Chuong 6 cnsh thuc vat

Tạo dòng vô tính Cloning• Tạo dòng vô tính – Công nghệ Chloroplast • DNA trong lục lạp có thể chấp nhận một số gen mới cùng một lúc • Tỷ lệ cao các gen sẽ vẫn hoạt động • DNA trong lục

Chương 6

CNSH thực vật

Các giai đoạn phát triển

bào đơn; tỉ lệ auxin/cytokinin;

tạo protoplast, tạo cây đơn bội

• Từ 1980: công nghệ gen thực

vật

Ưu thế của nuôi cấy mô

• Vi nhân giống

– Chủ động, không ảnh hưởng bởi thời tiết, mùa vụ

– Tạo giống số lượng lớn, đồng nhất, thuận lợi cho thu hoạch và chế biến

– Hệ số nhân giống nhân, rút ngắn thời gian đối với cây lâu năm

Ưu thế của nuôi cấy mô

• Chọn giống in vitro

– Rút ngắn thời gian nhờ các chỉ thị sinh học

– Tạo cây 2n thuần chủng bằng đa bội hóa cây đơn bội

Ưu thế của nuôi cấy mô

• Khai thác hóa chất từ nuôi tế bào đơn

– Khai thác các chất phức tạp bằng sinh tổng hợp– Chọn dòng tế bào năng suất cao vượt trội

– Thu nhận các hợp chất quý hiếm

Nuôi cấy mô và cơ quan thực vật

• Môi trường dinh dưỡng

– Khoáng đa lượng

Nuôi cấy mô phân sinh

Tái sinh cây từ tế bào

Tái sinh cây từ protoplast

Protoplast

Tái sinh cây từ dung hợp protoplast

Tái sinh cây từ bao phấn/hạt phấn

Chọn giống nhờ công nghệ tế bào

• Biến dị soma

Chuyển gen ở thực vật

Chuyển gen nhờ vi khuẩn

Chuyển gen ở thực vật

Tạo dòng vô tính (Cloning)

• Tạo dòng vô tính

– Công nghệ Chloroplast

• DNA trong lục lạp có thể chấp nhận một số gen mới cùng một lúc

• Tỷ lệ cao các gen sẽ vẫn hoạt động

• DNA trong lục lạp hoàn toàn tách biệt với DNA được giải phóng trong phấn hoa - không có khả năng phát tán các gen đã biến đổi đến các cây trồng xa

Tạo dòng vô tính (Cloning)

• Tạo dòng vô tính (Cloning)

– Công nghệ Antisense

• Quy trình đưa bản sao bổ sung của gen vào tế bào

• Gen mã hóa một phân tử mRNA được gọi là phân tử antisense

• Phân tử antisense liên kết với mRNA bình thường (phân tử cảm giác) và bất hoạt nó

• Ví dụ là cà chua Flavr Savr

Công nghệ antisense

Ứng dụng

• Vắc xin cho cây trồng

• Thuốc trừ sâu di truyền

• Lưu trữ an toàn

• Kháng thuốc diệt cỏ

• Sợi bền hơn

• Tăng cường dinh dưỡng

• Tương lai: từ dược phẩm đến nhiên liệu

• Kỹ thuật trao đổi chất

6.3 Practical Applications in the Field

• Vaccines cho cây trồng

– Vắc xin được mã hóa trong DNA của thực vật

– Ví dụ, một gen từ Virus khảm thuốc lá (TMV) được đưa vào cây thuốc lá

• Protein được tạo ra từ gen virus kích thích hệ thống miễn dịch của thực vật

• Thực vật không bị virus xâm nhập

6.3 Practical Applications in the Field

• Cây chuyển gen kháng sâu hại

– Bacillus thuringiensis (Bt) là một loại vi khuẩn tạo ra một loại protein có tác dụng tiêu diệt côn trùng có hại và ấu trùng của chúng

– Các gen Bt có thể được chèn vào DNA của thực vật

• Tạo ra một hệ thống phòng thủ tích hợp chống lại một số loài côn trùng nhất định

6.3 Practical Applications in the Field

6.3 Practical Applications in the Field

• Kháng thuốc diệt cỏ

– Kỹ thuật biến đổi gen cây trồng để chống lại các loại

thuốc diệt cỏ thông thường

– Cho phép nông dân kiểm soát cỏ dại bằng các hóa chất thân thiện với môi trường hơn các loại thuốc diệt cỏ

thông thường

6.3 Practical Applications in the Field

• Sợi tốt hơn

– Công nghệ sinh học đã tăng độ bền sợi của một loại bông lên 60%

– Quần áo mềm hơn, bền hơn cho người tiêu dùng

– Lợi nhuận lớn hơn cho nông dân

• Nâng cao Dinh dưỡng

– Gạo vàng đã được tạo ra chứa một lượng lớn beta carotene, mà cơ thể chuyển hóa thành vitamin A

6.3 Practical Applications in the Field

• Tương lai: Từ dược phẩm sang nhiên liệu

– Thực vật có thể là nhà máy sản xuất protein lý tưởng– Dùng để trồng thuốc

– Vắc xin cho người, kháng thể, insulin người

– Dầu thực vật làm nhiên liệu, thay thế cho cao su, thuốc

lá không chứa nicotin, cà phê không chứa caffein, chất dẻo phân hủy sinh học, cây trồng chịu được stress

6.3 Practical Applications in the Field

• Công nghệ trao đổi chất

– Thao tác hóa sinh thực vật để tạo ra các sản phẩm phi protein hoặc thay đổi các đặc tính của tế bào

– Alkaloids, lipid, polyterpen, sản xuất sắc tố và chất dẻo phân hủy sinh học

– Liên quan đến việc chuyển nhiều hơn một gen

6.4 Health and Environmental Concerns

Các vấn đề về sức khỏe và môi trường

• Sức khỏe con người

– Những người phản đối lo sợ ảnh hưởng của các gen

ngoại lai, các đoạn DNA không tự nhiên có trong thực vật

Các vấn đề về sức khỏe và môi trường

• Mối quan tâm về môi trường

– Các gen kháng sâu bệnh hoặc thuốc diệt cỏ có thể lây lan sang cỏ dại

– Rất ít chuyên gia dự đoán điều này sẽ xảy ra; những nghiên cứu sâu hơn là cần thiết

• Quy định

– Kiểm soát các loại thực phẩm trên thị trường

– Giám sát các hoạt động phát triển

– Kiểm soát việc sử dụng protein Bt và các loại thuốc trừ sâu khác