18. Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến và công nghệ tế bào

I. TẠO GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN

1. Quy trình

Gây đột biến tạo giống mới là phương pháp sử dụng các tác nhân vật lí và hóa học, nhằm làm thay đổi vật liệu di truyền của sinh vật để phục vụ cho lợi ích của con người. Phương pháp này đặc biệt có hiệu quả với vi sinh vật.

a) Xử lí mẫu vật bằng tác nhân đột biến

– Lựa chọn tác nhân đột biến thích hợp.

– Xác định liều lượng, cường độ xử lí tối ưu.

– Xác định thời gian xử lí tối ưu.

b) Chọn lọc cá thể đột biến

-­ Tìm cách nhận biết các thể đột biến có kiểu hình mong muốn.

c) Tạo dòng thuần chủng

– Cho các thể đột biến sinh sản để nhân dòng thuần chủng.

2. Một số thành tựu tạo giống ở Việt Nam

a) Gây đột biến bằng các tác nhân vật lí

– Các loại tia tử ngoại, tia phóng xạ hay sốc nhiệt đều gây nên đột biến gen hoặc đột biến NST, tạo ra các thể đột biến khác nhau. Những thể đột biến có lợi được chọn lọc và trực tiếp nhân thành giống mới hoặc được dùng làm bố mẹ để lai giống.

b) Gây đột biến bằng các tác nhân hóa học

– Một số hóa chất khi thấm vào tế bào sẽ gây đột biến gen như: 5-BU, EMS. Các tác nhân này gây ra sự sao chép nhầm lẫn hoặc làm biến đổi cấu trúc của gen.

c) Một số thành tựu

– Xử lí các tác nhân lí hóa thu được nhiều chủng vi sinh vật, lúa, đậu tương… có nhiều đặc tính quý.

– Sử dụng cônsisin tạo được cây dâu tằm tứ bội.

– Táo Gia Lộc xử lí NMU → Táo má hồng cho năng suất cao.

II. TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO

1. Công nghệ tế bào thực vật

– Nuôi cấy hạt phấn: Các hạt phấn đơn bội có thể mọc trên môi trường nuôi nhân tạo thành các dòng tế bào đơn bội. Các dòng này có kiểu gen đơn bội nên alen lặn được biểu hiện thành kiểu hình, cho phép chọn lọc in vitro (trong ống nghiệm) những dòng có các đặc tính mong muốn. Sau đó có thể lưỡng bội hóa để tạo dòng thuần.

– Nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo: Nhờ tìm ra môi trường nuôi cấy chuẩn kết hợp với việc sử dụng các hormone sinh trưởng như auxin, giberelin, xitokinin… người ta có thể nuôi cấy nhiều loại tế bào thực vật tạo mô sẹo.

– Tạo giống bằng chọn dòng tế bào xôma có biến dị: Nuôi cấy tế bào 2n trên môi trường nhân tạo, chúng sinh sản thành nhiều dòng tế bào có các tổ hợp NST khác nhau, các biến dị này gọi là biến dị dòng tế bào xôma.

– Dung hợp tế bào trần: Hai tế bào trần có khả năng dung hợp với nhau tạo thành các dòng tế bào khác nhau và phát triển thành giống mới.

→ Các kĩ thuật trên có hiệu quả cao khi chọn các dạng cây có khả năng: kháng thuốc diệt cỏ, chịu lạnh, chịu hạn, chịu phèn, chịu mặn, kháng bệnh… hoặc sự dung hợp tế bào giữa các mô của cùng một loài hay của các loài khác nhau tạo ra cây lai xôma giống như cây lai lưỡng tính.

2. Công nghệ tế bào động vật

a) Nhân bản vô tính động vật

– Nhân bản vô tính ở động vật được nhân bản từ tế bào xôma, không cần có sự tham gia của nhân tế bào sinh dục, chỉ cần tế bào chất của noãn bào.

– Đã thành công trong việc tạo ra cừu Dolly 1997. Các bước tiến hành:

+ Tách tế bào tuyến vú của cừu cho nhân, nuôi trong phòng thí nghiệm.

+ Tách tế bào trứng của cừu khác, loại bỏ nhân của tế bào này.

+ Chuyển nhân của tế bào tuyến vú vào tế bào trứng đã bỏ nhân.

+ Nuôi cấy trong môi trường nhân tạo để trứng phát triển thành phôi.

+ Chuyển phôi vào tử cung của cừu mẹ để nó mang thai.

– Ý nghĩa:

+ Nhân nhanh giống vật nuôi quý hiếm.

+ Tạo ra các giới động vật mang gen người nhằm cung cấp cơ quan nội tạng cho người bệnh.

b) Cấy truyền phôi

– Là thao tác chuyển phôi từ cơ thể động vật cho sang các cơ thể động vật nhận.

+ Từ một phôi có thể tách và cho phát triển thành nhiều phôi khác nhau.

+ Có thể phối hợp hai hay nhiều phôi thành một thể khảm, có ý nghĩa trong tạo ra loài mới.

+ Có thể làm biến đổi thành phần của tế bào phôi theo hướng có lợi cho con người.