Bài 2. Cơ sở công nghệ tế bào thực vật và ứng dụng

I. Tính toàn năng của tế bào

- Mỗi tế bào thực vật có khả năng phát triển thành một cây hoàn chỉnh trong điều kiện thích hợp.

- Thí nghiệm của Frederick Steward cho thấy tế bào mô dẫn của cà rốt có thể tái sinh thành cây hoàn chỉnh.

- Tế bào phôi là tế bào có tính toàn năng cao nhất ở thực vật, được coi là tế bào gốc thực vật.

- Tính toàn năng của tế bào (chính thức ra đời vào năm 1968) là khả năng tế bào phân chia, phát triển thành mô, cơ quan hoặc một cơ thể hoàn chỉnh trong môi trường thích hợp. 

- Khả năng tái sinh là khả năng phát triển thành cơ thể mới và phản ánh tính "mềm dẻo phát triển" của tế bào, mô hoặc cơ quan của cơ thể. 

II. Khái quát về công nghệ tế bào thực vật

- Công nghệ tế bào thực vật gồm các quy trình kĩ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật và các kĩ thuật thao tác trên tế bào, mô thực vật nuôi cấy trong điều kiện in vitro để sản xuất các sản phẩm phục vụ đời sống. 

- Kĩ thuật cốt lõi của công nghệ tế bào thực vật gồm nuôi ấy mô tế bào thực vật, thao tác trên tế bào và mô thực vật nuôi cấy. 

-  Sản phẩm của công nghệ tế bào thực vật đa dạng, đáp ứng được nhiều mục tiêu khác nhau. 

III. Ứng dụng của công nghệ tế bào thực vật

1. Ứng dụng trong chọn tạo giống cây trồng

- Gia tăng số lượng các giống cây trồng mới ở các cây ngũ cốc, hòa thảo, cây họ Đậu, cây lấy dầu, cây ăn quả nhiệt đới, cây lâm nghiệp,...

- Dự trữ phôi mầm và phát triển công nghệ hạt nhân tạo.

- Bảo tồn nguồn gene trong các chương trình bảo tồn giống cây trồng.

2. Ứng dụng trong nghiên cứu sinh học

- Những nghiên cứu về phân tích bộ nhiễm sắc thể, nghiên cứu đột biến được thực hiện dễ dàng hơn.

- Làm sáng tỏ nhiều cơ chế sinh học ở mức độ phân tử.

- Tạo cây chuyển gene ở cây thuốc lá, đậu tương.

- Nghiên cứu quá trình phát sinh cơ quan ở các cây dược liệu quý.

3. Ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm chuyển hóa

- Sản xuất protein tái tổ hợp từ tế bào thực vật.

- Sản xuất chất chuyển hóa thứ cấp, được tổng hợp trong các tế bào thực vật, có hoạt tính sinh dược quan trọng.

- Đáp ứng nhu cầu sản xuất thuốc có nguồn gốc từ thực vật với sản lượng lớn.

- Nhược điểm: Chi phí cao, hiệu suất thấp, tính bất ổn định về gene trong quá trình nuôi cấy.