Từ tế bào đến ứng dụng
Công nghệ tế bào khai thác khả năng phân chia, biệt hóa hoặc tái lập chương trình hoạt động của tế bào. Các thao tác nuôi cấy mô, tạo dòng đơn bội kép và chuyển nhân có mục tiêu khác nhau; không đồng nhất chúng với chuyển gene.
Nuôi cấy mô thực vật dựa vào đâu?
Nhiều tế bào thực vật còn giữ thông tin di truyền cần thiết để phát triển thành cơ thể hoàn chỉnh trong điều kiện phù hợp; đây là **tính toàn năng**. Môi trường nuôi cấy phải có dinh dưỡng, chất điều hòa sinh trưởng và điều kiện vô trùng thích hợp. Thay đổi tỉ lệ chất điều hòa có thể hướng tạo chồi hoặc rễ theo quy trình của từng loài.
Một quy trình khái quát
Chọn mẫu phù hợp → xử lí và đưa vào môi trường vô trùng → nhân mô hoặc chồi → tạo rễ, cây con → cho cây thích nghi trước khi trồng ngoài môi trường.
Nuôi cấy mô giúp nhân nhanh cây có đặc điểm mong muốn, nhưng không tự bảo đảm cây đã được chuyển gene, sạch mọi mầm bệnh hoặc kháng bệnh. Chất lượng lô cây vẫn cần được kiểm tra.
Đọc tỉ lệ sống đúng phạm vi
Một đợt nuôi cấy có 150 mẫu, trong đó 120 mẫu sống và đạt tiêu chí khảo sát:
$$\frac{120}{150}\times100\%=80\%.$$
Kết luận đúng phạm vi là tỉ lệ sống đạt tiêu chí của **đợt khảo sát này** bằng 80%. Con số không tự chứng minh cây sạch bệnh, mọi đợt sau cũng đạt 80% hoặc quy trình tạo cây kháng bệnh.
Đọc tỉ lệ cây sống
Một đợt cây nuôi cấy mô đưa ra vườn có 120 cây sống trong 150 cây theo dõi. Tiêu chí của đợt khảo sát là tỉ lệ sống ít nhất $75\%$. Kết luận nào đúng?
Đúng. Tỉ lệ vượt ngưỡng 75%, nhưng phạm vi kết luận chỉ thuộc đợt và chỉ tiêu đã đo.
Tỉ lệ tính được là 80%; sống sót không phải phép kiểm định sạch bệnh.
Tử số phải là số cây sống và mẫu số là tổng số cây theo dõi.
Có 30 cây không sống, nhưng $30/150=20\%$ là tỉ lệ không sống.
Lời giải
Tỉ lệ cây sống là
$$\frac{120}{150}\times100\%=80\%.$$
Vì $80\%\ge75\%$, đợt khảo sát đạt tiêu chí tỉ lệ sống. Đây không phải bằng chứng cây sạch bệnh và cũng không bảo đảm mọi đợt sau có cùng kết quả. Chọn A.
Hai hướng khác trong công nghệ tế bào thực vật
| Hướng công nghệ | Thao tác cốt lõi | Kết quả cần hiểu đúng |
|---|---|---|
| Lai tế bào sinh dưỡng | Tạo tế bào trần, dung hợp rồi nuôi cấy và tái sinh | Kết hợp vật chất di truyền từ hai nguồn tế bào; không phải thụ tinh |
| Nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh | Tạo dòng đơn bội rồi có thể lưỡng bội hóa | Dòng đơn bội kép đồng hợp ở các locus đang xét; không tự tạo allele mới |
Theo dõi allele khi tạo dòng đơn bội kép
Nhắc lại kí hiệu: A và a là hai allele của một gene; B và b thuộc gene khác. Ab ở đây chỉ hai allele đang xét trong một bộ đơn bội. AAbb có hai allele giống nhau tại mỗi gene nên đồng hợp ở cả hai gene.
Một tế bào đơn bội mang tổ hợp allele $Ab$. Khi toàn bộ bộ NST được nhân đôi để tạo dòng đơn bội kép, kiểu gene ở hai locus là $AAbb$: allele đã có được sao chép, không xuất hiện thêm $a$ hoặc $B$.
Ngược lại, nuôi cấy mô từ cây $AaBb$ không tự biến các locus dị hợp thành đồng hợp; cây tái sinh vẫn có thể là $AaBb$ nếu không có biến đổi di truyền.
Theo dõi allele khi lưỡng bội hóa
Một dòng đơn bội mang tổ hợp allele $aB$ được lưỡng bội hóa bình thường. Kiểu gene tại hai locus sau lưỡng bội hóa là gì?
Lưỡng bội hóa chỉ sao chép các allele đang có, không tự bổ sung A hoặc b.
Đúng. Allele a được sao chép thành aa và allele B được sao chép thành BB.
Phương án này phù hợp dòng đơn bội Ab, không phải aB.
aB là trạng thái đơn bội ban đầu, chưa thể hiện mỗi NST đã được nhân đôi thành cặp tương ứng.
Lời giải
Lưỡng bội hóa sao chép bộ NST đơn bội đang có. Vì vậy a tạo cặp aa và B tạo cặp BB, cho kiểu gene $aaBB$. Quá trình không tự sinh ra allele A hoặc b. Chọn B.
Nuôi cấy tế bào động vật và tế bào gốc
Tế bào gốc có khả năng tự duy trì và biệt hóa trong phạm vi nhất định; các loại tế bào gốc không có cùng tiềm năng. Nuôi cấy tế bào động vật được dùng để nghiên cứu, thử nghiệm và sản xuất một số sản phẩm sinh học. Kiến thức nguyên lí không đủ để suy rằng mọi loại tế bào gốc chữa được mọi bệnh.
Đọc sơ đồ chuyển nhân
Quy trình: lấy nhân tế bào sinh dưỡng của A → chuyển vào trứng B đã bỏ nhân → kích thích tạo phôi → đưa phôi vào C mang thai.
| Cá thể | Thành phần hoặc vai trò chính trong mô hình |
|---|---|
| A | Cung cấp nhân, nên phần lớn DNA trong nhân của phôi có nguồn từ A |
| B | Cung cấp trứng đã bỏ nhân, tế bào chất và phần lớn DNA ti thể |
| C | Cung cấp môi trường mang thai; không cung cấp bộ NST trong nhân theo quy trình này |
Chuyển nhân khác thụ tinh và không tạo bản sao tuyệt đối về mọi đặc điểm, vì tế bào chất, môi trường và điều hòa biểu hiện gene vẫn có ảnh hưởng.
Xác định nguồn vật chất trong chuyển nhân
Trong quy trình chuyển nhân, A cho nhân tế bào sinh dưỡng, B cho trứng đã bỏ nhân và C mang thai. Nhận định nào đúng?
C mang thai nhưng không cung cấp nhân đã được chuyển vào trứng trong quy trình này.
Đúng. Cần tách nguồn nhân, nguồn tế bào chất và vai trò mang thai.
Nhân của trứng B đã được loại bỏ; B chủ yếu cung cấp tế bào chất và DNA ti thể.
Ba cá thể tham gia các vai trò khác nhau, không chia đều NST trong nhân.
Lời giải
Nhân được lấy từ tế bào sinh dưỡng của A nên bộ NST trong nhân của phôi chủ yếu từ A. Trứng đã bỏ nhân của B cung cấp tế bào chất và phần lớn DNA ti thể. C mang thai, cung cấp môi trường phát triển phôi nhưng không là nguồn bộ NST trong nhân theo quy trình này. Chọn B.
Nhìn vào thao tác và mục tiêu
Nuôi cấy mô nhằm nhân giống; tạo dòng đơn bội kép giúp tạo dòng đồng hợp; dung hợp tế bào kết hợp tế bào trần; chuyển nhân sử dụng nhân đã chọn. Xác định thao tác và nguồn vật chất di truyền trước khi kết luận sản phẩm.
Đang học