BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
HỆ THỐNG THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  22,397,215
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Công nghệ sinh học

Hà Thị Mỹ Ngân(1), Hoàng Thanh Tùng, Bùi Văn Lệ, Dương Tấn Nhựt(2), Hoang Thanh Tung(3)

Một số hiện tượng bất thường trong vi nhân giống thực vật và giải pháp khắc phục

Tạp chí Công nghệ Sinh học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2020

1

24-39

1811-4989

Thực vật, Vi nhân giống, Nuôi cấy, Nguồn gen, Bất thường

Nuôi cấy mô, tế bào và cơ quan thực vật hiện nay đã trở thành một phương pháp nhân giống chuẩn và phổ biến đối với nhiều loại cây trồng như cây cảnh, cây dược liệu, cây ăn trái và rau xanh. Ưu điểm của phương pháp này là tạo ra được một số lượng lớn cây giống đồng nhất về mặt di truyền, kiểm soát được các yếu tố gây bệnh cho cây, tạo ra các cây giống sạch bệnh, là công cụ để bảo tồn, phát triển nguồn gen và nghiên cứu những đặc tính sinh lý của thực vật. Bên cạnh những ưu điểm thì phương pháp này vẫn tồn tại những hạn chế chưa khắc phục được như hình thái, sinh lý và cấu trúc giải phẫu bất thường, cây bị thoái hóa, dị dạng, khí khổng mất chức năng... Những bất thường này tác động rất lớn lên hệ số nhân giống cũng như sự sinh trưởng và phát triển của thực vật ở giai đoạn vườn ươm. Điều kiện nuôi cấy in vitro như hệ thống nuôi cấy kín, thành phần và hàm lượng các chất dinh dưỡng, chất điều hòa sinh trưởng thực vật trong môi trường nuôi cấy, ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, tuổi và nguồn gốc mẫu cấy… là những nguyên nhân chủ yếu gây ra những bất thường này. Do đó, việc cải tiến và tối ưu hóa hệ thống nuôi cấy đồng thời nâng cao chất lượng cây giống vẫn luôn là một trong những mục tiêu chính của vi nhân giống thương mại. Trong bài tổng quan này chúng tôi tập trung phân tích một số hiện tượng bất thường hay gặp trong vi nhân giống thực vật như thủy tinh thể; hiện tượng vàng và rụng lá; sự nhiễm vi sinh vật; hoại tử chồi đỉnh, rễ và mẫu mô nuôi cấy; sự hóa nâu mẫu, môi trường nuôi cấy và một số hạn chế khác. Bên cạnh đó, đề xuất các giải pháp hiệu quả để khắc phục những hiện tượng bất thường này.

TTKHCNQG, CVv 262

Xem toàn văn
  • [1] Ziv M (1991), Vitrification: morphologycal and physiological disorders of in vitro plants.,In Debergh PC, Zimmerman RH, eds. Micropropagation, Technology and Application. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, the Nertherlands: 45-69.
  • [2] Zacchini M, Agazio M (2004), Micropropagation of a local olive cultivar for germplasm preservation.,Biol Plant 48: 589-592.
  • [3] Yam TW, Arditti J (2009), History of orchid propagation: a mirror of the history of biotechnology.,Plant Biotechnol Rep 3: 1-56.
  • [4] Wang H, Van Staden J (2001), Establishment of in vitro cultures of tree peonies.,S Afr J Bot 67(2): 358- 361.
  • [5] Tung HT, Nam NB, Huy NP, Luan VQ, Hien VT, Phuong TTB, Dung LT, Loc NH, Nhut DT (2018), A system for large scale production of chrysanthemum using microponics with the supplement of silver nanoparticles under light-emitting diodes.,Sci Hortic 232: 153-161.
  • [6] Tucker ML, Whitelaw CA, Lyssenko NN, Nath P (2002), Functional analysis of regulatory elements in the gene promoter for an abscission-specific cellulase f-rom bean and isolation, expression, and binding affinity of three TGA-type basic leucine zipper transcription factors.,Plant Physiol 130(3): 1487-1496.
  • [7] Tucker ML, Burke A, Murphy CA, Thai VK, Ehrenfried ML (2007), Gene expression profiles for cell wall-modifying proteins associated with soybean cyst nematode infection, petiole abscission, root tips, flowers, apical buds, and leaves.,J Exp Bot 58(12): 3395-3406.
  • [8] Tomar UK, Negi U, Sinha AK, Dantu PK (2008), Economics and factors influencing cost of microprop- agated plants.,My Forest 44:135–147.
  • [9] Thao NP, Khan MIR, Thu NBA, Hoang XLT, Asgher M, Khan NA, Tran L-SP (2015), Role of ethylene and its cross talk with other signaling molecules in plant responses to heavy metal stress.,Plant physiol 169 (1):73-84.
  • [10] Spinoso-Castillo J, Chavez-Santoscoy R, Bogdanchikova N, Pérez-Sato J, Morales-Ramos V, Bello-Bello J (2017), Antimicrobial and hormetic effects of silver nanoparticles on in vitro regeneration of vanilla (Vanilla planifolia Jacks. ex Andrews) using a temporary immersion system. Taylor JE, Whitelaw CA (2001) Signals in abscission.,New Phytol 151(2): 323-340.
  • [11] Roberts JA, Elliott KA, Gonzalez-Carranza ZH (2002), Abscission, dehiscence, and other cell separation processes.,Annu Rev Plant Biol 53(1): 131-158.
  • [12] Piagnani C, Zocchi G, Mignani I (1996), Influence of Ca2+ and 6-benzyladenine on chestnut (Castanea sativa Mill.) in vitro shoot-tip necrosis.,Plant Sci 118(1): 89-95.
  • [13] Phan C, Letouze R (1983), A comparative study of chlorophyll, phenolic and protein contents, and of hydroxycinnamate: CoA ligase activity of normal and ‘vitreous’ plants (Prunus avium L.) obtained in vitro.,Plant Sci Lett 31(2-3): 323-327.
  • [14] Perez-Tornero O, Burgos L (2000), Different media requirements for micropropagation of apricot cultivars.,Plant, Cell Tiss Org Cult 63: 133-141.
  • [15] Patterson SE (2001), Cutting loose. Abscission and dehiscence in Arabidopsis.,Plant Physiol 126(2): 494-500.
  • [16] Oda ML, de Faria RT, Fonseca ICB, Silva GL (2003), Fungicide and germicide on contamination escaping in the in vitro propagation of Oncidium varicosum Lindl. (Orchidaceae).,Ciên Agrá 24 (2): 273-276.
  • [17] Ngan HTM, Cuong DM, Tung HT, Nghiep ND, Le BV, Nhut DT (2020), The effect of cobalt and silver nanoparticles on overcoming leaf abscission and enhanced growth of rose (Rosa hybrida L. ‘Baby Love’) plantlets cultured in vitro.,Plant Cell Tiss Org Cult 141(2): 393-405.
  • [18] Nair R, Varghese SH, Nair BG, Maekawa T, Yoshida Y, Kumar DS (2010), Nanoparticulate material delivery to plants.,Plant Sci 179(3): 154- 163.
  • [19] Murashige T, Skoog F (1962), A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures.,Physiol Planta 15(3): 473-497.
  • [20] Meir S, Philosoph-Hadas S, Sundaresan S, Selvaraj KV, Burd S, Ophir R, Kochanek B, Reid MS, Jiang C-Z, Lers A (2010), Microarray analysis of the abscission-related transcriptome in the tomato flower abscission zone in response to auxin depletion.,Plant Physiol 154(4): 1929-1956.
  • [21] Mayor ML, Nestares G, Zorzoli R, Picardi LA (2003), Reduction of hyperhydricity in sunflower tissue culture.,Plant Cell Tissue Organ Cult 72: 99- 103.
  • [22] MacDonald MT, Lada RR, Dorais M, Pepin S (2011), Endogenous and exogenous ethylene induces needle abscission and cellulase activity in post-harvest balsam fir (Abies balsamea L.).,Trees 25(5): 947
  • [23] Luong Thien Nghia, Hoang Thanh Tung, Nguyen Phuc Huy, Vu Quoc Luan, Duong Tan Nhut (2017), The effects of silver nanoparticles on growth of Chrysanthemum morifolium Ramat. cv. ‘JIMBA’ in different cultural systems.,Vietnam J Sci Technol 55(4): 493-504.
  • [24] Li C, Zhou A, Sang T (2006), Rice domestication by reducing shattering.,Sci 311(5769): 1936-1939
  • [25] Leva A, Petruccelli R, Rinaldi L (2012), Somaclonal variation in tissue culture: a case study with olive. In Leva A, ed.,Recent advances in plant in vitro culture. InTech: 123-150.
  • [26] Kumar V, Parvatam G, Ravishankar GA (2009), AgNO3 - a potential regulator of ethylene activity and plant growth modulator.,Electron J Biotechnol 12(2): 1-15.
  • [27] Kumar P, Lakshmanan P, Thorpe TA (1998), Regulation of morphogenesis in plant tissue culture by ethylene.,In vitro Cell Dev Biol Plant 34(2): 93- 103.
  • [28] Kharrazi IVM, Nemati H, Tehranifar A, Bagheri A, Sharifi A (2011), Culture of Carnation (Dianthus caryophyllus L.) focusing on the problem of vitrification.,J Biol Environ Sci 5(13): 1-6.
  • [29] Hirschi KD (2004), The calcium conundrum. Both versatile nutrient and specific signal.,Plant Physiol 136(1): 2438-2442.
  • [30] Hepler PK (2005), Calcium: a central regulator of plant growth and development.,Plant Cell 17(8): 2142-2155.
  • [31] Hà Thị Mỹ Ngân, Hoàng Thanh Tùng, Ngô Đại Nghiệp, Bùi Văn Lệ, Dương Tấn Nhựt (2019), Tác động của nano bạc lên sự hạn chế khí ethylene và hoạt độ enzyme thủy phân trong vi nhân giống cây hoa hồng (Rosa hybrida L. ‘Baby Love’).,Tạp chí Công nghệ Sinh học 17(3): 505-517
  • [32] Hà Thị Mỹ Ngân, Trần Đào Hồng Trinh, Đỗ Mạnh Cường, Hoàng Thanh Tùng, Nguyễn Thị Nhật Linh, Phan Lê Hà Nguyễn, Vũ Thị Hiền, Vũ Quốc Luận, Bùi Văn Lệ, Dương Tấn Nhựt (2019), Hạn chế hiện tượng thủy tinh thể và gia tăng tỷ lệ sống của cây con hoa Đồng tiền (Gerbera jamesonii) nuôi cấy in vitro trong môi trường có bổ sung nano bạc. .,Tạp chí Công nghệ Sinh học 17(1): 115-124
  • [33] Han M, Gleave AP, Wang T (2010), Efficient transformation of Actinidia arguta by reducing the strength of basal salts in the medium to alleviate callus browning.,Plant Biotechnol Rep 4(2): 129- 138.
  • [34] González-Carranza ZH, Shahid AA, Zhang L, Liu Y, Ninsuwan U, Roberts JA (2012), A novel approach to dissect the abscission process in Arabidopsis.,Plant Physiol 160(3): 1342-1356.
  • [35] George EF, Hall MA, De Klert GJ (2008), Plant propagation by tissue culture, 3rd edn, Vol 1, The background.,Springer, The Netherlands.
  • [36] Gaspar TH, Kevers C, Debergh P, Maene L, Paques M, Boxus PH (1987), Vitrification: morphological, physiological and ecological aspects.,In Bonga JM, Durzan DJ, eds. Cell and tissue culture in forestry, Vol 1. Martinus Nijhoff, Dordrecht: 152-166.
  • [37] Gaspar T, Franck T, Bisbis B, Kevers C, Jouve L, Hausman JF, Dommes J (2002), Concepts in plant stress physiology. Application to plant tissue cultures.,Plant Growth Regul 37: 263–285.
  • [38] García-Gonzáles R, Quiroz R, Carrasco B, Caligari P (2010), Plant tissue culture: Current status, opportunities and challenges.,Cien Inv Agr 37(3): 5- 30.
  • [39] Dobránszki J, Teixeira da Silva JA (2010), Micropropagation of apple - A review.,Biotechnol Adv 28: 462-488.
  • [40] Dương Tấn Nhựt, Hồ Thanh Tâm, Nguyễn Thị Thanh Hiền, Lê Kim Cương, Vũ Quốc Luận, Nguyễn Bá Nam, Nguyễn Phúc Huy, Vũ Thị Hiền, Trịnh Thị Hương, Nguyễn Hồng Hoàng, Nguyễn Xuân Tuấn, Nguyễn Việt Cường, Đỗ Mạnh Cường, Nguyễn Hoài Châu và Ngô Quốc Bưu (2014), Khảo sát ảnh hưởng của nano bạc lên sự sinh trưởng và phát triển của cây cúc, dâu tây, đồng tiền nuôi cấy in vitro.,Tạp chí Công nghệ Sinh học 12(1): 103-111.
  • [41] Dương Tấn Nhựt, Dương Bảo Trinh, Đỗ Mạnh Cường, Hoàng Thanh Tùng, Nguyễn Phúc Huy, Vũ Thị Hiền, Vũ Quốc Luận, Lê Thị Thu Hiền, Nguyễn Hoài Châu (2018), Khảo sát nano bạc làm chất khử trùng mẫu mới trong nhân giống vô tính cây african violet (Saintpaulia ionantha H. Wendl.).,Tạp chí Công nghệ Sinh học 16(1): 87-98.
  • [42] Da Silva JAT, Dobránszki J, Ross S (2013), Phloroglucinol in plant tissue culture.,Vitr Cell Dev Biol Plant 49: 1-16.
  • [43] Çördük N, Aki C (2011), Inhibition of browning problem during micropropagation of Sideritis trojana bornm., an endemic medicinal herb of Turkey.,Rom Biotechnol Lett 16(6): 61-67.
  • [44] Chiruvella KK, Mohammed A, Dampuri G, Ghanta RG (2012), In vitro shoot regeneration and control of shoot tip necrosis in tissue cultures of soymida febrifuga (Roxb.),A. Juss. Plant Tiss Cult Biotechnol 21(1): 11-25.
  • [45] Chang C (2016), Q and A: How do plants respond to ethylene and what is its importance?,BMC Biol 14: 1–7.
  • [46] Bhojwani SS, Dantu PK (2013), Plant Tissue Culture: An Introductory Text.,Springer, India.
  • [47] Bahmani R, Karami O, Gholami M (2009), Influence of carbon sources and their concentrations on rooting and hyperhydricity of apple rootstock MM.106.,Appl Sci 6(11): 1513–1517.
  • [48] Bajaj Y (1996), Biotechnology in agriculture and forestry 35.,Trees IV. Springer-Verlag, Berlin.
  • [49] Bairu MW (2008), C-haracterization and control of micropropagation problems in Aloe, Devil’ claw and Banana.,Doctor of phisology. University of Kwazulu Natal.
  • [50] Bairu M, Jain N, Stirk W, Doležal K, Van Staden J (2009), Solving the problem of shoot-tip necrosis in Harpagophytum procumbens by changing the cytokinin types, calcium and boron concentrations in the medium.,S Afr J Bot 75(1): 122-127.
  • [51] Agustí J, Merelo P, Cercós M, Tadeo FR, Talón M (2009), Comparative transcriptional survey between laser-microdissected cells f-rom laminar abscission zone and petiolar cortical tissue during ethylenepromoted abscission in citrus leaves.,BMC Plant Biol 9: 1-20.
  • [52] Alkhateeb AA (2008), A review the problems facing the use of tissue culture technique in date palm (Phoenix dactylifera L.).,Sci J King Faisal Univ Basic Appl Sci 9: 85-104.
  • [53] Ahuja MR (2013), Micropropagation of woody plants.,Springer Science and Business Media.