1

CHUYÊN ĐỀ
CÔNG NGHỆ TẾ THỰC VẬT
VÀ THÀNH TỰU
Bài giảng được chia sẽ bởi Trương Triệu Trinh

C31 - 82300279

 CÔNG NGHỆ SINH HỌC

2

Công nghệ sinh học đang trở thành một ngành công nghệ ứng dụng
phát triển mạnh mẽ và là ngành khoa học mũi nhọn của thế kỉ 21.
Công nghệ tế bào là một trong năm hướng phát triển của ngành công
nghệ sinh học đã và đang đem lại những hiệu quả khoa học và kinh tế
rất triển vọng trong sự phát triển của loài người.
Việc trang bị kiến thức cơ sở về công nghệ tế bào giúp cho học sinh
có góc nhìn thực tế về lĩnh vực này. Góp phần định hướng nghề
nghiệp cho tương lai.
 CÔNG NGHỆ TẾ BÀO – LĨNH VỰC TRONG CÔNG NGHỆ
SINH HỌC
Ngày nay, việc ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế bào hoặc mô trên
môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo ra những mô, cơ quan hoặc cơ
thể hoàn chỉnh với đầy đủ các tính trạng của cơ thể gốc đã trở thành
một ngành kỹ thuật, có quy trình xác định, được gọi là công nghệ tế
bào.

Lịch sử phát triển
Công nghệ Sinh học được hình thành từ rất lâu
đời. Ngay từ xa xưa, dù chưa biết về các vi sinh
vật nhưng loài người đã biết sử dụng chúng
trong các sản phẩm lên men truyền thống (men
bia, men rượu, giấm...). Cho tới nay, CNSH đã có
những bước tiến vượt bậc và mang lại nhiều giá
trị trong cuộc sống. Các giai đoạn phát triển của
CNSH có thể được điểm qua như sau.
.

Lịch sử phát triển
Công nghệ Sinh học được hình thành
từ rất lâu đời. Ngay từ xa xưa, dù
chưa biết về các vi sinh vật nhưng loài
người đã biết sử dụng chúng trong các
sản phẩm lên men truyền thống. Các
loại men rượu bia, giấm... là những
thực phẩm đã được sử sách ghi nhận
từ hàng nghìn năm về trước. Ở Trung
Đông, Ai Cập, có di tích đã ghi nhận
con người đã biết làm bia cách nay
6000 năm. Nhiều thế kỷ trước công
nguyên, ở trung Quốc, Hy lạp, La mã,
rượu đã được phổ biến trong hầu hết
các bữa tiệc. Đó là những dẫn chứng

 LỊCH

NAM

 Giai

SỬ PHÁT TRIỂN CNSH VIỆT

đoạn mở đầu:

 Năm

1981 Viện Pasteur Pháp được được
thành lập..

 Cùng

với đó, Louis Pasteur đã quyết định
thành lập viện Pasteur – Sài Gòn là chi
nhánh thứ 2 trên thế giới mang tên ông.
Đây là cái nôi đầu tiên của CNSH nước ta
do Albert Calmette làm giám đốc. Ông đã
thực hiện sản xuất vaccin đậu mùa,
nghiên cứu bệnh lý nhiệt đới, nước sạch,
huyết thanh chống nọc độc rắn hổ mang,
vaccin chống lao…

 Năm

1983 Yersin học trò Calmette trở thành giám đốc
thứ 2 của viện Pasteur. Ông cũng là người sáng lập nên
nhiều chi nhánh Pasteur tại Đà Lạt, Nha Trang, Hà Nội.

 LỊCH

SỬ PHÁT TRIỂN CNSH
VIỆT NAM

 Giai

đoạn 1945-1954:



Năm 1949, BS. Nguyễn Văn Hưởng đã
sản xuất hàng loạt các vacxin chống
đậu mùa, tả, thương hàn và tiến hành
các xét nghiệm bệnh ngay trong vùng
kháng chiến. Ông đã đào tạo được
nhiều kỹ thuật viên, lập ra nhiều đội vệ
sinh đi các vùng tiêm chủng, hướng
dẫn vệ sinh với phong trào trên một
phạm vi rộng lớn.



Hiện nay, học bổng lấy tên ông trao
trong lĩnh vực y tế.

 LỊCH
 Giai


SỬ PHÁT TRIỂN CNSH VIỆT NAM

đoạn 1945-1954:

1950, GS.BS. Đặng Văn Ngữ và GS. BS. Đặng Ngọc Thạch đã thử
nghiệm thành công nuôi cấy nấm Penicilium để làm thuốc rửa vết thương.
BS. Đặng Văn Ngữ đã trực tiếp sản xuất dịch thô penicillin ở chiến khu
Việt Bắc. Ông cũng đã rất thành công trong sự nghiệp khoa học với nhiều
lĩnh vực như: đào tạo cán bộ y tế các cấp, nghiên cứu khoa học, tổ chức
chỉ đạo công tác tiêu diệt bệnh sốt rét trên toàn miền Bắc. Ông cũng chính
là người xây dựng nên bộ môn sinh vật học và ký sinh trùng của trường
Đại học Y Hà Nội và xây dựng Viện sốt rét ký sinh trùng và côn trùng.

 LỊCH
 Giai

SỬ PHÁT TRIỂN CNSH VIỆT NAM

đoạn sau năm 1955



Viện mở rộng từ nghiên cứu sang đào tào học viên với nhiều thành tựu nổi
bật:



Vacxin viêm gan B, vacxin viêm não Nhật Bản, vacxin tả, vacxin dại và
nhiều loại khác như thương hàn, ho gà, uốn ván...



Công nghiệp rượu bia, bột ngọt



Từ những năm 1995, các kỹ thuật CNSH hiện đại đã được bắt đầu nghiên
cứu tại các viện và các trường Đại học. Cụ thể như: chẩn đoán phân tử,
chuyển gen động và thực vật, vi sinh vật tái tổ hợp, vacxin tái tổ hợp và lập
bản đồ genes...

 LỊCH
 Giai


SỬ PHÁT TRIỂN CNSH VIỆT NAM

đoạn sau năm 1955

Cho đến nay, đã có nhiều giống cây, giống vật nuôi được các viện
nghiên cứu, trường đại học trong nước đã và đang tạo lập với những đặc
tính đặc biệt, thiết thực đáp ứng nhu cầu của các ngành kinh tế, kỹ thuật.
Chẳng hạn, chuyển gen chịu hạn vào đậu tương để tạo giống đậu tương
chịu hạn, chuyển gen kháng sâu vào ngô để tạo giống ngô kháng sâu,
chuyển gen của virus H5N1 vào bèo tấm và dùng bèo tấm làm thức ăn
cho gia cầm để tạo kháng thể miễn dịch H5N1 ở gia cầm, các kỹ thuật
nuôi cấy mô tạo giống chất lượng cao... được thực hiện bởi Viện Di
truyền Nông nghiệp.

 I.

CÁC GIAI ĐOẠN CHUNG
CỦA CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
THỰC VẬT:

 Giai

đoạn 1: Chuẩn bị



- Nuôi cấy



- CB thiết bị, dụng cụ, hóa chất.



- CB môi trường nuôi cấy.

 Giai

đoạn 2: Nuôi cấy

 Nuôi

cấy huyền phù tế bào.

 Nuôi

cấy hạt phấn.

 Nuôi

cấy và dung hợp tế bào trần.

 Nuôi

cấy mô sẹo.

 I.

CÁC GIAI ĐOẠN CHUNG CỦA CÔNG NGHỆ TẾ
BÀO THỰC VẬT:

 Giai

đoạn 3: Thu nhận



- Sinh khối.



- Cây con.

 I.

CÁC GIAI ĐOẠN CHUNG CỦA CÔNG NGHỆ TẾ
BÀO THỰC VẬT:

 Giai


đoạn 1: Chuẩn bị

- Xác định mẫu nuôi: cần nghiên cứu kĩ đặc tính sinh sản, sinh
dưỡng, các quá trình lý hóa sinh tương ứng từng thời kì và tính phù
hợp với điều kiện cơ sở vật chất hiện tại.

14

Phân loại tế bào gốc
• Tế bào gốc tổng năng: mỗi tế bào có thể phát triển thành một cá thể
mới.
• Tế bào gốc toàn năng: tế bào có thể hình thành nên bất cứ loại tế
bào nào trong cơ thể (trên 200 loại).
• Tế bào gốc đa năng: tế bào đã được biệt hóa, nhưng vẫn có thể hình
thành nên một số loại tế bào khác.

 I.

CÁC GIAI ĐOẠN CHUNG CỦA CÔNG NGHỆ TẾ
BÀO THỰC VẬT:

 Giai


đoạn 1: Chuẩn bị cần lưu ý khâu tiệt trùng

- Xác định mẫu nuôi, dụng cụ, hóa chất, thiết bị….

 I.

CÁC GIAI ĐOẠN CHUNG CỦA CÔNG NGHỆ TẾ
BÀO THỰC VẬT:

 Giai

đoạn 2: Nuôi cấy



- Xác định hóa chất…



+ Horcmone thường dùng: auxin, cytokinin, gliberllin….



+ Các loại hóa chất vô cơ khác: NaClO 10%, agar…

17

Giai đoạn 2: Nuôi cấy
Cơ sở sinh lí:
• Tính toàn năng: khả năng
của 1 tế bào hình thành 1 cây
hoàn chỉnh trong điều kiện
nuôi cấy thích hợp.
• Sự phân chia phân hóa, phản phân hóa của tế bào
Biệt hóa: 1 tế bào, 1 khối tế bào phân hóa thành mô, cơ quan, hệ cơ
quan.
Phản biệt hóa: khi các tế bào đã phân hóa thành các mô chức năng
riêng biệt nhưng vẫn có thể quay về trạng thái chức năng phôi sinh
ban đầu ki gặp điều kiện thuận lợi.

Các nhân tố đảm bảo thành công trong công nghệ nuôi cấy môtế bào thực vật:
18
• Đảm bảo điều kiện vô trùng, phòng thí nghiệm phải chuyên hóa
cao.
• Chọn đúng môi trường và chuẩn bị môi trường đúng cách.
• Chọn mô cấy, xử lí mô cấy thích hợp trước và sau khi cấy.
Các bước trong kĩ thuật nuôi cấy mô- tế bào thực vật
• Tạo vật liệu khởi đầu: thường chọn chồi là bộ phận nuôi cấy
thích hợp nhất khử trùng cấy trong môi trường khởi động để tái sinh
• Giai đoạn nhân nhanh: vật liệu khởi đầu được chuyển sang môi
trường nhân nhanh có bổ sung Xitokinin để tái sinh 1 thành nhiều
chồi.
• Giai đoạn tạo cây hoàn chỉnh: tách riêng các chồi cho vào môi
trường tạo rể (bổ sung Auxin) mỗi chồi ra rể thành 1 cây hoàn
chỉnh.
• Giai đoạn ra cây: cây trong ống nghiệm đủ tiêu chuẩn (chiều cao,
số lá, số rể) sẽ được chuyển sang môi trường tự nhiên.

19

Nuôi cấy phôi: môi trường
thường sẽ là nước dừa, nước
chiết malt, casein thuỷ phân, là
những chất rất cần trong nuôi
cấy phôi. Các chất kích thích
sinh trưởng như GA3, auxin,
cytokinine thường được dùng
nhiều trong nuôi cấy phôi. Các
yếu tố ngoại cảnh như nhiệt độ,
ánh sáng cũng ảnh hưởng đến
sự phát triển của phôi nuôi cấy
in vitro. Thường phôi nuôi cấy
cần nhiệt độ và ánh sáng thấp
hơn phôi phát triển tự nhiên.

Nuôi cấy mô và cơ quan tách rời
Nhu cầu dinh dưỡng khi nuôi cấy
các bộ phận khác nhau của cây là
khác nhau nhưng có thể thấy một
số yêu cầu chung như nguồn
cacbon dưới dạng đường và các
muối của các nguyên tố đa lượng
( nito, phospho, kali, calxi) và vi
lượng ( Mg, Fe, Mn, Co,Zn,...).
Ngoài ra cần một số chất đặc biệt
như vitamin (B1, B6, B3, ...) và các
chất điều hoà sinh trưởng
Đối với nuôi cấy mô, ngoài những
thành phần dinh dưỡng như đối với
nuôi cấy cơ quan tách rời, cần bổ
sung thêm các chất hữu cơ chứa ít
nitơ dưới dạng acide amine, đường
và inositol.

20

21

Nuôi cấy mô phân sinh
Mô phân sinh thường là các mô
đỉnh chồi và cành có kích thước
0,1mm÷1cm.
Nuôi cấy mô phân sinh được sử
dụng để loại virus tạo cây sạch
virus và nhân giống invitro.
Nuôi cấy mô phân sinh còn
được sử dụng để nghiên cứu
quá trình hình thành cơ quan,
tạo cây đa bội qua xử lý
colchicin.

22

Nuôi cấy bao phấn
Hạt phấn nuôi cấy có thể phát triển thành cây đơn bội hoàn
chỉnh trong điều kiện nuôi cấy invitro bằng con đường tạo phôi
trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua tạo mô sẹo và tạo cơ quan

23

Nuôi cấy tế bào đơn
Tế bào đơn có thể nhận được bằng con đường nghiền mô, hoặc
xử lý enzym. Mỗi loại cây, mỗi loại tế bào khác nhau đòi hỏi
những kỹ thuật nuôi cấy khác nhau.

Nuôi cấy protoplast
24 tế
Trong điều kiện nuôi cấy phù hợp protoplast có thể tái sinh thành
bào mới, phân chia và tái sinh thành cây hoàn chỉnh. Do không có
thành tế bào nên protoplast trở nên một đối tượng lý tưởng trong
nghiên cứu biến đổi di truyền ở thực vật. Bằng phương pháp dung
hợp hai protoplast có thể tạo ra các cây lai soma. Ngoài ra còn có thể
sử dụng kỹ thuật dung hợp protoplast để chuyển các bào quan và
chuyển genes.

Dung hợp tế bào trần là sự hợp nhất của các tế bào soma
không có thành tế bào của các cá thể hoặc các loài khác
nhau và sau đó tái sinh cây lai từ các tế bào đã dung hợp.
Nuôi cấy tế bào trần

Các bước nuôi cấy tế bào trần

25

 I.

CÁC GIAI ĐOẠN CHUNG CỦA CÔNG NGHỆ TẾ
BÀO THỰC VẬT:

 Giai

đoạn 3: Thu nhận sản phẩm

Sản phẩm có thể là sinh khối hoặc cây con.

II. KỸ THUẬT CHUYỂN GEN THỰC VẬT

vị trí
nhận
biết
của
enzim
giới
hạn

Kích
thước
của
vectơ
CÁC
ĐIỀU
KIỆN

Vectơ
phải có
khả
năng
tái bản

phát
hiện
dễ
dàng

PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GEN
Phương pháp chuyển gen gián tiếp
• Chuyển gen nhờ vi khuẩn Agrobacterium.
• Chuyển gen gián tiếp nhờ virus

27

Phương pháp chuyển gen trực tiếp
• Chuyển gen bằng súng bắn gen (genes gun)

Súng bắn gen

28

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của súng
bắn gen

• Chuyển gen bằng xung điện (electroporation)
• Chuyển gen bằng vi tiêm (microinjection)
• Chuyển gen nhờ kỹ thuật siêu âm
• Chuyển gen bằng phương pháp hóa học
• Chuyển gen trực tiếp qua ống phấn (pollen tube)

MỘT SỐ ĐÁNH GIÁ VỀ CHUYỂN GEN Ở THỰC VẬT
Những lợi ích:
29
• Có khả năng chống chịu bệnh.
• Cho phép giảm sử dụng thuốc trừ sâu.
• Tăng thành phần dinh dưỡng.
• Tăng thời gian bảo quản.
• Tăng sản lượng.
• Giảm chi phí sản xuất.
• Tăng lợi nhuận nông nghiệp.
• Cải thiện môi trường.
• Giống mô có thể được trồng trong điều kiện nghèo dinh dưỡng.
Những nguy cơ tiềm ẩn và rủi ro có thể:
• Cây chuyển genes, những rủi ro có thể: khả năng tạo ra những
loại cỏ mới.
• Ảnh hưởng trực tiếp lên các sinh vật không phải là sinh vật cần
diệt.
• Phát triển tính kháng của côn trùng.

III. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO THỰC VẬT
Chuyển gen kháng sâu

30

Chuyển gen kháng sâu bệnh

Chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ
Chuyển gen tạo cây kháng virus gây bệnh

Cây thuốc lá chuyển gen
kháng virus CMV và đối
chứng

Lá cây đu đủ chuyển gen kháng
PRSV và đối chứng

31

Nuôi cấy phát triển phôi vô
tính chuối

Phôi vô tính của chuối

Nuôi cấy mô sâm Ngọc Linh

Trầu bà chân vịt nuôi cấy mô

Dưa hấu tam bội trồng từ hột

Chuyển gen tạo cây sản xuất protein động vật

32

Thực phẩm chức năng

Chuyển gen thay đổi hàm lượng và chất lượng các chất dinh
dưỡng của cây

Hạt gạo vàng

Cà chua chuyển gen chín
chậm

33

Bắp chuyển gen Bt

Chuyển gen tạo giống hoa có nhiều màu sắc.

Đa dạng màu hoa

Hoa hồng xanh

KẾT LUẬN
• Công nghệ tế bào thực vật là
một phần quan trọng của công
nghệ sinh học, nghiên cứu các
quá trình nuôi cấy tế bào thực
vật để sản xuất sinh khối; nhân
nhanh các giống cây trồng quý
hiếm, sinh sản chậm; thu nhận
các chất có hoạt tính sinh học
cao; hỗ trợ nghiên cứu, lập ngân
hàng genes ….
• Đã có rất nhiều thành tựu trên
thế giới về Công nghệ tế bào
thực vật. Đây là hướng đi mới
mà không phải đối mặt với vấn
đề vi phạm đạo đức như công
nghệ tế bào động vật.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

35

Tài liệu Tiếng Việt:
1. Hồ Huỳnh Thùy Dương, 1996, Sinh học phân tử, Nhà xuất bản giáo dục
2. Lê Văn Hoàng, 2004, Các quá trình và thiết bị Công nghệ sinh học trong
Công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội
3. Nguyễn Đức Lượng, Lê Thị Thủy Tiên, 2002, Công nghệ tế bào, Nhà
xuất bản ĐHQG TP HCM
4. Trần Văn Minh, 1999, Công nghệ tế bào thực vật, Đại học quốc gia
thành phố Hồ Chí Minh- Trường ĐH Nông Lâm
Tài liệu Tiếng Anh
. Walker JM and Rapley R. 2002. Molecular Biology and
Biotechnology. 4th ed. The Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK.

Webside:
https://www.rimf.org.vn/bantin/chitiet/CacgiaidoanphattriencuaCon
gngheSinhhoc
https://www.vista.gov.vn/