CHƯƠNG 5
CÔNG NGHỆ SINH HỌC TRONG TRỒNG TRỌT
NỘI DUNG
Nuôi cấy mô tế bào thực vật
Các kỹ thuật chuyển gen ở thực vật
1. Nuôi cấy mô, tế bào thực vật
1.1. Khái niệm
Nuôi cấy mô, tế bào thực vật là khái niệm chung cho
tất cả các phương pháp nuôi cấy các nguyên liệu (tế bào,
mô, phôi) trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo trong điều
kiện vô trùng
Nuôi cấy mô, tế bào gồm nuôi cấy cây non, cây
trưởng thành, nuôi cấy các bộ phận cơ quan như rễ, thân,
lá, hoa, bao phấn, noãn chưa thụ tinh,… nuôi cấy phôi, nuôi
cấy mô sẹo, nuôi cấy tế bào đơn bội và nuôi cấy tế bào trần.
1.2. Cơ sở kỹ thuật của nuôi cấy mô tế bào thực vật
1.2.1. Cơ sở khoa học
- Tính toàn năng của tế bào (totipotency cell)
- Sự phân hóa và phản phân hóa của tế bào
1.2.2. Yêu cầu kỹ thuật của nuôi cấy mô, tế bào thực vật
Các thiết bị, hóa chất:
Môi trường nuôi cấy:
Các chất vô cơ đa lượng: N, P, K, S, Ca, Mg
Nguyên tố vi lượng: Fe, Mn, Zn, Br, Cu, Co, Mo
Vitamin:
Nguồn cacbon: sucrose hoặc glucose
Các chất điều hòa sinh trưởng: auxin và cytokinin
Agar
1.2.3. Mẫu dùng cho nuôi cấy mô, tế bào thực vật
Mẫu có thể được thu theo hai cách:
- Từ hạt: Khử trùng bề mặt hạt, gieo hạt trong điều

tế bào sinh dưỡng, gọi là phôi vô tính (somatic embryo)
Phôi vô tính là dạng phôi được hình thành từ tế bào
soma, không qua thụ tinh và có bản chất di truyền hoàn toàn
giống với tế bào soma sinh ra nó
1958, Street và Reinert đã mô tả sự hình thành phôi
vô tính ở cà rốt
Các phôi vô tính có thể tái sinh thành cây hoàn chỉnh

Một số cây trồng được nhân giống qua phôi vô tính
Công nghệ hạt nhân tạo
Hạt nhân tạo (artificial seed hoặc synthetic seed) là
phôi vô tính được bọc trong một lớp vở polyme như agar,
agarose, alginate,…. Trong cấu trúc lưới của các lớp vỏ đó,
nước, chất dinh dưỡng và chất sinh trưởng được cung cấp
thay cho nội nhũ, giúp cho phôi vô tính có thể nảy mầm trở
thành cây hoàn chỉnh.

1.3.3. Những ưu điểm và hạn chế của nhân
giống vô tính
Ưu điểm:
- Đưa ra sản phẩm nhanh, độ đồng đều cao
- Nhân nhanh với hệ số nhân giống cao
- Nâng cao chất lượng giống cây trồng, tạo quần thể
cây sạch bệnh
Hạn chế:
- Hạn chế về chủng loại
- Có thể phát sinh một số hiện tượng như biến dị
soma, nhiễm khuẩn, tạo độc tố, thủy tinh hóa (cay có thân,
lá mọng nước)
1.4. Chọn tạo giống bằng nuôi cấy mô, tế bào

bào lai soma. Các tế bào trần có thể dung hợp để tạo
thành tế bào lai soma. Bằng phương pháp dung hợp tế bào
trần có thể tạo ra con lai xa. Có hai phương thức dung hợp
tế bào trần:
+ Hóa chất: PEG (polyethylen glycol)
+ Điện trường
- Chọn dòng tế bào
- Biến nạp di truyền và tạo cây chuyển gen
1.4.3. Biến dị dòng soma và chọn lọc biến dị soma
Biến dị dòng soma là những biến dị thể hiện ở các tế
bào, mô và cây có nguồn gôc từ việc nuôi cấy mô, tế bào.
Biến dị dòng soma còn gọi là biến dị dòng vô tính
Chọn lọc dòng kháng bệnh, chống chịu stress
1.4.4. Thụ phấn in vitro và cứu phôi in vitro
Hiện tượng bất thụ trong lai xa
Thụ phấn in vitro để khắc phục hiện tượng bất hợp
giao tử trong lai xa
Nuôi cấy phôi in vitro (cứu phôi). Sau khi thụ phấn in
vitro cần tiến hành nuôi cấy phôi in vitro nhằm cứu phôi
Thành tựu: Trên cây củ cải, sắn, đu đủ, lạc,
Khó khăn: Môi trường dinh dưỡng phức tạp
1.5. Công nghệ tế bào trong bảo quản nguồn
gen thực vật
Mục đích: Duy trì sự đa dạng, phong phú của thực vật
Các phương thức bảo quản
- Bảo quản In – situ: Bảo quản tại chỗ
- Bảo quản Ex – situ. Bảo quản dưới điều kiện nhân
tạo. Gồm các phương thức sau:
+ Bảo quản tại vườn ươm (field genebank)
+ Bảo quản hạt trong kho lạnh (seed genebank)