CHƯƠNG III: PHÔI VÔ TÍNH & HẠT NHÂN TẠO ppt

CHƯƠNG III: PHÔI VÔ TÍNH & HẠT NHÂN TẠO Quá trình thụ phấn & thụ tinh Quá trình phát triển phôi: - Phân đoạn - Tạo cơ quan phôi ^ Quá trình phân đoạn Quá trình tạo cơ quan phôi Các hìn

CHƯƠNG III:

PHÔI VÔ TÍNH

& HẠT NHÂN TẠO

Quá trình thụ phấn &

thụ tinh

Quá trình phát triển phôi:

- Phân đoạn

- Tạo cơ quan phôi

^

Quá trình phân đoạn

Quá trình tạo cơ quan phôi

Các hình thức nhân giống vô tính

 Củ hành: lily, thủy tiên, tulip

 Thân hành: huệ tây

 Thân củ: khoai tây, khoai mỡ

 Rễ củ: khoai lang, khoai mì

 Căn hành: tre, mía

 Giả hành: lan

 Phôi vô tính

Định nghĩa phôi vô tính

Phôi vô tính (phôi soma, phôi sinh dưỡng hay phôi thể hệ): cấu trúc lưỡng cực bất định bao gồm cực chồi và cực rễ

mà dưới điều kiện thích hợp thì có thể phát triển thành một cơ thể có chức năng hoàn chỉnh

Phôi hình cầu

Phôi hình thuỷ lôi Phôi hình tim

Sự phát sinh phôi sinh dưỡng

Tế bào có khả năng phát sinh phôi

• Kích thước nhỏ, đẳng kính

• Tế bào chất đậm đặc, hạch nhân lớn

• Hoạt động biến dưỡng mạnh mẽ

• Hàm lượng protein và RNA cao

• Có một số lượng lớn ribosome, ty thể

và hạt tinh bột

Giả thiết về sự hình thành

phôi vô tính

Sự cảm ứng hình thành phôi vô tính

phải làm kết thúc sự biểu hiện của một

gene trong mô thực vật tại thời điểm đó

và thay thế bằng chương trình biểu hiện

của gene sinh phôi

Nguồn gốc của phôi vô tính

Phôi vô tính xuất hiện trong nuôi cấy

in vitro từ 2 nguồn tế bào nhị bội:

• Các tế bào sinh dưỡng của phôi hợp tử (pre-embryogenic determined cell - PEDC)  Phát sinh phôi trực tiếp

• Các tế bào sinh dưỡng của cây trưởng

determined cell - IEDC) Phát sinh phôi gián tiếp

Quá trình phát sinh phôi trực tiếp

Không qua giai đoạn tạo mô sẹo

Quá trình phát sinh phôi gián tiếp

Cần có giai đoạn tạo mô sẹo ban đầu

Cần auxin

Không cần auxin

So sánh tần số tái sinh?

Đặc điểm của thực vật tái sinh từ con

đường hình thành phôi vô tính

 Cây con đồng nhất về mặt di truyền

 Phôi vô tính phát triển thành cá thể

hoàn chỉnh nhanh hơn nuôi cấy cơ quan

 Cây tái sinh từ phôi vô tính có sức sống

cao, thích nghi tốt với môi trường ex

vitro

Quy trình nhân giống thông qua

sự phát sinh phôi sinh dưỡng

Ứng dụng của phôi vô tính

 Chọn lọc tế bào

 Tái sinh thực vật chuyển gene

 Tạo các dòng đồng hợp tử và đa bội

 Tạo cây sạch virus

 Sản xuất hạt nhân tạo

Chọn lọc tế bào

Quá trình hình thành phôi vô tính cho phép tạo nên những cây hoàn chỉnh từ các tế bào đơn  kết hợp với việc chọn lọc những đặc tính mong muốn (chịu phèn, chịu mặn, chịu hạn, kháng thuốc diệt cỏ, kháng bệnh,…)

Tái sinh thực vật chuyển gene

Có nhiều cách tái sinh cây sau khi đã

chuyển gene bằng con đường phôi vô tính

• Biến nạp vào mẫu cấy  tái sinh thông

qua tạo phôi vô tính

• Biến nạp vào trong phôi vô tính  tái

sinh thông qua tạo phôi vô tính thứ cấp

hoặc thông qua con đường hình thành cơ

quan

Tạo các dòng đồng hợp tử

và đa bội

• Xử lý colchicine hoặc amiprophos-methyl  tạo phôi đa bội

• Sử dụng mẫu cấy từ nội nhũ  tạo phôi tam bội

• Sử dụng mẫu cấy đơn bội như hạt phấn hay bào tử  tạo phôi đơn bội  xử lý

để tạo phôi đồng hợp tử

Tạo cây sạch virus

Hệ thống mạch của phôi vô tính

không nối liền với mạch dẫn của mô cấy

 tạo được các dòng cây sạch bệnh

virus

Sản xuất hạt nhân tạo

Khái niệm về hạt nhân tạo

Hạt tổng hợp hay hạt nhân tạo là một thuật ngữ

được dùng để chỉ phôi vô tính hay những thể nhân

giống khác được bọc bởi một lớp gel, giúp cho việc bảo

quản trong thời gian dài và vận chuyển trở nên dễ

dàng hơn

Somatic embryo

Capsule

Endoderm

Khái niệm về hạt nhân tạo

Công nghệ hạt nhân tạo quan trọng đối với những thực vật: 1) không tạo được hạt, 2) hạt được tạo thành với một số lượng thấp, 3) khả năng hạt sống sót rất thấp, 4) việc nhân giống thực vật khó khăn, và chất mầm không thể bảo quản được

Các nhân tố cần thiết trong tổng

hợp hạt nhân tạo

Nguồn mẫu

sử dụng làm hạt nhân tạo

Vật liệu làm

vỏ bọc

Các nguồn mẫu sử dụng làm hạt

nhân tạo

 Phôi vô tính: đòi hỏi số lượng lớn các phôi vô tính có chất lượng cao, có sức sống tốt và các phôi này phải phát triển đồng bộ Sử dụng phôi vô tính ở giai đoạn hình tim muộn và hình thủy lôi làm hạt nhân tạo cho tỉ lệ nảy mầm cao lên đến 100%

Các nguồn mẫu sử dụng làm hạt

nhân tạo

 Protocorm-like body (PLB):

-Protocorm là một cơ quan dự trữ nhỏ được hình

thành từ phôi đang nảy mầm

-Protocorm-like body là một cấu trúc đặc biệt

giống với protocorm và có nguồn gốc từ nuôi cấy in

vitro

Vật liệu làm vỏ bọc

làm vỏ bọc cho phôi: agar, alginate, polyco2133, carboxyl methyl cellulose, carrageenan, gelrite, guargum, sodium pectate, tragacanth gum, dextran, xanthan gum,…

tính dính vừa phải, không gây độc cho mô thực vật, có các đặc tính tương hợp sinh học, khả năng tạo gel nhanh, rẻ tiền, để lâu được, độ cứng của gel vừa phải

•Alginate, chất hữu cơ

mạch thẳng, kỵ nước,

muối của acid alginic,

là một polyuronic bao

(M) và mảnh bên C5

•Nguyên tắc chính trong quá trình tạo vỏ bọc

alginate đó là sodium alginate chứa phôi sẽ tạo

thành từng hạt nhỏ, tròn và cứng khi được nhỏ vào

trong dung dịch CaCl2 nhờ vào sự trao đổi ion giữa

ion Na+ có trong hỗn hợp sodium alginate với Ca2+

có trong dung dịch CaCl2

Bổ sung:

• Chất dinh dưỡng

• Chất điều hòa sinh trưởng

• Chất kháng sinh, chất trừ nấm, trừ sâu, vi sinh vật

Germination and root formation of artificial Cymbidium

seeds on different media