I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SINH SẢN
- Sinh sản là quá trình tạo ra những cá thể mới, bảo đảm sự phát triển liên tục của loài.
- Có 2 hình thức sinh sản ở thực vật: Sinh sản vô tính và Sinh sản hữu tính.
II. SINH SẢN VÔ TÍNH Ở THỰC VẬT
1. Sinh sản vô tính là gì?
- Sinh sản vô tính là hình thức sinh sản không có sự hợp nhất của giao tử đực và giao tử cái, con cái giống nhau và giống cây mẹ.
- Cơ sở của sinh sản vô tính là quá trình nguyên phân.
2. Các hình thức sinh sản vô tính ở thực vật
a) Sinh sản bào tử
- Là hình thức sinh sản mà cơ thể mới được phát triển từ bào tử, bào tử lại hình thành trong túi bào tử từ thể bào tử.
- Ví dụ: Rêu, dương xỉ.
b) Sinh sản sinh dưỡng
- Sinh sản sinh dưỡng là hình thức sinh sản mà cơ thể mới được hình thành từ một bộ phận (thân, lá, rễ) của cơ thể mẹ.
- Các hình thức sinh sản sinh dưỡng:
+ Sinh sản sinh dưỡng tự nhiên (thân bò, thân rễ, thân củ, rễ củ, lá…).
+ Sinh sản sinh dưỡng nhân tạo (nhân giống vô tính).
$ \Rightarrow$ Nhận xét cơ chế sinh sản vô tính:
- Ưu: Con giữ nguyên tính di truyền của mẹ nhờ cơ chế nguyên phân.
- Nhược: Con kém thích nghi khi môi trường thay đổi do không có sự tổ hợp các đặc tính di truyền của bố mẹ.
3. Phương pháp nhân giống vô tính
a) Ghép chồi và ghép cành
- Phương pháp nhân giống lợi dụng tính chất tốt của một đoạn thân, cành, chồi (cành ghép) của một cây này ghép lên thân hay gốc của một cây khác (gốc ghép), sao cho phần vỏ có các mô tương đồng tiếp xúc và ăn khớp với nhau. Chỗ ghép sẽ liền lại và chất dinh dưỡng của gốc ghép sẽ nuôi cành ghép.
- Trong phương pháp ghép chồi, ghép cành, phải cắt bỏ hết lá của cành ghép và phải cột chặt mắt ghép và cành ghép vào gốc ghép để giảm mất nước qua con đường thoát hơi nước nhằm tập trung nước nuôi các tế bào cành ghép, nhất là các tế bào mô phân sinh để đảm bảo sự sống sót và tiếp tục sinh trưởng.
b) Chiết cành và giâm cành
- Giâm (cành, lá, rễ) là hình thức sinh sản sinh dưỡng tạo cây mới từ một đoạn thân, cành (mía, dâu tằm, sắn, khoai tây), một đoạn rễ (rau diếp) hay mảnh lá (thu hải đường).
- Chiết cành: chọn cây khỏe, mập, gọt lớp vỏ, bọc đất mùn quanh lớp vỏ bóc hay ghim giữ phần bóc vỏ xuống lớp đất mặt, đợi khi ra rễ cắt rời cành đem trồng.
c) Nuôi cấy tế bào và mô thực vật
- Lấy các tế bào từ các phần khác nhau của cơ thể thực vật (củ, lá, đỉnh sinh trưởng, bao phấn, túi phôi…).
- Nuôi cấy trong môi trường dinh dưỡng thích hợp (in vitro) để tạo cây con.
- Các thao tác phải được thực hiện trong điều kiện vô trùng.
- Cơ sở khoa học là tính toàn năng của tế bào.
$ \Rightarrow$ Ý nghĩa: Đảm bảo được tính trạng di truyền mong muốn, đạt hiệu quả cao về số lượng và chất lượng cây giống.
4. Vai trò của sinh sản vô tính đối với đời sống thực vật và con người.
a) Vai trò của sinh sản vô tính đối với đời sống thực vật
- Giúp cho sự tồn tại và phát triển của loài.
b) Vai trò của sinh sản vô tính đối với đời sống con người.
- Duy trì được tính trạng tốt phục vụ cho con người
- Nhân nhanh giống cây trồng
- Tạo giống cây sạch bệnh
- Phục chế giống quý đang bị thoái hóa
- Hiệu quả kinh tế cao, giá thành thấp
Page 2
SureLRN
trung bình 18,2 C lợng ma1865 mm. Nhiệt độ cao nhất 31,5C, nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất 24,6C, biên độ ngày trung bình trong năm 8,9 C [21] rấthấp dẫn cho phát triển các loài lan ôn đới. Níc ta cã c¸c vïng tiĨu khÝ hËu rÊt thn lợi cho phát triển cả 3 loại lan:nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đới. Đây là một điều kiện rất tốt cho phát triển nghề trồng lan.
2.3. Các nghiên cứu về nhân giống địa lan bằng phơng pháp nuôi cấy mô tế bào
2.3.1. Cơ sở khoa học của biện pháp nhân giống vô tính bằng nuôi cấy mô tế bào
Tế bào là đơn vị sinh lý của sinh vật. Vì vậy ở các sinh vật đơn bào sống độc lập, tất cả các chức năng đều tập trung ë trong tÕ bµo duy nhÊt Êy. TÕ bµoÊy có tính toàn năng, nghĩa là có khả năng sống và phát triển. Đối với một câynguyên vẹn một sinh vật đa bào thì nguồn gốc của nó cũng khởi đầu từ một tế bào duy nhất, đó là hợp tử hay trứng. Mặc dù phát triển từ một hợp tử, nhng khinó phân chia và chuyên hoá thành mô, các cơ quan thì các tế bào ấy lại trở lên khác nhau về hình dạng và chức vụ. Trong trờng hợp này các tế bào đó khôngbiểu hiện đợc tính toàn năng vì chúng chịu ảnh hởng từ các tế bào khác. Nếu ảnh hởng ấy bị vô hiệu hoá thì mỗi tế bào lại hoạt động nh một tế bào non trẻ,nghĩa là phân chia, tăng trởng tạo ra cơ quan và phát triển thành cây hoàn chỉnh. Nh vậy, khi tách tế bào ra khỏi cơ thể một sinh vật đa bào thì tế bào ấy có khảnăng sinh sống và sinh sản hay không? Để trả lời câu hỏi này, nhiều nhà khoa học đã tách tế bào ra khỏi cơ thể đa bào và nuôi trong môi trờng dinh dỡng nhântạo. Phơng pháp nuôi cấy mô tế bào bắt đầu từ phơng pháp nuôi cấy tế bào này. Hiện nay phơng pháp nhân giống này đã đợc áp dụng nhiều trên loại cây trồngtrong đó có hoa lan. Đây là phơng pháp duy nhất hiện nay có thể nhân giống lan trên quy mô công nghiệp, các cây con đợc sản xuất hoàn toàn giống nhau từmột cây bố, mẹ ban đầu [24, 25, 26, 27, 28].K9 – Khoa C«ng nghƯ sinh häc13Geroges Morel1956 đã nghiên cứu thành công phơng pháp nuôi cấy mô tế bào của cây lan. Phơng pháp này để công bố trên tạp chí A. O. S AmericanOrchid Society, 1960 và giống lan đầu tiên Morel áp dụng là Cymbidium. Năm1963 Donol E. Vimbex cũng nghiên cứu thành công trên giống Cymbidium nh-ng lại nuôi cấy mô phân sinh đỉnh trên môi trờng lỏng. Năm 1996, Yonco Sagaw và T .Shoji nuôi cấy mô phân sinh đỉnh và môphân sinh bên của Cymbidium trên cùng một lúc hai môi trờng lỏng và đặc. Nhvậy, giống địa lan Cymbidium là nền tảng cho việc nhân giống bằng nuôi cấymô tế bào thực vật. Khả năng ứng dụng rễ thấy nhất của phơng pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật là nhân nhanh giống và phục tráng giống trong cây trồng.Morel 1960 đã nhận thấy Meristem của một loài địa lan có rất ít hoặc không có virus. Đồng thời ông cũng thành công trong kỹ thuật tạo protocorm, khi nuôicấy Meristem, các protocorm đợc cắt và nuôi cấy tiếp tục sẽ thu đợc các protocorm mới. Nếu trong điều kiện nhất định, nó sẽ hình thành các cây địa lancon mới và là những cây sạch virus. ở nớc ta, năm 1999 có Nguyễn Xuân Linh, Phạm Thị Liên, Phùng ThịThanh Thuỷ, Lê Đức Thảo nghiên cứu về loài Hạc Đĩnh Nâu. Năm 2001 Phạm Thị Liên đã nghiên cứu đánh giá và phát triển một số giống địa lan miền Bắc.Hiện nay đã có nhiều Viện nghiên cứu, Sở Khoa học Công nghệ của nhiều tỉnhnh: Lạng Sơn, Nghệ An, Nam Định đã xây dựng các phòng nuôi cấy mô. Tại các Viện nghiên cứu hình thành những quy trinh nhân giống hoàn chỉnh vớinhững cây trồng cụ thể để chuyển giao cho các đơn vị, địa phơng, đồng thời tham gia sản xuất lợng cây giống nhất định phục vụ kịp thời cho sản xuất. TạiViện Sinh học Nông nghiệp - Đại học Nông nghiệp1 Hà Nội là nơi nghiên cứu đầu tiên về hoa lan. Năm 2005, Nguyễn Quang Thạch, Hoàng Thị Nga Xâydựng quy trình nhân nhanh một số giống địa lan bản địa bằng công nghệ nuôi cấy mô tế bào, Hoàng Thị Nga, Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Thị Lý Anh vàK9 Khoa Công nghệ sinh học14cộng sự, Thuyết minh dự án Hoàn thiện công nghệ và sản xuất một số giống hoa có giá trị kinh tế, chất lợng cao Hoa đồng tiền, địa lan bằng công nghệnuôi cấy mô2.4. Phơng pháp cắt lớp mỏng tế bào Thin cell layers - TCL 2.4.1. Kh¸i niƯm:
VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Phương pháp nhân giống vô tính, nhằm giúp các em học tốt chương trình Sinh học 11.
Nội dung bài viết Phương pháp nhân giống vô tính: 1. Giâm Giâm (cành, lá, rễ) là hình thức sinh sản sinh dưỡng tạo cây mới từ một đoạn thân, cành (mía, dâu tằm, sắn, khoai tây), một đoạn rễ (rau diếp) hay mảnh lá (thu hải đường). Trong phương pháp nhân giống này, có thể dùng chất kích thích thúc đấy sự ra rễ nhanh chóng hơn. 2. Chiết Ở cây ăn quả nếu gieo từ hạt để tạo thành cây mới và thu hoạch quả phải đợi thời gian khá lâu. Trồng cây ăn quả bằng chiết cành có thể rút ngắn thời gian sinh trưởng, sớm thu hoạch và biết trước đặc tính của quả. Khi chiết cành, nên chọn cây khoẻ, mập, gọt lớp vỏ, bọc đất mùn quanh lớp vỏ bóc hay ghim giữ phần vỏ bọc xuống lớp đất mặt, đợi khi ra rễ cắt rời cành đem trồng. 3. Ghép Ghép là phương pháp nhân giống lợi dụng tính chất tốt của một đoạn thân, cành, chồi (cành ghép) của một cây này ghép lên thân hay gốc của một cây khác (gốc ghép), sao cho phần vỏ có các mô tương đồng tiếp xúc và ăn khớp với nhau. Chỗ ghép sẽ liền lại và chất dinh dưỡng của gốc ghép sẽ nuôi cành ghép. Hai cây cùng ghép có thể cùng loài, cũng giống, chỉ khác nhau một số đặc tính mong muốn ở gốc ghép (chịu lạnh, nóng, mặn, chống sâu bệnh, năng suất cao và phẩm chất hoa quả tốt). Có nhiều kiểu ghép : ghép áp, ghép nêm, ghép dưới vỏ, ghép mắt, ghép cửa sổ, ghép chữ T 4. Nuôi cấy mô Dựa trên nguyên lý cơ bản về sinh sản vô tính là mọi cơ thể thực vật (cũng như động vật) đều gồm các tế bào, mỗi tế bào là một đơn vị cơ bản của sự sống, mang một lượng thông tin di truyền đủ để mã hoá cho sự hình thành một cơ thể mới.
Do đó trong môi trường thích hợp và cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng, có thể nuôi, cây mô để tạo nên cây hoàn chỉnh (hình 41.3). Phương pháp này góp phần tạo nhanh giống mới, sạch bệnh, có hiệu quả kinh tế cao (cây ăn quả, cây nhập nội ). Lát cắt ngang qua củ cà rốt Phôi Nuôi cấy trong môi trường dinh dưỡng Cây non. Cây trưởng thành Hình 41.3. Cách nuôi cấy mô ở cà rốt (1) và cây khoai tây trong ống nghiệm (2) Phương pháp nhân giống bằng sinh sản vô tính kết hợp dùng chất kích thích sinh trưởng thúc đẩy nhanh quá trình tạo rễ, rút ngắn thời gian và nhân nhanh cây mới mọi thời gian thích hợp, đạt năng suất cao, tạo cây ăn quả 4 mùa (các loại cam, chanh tứ quý). Các loại cây ăn quả thường dùng các phương pháp ghép để tạo giống có chất lượng quý và tốt hơn (tham khảo bài 43). Thành tựu nuôi cấy mô đã được áp dụng trên nhiều đối tượng : chuối, dứa, phong lan, gùng, cây ngập mặn, các loại lúa, đậu, cà phê, hoa hồng, mía, khoai tây, tam thất, đu đủ, gấc.