí lấy mẫu,… ví dụ như vỏ cây sần sùi thì rất khó để khử trùng bề mặt do nó tồn tại nhiều kẽ để mầm bệnh trú ẩn – nơi mà chất sát trùng không chạm tới. Thông thường, mẫu được lấy từ: (1) Mô thực vật tiếp xúc hoặc gần đất; (2) Cây sinh trưởng vùng nhiệt đới trên những cánh đồng thì thường là khó hoặc có khi không thể khử trùng được.
Hầu hết các phòng thí nghiệm sử dụng natri hypochlorite (Na
OCl) hoặc canxi hypochlorite (Ca(OCl)2) hoặc chất tẩy trắng thương mại để khử trùng bề mặt. Tác động hoá học của chất tẩy trắng trong gia đình là hypochlorous acid (HOCl), chất mà có khả năng oxi hoá rất mạnh. HOCl không phân ly thành các phân tử trái dấu gấp 100 lần hoạt động chấtkháng sinh hơn sự điện ly hypochlorite (OCl+). Hoạt động diệt khuẩn của dung dịch hypochlorite phụ thuộc vào p
H. Nhiều chất hoá học khác như thuốc kháng sinh, Hg
Cl2, thuốc diệt nấm cũng được sử dụng để khử trùng bề mặt mẫu cấy. Nồng độ và thời gian khử trùng các chất này thì khác nhau và phụ thuộc vào loại và kích thước của mẫu, chúng ta có thể tìm thấy trong nhiều tài liệu. Mặc dù, nhiều tác giả gợi ý rằng chỉ các mô thực vật ở bên ngoài tiếp xúc với hoá chất mới được tẩy độc. Điều đó là hiển nhiên, vì thế sự thành công của việc khử trùng chỉ có thể đạt được nếu mô khử trùng cái mà không tiếp xúc với hoá chất không chứa các yếu tố gây nhiễm.
Có thể thấy sự đột ngột xuất hiện các vi khuẩn gây nhiễm phát triển mạnh ở giai đoạn sau trong nuôi cấy in vitro (sau một vài môi trường hay trong khi bén rễ) chúng được quy là yếu tố gây nhiễm được đi theo nguyên liệu thực vật ban đầu. Nếu nuôi cấy không thể loại bỏ yếu tố gây nhiễm (ví dụ không thể làm sạch cây nguyên liệu ban đầu mà chúng có sẵn yếu tố gây nhiễm hoặc sự nhiễm chỉ được phát hiện khi một số lượng lớn cây được sản xuất). Tuy nhiên, có thể loại bỏ các yếu tố gây nhiễm bởi sự kết hợp chất kháng sinh vào trong môi trường nuôi cấy. Nhiều tác giả khác nhau đã mô tả những kháng sinh nhạy cảm với vi khuẩn đã làm chúng bị tiêu diệt từ nuôi cấy mô thực vật hoặc có thể thêm chất kháng sinh vào môi trường nuôi cấy để khống chế và loại bỏ vi khuẩn gây nhiễm.
Hình 2. Rệp sống sót (khoanh tròn đỏ) sau khi khử trùng mẫu đốt thân
Hình 3. Đốt thân cây hoa cúc tái sinh chồi, không nhiễm bệnh sau khi khử trùng bề mặt
Viện Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng trường ĐHSP Hà Nội 2 đã xây dựng quy trình tạo vật liệu khởi đầu cho nuôi cấy mô hiệu quả cao đối nhiều loại cây hoa, cây nông nghiệp, cây dược liệu quan trọng.
Xem thêm: Hộp Đựng Sữa Bột Cho Bé Mẹ Nên Mua, Hộp Đựng Sữa Bột, Hộp Chia Sữa Ac 360G
Cây hoa: 21 giống hoa cúc thương mại (Chrysanthemum) được trồng phổ biến ở Mê Linh-Hà Nội, 8 giống hoa đồng tiền (loại cao, loại lùn) (Gerbera sp.), 6 giống hoa cẩm chướng (Dianthus caryophyllus),…Cây nông nghiệp: cây su su, cây sắnCây dược liệu: cây đinh lăng, cây bìm bịp, cây hoàng tinh hoa đỏ, cây tam thất, sâm Ngọc Linh,…
Để đáp ứng yêu cầu của nền nông nghiệp công nghệ cao trong cuộc cách mạng 4.0 chúng tôi sẵn sàng hợp tác, nhận đặt hàng, chuyển giao với các tổ chức, cá nhân có nhu cầu ứng dụng và phát triển nuôi cấy mô thực vật.
Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật là một trong những công nghệ quan trọng của ngành Công nghệ Sinh học, nền tảng nghiên cứu và áp dụng các công nghệ khác trong lĩnh vực Công nghệ Sinh học thực vật.
Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật hay nuôi cấy mô thực vật đã xuất hiện tại Việt Nam từ 1960. Là một trong những công nghệ quan trọng của ngành Công nghệ Sinh học, nền tảng nghiên cứu và áp dụng các công nghệ khác trong lĩnh vực Công nghệ Sinh học thực vật. Trên môi trường dinh dưỡng thích hợp các tế bào thực vật có thể biệt hóa hình thành mô, cơ quan hay cơ thể hoàn chỉnh.
Công nghệ là “chiếc chìa khóa làm giàu” của các nhà Nông Nghiệp; sản xuất cây giống với số lượng cao, chất lượng đồng đều không phụ thuộc vào các điều kiện ngoại cảnh. Đồng thời, công nghệ còn có khả năng bảo tồn các giống có giá trị không chỉ trong vấn đề lương thực, nông nghiệp đô thị như phong lan, thanh long, ớt, chuối, khoai lang, dâu tây…mà còn trong cả lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, đáp ứng nhu cầu sản xuất nguồn dược liệu có giá trị cao như: sâm, đông trùng hạ thảo, bảy lá một hoa, sáo tam phân, bình vôi, giảo cổ lam…. Các sản phẩm có chứa các chất thứ cấp với hoạt tính ổn định, ít gây phản ứng phụ. Hàm lượng có thể điều khiển cao gấp 2 - 3 lần so với phương pháp truyền thống. Rút ngắn thời gian chăm sóc ngoài tự nhiên là yếu tố thiết yếu trong sản xuất.
Quy trình sản xuất một sản phẩm trong công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật
GIỚI THIỆU MÔN HỌC
Môn học này trang bị những kiến thức về tế bào thực vật, kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật trong ống nghiệm; Sự phát sinh hình thái của tế bào, mô thực vật nuôi cấy trong điều kiện in vitro; Môi trường và điều kiện nuôi cấy mô, tế bào thực vật; Các kỹ thuật chính của công nghệ nuôi cấy mô, tế bào thực vật.
MỤC TIÊU MÔN HỌC
Cung cấp cho sinh viên cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu cơ bản của công nghệ tế bào thực vật là lĩnh vực hiện đang được ứng dụng rộng rãi và mang lại hiệu quả thiết thực cho nông nghiệp.
Giúp sinh viên có được những kỹ năng cần thiết để có thể ứng dụng kỹ thuật tiên tiến của công nghệ sinh học vào công tác bảo tồn và nhân giống cây trồng.
KIẾN THỨC LĨNH HỘI
Cung cấp kiến thức cơ bản về nuôi cấy mô tế bào thực vật, hiểu bản chất và thành phần của các chất điều hòa sinh trưởng trong nuôi cấy mô thực vật
Áp dụng các kỹ thuật nhân giống truyền thống, hiểu rõ các phương pháp nhân giống NCM TBTV
Tuyển chọn và cải tạo các giống cây trồng bằng NCM TBTV
Hiểu kiến thức về công nghệ gen thực vật, bảo tồn nguồn gen in vitro
Giải thích các vấn đề gặp phải trong nuôi cấy và phương pháp xử lý thực tế
Hiểu nguyên tắc cơ bản trong chăm sóc cây trồng ngoàì vườn ươm, phương pháp thuần hóa cây
TRẢI NGHIỆM THỰC TẾ
Phần thực hành: xây dựng kế hoạch thực tập thực tế, các thao tác cơ bản trong NCM TB, nắm vững các thao tác thực hành và biết cách tính toán, dự trù nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất để nhân giống in vitro. Thực hành chăm sóc cây trồng ngoài vườn ươm.
Có cơ hội tiếp cận thu nhận kinh nghiệm thực tế làm việc tại các viện các trung tâm nghiên cứu, các công ty hoạt động trong lĩnh vực NCM như:
Viện sinh học Nông nghiệp trường Nguyễn Tất ThànhTrung tâm atlantis.edu.vn thành phố Hồ Chí Minh
Khu NN CNC Củ Chi
Viện sinh học nhiệt đới
Công ty Rừng Hoa Đà Lạt và rất nhiều doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực nuôi cấy mô thực vật
Tiến Vinh
