Bài 19: 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

Để chủ động tạo ra nguồn biến dị di truyền, các nhà di truyền học có thể dùng các tác nhân đột biến khác nhau tạo ra nguồn biến dị, rồi từ đó chọn ra các cá thể có gen và tổ hợp gen mong muốn.

Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến đặc biệt có hiệu quả với vi sinh vật vì tốc độ sinh sản của chúng rất nhanh nên có thể dễ dàng phân lập được các dòng đột biến, cho dù tần số đột biến gen thường khá thấp.

Quy trình tạo giống mới bằng phương pháp gây đột biến bao gồm các bước sau.

• Xử lý mẫu vật bằng tác nhân đột biến.
• Chọn lọc các thể đột biến có kiểu hình mong muốn.
• Tạo dòng thuần chủng.
• Chọn lọc các thể đột biến có kiểu hình mong muốn.
• Tạo dòng thuần chủng.

2. Một số thành tựu tạo giống ở Việt Nam

Trên đối tượng vi sinh vật cũng như đối với nhiều loài thực vật, bằng cách xử lí các tác nhân đột biến khác nhau đã tạo ra được nhiều chủng vi sinh vật, giống cây trồng có nhiều đặc điểm quý.

Với việc sử dụng consixin, các nhà khoa học Việt Nam đã tạo ra được các giống cây dâu tằm tứ bội, sau đó lai nó với dạng lưỡng bội để tạo ra dạng tam bội có năng suất lá cao dùng cho ngành chăn nuôi tằm.

II. TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO

1. Công nghệ tế bào thực vật

a. Nuôi cấy hạt phấn

• Mục đích: Tạo điều kiện để alen lặn biểu hiện thành kiểu hình, tạo nhanh các dòng thuần chủng về tất cả các gen.
• Phương pháp: gây lưỡng bội dòng tế bào n.

• Thành tựu: Tạo ra các giống kháng thuốc diệt cỏ, chịu lạnh, chịu hạn, chịu phèn, chịu mặn, kháng bệnh, sạch không nhiễm virus gây bệnh,… Ví dụ: giống lúa chiêm chịu lạnh.

b. Nuôi cấy tế bào thực vật trong ống nghiệm (in vitro) tạo mô sẹo

• Mục đích: nhân nhanh các giống có đặc tính di truyền giống nhau và giống với cây cho mô.
• Phương pháp: Nuôi cấy các tế bào rễ, thân, lá,… trong ống nghiệm có sử dụng hoocmon sinh trưởng tạo mô sẹo biệt hóa thành các mô khác nhau và tái sinh thành cây trưởng thành.
• Thành tựu ở Việt Nam: tạo ra các giống khoai tây, mía, dứa, phong lan.

c. Tạo giống bằng chọn dòng tế bào xoma có biến dị

• Mục đích: Tạo nhanh các giống cây trồng có kiểu gen khác nhau và khác với giống ban đầu.
• Phương pháp: Nuôi cấy dòng tế bào 2n trong môi trường nhân tạo tác đồng tạo nhiều dòng tế bào biến dị. Cho các dòng tế bào biến dị phát triển thành các giống có kiểu gen khác nhau.
• Thành tựu: giống lúa DR2 chịu hạn, chống nóng, năng suất cao được chọn từ dòng tế bào xoma biến dị của giống CR203.

d. Dung hợp tế bào trần

• Mục đích: Tạo giống mới mang vật chất di truyền của 2 hay nhiều loài khác nhau, thực hiện được trên những đối tượng không có khả năng lai xa.
• Phương pháp: Loại bỏ thành xenlulozo (bằng enzyme hay vi phẫu) dung hợp tế bào trần (có thể cùng loài, khác loài, khác chi hay khác bộ,…) tạo giống mới.
• Thành tựu: cây pomato là cây lai giữa khoai tây và cà chua.

2. Công nghệ tế bào động vật.

a. Nhân bản vô tính động vật

• Mục đích: Nhân nhanh giống quý hiếm hoặc làm tăng năng suất trong chăn nuôi.
• Thành tựu: Nhân bản vô tính cừu Đôly (1997).

b. Cấy truyền phôi

Mục đích: góp phần làm tăng sinh sản cho các loài động vật quý hiếm hay sinh sản chậm.

Phương pháp có thể thực hiện 1 trong 3 cách sau:

• Tách phôi thành 2 hay nhiều phần, mỗi phần sau đó sẽ phát triển thành 1 hợp tử riêng biệt, cấy vào cá thể nhận đẻ phát triển thành những cá thể con giống nhau.
• Phối hợp 2 hay nhiều phôi thành thể khảm tạo vật nuôi khác loài.
• Làm biến đổi các thành phần trong tế bào của phôi khi mới phát triển, phát triển thành những cá thể con có kiểu gen khác nhau.

1. Để chủ động tạo ra các biến dị di truyền, ta có thể xử lý đối tượng nghiên cứu bằng các tác nhân đột biến với liều lượng và thời gian xử lý thích hợp, sau đó chọn lọc và nhân các thể đột biến thành giống thuần chủng.

2. Công nghệ tế bào thực vật giúp nhân giống vô tính các loại cây trông quý hiếm hoặc giúp tạo ra các giống cây lai khác loài thông qua kĩ thuật dung hợp tế bào trần. Nuôi cấy các tế bào đơn bội rồi cho phát triển thành cây lưỡng bội có thể tạo ra những cây trồng có kiểu gen đồng hợp về tất cả các gen.

3. Nhân bản vô tính và cấy truyền phôi là công nghệ mở ra triển vọng nhân bản được những cá thể động vật quý hiếm dùng vào nhiều mục đích khác nhau.