MỞ ĐẦU

Những kĩ thuật nào của công nghệ sinh học đang được ứng dụng trong chọn tạo giống cây trồng? Ứng dụng trong chọn tạo giống cây trồng đã mang lại ý nghĩa như thế nào?

Giải chi tiết:

• Ví dụ điển hình như nghiên cứu quá trình cố định đạm ở những cây không thuộc họ đậu. Ngoài ra, công nghệ sinh học còn được ứng dụng trong việc cải thiện và nhân nhanh giống cây trồng.
• Ứng dụng trong chọn tạo giống cây trồng nhằm tăng năng suất, chất lượng, an toàn và sản phẩm tạo ra có giá trị cạnh tranh cao, từ đó nâng cao tỷ trọng giá trị sản xuất nông nghiệp

I. Ứng dụng chỉ thị phân tủ trong chọn tạo giống cây trông

Kết nối năng lực: Sử dụng internet, sách, báo,... để tìm hiểu thêm về các ứng dụng của chỉ thị phân tử trong chọn tạo giống cây trồng

Giải chi tiết:

* Thành tựu về ứng dụng công nghệ sinh học trong chọn giống:

- Giống lúa DR1, DR2: chịu rét, đẻ nhánh khỏe và tập trung, thấp cây, ngắn ngày, năng suất đạt 8 – 9 tấn/ha.

- Nhân giống khoai tây, dâu tây, hoa lan bằng kĩ thuật nuôi cấy mô ở Lâm Đồng

* Thành tựu của việc ứng dụng công nghệ vi sinh trong sản xuất phân bón vi sinh:

- Phân vi sinh cố định đạm: phân Nitragin, phân Azogin

- Phân vi sinh vật chuyển hóa lân: Phân Photphobacterin, phân lân hữu cơ vi sinh

- Phân vi sinh vật phân giải chất hữu cơ: Estrasol, Mana, …

+ Thành tựu của việc ứng dụng công nghệ vi sinh trong sản xuất chế phẩm vi sinh vật phòng trừ sâu, bệnh hại cây trồng.

- Chế phẩm vi khuẩn trừ sâu: thuốc trừ sâu Bt

- Chế phẩm vi rút trừ sâu N.P.V

- Chế phẩm nấm trừ sâu

II. ỨNG DỤNG KĨ THUẬT CHUYỂN GENE TRONG TẠO GIỐNG CÂY TRỒNG.

Khám phá: Quan sát hình 2.2 và mô tả các bước trong quy trình chuyển gene kháng sâu vào cây trông?

Giải chi tiết:

• Đầu tiên DNA thu thập từ tế bào cho gene sau đó nhờ enyme cắt trở thành gene kháng sâu và trở thành DNA tái tổ hợp. Cùng lúc đó có plasmid dùng enzyme cắt để mở vòng plasmid để thành DNA tái tổ hợp để DNA tái tổ hợp nhiễm vào các tế bào thực vật. Chọn các tế bào thực vật mang gene kháng sâu sau đó nuôi cấy vào cây và mang trồng. Vì cây đc nuôi trồng có tế bào kháng sâu dó đó, khi sâu ăn phải cây này sẽ bị chết khi ăn lá.

Kết nối năng lực: Sử dụng sách, báo, internet,.... để tìm hiểu thêm về các bước trong quy trình chuyển gene vào cây trồng?

Giải chi tiết:

Tạo giống cây trồng biến đổi gen:

• B1: Tạo giống cây trồng kháng sâu hại.
• B2: Tạo giống cây chuyển gen có đặc tính quí
• B3: Tạo giống cây biến đổi gen có sản phẩm được bảo quản tốt hơn.

III. Ứng dụng kĩ thuật dung hợp tế bào trần trong chọn giống cây trồng.

Khám phá: Quan sát Hình 2.3 và mô tả quy trình chọn tạo giống cây trồng bằng kĩ thuật dung hợp tế bào trần.

Giải chi tiết:

• Tế bào xoma của loại A (2nA) và tế bào xoma của loại B (2nB)
• Hai tế bào trên loại bỏ thành tế bào để ra tế bào trần loại A và tế bào trần loại B
• Nuôi hau loại tế bào trần trong cùng một môi trường cho chúng dung hợp với nhau để tạo ra loại tế bào lai (2nA+2nB)
• Để loại tế bào lai trên vào trong môi trường thích hợp
• Sau một thời gian tạo ra cây lai (2nA+2nB).

Kết nối năng lực: Sử dụng internet, sách, báo,... để tìm hiểu thêm về thành tựu của chọn tạo giống bằng dung hợp tế bào trần.

Giải chi tiết:

• Trong chọn giống vi sinh vật: Tạo được chủng nấm penicilium đột biến có hoạt tính penicilin tăng gấp 200 lần dạng ban đầu. Tạo được chủng vi khuẩn đột biến có năng suất tổng hợp lizin cao gấp 300 lần dạng ban đầu.
• Hướng tạo thể đa bội được chú trọng nhiều đối với các giống cây trồng thu hoạch chủ yếu về thân, lá, củ như cây lấy gỗ, cây lấy sợi, cây rau… Ví dụ: Rau muống 4n có lá và thân to, sản lượng 30 tạ/ha. Dương liễu 3n lớn mạnh, cho gỗ tốt, dưa hấu, nho tam bội không hạt ; dâu tằm tứ bội
• Xử lý giống lúa Mộc Tuyền bằng tia gama tạo ra giống lúa MT1 chín sớm, cây thấp và cứng, chịu phân, chịu chua, năng suất tăng 15- 25%. Lai giống có chọn lọc giữa 12 dòng đột biến từ giống ngô M1 tạo thành giống ngô DT6 chín sớm, năng suất cao, hàm lượng prôtêin tăng 1,5%, tinh bột giảm 4%
• Táo gia lộc xử lí NMU → táo má hồng cho năng suất cao

IV. ỨNG DỤNG NUÔI CẤY HẠT PHẤN TRONG CHỌN TẠO GIỐNG THUẦN CHỦNG.

Khám phá: Quan sát hình 2.4 và mô tả quá trình chọn tạo giống cây trồng thuần chủng bằng nuôi cấy hạt phấn.

Giải chi tiết:

Để tạo giống thuần chủng bằng nuôi cấy hạt phấn ta làm theo cách sau:

Tế bào mẹ hạt phấn (2n) dùng quá trình giảm phân để ra các hạt phấn đơn bội(n). Để chúng trong môi trường nhân tạo để cho ra các dòng tế bào đơn bội. Chọn lịc dùng đơn bội theo yêu cầu (n) để phân ra 2 loại: Nuôi cấy trong môi trường thích hợp để cho ra cây đơn bội và lưỡng bội hóa để cho ra dòng tế bào lưỡng bội(2n). Cây đơn bội thì lưỡng bội hóa còn dòng tế bào lưỡng bội (2n) thì nuôi cấy trong môi trường thích hợp. Sau đó cả hai sẽ cho ra cây lưỡng bội thuần chủng (2n).

Kết nối năng lực: Sử dụng internet, sách, báo,... để tìm hiểu thêm về thành tựu của chọn tạo giống bằng nuôi cấy hạt phấn?

Giải chi tiết:

Nuôi cấy hạt phấn đơn bội rồi lưỡng bội hoá tạo thành các dòng thuần đã thành công ở cây lúa từ thập niên 1970.

VD: cây pomato (2n cà chua + 2n khoai tây)

LUYỆN TẬP

1. Trình bày vai trò của chỉ thị phân tử, kĩ thuật genne, dung hợp tế bào trần và nuôi cấy hạt phấn trong chọn tạo giống cây trồng?

Giải chi tiết:

• Vai trò của chỉ thị phân tử: Rút ngắn thời gian chọn giống, giảm nguồn lực và công sức mà vẫn cho hiệu quả và hiệu suất tốt hơn. Bằng cách cho đoạn DNA ngắn có liên kết chặt chẽ với gen quy định một tính trạng cụ thể của cây trồng tạo nên tính đặc trưng để phân biệt giữa các cá thể.
• Vai trò của kĩ thuật genne: năng suất và hàm lượng dinh dưỡng cao, kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ dại và chịu được các điểu kiện bất lợi, tăng thời hạn bảo quản, khó bị dập nát khi vận chuyển... vào cây trồng.
• Vai trò của dung hợp tế bào trần : chuyển gen được dễ dàng hơn vào hệ gen nhân hoặc vào các bào quan, Tạo ra những sinh vật mới biến đổi gen ,tạo thể lai tế bào chất hoặc thể lai gen, sử dụng tế bào trần riêng rẽ cho phép loại bỏ mối tương tác với các tế bào bên cạnh và những thay đổi di truyền có điều kiện biểu hiện rõ ràng hơn.
• Vai trò của nuôi cấy hạt phấn: Nhân nhanh các giống cây có năng suất cao, chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sống và duy trì ưu thế lai, tạo ra những mô, cơ quan hay cơ thể hoàn chỉnh mang đặc tính của cơ thể cho mô, tế bào.

2. Nêu một số triển vọng của công nghệ sinh học trong chọn tạo giống cây trồng

Giải chi tiết:

Triển vọng của nhân giống vô tính trong ống nghiệm:

+ Nhân nhanh nguồn gen quý hiếm có nguy cơ bị tuyệt chủng.

+ Nhân bản vô tính để tạo cơ quan nội tạng động vật từ các tế bào đã được chuyển gen người, chủ động cung cấp các cơ quan thay thế cho các bệnh nhân bị hỏng cơ quan tương ứng.

VẬN DỤNG

Để chọn tạo giống cây trồng kháng sâu, bệnh cần ứng dụng kĩ thuật nào của công nghệ sinh học? Giải thích?

Giải chi tiết:

Dùng công nghệ chuyển genne kháng sâu vào cây trồng

Vì khi cây trồng được áp dụng công nghệ gene kháng sâu thi khi sâu ăn lá cây sẽ bị chết