93
Giáo trình nuôi cấy mô tế bào thực vật
Sodium molybdate (Na
2
MoO
4
.2H
2
O) 0.25
Các chất hữu cơ
Myo-inositol 100
mg/l
Nicotinic acid 0.5 mg/l
PyridoxineHCl 0.5 mg/l Thiamine HCl 1.0 mg/l
Glycine 2.0 mg/l Agar 6.0 g/l
Sucrose 20 g/l
2.8. Một số thuật ngữ cơ bản trong nuôi cấy mô và tế bào thực vật
- Nuôi cấy mô (tissue culture) là thuật ngữ dùng để chỉ quá trình nuôi cấy vô trùng
in vitro các bộ phận tách rời khác nhau của thực vật. Kỹ thuật nuôi cấy mô dùng cho cả
hai mục đích nhân giống và cải thiện di truyền (ví dụ: giống cây trồng), sản xuất sinh
khối các sản phẩm hóa sinh, bệnh học thực vật, duy trì và bảo quản các nguồn gen quý…
Các hoạt động này được bao hàm trong thuật ngữ công nghệ sinh học (biotechnology).
- Thuật ngữ nhân giống in vitro (in vitro propagation) hay còn gọi là vi nhân
giống (micropropagation) được sử dụng đặc biệt cho việc ứng dụng các kỹ thuật nuôi cấy
mô để nhân giống thực vật, bắt đầu bằng nhiều bộ phận khác nhau của thực vật có kích
thước nhỏ, sinh trưởng ở điều kiện vô trùng trong các ống nghiệm hoặc trong các loại
bình nuôi cấy khác.
Trong thực tế, các nhà vi nhân giống (micropropagators) dùng thuật ngữ nhân
giống in vitro và nuôi cấ
y mô thay đổi cho nhau để chỉ mọi phương thức nhân giống thực
vật hoặc gián tiếp từ mô callus, mà mô callus này hình thành trên bề mặt vết cắt của mẫu
vật.
-Phát sinh cơ quan (organogenesis)
Thuật ngữ này dùng để mô tả quá trình phát triển các chồi, rễ bất định từ các khối
tế bào callus. Quá trình này xảy ra sau thời điểm mà mẫu vật được đặt vào môi trường
nuôi cấy và sự bắt đầu cảm ứng tạo callus.
- Phát sinh phôi vô tính (somatic embryogenesis)
Thuật ngữ này dùng cho sự phát triển của các phôi hoàn chỉnh từ các tế bào sinh
dưỡng được sản xuất từ các nguồn mẫu vật khác nhau sinh trưởng trong nuôi cấy in vitro.
Thuật ngữ tương đương đối với sự phát triển phôi ở thực vật sinh trưởng trong điều kiện
tự nhiên là phát sinh phôi hữu tính (zygotic embryogenesis) và phát sinh phôi vô tính
(apomitic embryogenesis).
- Bảo quản lạ
nh sâu (cryopreservation): Bảo quản tế bào, mô, phôi, hạt ở nhiệt độ
siêu lạnh, thường là -100
o
C.
- Biến nạp bằng điện (electroporation): Kỹ thuật dùng dòng điện tạo những lỗ
thủng trên màng tế bào để chuyển nạp những vật lạ, đặc biệt là DNA từ ngoài vào trong
tế bào.
95
Giáo trình nuôi cấy mô tế bào thực vật
- Biến đổi dòng giao tử (gametoclonal variation): Biến đổi kiểu hình không do
kiểu nhân hoặc ngoại biến mà do nguồn gốc giao tử gây nên.
- Biến nạp (transformation): Quá trình đưa vào và dung nạp một cách chắc chắn
DNA lạ vào trong tế bào thực vật bất luận bằng cách gì để có được một biến đổi di truyền
gen ở ngoài nhân quyết định, ví dụ: gen của lục lạp, ty thể hay plasmid.
- Di truyền học tế bào soma (somatic cell genetics): Ngành khoa học chuyên
nghiên cứu về di truyền của tế bào soma, phần lớn là tế bào trong nuôi cấy in vitro.
- Đỉnh sinh trưởng chồi ngọn (shoot apical meristem): Mô chưa phân hóa hình
chóp nằm trong các mầm lá ở chồi ngọn, khi tách không lớn quá 0,1 mm.
96
Giáo trình nuôi cấy mô tế bào thực vật
- Độ xốp lỏng (friability): Tình trạng không liên kết của các tế bào thực vật trong
khối mô sẹo. Mô sẹo xốp lỏng rất khó tái sinh cây hoàn chỉnh.
- Dòng (clone): Tập hợp các cá thể nhân được bằng phương thức nhân giống vô
tính từ một cá thể duy nhất.
- Dòng giao tử (gametoclone): Những thực vật được tạo ra từ giao tử, bào tử
giảm nhiễm hoặc thể giao tử.
- Dòng tế bào (cell line): Khái niệm để chỉ sự nuôi cấy của những tế bào có
nguồn gốc chung từ lần cấy chuyển đầu tiên.
- Dung hợp tế bào trần (protoplast fusion): Kỹ thuật làm cho hai hay nhiều
protoplast dung hợp với nhau thành một tế bào.
- Đột biến (mutation): Biến đổi kiểu hình do thay đổi gen hay do gen mới.
- Đồng nhân (homokaryon): Tế bào có chứa hai hay nhiều nhân đồng nhất về
mặt di truyền ở trong một tế bào chất chung. Thường là sản phẩm hình thành sau dung
hợp tế bào.
- Già hóa (senesence): Biểu hiện mất khả năng phân chia của tế bào và mô trong
nuôi cấy.
- Giai đoạn I (stage I): Trong nhân giống in vitro giai đoạn I là thời kỳ khởi đầu
tạo nguyên liệu vô trùng cho nuôi cấy.
- Giai đoạn II (stage II): Trong nhân giống in vitro giai đoạn II là thời kỳ nhân
nhanh về số lượng mô, phôi, rễ trong bình nuôi.
- Giai đoạn III (stage III): Trong nhân giống in vitro giai đoạn III là thời kỳ chuẩn
bị cho cây giống đủ điều kiện chuyển ra ngoài đất. Thời kỳ này bao gồm việc tạo rễ cho
được cấy chuyển, qua đó có thể tính tuổi và hệ số đẳng trương của chúng.
- Lệch bội (aneuploidy): Tình trạng bộ nhiễm sắc thể của tế bào mang số lượng
nhiễm sắc thể khác với bội số của bộ nhiễm sắc thể đơn bội. Có thể là dư hoặc thiếu một
hay nhiều nhiễm sắc thể.
- Lưỡng bội giả (pseudodiploid): Lưỡng bội hay nhị bội giả là thể nhị bội, nhưng
do sắp xếp mỗi nhiễm sắc thể mất khả năng tạo đôi trong khi phân bào.
- Mật độ quần thể (population density): Số lượng tế bào trên đơn vị diện tích nuôi
cấy hay trên đơn vị thể tích nuôi cấy.
- Mẫu vật (explant): Mô được tách từ nguyên liệu ban đầu dùng để duy trì hoặc
nuôi cấy.
- Môi trường nhân tạo (chemically difined medium): Dung dịch dinh dưỡng dùng
để nuôi cấy chỉ chứa những thành phầ
n mà cấu trúc hóa học đã được biết.
- Mô sẹo (callus): Khối mô thực vật gồm những tế bào không phân hóa, có khả
năng phân chia, được phát sinh từ các tế bào đã phân hóa ít nhiều. Khi thực vật bị thương
tổn thường tạo loại mô này trên vết sẹo, vì thế có tên gọi là mô sẹo.
- Ngoại biến (epigenetic variation): Hiện tượng biến đổi kiểu hình, nhưng không
biến đổi kiểu gen. Ngoại biến có thể do sự thay đổi của quá trình methyl hóa DNA trong
quá trình phiên mã và dịch mã hay sự biến đổi sau dịch mã.
- Nhân dòng (clonal propagation): Nhân giống vô tính những dòng thực vật có
nguồn gốc từ một cá thể hay một mảnh cắt duy nhất, đảm bảo hoàn toàn đồng nhất về di
truyền.
- Nhân giống in vitro (in vitro propagation): Nhân giống một loài thực vật trong
ống nghiệm (bình thuỷ tinh, bình plastic, hộp plastic, ) trên môi trường nhân tạo và
trong điều kiện vô trùng. Đồng nghĩa với khái niệm micropropagation.
98
Giáo trình nuôi cấy mô tế bào thực vật
- Nhân giống vô tính (vegetative propagation): Nhân giống không thông qua quá
trình sinh sản hữu tính, bao gồm các kỹ thuật như: nhân giống in vitro, giâm các bộ phận
mẫu vật khác nhau sinh trưởng trong nuôi cấy in vitro. Thuật ngữ tương đương đối với sự
phát triển phôi ở thực vật sinh trưởng trong điều kiện tự nhiên là phát sinh phôi hữu tính
(zygotic embryogenesis) và phát sinh phôi vô tính (apomitic embryogenesis). 99
Giáo trình nuôi cấy mô tế bào thực vật
- Phân hóa (differentiation): Quá trình chuyên môn hóa các tế bào về chức năng
và hình thái để tạo ra các loại mô, cơ quan và cơ thể hoàn chỉnh.
- Phân hóa hình thái (morphogenetic differentiation): Phân hóa riêng về mặt hình
thái, chủ yếu nói đến sự hình thành chồi và rễ từ mô sẹo. Đồng nghĩa với phát sinh hình
thái.
- Phân hóa phôi (embryogenesis): Quá trình hình thành phôi (phôi hóa) và phát
triển phôi.
- Phát sinh cơ quan (organogenesis): Hiện tượng các cơ quan riêng biệt như chồi,
lá, rễ hình thành trong nuôi cấy tế bào, mô sẹo hoặc mô khác. Hiện tượng này cũng xãy
ra trong nuôi cấy tế bào động vật. Đây là kết quả của quá trình phân hóa hình thái hay
phân hóa chức năng hay cả hai.
- Phát sinh hình thái (morphogenesis): Hiện tượng phát sinh và phát triển các cấu
trúc giống hay không giống các cơ quan như chồi, rễ, lá từ tế bào, mô sẹo hay mẫu vật
nuôi cấy.
- Sạch bệnh (pathogen free): Được kiểm định là không mang mầm bệnh.
- Sạch virus (virus free): Được kiểm tra bằng phép thử đặc hiệu chứng tỏ không
mang loại virus đặc trưng cần phát hiện.
- Sinh sản chồi nách (axillary shoot proliferation) :Kiểu nuôi cấy này sử dụng
chồi của các điểm sinh trưởng bên và ngọn nơi mà sự kéo dài của chồi ngọn (elongation
of terminal shoot) bị kìm hãm và sự sinh sản chồi nách được đẩy mạnh. Sự điều khiển
này cho phép nhân nhanh được các chồi in vitro (microshoots), là các chồi có thể tách ra
và tạo rễ in vitro để hình thành cây trong ống nghiệm (microplants), hoặc nó có thể được
nguyên sinh chất rất mỏng và màng nguyên sinh.
- Thời gian tăng đôi quần thể (population doubling time): Thời gian mà số
lượng
tế bào của dòng hay chủng nuôi cấy tăng đến gấp đôi kể từ khi bắt đầu nuôi. Số lần gấp
đôi quần thể trong một đợt nuôi cấy được tính bằng công thức sau:
n
N
No
=
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
×log ,333
Trong đó, N: số tế bào trong bình nuôi cấy khi kết thúc đợt nuôi, No: số tế bào
trong bình khi bắt đầu nuôi. Lưu ý nên lấy số lượng tế bào sống hay bám được để tính.
Thời gian tăng đôi quần thể là thời gian cần thiết để số lượng tế bào của quần thể đó tăng
gấp đôi, ví dụ: từ 1.106 thành ra 2.106.
- Tính toàn năng (totipotency): Một đặc tính của tế bào là có khả năng phát triển
thành mọi kiểu tế bào có trong cơ thể trưởng thành mà từ đó nó được tách ra, tức là có
khả năng tái sinh thành một cơ thể hoàn chỉnh.
- Trạng thái non trẻ (juvenile): Một giai đoạn phát triển trong chu trình sinh sản
hữu tính của thực vật, phân biệt với giai đoạn trưởng thành là không phản ứng với các tác
nhân kích thích ra hoa.
- Trạng thái tự sinh (habituation): Trạng thái phát triển không cần bổ sung chất
điều khiển sinh tr
ưởng ngoại sinh của một quần thể tế bào. Phân biệt với tự dưỡng.