Bài 21: Công nghệ tế bào

Để tạo ra hàng loạt cây trồng từ một phần cơ thể (mô hoặc tế bào) và mang đặc điểm giống hệt cơ thể bố, mẹ thì người ta thường dùng phương pháp nuôi cấy tế bào thực vật vì tế bào có tính toàn năng (một tế bào có thể biệt hóa tạo thành các tế bào có chức năng nhất định).

Công nghệ tế bào là quy trình kĩ thuật ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế bào hoặc nuôi cấy mô trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo ra cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh.

- Một số thành tựu của công nghệ tế bào thực vật:

+ Nhân giống các giống cây quý hiếm như các cây dược liệu, cây gỗ quý, cây thuộc loài nằm trong sách đỏ như cây sâm ngọc linh, đinh lăng, bạch đàn, keo,...

+ Tạo ra cây có đặc tính tốt, có năng suất cao như có tính kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ, các giống cây tam bội không hạt,...

+ Sản xuất các chất có hoạt tính sinh học để sản xuất vaccine, hormone,...

- Một số thành tựu của công nghệ tế bào động vật:

+ Tạo mô, cơ quan thay thế như gan, tim,...

+ Tạo ra các động vật chuyển gene có hormone, kháng thể,... để sản xuất thuốc, vaccine.

+ Nhân bản vô tính động vật.

Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào là dựa trên tính toàn năng của tế bào, khả năng biệt hoá và phản biệt hoá, khả năng phân chia và điều khiển sự biệt hoá bằng thành phần môi trường, trong đó quan trọng nhất là hormone sinh trưởng.

Công nghệ tế bào dựa trên nguyên lí về tính toàn năng của tế bào, khả năng biệt hoá và phản biệt hoá của tế bào.

- Tính toàn năng là khả năng biệt hoá và phản (giải) biệt hoá của một tế bào thành những loại tế bào khác nhau trong cơ thể.

 - Tính toàn năng của tế bào thực vật và động vật khác nhau. Một tế bào bất kì của thực vật đều có khả năng biệt hóa, còn một tế bào động vật có khả năng biệt hóa hoặc phản biệt hóa.

Mô sẹo có thể phát triển thành tất cả các bộ phận của cây con để tạo thành cây con hoàn chỉnh.

Quy trình thực hiện nhân giống cây trồng bằng công nghệ tế bào thực vật:

- Quy trình thực hiện nhân giống cây trồng bằng công nghệ tế bào thực vật:

+ Tách và nuôi cấy mô phân sinh.

+ Nuôi cấy mô sẹo thành cơ thể mới.

+ Nuôi trồng các cây con ở môi trường thực địa.

Quy trình thực hiện nhân bản vô tính vật nuôi (các cơ thể tham gia trong quá trình là cùng loài):

+ Xử lý các tế bào thực hiện nhân bản vô tính.

+ Dung hợp tế bào.

+ Nuôi cấy tế bào lai.

+ Tạo cơ thể mới.

Công nghệ cấy truyền phôi bò là một quá trình nuôi cấy và đưa phôi được tạo ra từ cơ thể bò mẹ này (bò cho phôi) vào cơ thể bò mẹ khác (bò nhận phôi) để tạo thành cá thể bò mới.

Những thành tựu công nghệ tế bào động vật nào được đưa vào ứng dụng và sản xuất:

- Ghép da của bệnh nhân bị tổn thương da do bỏng từ một phần da ở chân, tay.

- Ghép nội tạng từ mô nội tạng lợn.

- Sản xuất trứng có khả năng chữa bệnh Wolman từ gà chuyển gene , sữa chữa bệnh suy giảm antithrombin alfa từ dê chuyển gene,...

- ....

Tính toàn năng của tế bào là cơ sở để thực hiện công nghệ tế bào vì dựa vào tính toàn năng, công nghệ tế bào có thể sản xuất ra cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh với số lượng lớn một cách nhanh chóng.

Quy trình nhân giống bằng công nghệ tế bào thực vật ở cà rốt:

- Quy trình thực hiện nhân giống cây trồng bằng công nghệ tế bào thực vật:

+ Tách và nuôi cấy mô phân sinh: Tách mô phân sinh (từ đỉnh sinh trưởng hoặc từ các tế bào lá non) rồi nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng đặc trong ống nghiệm để các tế bào của mô phân sinh phân chia tạo ra các mô sẹo.

+ Nuôi cấy mô sẹo thành cơ thể mới: Chuyển mô sẹo sang nuôi cấy tiếp tục trong ống nghiệm khác chứa môi trường dinh dưỡng đặc và bổ sung hormone sinh trưởng phù hợp để kích thích chúng phân hoá thành cây con hoàn chỉnh.

+ Nuôi trồng các cây con: Các cây non được chuyển sang trồng trong các bầu đất ở điều kiện vườn ươm trước khi mang trồng ngoài thực địa.

Quy trình nhân bản cừu Dolly bằng công nghệ tế bào động vật:

- Quy trình thực hiện nhân bản vô tính cừu:

+ Xử lý các tế bào: Lấy nhân từ tế bào tuyến vú của cừu A và loại nhân từ tế bào trứng của cừu B.

+ Dung hợp tế bào: Đưa nhân của tế bào tuyến vú của cừu A vào tế bào đã loại nhân từ tế bào trứng của cừu B để tạo tế bào lai.

+ Nuôi cấy tế bào lai: Nuôi các tế bào lai ở môi trường có dinh dưỡng và nhiệt độ thích hợp để tạo ra phôi.

+ Tạo cơ thể mới: Chuyển phôi vào cừu C để phôi được phát triển thành cơ thể cừu mới.

● Nuôi cấy hạt phấn:

- Là phương pháp nuôi tế bào đơn bội (hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh) trong ống nghiệm tạo nên mô đơn bội, sau đó xử lí hoá chất consixin gây lưỡng bội hoá rồi cho mọc thành cây lưỡng bội hoàn chỉnh.

- Kết quả: tạo dòng thuần về tất cả các gen.

- Các bước nuôi cấy hạt phấn:

● Dung hợp tế bào trần:

- Là phương pháp dung hợp tế bào trần (tế bào đã được loại bỏ thành tế bào) của 2 cây lưỡng bội thuộc hai loài khác nhau tạo ra tế bào lai rồi nuôi cấy tế bào lai trong môi trường đặc biệt cho chúng phân chia và tái sinh thành cây lai.

- Kết quả: tạo cây lai mang đặc tính của hai loài khác nhau mà phương pháp lai thông thường không thể tạo ra được.

Những đặc điểm gì giống và khác nhau của nhân bản vô tính và cấy truyền phôi ở động vật: