Cơ sở khoa học của việc gây đột biến để tạo giống mới: - Mỗi một kiểu gen nhất định của giống chỉ cho một năng suất nhất định.. - Để có năng suất cao hơn mức trần hiện có của giống, cần
Trang 1I Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến
1 Cơ sở khoa học của việc gây đột biến để tạo giống mới:
- Mỗi một kiểu gen nhất định của giống chỉ cho một năng suất nhất định
- Mỗi giống cụ thể sẽ cho một năng suất tối đa nhất định trong điều kiện canh tác hoàn thiện nhất Mỗi giống có một mức trần về năng suất
- Để có năng suất cao hơn mức trần hiện có của giống, cần gây đột biến bằng việc sử dụng các tác nhân vật lí và hoá học, làm thay đổi vật liệu di truyền của sinh vật, chọn lọc từ các thể đột biến những cá thể có đặc tính mong muốn
2 Khái niệm gây đột biến: Gây đột biến là đổi mới vật liệu di truyền của giống cũ
3 Quy trình: Các bước của tạo giống bằng phương pháp gây đột biến:
- Xử lý mẫu vật bằng tác nhân gây đột biến: cần lựa chọn tác nhân gây đột biến thích hợp, tìm hiểu liều lượng và xác định thời gian xử lí tối ưu
- Chọn lọc các thể đột biến có kiểu hình mong muốn: Chọn lọc các thể đột biến là 1 công việc khó khăn và tốn nhiều công sức vì đột biến thường không có hướng, tác nhân đột biến gây ra rất nhiều loại đột biến khác nhau, trong đó chỉ có một phần rất nhỏ là loại đột biến mà người chọn giống quan tâm
- Tạo dòng thuần chủng
4 Đối tượng: chủ yếu là vi sinh vật và thực vật
+ Vi sinh vật sinh sản bằng cách phân đôi nên không thể tạo biến dị tổ hợp, biến dị tổ hợp ở vi sinh vật chủ yếu được tạo ra nhờ đột biến Vi sinh vật có tốc độ sinh sản nhanh nên chọn lọc và nhân các thể đột biến dễ dàng hơn
+ Thực vật: Thích hợp với việc khai thác các sản phẩm là cơ quan sinh dưỡng như; rễ, thân, lá, hoa, để tạo giống đa bội Còn cây lấy hạt thì không thể tạo ra đa bội vì cây đa bội thường bị giảm khả năng sinh sản hoặc bất thụ
+ Động vật bậc thấp: có thể gây đột biến, ví dụ; ruồi giấm, tằm,
+ Động vật bậc cao thì không áp dụng phương pháp này vì hệ gen của chúng rất phức tạp, phần lớn các đột biến đều làm mất cân bằng hệ gen dẫn đến những rối loạn về sinh lí nên giảm sức sống, giảm khả năng sinh sản, thậm chí còn gây chết
2 Một số thành tựu tạo giống ở Việt Nam
- Gây đột biến bằng tác nhân vật lí:
+ Giống lúa Mộc tuyền đột biến MT1 có nhiều đặc tính quí (chín sớm nên rút ngắn thời gian cach tác), thấp và cứng cây, chịu chua và phèn nên có thể trồng ở nhiều vùng khác nhau, năng suất tăng 15-25% + Tạo giống Ngô DT6: chín sớm, năng suất cao, hàm lượng Pr tăng 1,5%
- Gây ĐB bằng tác nhân hoá học:
Táo gia lộc xử lí bằng NMU (nitrô mêtyl urê) táo má hồng cho 2 vụ quả/năm, khối lượng quả tăng cao
và thơm ngon
TẠO GIỐNG MỚI BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN VÀ
CÔNG NGHỆ TẾ BÀO (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viên: NGUYỄN QUANG ANH
Trang 2Cây dâu tằm (3n) có nhiều đặc tính quí: bản lá dày, năng suất cao
Dưa hấu và nho (tam bội) đều không có hạt và nâng cao hàm lượng đường
Hình 1.1 Gây đột biến tứ bội ở dâu tây
II Tạo giống bằng công nghệ tế bào
1 Công nghệ tế bào thực vật
a Nuôi cấy mô:
- Dựa vào khả năng tạo mô sẹo là mô gồm nhiều tế bào chưa biệt hoá, có khả năng sinh trưởng mạnh từ đó điều khiển cho tế bào biệt hoá thành các mô khác nhau (rễ, thân, lá ) và tái sinh thành cây trưởng thành
- Dựa vào việc tìm ra môi trường nuôi cấy chuẩn kết hợp với việc sử dụng các chất hoocmôn sinh trưởng như auxin, giberilin, xitokinin
Kĩ thuật này cho phép nhân nhanh các giống cây trồng đổng nhất về kiểu gen có năng suất cao, chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái nhất định, chống chịu bệnh tật
Quy trình: Mẫu mô, nhóm tế bào → (nuôi cấy) → tái sinh thành cây mới → quần thể cây trồng quý
Hình 2.1 Quy trình nuôi cấy mô tế bào thực vật
b Dung hợp tế bào trần:
Hai tế bào đã loại vỏ xenlulôzơ của 2 loài khác nhau có khả năng dung hợp Tế bào chất và 2 khối nhân đều hợp nhất thành một
Lai tế bào xôma (sinh dưỡng) đặc biệt có ý nghĩa vì giống mới mang đặc điểm của cả hai loài mà bằng cách lai hữu tính không thể thực hiện được
- Lai tế bào sinh dưỡng, dung hợp tế bào trần → loại bỏ tế bào trần
Phương pháp này có thể tạo ra những giống mới mà lai hữu tính không thể thực hiện được Đây là phương pháp hứa hẹn trong tương lai có thể lai giữa hai loài khác xa nhau về nguồn gốc
Trang 3c Nuôi cấy hạt phấn, noãn chưa thụ tinh:
Hạt phấn có thể "mọc" trên môi trường nuôi nhân tạo thành dòng tế bào đơn bội
Sự đa dạng của các giao tử do giảm phân tạo ra cho phép chọn lọc được các dòng tế bào có bộ gen đơn bội khác nhau dựa vào sự biểu hiện thành kiểu hình của các alen lặn
Quy trình: Nuôi cấy hạt phấn, noãn chưa thụ tinh trong ống nghiệm → tạo cây đơn bội Sau đó xử lý bằng consixin tạo cây lưỡng bội có các gen đều đồng hợp → loại bỏ cây không mong muốn → nhân lên
Tế bào n → mô đơn bội → cây lưỡng bội (consixin)
Ưu điểm nổi bật của phương pháp là các giống cây trồng nhận được đều thuần chủng
Ví dụ tạo giống lúa chiêm chịu lạnh người ta trực tiếp nuôi hạt phấn ở môi trường lạnh Khả năng chịu lạnh của hạt phấn có thể do gen đột biến, do tổ hợp gen mới
2 Công nghệ tế bào động vật
a Nhân bản vô tính ở động vật
- Trong tự nhiên: Trong những lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử, hợp tử phân chia → nhiều phôi riêng biệt → tạo thành nhiều cơ thể mới
- Winmut (người Scotlen): Nhân bản vô tính cừu Dolly
Các bước nhân bản vô tính cừu Dolly:
+ Lấy 1 trứng trong noãn bào của một cá thể giống cái
+ Rút bỏ nhân của trứng
+ Lấy nhân của một cá thể khác đưa vào trứng đã loại nhân
+ Dùng điện năng hoặc hóa chất kích thích trứng hoạt động → tạo ra 1 phôi
+ Phôi được đưa vào môi trường sinh học đặc biệt để có thể phát triển thành 1 thai hoàn chỉnh
Đặc điểm: Con vật nhân bản vô tính có cấu trúc di truyền giống với tế bào xoma của cơ thể cho nhân Mục đích:
+ Phục vụ cho lợi ích kinh tế
+ Thay thế các bộ phận cho con người
+ Phục vụ cho nghiên cứu và y học
+ Khôi phục một số loài động vật bị tuyệt chủng, bảo tồn nguồn gen quý, cải thiện chất lượng giống gia súc
Hình 2.2 Quy trình nhân bản vô tính ở động vật
Trang 4- Thành công này chứng tỏ, trong thực nghiệm, động vật có vú có thể được nhân bản từ tế bào xôma, không cần có sự tham gia của nhân tế bào sinh dục, chỉ cần chất tế bào của một noãn bào
- Nhằm nhân nhanh giống vật nuôi quý hiếm hoặc tăng năng suất trong chăn nuôi
- Kĩ thuật này còn cho phép tạo ra các giống động vật mang gen người, nhằm cung cấp cơ quan nội tạng của người cho việc thay thế, ghép nội tạng cho người mà không bị hệ miễn dịch của người loại thải
- Nhân bản vô tính ở động vật có nhiều ứng dụng: Ví dụ: Nếu ta có 1 con giống có nhiều đặc điểm quí thì
ta có thể tạo ra nhiều con vật có kiểu gen như vậy Tuy nhiên nhân bản vô tính động vật mới đang trong giai đoạn nghiên cứu thử nghiệm ở 1 số loài động vật và ngày nay vẫn đang tiếp tục được hoàn thiện và áp dụng cho nhiều loài động vật khác nhau Kĩ thuật này đặc biệt có ý nghĩa trongviệc nhân bản động vật biến đổi gen
b Cấy truyền phôi:
Nguyên tắc: Dựa vào sự phát triển của phôi từ 1 tế bào ban đầu (hợp tử)
Chia cắt phôi động vật thành nhiều phôi → tử cung của con vật khác → tạo thành các con vật giống nhau
- Người ta có thể phối hợp hai hay nhiều phôi với nhau để tạo thành thể khảm
Ý nghĩa: Làm biến đổi các thành phần trong tế bào của phôi khi mới phát triển theo hướng có lợi cho con người
Giáo viên : Nguyễn Quang Anh Nguồn : Hocmai.vn
