Ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn tạo giống cây trồng

Ứng dụng CNSH  trong chọn tạo giống cây trồngGiáo viên hướng dẫn: Nguyễn Vũ PhongTrình bày:Nhóm 1BÁO CÁO SEMINARGiới thiệu nội dung :I. Đặt vấn đềII. Nuôi cấy mô và tế bào thực vậtIII. Lai tế bào sôma (dung hợp tế bào trần) IV. Kĩ thuật di truyền V. Kết luậnI. Đặt vấn đềLoài lúa hoang dại???Giống lúa cải biến gen MTL 547BẢNG: So sánh giữa chọn giống ứng dụng CNSH và truyền thốngChọn giống cây trồng ứng dụng CNSHChọn giống cây trồng truyền thốngCơ sởỨng dụng những kỹ thuật hiện đại để cải biến giống và tạo giốngTái tổ hợp gen và NST qua sinh sản hữu tính theo nguyên lý MendelMục đíchCải biến những đặc tính giống và tạo giống mới qua tác động trực tiếp đến genCải biến giống hiện có và lai tạo giống mớiThời gianRút ngắn thời gian Tốn rất nhiều thơi gianHiệu quảCaoThấp II. Nuôi cấy mô và tế bào: 1) Lịch sử:-Đầu TK XX, Haberlandt tìm ra tính toàn năng của tế bào-50 năm sau, việc tái sinh cây thành công 2) Ứng dụng chung: -Nhân quy mô lớn kiểu gen dị hợp tử -Nhân kiểu gen tự bất hợp -Nhân bố mẹ bất dục trong chương trình tạo giống lai -Nhân vật liệu sạch bệnh -Bảo quản và trao đổi nguồn gen quốc tế 3) Nuôi cấy phôi (cứu phôi):Hình: Nhân giống thành công 3 giống hoa quý Hình: Nhân giống cây lô hội bằng nuôi cấy phôiNuôi cấy phôi khắc phục hàng rào bất hợp, bảo đảm Hình: Cứu phôi lai 4) Nuôi cấy mô sẹo (callus culture):Hình ảnh các dạng mô sẹo nhận được từ nuôi cấy mô noãn sau thụ phấn từ 1-8 tuần tuổi Hình: Mô sẹo bưởi Phúc Trạch Hình: Mô sẹo phôi hoa ở camLàm biến đổi sự sinh trưởng vô tổ chức thành quá trình sinh sản chồi và rể, từ đó tạo thành một cây nguyên vẹnHình: Các chương trình phát triển cúa mô sẹo 5) Nuôi cấy in vitro:Hình: Nhân giống in vitro cây thông quý -Ưu điểm: Tạo được vật liệu hoàn toàn sạch bệnh và hệ số nhân giống rất cao-Ứng dụng: .Duy trì, nhân nhanh kiểu gen quý hiếm, có hiệu quả kinh tế cao làm vật liệu cho công tác chọn giống.Nhân nhanh ở điều kiện vô trùng, cách ly tái nhiễm kết hợp với làm sạch bệnh virus.Bảo quản các tập đoàn giống nhân giống vô tính và các loài cây giao phấn trong các ngân hàng gen. 6) Nuôi cấy bao phấn và sản xuất cây đơn bội:Phương pháp truyền thôngỨng dụng CNSHGieo trồng quần thể F2, chọn lọc đến dòng F7, tạo thành dòng thuần chủng Mất nhiều thời gianMất nhiều công sưcRút ngắn thời gianTiết kiệm tiền bạc.Đã tạo các giống lúa thuần và sạch bệnh: Khao 85, Khao 1105, VH2 , giống DR1, DR2, DR3 đang mở rộng ra qui mô sản xuất, .Sản xuất được dòng lúa thuần mang gene quý như gene bất dục đực tế bào chất, bất dục đực nhân (gen TGMS, PGMS) .Tạo được 5 dòng ngô thuần và hai tổ hợp ngô lai có triển vọng.- Ứng dụng:II. Lai tế bào xôma ( dung hợp tế bào trần) 1) Lịch sử:MelchersKeller2) Định nghĩa:Là sự kết hợp của TB xôma không có thành khác nhau, sau đó tạo điều kiện để TB lai tái sinh tạo cây dung hợp3) Các bước tiến hành:4) Ứng dụng: -Tạo thành công cây lai: tomastto -Kết hợp được tính trạng kháng virut ở loài khoai tây trong cùng một loài, hoặc giữa các loài khác nhau -Chuyển tính trang bất dục đực tế bào chất và đa dang hóa nguồn bất dục đực trong laiIII/ Ứng dụng kĩ thuật di truyền (KTDT) vào tạo giống cây trồng:1. Giới thiệu các phương pháp chuyển gen cơ bản:a/ Chuyển gen trực tiếp:-Chuyển gen qua lyposome (màng lipit):Hình: Sơ đồ hoạt động của vector liposome-Điện biến nạp (electroporation)-Vi tiêm: Hình: Sử dụng phương pháp vi tiêm Hình: Máy vi thao tác Olympus 	(Hãng Narishige)-Bắn DNA vào tế bào: Tế bào thực vật Hình: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của súng bắn genHình: Súng bắn gen-Biến nạp qua trung gian các sợi silicon carbide: Trộn chung các plasmid DNA với tế bào trong sự hiện diện của các sợi silicon carbide và lắc. Khi lắc dung dịch các sợi mảnh của sc tuơng tự như những cây kkim làm thủng vách tế bào để plasmid DNA xâm nhập vào trong.b/ Chuyển gen gián tiếp nhờ Agrobacterium tumefaciens:2/ Thực vật chuyển gen:a/ KTDT giúp tạo ra cây trồng thỏa mãn nhiều mục tiêu:-Thích nghi với điều kiện khí hậu địa phương-Kháng thuốc diệt cỏ, kháng sâu bệnh-Năng suất cao, mùi vị, màu sắc hấp dẫn-Đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng và vệ sinh-Bảo quản lâu, khó giập-Cải thiện môi trường-Giảm chi phí sản xuấtb/ Một số hướng nghiên cứu chính trong công nghệ chuyển gen ở thực vật:-Cây trồng chuyển gen khángnấm, vi khuẩn, vi-rut gây bệnh:Hình:Cà chua chuyển gen kháng vật kí sinh (bên phải) và cà chua đối chứng (bên trái)-Cây trồng chuyển gen kháng côn trùng phá hoại:Các cây trồng chuyển gen biểu hiện độc tố của Bacillus thuringensis (Bt) tạo ra tính kháng đối với côn trùng loại nhai, nghiền. Côn trùng ăn vào sẽ tạo ra độc tố gây chết đối với chúng.-Nâng cao chất lượng cây trồng và chống chịu các điều kiện bất lợi:-Cây trồng chuyển gen tổng hợp các chất có hoạt tính sinh học:Lúa gạo giàu vitamin A và sắtVaccine thực phẩm ở ngô và khoai tâyDầu ăn có lợi cho sức khỏe từ đậu nành và cải dầu-Cây trồng chuyển gen mang tính bất dục đực:Ví dụ ở ngô nhằm tránh hiện tượng tự thụ phấnlàm giảm năng suấtSản phẩmĐặc điểmCải dầuNgô BôngKhoai tâyĐậu tươngBíCà chuaLúaĐu đủChống chịu chất diệt cỏ, hàm lượng laurate cao,hàm lượng oleic acid caoChống chịu chất diệt cỏ, kháng côn trùngChống chịu chất diệt cỏ, kháng côn trùngKháng côn trùng, kháng virusChống chịu chất diệt cỏ, hàm lượng oleic acid caoKhánh virusChín chậmChống chịu chất diệt cỏ, sản xuất vitamin AKháng virusMột số loại cây trồng chuyển gen quan trọng hiện nayƯu điểmNguy cơ tiềm ẩn.Tăng sản lượng.Giảm chi phí sản xuất.Tăng lợi nhuận nông nghiệp.Cải thiện môi trường.Vô tình đưa những chất gây dị ứng hoặc làm giảm dinh dưỡng vào thực phẩm.Phát tán gen biến nạp sang cây hoang dại.Sâu bệnh có thể tăng cường tính kháng đối với chất độc tiết ra từ GMP.Có thể làm mất cân bằng sinh thái do chất độc tiết ra từ GMP tác động tới các sinh vật khác3/ Những bàn cải về GMP:V. Kết luận:Mặc dù còn những điểm chưa rõ ràng về cây chuyển gen nhưng với khả năng tạo ra những giống cây trồng mới có giá trị kinh tế, công nghệ này có vay trò không thể phủ nhận được Tuy vậy, vẫn còn một số vấn đề đáng lo ngại. Để giải quyết thì những kết luận thu được phải dựa trên những thông tin tin cậy và có cơ sở khoa học.Tài liệu tham khảo:www.mediafire.com: sách Công nghệ chuyển gen, Trần Quốc Dung (chủ biên), Huế, 2006, chương 2 & 5www.google.comwww.bioviet.comwww.khoahoc.com.vnTên thành viên:Phạm Thanh LiêmTrần Phạm Vũ LinhDương Mỹ Linh