Nuôi cấy mô là gì

Thời gian gần đây, nuôi cấy mô tế bào được áp dụng trên nhiều loại cây trồng tại Việt Nam. Nuôi cấy mô tế bào thực vật được biết đến là tổng hợp những kỹ thuật được sử dụng để duy trì và nuôi cấy các tế bào, mô hoặc cơ quan thực vật trong điều kiện vô trùng trên bề mặt môi trường nuôi cấy mô giàu dinh dưỡng với những thành phần đã xác định. Cùng tìm hiểu sâu hơn những thông tin về nuôi cấy mô ngay dưới đây nào.

Nuôi cấy mô là gì?

Nuôi cấy mô hiện nay là phương pháp có vai trò và ý nghĩa quan trọng trong công nghệ nhân giống. Bạn có thể hiểu đơn giản nuôi cấy mô tế bào là tổng hợp các kỹ thuật được sử dụng để nuôi cấy và duy trì mô tế bào trong điều kiện vô trùng. Biện pháp này cũng được áp dụng trên các môi trường giàu dinh dưỡng và với những thành phần đã được xác định từ trước. 

Cơ sở tế bào học của việc nuôi cấy mô

Mô tế bào mặc dù là một phần của cơ thể tuy nhiên chúng vẫn có tính độc lập riêng biệt. Vì vậy khi bạn tách biệt chúng để nuôi trong một môi trường thích hợp với đầy đủ các chất dinh dưỡng, các mô tế bào có thể sẽ phát triển thành các mô cơ quan, thậm chí là các mô cơ thể. Tế bào thực vật sở hữu tính toàn năng. Điều này có nghĩa là mọi tế bào đều có cùng hệ gen và có khả năng sinh sản vô tính. Vì vậy, chúng có thể được nuôi cấy để tạo ra cơ thể mới. Dựa trên tính toàn năng này, phương pháp nuôi cấy mô tế bào được ra đời. Và cơ sở khoa học của công nghệ tế bào được dựa trên sự nhân đôi và phân li đồng đều của các nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân.

Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật

Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật xuất hiện ở Việt Nam vào năm 1960 cho đến nay. Đây là một trong những công nghệ quan trọng của ngành Công nghệ Sinh học, là nền tảng nghiên cứu và áp dụng các công nghệ khác trong lĩnh vực Công nghệ Sinh học thực vật. Trên từng môi trường dinh dưỡng thích hợp thì các tế bào thực vật có thể biến hóa hình thành mô, cơ quan hoặc các cơ thể hoàn chỉnh.

Công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật được ứng dụng phổ biến trong nông nghiệp nước ta hiện nay. Cụ thể ứng dụng vào sản xuất cây giống với số lượng cao, chất lượng đồng đều không phụ thuộc vào các điều kiện ngoại cảnh.

Ví dụ về nuôi cấy mô tế bào

Một số ví dụ về nuôi cấy mô thực vật bạn có thể tham khảo dưới đây

Nuôi cấy mô của cơ quan tách rời: Lấy củ cà rốt cắt lát tách mảnh mạch rây xử lý + nuôi cấy mô phôi, phôi nảy mầm cây non trong ống nghiệm cây trưởng thành.

Nuôi cấy mô từ mô hoặc từ cơ quan: Từ 1 mô lá tách tế bào nuôi cấy trên đĩa Petri với điều kiện thuận lợi sẽ hình thành nên những cây non trồng chậu phát triển cây trưởng thành.

Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng: Từ một mô phân sinh của đỉnh sinh trưởng của rễ hoặc thân nuôi cấy trong môi trường dinh dưỡng sẽ tạo ra cây con.

Nuôi cấy mô sẹo từ hạt phấn: Nuôi cấy mô sẹo từ hạt phấn đã chín nếu có môi trường thuận lợi bao phấn chín sẽ phân hóa bằng cách: Nhân sinh sản sẽ tiêu biến nhân sinh dưỡng sẽ tạo mô sẹo nuôi dưỡng cây đơn bội xử lý cônsixin cây trưởng thành hay còn được biết đến là đơn bội kép.

Video nuôi cấy mô tế bào

Cùng theo dõi kỹ thuật nuôi cấy phong lan tại đây nhé.

Các bước nuôi cấy mô tế bào thực vật

Quy trình nuôi cấy mô tế bào thực vật gồm những bước dưới đây:

Bước 1: Chọn lựa và khử trùng mẫu cây

Chọn cây mẹ đạt tiêu chuẩn cây con làm vật liệu nhân giống. Chú ý chọn cây mẹ có phẩm chất vượt trội, sạch bệnh và hơn hết nên chọn cây trồng trong nhà kính hoặc cây trồng theo tiêu chuẩn đặc biệt.

Thời điểm chọn cây: Vào giai đoạn cây mẹ sinh trưởng mạnh nhất.

Bước 2: Tạo nhân giống in vitro

Mẫu được nuôi cấy trong môi trường đặc biệt để nhân giống in vitro. Gồm hai cơ quan nhân giống in vitro: Chồi. Tạo nhân giống in vitro dựa trên các đặc tính nhân giống của cây trong tự nhiên.

Bước 3: Nhân giống in vitro

Môi trường nuôi cấy thông thường cũng tương tự như môi trường tạo chồi, đôi khi nồng độ môi trường sinh trưởng giảm xuống thấp để thích hợp cho việc nhân giống kéo dài. Cây nhân giống in vitro có trạng thái sinh lý non và được duy trì trong thời gian không xác định.

Bước 4: Tái sinh cây hoàn chỉnh trong ống nghiệm

Các mô cấy ghép được nuôi dưỡng và phát triển trong ống nghiệm cho đến khi đáp ứng các tiêu chí về kích thước và đặc tính để có thể phát triển tốt trong điều kiện tự nhiên.

Bước 5: Chuyển cây con in vitro vào vườn ươm

Cây con cấy mô đạt yêu cầu về chiều cao, bộ rễ lá phát triển đầy đủ sẽ được thuần hóa trong nhà lưới để thích nghi với môi trường tự nhiên.

Ý nghĩa phương pháp nuôi cấy mô tế bào

Công nghệ nuôi cấy tế bào thực vật đã có từ rất lâu. Thực tế chứng minh nó thực sự có ý nghĩa to lớn trong cuộc sống của chúng ta ngày nay.

Thứ nhất: Sản xuất giống lớn quy mô công nghiệp

Hiện nay, việc ứng dụng công nghệ vào sản xuất đang dần phổ biến. Đời sống được cải thiện, tăng năng suất lao động.

Lấy ví dụ về nông nghiệp. Trước đây, mỗi công nhân chỉ được làm việc, sản xuất trên diện tích vài nghìn mét vuông rất vất vả quanh năm. Ngày nay, một công nhân có máy móc thiết bị có thể làm việc trên diện tích hàng chục ha mỗi ngày.

Lực lượng lao động được phân bố sang các ngành khác. Sau đó, thay vì sản xuất 1-2 vụ / năm, nhiều địa phương chuyển sang canh tác nông sản lần lượt để thu hoạch quanh năm.

Nhu cầu về con giống ngày một tăng cao, đặc biệt là nhu cầu con giống quy mô công nghiệp tăng mạnh. Việc tích cực ứng dụng công nghệ nuôi cấy tế bào thực vật tại Việt Nam giúp tiết kiệm chi phí giống lên đến hàng tỷ đồng mỗi năm.

Trước đó (khoảng năm 2013) Việt Nam đã phải nhập khẩu hàng nghìn tấn khoai tây giống tiêu chuẩn từ Hà Lan, Đức, Úc với giá xấp xỉ 0,8 USD / kg. Như vậy, chi phí mỗi năm khoảng 800.000 USD cho 100.000 tấn khoai tây giống. Chưa kể 70% giống nhập khẩu qua đường tiểu ngạch có chất lượng kém.

Nhờ công nghệ nuôi cấy tế bào, 1 củ khoai tây sau 8 tháng nhân giống đã thu được 2 tỷ mầm, đủ trồng cho 40ha. Một chồi dứa sau 1 năm tạo ra 116649 cây. Như vậy, công nghệ này có ý nghĩa to lớn đối với việc sản xuất giống ở quy mô công nghiệp.

Thứ hai: Giống cây trồng có chất lượng đồng đều

Đối với những giống có những đặc tính quý thì việc bảo tồn những đặc điểm này cho cây giống là rất quan trọng. Đây cũng là một ưu điểm lớn của phương pháp chăn nuôi này.

Giả sử với phong lan, có rất nhiều giống lan khác nhau. Tùy theo vẻ đẹp và mùi hương của nó có giá trị kinh tế cũng như độ quý hiếm khác nhau.

Tuy nhiên, nếu theo tự nhiên, sự phân ly, thụ phấn để tạo quả và kết hạt của lan có thể khiến cây con không còn giữ được những đặc tính quý như cây mẹ. Thực tế, những người trồng lan hiện nay đều có chung phương pháp ươm hoặc giâm cành là cách nhân giống cây con có đặc tính giống mẹ. Tuy nhiên, nhược điểm là số lượng không nhiều. Đặc biệt là đối với lan, sinh trưởng chậm, để có thể nhân giống được một vườn lan sẽ mất rất nhiều thời gian.

Sử dụng phương pháp nuôi cấy tế bào thực vật là giải pháp tối ưu lúc này. Giúp nhân cây con giống hệt cây mẹ, với số lượng lớn trong thời gian ngắn hơn.

Thứ ba: Sản xuất cây con sạch bệnh

Ngoài hai ý nghĩa trên, việc nhân giống trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp nuôi cấy mô giúp chúng ta kiểm soát bệnh hại cây con tốt hơn.

Các cây giống sạch bệnh được chọn lọc đưa ra môi trường tự nhiên để sản xuất. Điều này sẽ giúp hạn chế rủi ro thiệt hại kinh tế do giống nhiễm bệnh.

Ngày nay, công nghệ nuôi cấy tế bào đã phát triển. Chúng ta có thể điều khiển các tế bào thực vật và tạo ra các loại cây trồng có khả năng chống lại bệnh tật và thời tiết tốt hơn. Giúp cây trồng khỏe, cho năng suất cao khi đưa vào sản xuất, nâng cao hiệu quả kinh tế.

Thứ tư: Bảo tồn nguồn giống quý hiếm

Một số giống cây trồng quý đang dần cạn kiệt và có nguy cơ tuyệt chủng do con người khai thác quá mức. Công nghệ nuôi cấy tế bào có thể trở thành công cụ giúp nhân giống và bảo tồn các giống cây này khỏi nguy cơ tuyệt chủng. Sản xuất cũng có thể được nhân rộng để phục vụ con người.

Thành tựu nuôi cấy mô tế bào thực vật

Nước ta nói riêng và trên thế giới nói chung đã có những thành tựu đáng kể trong công nghệ nuôi cấy mô 

Việt Nam

Tại Việt Nam đã ứng dụng một số công nghệ tế bào thực vật trên một số loại cây trồng: có giá trị kinh tế cao như: 

• Các loại hoa, cây ăn quả: Hoa đồng tiền, chuối, dâu tây. 
• Các loài cây dược liệu như: Lan thạch hộc tía, lan kim tuyến, hà thủ ô đỏ, đảng sâm, ba kích tím, đỗ trọng. 
• Các loại cây lâm nghiệp: Cây bạch đàn, cây keo, cây xoan ta, gió bầu, lõi thọ, sông mây.

Trên thế giới

Thành tựu nuôi cấy mô tế bào thực vật trên thế giới phải kể đến:

• Đầu tiên là vi nhân giống lan hồ điệp “The Moth Orchids: Bạn biết đấy, hoa lan nhân giống sinh dưỡng của lan hồ điệp rất khó và mất nhiều thời gian, và nó khó đạt được các đặc tính mong muốn của cây con và độ đồng đều. Với các nghiên cứu nhân giống in vitro của lan hồ điệp có mục tiêu là phát triển một quy trình tái sinh thực vật từ mô sẹo.
• Nuôi cấy mô thuốc lá( hay còn gọi là NicotianatabacumL): Nhân giống loài này với mục tiêu đó là thương mại hóa cây nuôi cấy mô cho nông dân và ngành công nghiệp. 
• Nhân giống invitro cây mật nhân ( hay còn gọi là Stevia rebaudiana Bertoni): Cây này được nhân giống bằng cách cấy hạt trên môi trường MS và đặt dưới quan kỳ 16h sáng và 8h tối trong phòng sinh trưởng.
• Nhân và tái sinh khoai tây ( hay còn gọi là Solanum tuberosum L): Nghiên cứu này với mục tiêu nhân rộng hàng loại ba giống khoai tây đúng loại, gồm: Desiree, Diamant và Cardinal.
• Nuôi cấy mô hạt ( gọi là Jatropha Curcas L): Với mục tiêu phát triển quy trình nhân giống hàng loại các cây ưu tú được lựa chọn trên cơ sở sản lượng hạt và hàm lượng dầu cao hơn.

Ứng dụng nuôi cấy mô tế bào

Ứng dụng của nuôi cấy mô tế bào gồm: 

• Nhân giống các loại cây trồng mang giá trị khoa học và thương mại. 
• Tạo ra trong nông nghiệp nguồn cây giống lớn, ít bệnh tật và nhiều đặc tính vượt trội.
• Phương pháp này lai tạo giữa các giống xa nhau về di truyền bằng cách dung hợp.
• Giúp bảo quản phôi và cơ quan thực vật trong môi trường nhiệt độ thấp nhằm mục đích lưu giữ nguồn giống hay bảo tồn nguồn gen.
• Giúp nuôi cấy phôi sinh dưỡng, phôi hợp tử.
• Giúp nuôi cấy quang tự dưỡng.

Giáo trình nuôi cấy mô tế bào thực vật

Bạn muốn tìm hiểu về các giáo trình nuôi cấy mô tế bào thực vật thì có thể tham khảo giáo trình của:

• Giáo trình sách của Dương Công Kiên
• Giáo trình nuôi cấy mô của Dương Tấn Nhựt
• Giáo trình online của Nuôi Cấy Mô Thực Chiến

Đây là ba bộ giáo trình lớn cung cấp kiến thức đầy đủ và chuyên sâu về nuôi cấy mô, đặc biệt là giáo trình online của Nuôi Cấy Mô Thực Chiến. 

Nuôi cấy mô tuyển dụng

Khi nuôi cấy mô tế bào được ứng dụng ngày càng nhiều, thì các công việc nuôi cấy mô tuyển dụng càng cao. Nếu bạn có đam mê nghiên cứu về nuôi cấy mô thì có thể tham khảo công việc này. Ở nước ta những địa phương có tuyển dụng cao như việc làm nuôi cấy mô ở Đà Lạt, Lâm Đồng. 

Đây là công việc hoạt động chủ yếu ở trong phòng thí nghiệm, không cần chịu nắng. Phù hợp với những ai có sức khỏe tốt, có đam mê với cây trồng, nghiên cứu khoa học. 

Giới thiệu Trung tâm đào tạo Nuôi Cấy Mô Thực Chiến

Trung tâm đào tạo Nuôi Cấy Mô Thực Chiến hiện tại do giảng viên ngành công nghệ sinh học Tô Thị Nhã Trầm giảng dạy. Với hơn 16 năm kinh nghiệm trong ngành, chắc chắn sẽ hỗ trợ học viên tốt nhất trong việc học nuôi cấy mô. 

Tham gia khóa học tại nuôi cấy mô tế bào thực vật giúp bạn hiểu và vận dụng thuần thục các phương pháp Nuôi cấy mô hiện đại một cách toàn diện thay vì chỉ biết lý thuyết hoặc thực hành. 

Bạn có thể tham khảo thêm thông tin về khóa học nuôi cấy mô tại đây: 

Kết luận

Mong là những thông tin xoay quanh vấn đề nuôi cấy mô trên sẽ hỗ trợ bạn trong quá trình học tập, nghiên cứu và nhân giống lai tạo cây trồng. Mọi thông tin chi tiết về vấn đề này xin liên hệ: