Bài 6: Ứng dụng công nghệ nuôi cấy mô tế bào trong nhân giống cây trồng nông, lâm nghiệp

Công nghệ nuôi cấy mô tế bào (tissue culture) đã được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực nông nghiệp và lâm nghiệp để nhân giống cây trồng và cây lâm nghiệp. Đây là một phương pháp hiện đại giúp sản xuất các cây giống chất lượng cao, khắc phục các vấn đề liên quan đến tác động của dịch bệnh, đột biến, và cung cấp cây trồng cùng đặc tính mong muốn. Dưới đây là một số ứng dụng của công nghệ nuôi cấy mô tế bào trong nhân giống cây trồng nông nghiệp và lâm nghiệp:

1. Nhân giống cây giống mới: Công nghệ nuôi cấy mô tế bào cho phép nhân giống các loại cây giống mới với tính chất đặc biệt như khả năng chống bệnh, tăng năng suất, chất lượng trái, hoặc khả năng chịu hạn.
2. Giảm tác động của dịch bệnh: Cây trồng được nhân giống bằng công nghệ nuôi cấy mô tế bào thường được cách ly khỏi các dịch bệnh có thể gây hại. Điều này giúp đảm bảo rằng cây trồng sẽ không bị nhiễm bệnh trong quá trình sinh trưởng.
3. Tăng năng suất và chất lượng: Các cây trồng được nhân giống bằng công nghệ này thường có khả năng phát triển tốt hơn, tăng năng suất và chất lượng sản phẩm.
4. Tiết kiệm thời gian: Nuôi cấy mô tế bào giúp tạo ra một lượng lớn cây trồng giống trong thời gian ngắn, so với việc trồng từ hạt hoặc cành.
5. Bảo tồn tài nguyên di truyền: Nuôi cấy mô tế bào có thể được sử dụng để bảo tồn và duy trì các giống cây quý hiếm hoặc bị đe dọa.
6. Chống đột biến: Công nghệ này giúp duy trì tính chất genetec của cây trồng mà không phải lo lắng về đột biến do quá trình nhân giống.
7. Sản xuất hàng loạt: Nuôi cấy mô tế bào cho phép sản xuất hàng loạt cây giống với tính đồng nhất, phù hợp cho các nhu cầu trồng trọt và lâm nghiệp lớn.
8. Tạo ra cây trồng chống hạn: Công nghệ này có thể được sử dụng để tạo ra các cây trồng chịu hạn tốt hơn, giúp đối phó với biến đổi khí hậu và tình hình thay đổi trong môi trường.
9. Sản xuất cây trồng không sinh sản: Công nghệ nuôi cấy mô tế bào có thể được sử dụng để sản xuất các cây trồng không sinh sản (cây F1), giúp kiểm soát quá trình nhân giống và tránh tình trạng tự phát sinh cây giống.

Tóm tắt lý thuyết

I – KHÁI NIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO

Nuôi cấy mô tế bào là 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

Hình 1. Minh họa quá trình nuôi cấy mô tế bào

II – CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO

1. 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

Hình 2. Sơ đồ thể hiện tính toàn năng tế bào thực vật

2. Khả năng phân hóa và phản phân hóa

Hình 3. Sơ đồ quá trình phân hóa và phản phân hóa tế bào

• 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 bào phôi sinh trong điều kiện thích hợp và tiếp tục phân chia mạnh mẽ

III – QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NHÂN GIỐNG BẰNG NUÔI CÂY MÔ TẾ BÀO

1. Quy trình

Hình 4. Quy trình công nghệ nhân giống bằng nuôi cấy 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

Bước 3: Tạo chồi

• 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 cây sang môi trường thích ứng gần giống với môi trường tự nhiên về: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng…

Bước 6: Trồng cây trong vườn ươm

• Khi cây đủ chiều cao, thân lá thì chuyển cây ra vườn ươm

2. Ý nghĩa

• Nhân với số lượng lớn, trên quy mô công nghệ
• Sản phẩm sạch bệnh và đồng nhất về di truyền
• Hệ số nhân giống cao

Source: https://dvn.com.vn
Category: Bản Tin DVN