Download miễn phí Ứng dụng hệ thống Bioreactor trong sản xuất số lượng lớn cây dược liệu và hoa cảnh



Sự phát sinh phôi soma Sự phát sinh phôi soma (sinh dưỡng) cũng được áp dụng trong việc
nhân nhanh cây trồng với số lượng lớn trong bioreactor tự động. Vi nhân
giống truyền thống đòi hỏi một lực lượng lao động lớn sẽ hạn chế khả
năng ứng dụng và tính thương mại. Phôi soma dễ sử dụng do chúng có
kích thước tương đối nhỏ và đồng đều về kích cỡ, chúng không cần
được cắt thành những mảnh nhỏ và tách rời khi nuôi cấy trong môi trường
tăng sinh. Thêm vào đó, phôi soma có thểbảo quản trong thời gian dài ở
nhiệt độ thấp hay sấy khô, thuận tiện cho vận chuyển và sản xuất với số lượng lớn


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2014-02-25-ung_dung_he_thong_bioreactor_trong_san_xuat_so_luo.D7V9yr0QQ7.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-60290/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Ứng dụng hệ thống Bioreactor
trong sản xuất số lượng lớn cây
dược liệu và hoa cảnh
Nhân giống trên quy mô lớn thực vật
qua nuôi cấy phôi, mô và tế bào bằng
bioreactor đang có nhiều triển vọng
trong nhân giống cây trồng quy mô
công nghiệp. Bioreactor sử dụng trong
nuôi cấy mô tế bào thực vật được cải
tiến từ các loại bioreactor trong nuôi
cấy tế bào vi sinh. Bioreactor với hệ
thống cung cấp và xả môi trường, hệ
thống cấp và thoát khí vô trùng được
thiết kế có khả năng tạo ra một môi
trường nuôi cấy vô trùng, kiểm soát
các yếu tố môi trường bên trong như
sự lắc, sự thoáng khí, nhiệt độ, oxy
hòa tan, pH...). Bioreactor có ba loại
chính được phân biệt như sau:
- Loại dùng để sản xuất sinh khối (sản
phẩm là khối tế bào, các đơn vị phát
sinh phôi, phát sinh cơ quan, chồi, rễ)
- Loại dùng để sản xuất các chất
chuyển hóa thứ cấp, enzyme
- Loại dùng cho việc chuyển hoá sinh
học các chất chuyển hóa ngoại sinh
(là các chất tiền thân trong quá trình
trao đổi chất)
Nuôi cấy bằng bioreactor là một
trong những phương pháp đầy hứa
hẹn cho nhân giống với số lượng lớn
tế bào, phôi soma hay các đơn vị phát
sinh cơ quan (e.g. củ, hành, đốt, củ bi
hay cụm chồi), trong đó đã có một số
báo cáo về nhân giống các loại cây
hoa cảnh và cây dược liệu bằng
bioreactor. Tuy nhiên, sự mâu thuẫn
trong việc tối ưu các loại bioreactor
cũng như các thông số nuôi cấy cũng
được nêu lên. Nguyên nhân chính là
do sự khác nhau về loài, do đó cần
phải quan sát cẩn thận từng trường
hợp cụ thể. Khi chuẩn bị nuôi cấy trên
một đối tượng nào đó, thông thường
bắt đầu với hệ thống bioreactor nhỏ
để tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy,
sau đó việc nuôi cấy trong các
bioreactor (500 – 1000 lít) quy mô lớn
dễ dàng thực hiện hơn.
Sản xuất các hoạt chất trao đổi thứ
cấp
Sản xuất các hoạt chất trao đổi
chất thứ cấp bằng cách sử dụng tế bào
thực vật là một hướng được quan tâm
nghiên cứu. Năm 1959, báo cáo đầu
tiên về nuôi cấy tế bào thực vật trên
quy mô lớn đã được công bố (Tulecke
và Nickell, 1959). Trong một vài năm
trước, nhiều thành công trong nuôi
cấy tế bào thực vật với số lượng lớn
cũng được công bố. Ngày nay, việc
nuôi cấy tế bào thực vật có thể thực
hiện trong bình có thể tích lên tới
75.000 lít (Rittershaus et al., 1989).
Trong số hàng trăm các sản phẩm thứ
cấp có nguồn gốc từ tế bào thực vật
chưa biệt hóa, shikonin, ginsenoside
và berberine đã được sản xuất trên
quy mô lớn, và đây thực sự là những
thành công rực rỡ trong việc kết hợp
giữa nuôi cấy tế bào thực vật với kỹ
thuật bioreactor.
Mặc dù các tế bào chưa biệt hóa
chủ yếu được nghiên cứu, nhưng
phương pháp nuôi cấy rễ và các cơ
quan khác cũng được quan tâm rất
nhiều. Khi nuôi cấy rễ có thể không
cần sử dụng nguồn mẫu cấy rễ ban
đầu nhiều vì chúng có tốc độ tăng
trưởng rất cao. Một số thiết kế
bioreactor dùng cho nuôi cấy rễ đã
quan tâm đến sự phát sinh hình thái
phức tạp và khả năng bị biến dạng của
rễ (Giri and Narasu, 2000). Vấn đề
chính của việc nuôi cấy rễ trong
bioreactor là nguồn cấp oxy không
đến được với sinh khối ở giữa
bioreactor dẫn đến hậu quả là nhiều
khối mô lão hóa. Vì rễ có nhiều nhánh
nên nhiều rễ đan xen vào nhau có khả
năng cản lại nguồn cung cấp khí cũng
như dinh dưỡng cho các rễ nằm phía
trong. Khả năng nuôi cấy rễ thành
công để làm nguồn cho việc sản xuất
các chất có hoạt tính sinh học phụ
thuộc vào việc thiết kế các hệ thống
bioreactor thích hợp, trong đó để đáp
ứng được yêu cầu về nuôi cấy, việc
theo dõi những chỉ số vật lý và hóa
học trong bireactor không kém phần
quan trọng.
Vi nhân giống
Tự động hóa sự phát sinh cơ quan
trong bioreactor được đặt lên hàng
đầu như là một phương pháp khả thi
trong việc làm giảm chi phí của vi
nhân giống (Takayama và Akita,
1994; Leathers et al., 1995;
Chakrabarty và Paek, 2002; Paek et
al., 2001). Các bộ phận cơ quan hay
mô, tế bào thực vật có khả năng phát
sinh cơ quan được nuôi cấy để chuẩn
bị dùng làm nguồn nguyên liệu cho
sản xuất quy mô lớn. Nuôi cấy củ bi
khoai tây hay củ của cây hoa Lily
cũng một hướng sản xuất giống cây
trên quy mô lớn tạo ra một nguồn
giống có thể trồng trực tiếp trên cánh
đồng. Nhân nhanh chồi ngủ là phương
pháp vi nhân giống cần nhiều lao
động để sản xuất các dòng cá thể ưu
tú, nhưng gần đây, việc áp dụng các
loại bioreactor khác nhau và hệ thống
ngập chìm tạm thời cho nhân giống
chồi và các cụm chồi đã cho thấy đây
là cách nhân giống trên quy mô lớn
rất hứa hẹn. Hiện nay, nhiều cây có
giá trị kinh tế đang được nghiên cứu
nhân giống trong hệ thống bioreactor
trên quy mô phòng thí nghiệm có kết
quả rất tốt nhưStevia rebaudiana, hoa
Thu hải đường, hoa lan Hồ Điệp, hoa
Cúc, cây Táo, Nho, Dứa và Tỏi.
Sự phát sinh phôi soma
Sự phát sinh phôi soma (sinh
dưỡng) cũng được áp dụng trong việc
nhân nhanh cây trồng với số lượng
lớn trong bioreactor tự động. Vi nhân
giống truyền thống đòi hỏi một lực
lượng lao động lớn sẽ hạn chế khả
năng ứng dụng và tính thương mại.
Phôi soma dễ sử dụng do chúng có
kích thước tương đối nhỏ và đồng đều
về kích cỡ, chúng không cần
được cắt thành những mảnh nhỏ và
tách rời khi nuôi cấy trong môi trường
tăng sinh. Thêm vào đó, phôi soma có
thể bảo quản trong thời gian dài ở
nhiệt độ thấp hay sấy khô, thuận tiện
cho vận chuyển và sản xuất với số
lượng lớn. Sự sản xuất phôi soma
trong bioreactor đã được công bố trên
nhiều loài (Denchev et al., 1992;
Cervelli và Senaratna, 1995;
Moorhouse et al., 1996; Timmis,
1998; Ibaraki và Kurata, 2001; Paek
và Chakrabarty, 2003), tuy nhiên cần
nhiều cải tiến cho hệ thống bioreactor
sản xuất phôi soma để có thể đương
đầu với sự đồng bộ hóa sự phát triển
phôi soma, nhận dạng được sự bất
thường của phôi trong suốt quá trình
nuôi cấy và giải quyết được các khó
khăn trong quá trình thuần hóa ngoài
vườn ươm.
Tóm lại, các ưu điểm của
bioreactor đã đưa đến sự phát triển
của một kỹ thuật thích hợp cho việc
nhân giống với quy mô lớn, hiện nay
nhiều loài thực vật đã được nuôi cấy
để sản xuất sinh khối cũng như nhân
giống quy mô lớn bằng bioreactor.
Tuy nhiên, một số loại thực vật không
thích hợp với việc nuôi cấy trong môi
trường lỏng. Hiện tượng thủy tinh thể
thường xuyên xảy ra với các mô, chồi
được nuôi cấy trong môi trường lỏng
và khi chuyển những chồi này ra vườn
ươm thì chúng dễ bị úa vàng cũng
như bị mất nước do độ ẩm môi trường
bên ngoài thấp, từ đó dẫn tới tỷ lệ
sống sót thấp. Đối với việc nghiên
cứu ứng kỹ thuật nuôi cấy trong
bioreactor, vấn đề cần thiết hướng đến
là cải thiện các điều kiện về môi
trường hóa lý - như gia tăng sự trao
đổi không khí, tăng cường độ ánh
sáng và hàm lượng khí CO2 - để kỹ
thuật này được áp dụng tốt hơn trong
thực tế. Và cuối cùng theo như...

---