Vận dụng kiến thức nuôi cấy mô tế bào giải thích các cách nhân giống vô tính trong thực tế.

Nuôi cấy mô, tế bào thực vật là thuật ngữ để nói về việc nuôi cấy tất cả các phần của thực vật (tế bào đơn, mô, cơ quan…) trong điều kiện vô trùng, đây là phương pháp nghiên cứu tất cả các vấn đề liên quan đến thực vật về sinh lý học, sinh hóa học, di truyền học và cấu trúc thực vật. Kỹ thuật nuôi cấy mô, tế bào thực vật gồm các biện pháp, thao tác, qui trình nuôi cấy mô tế bào thực vật để chọn giống, nhân giống, sản xuất các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học và nghiên cứu lý luận di truyền thực vật bậc cao. Để nuôi cấy mô tế bào thực vật, trước hết cần tách các phần của thực vật như đỉnh sinh trưởng, chồi, rễ, đoạn thân, cánh hoa, phác hoa, túi phấn…, đưa vào môi trường nuôi cấy thích hợp để chúng có thể sống, sinh trưởng và phát triển như đang trên cơ thể mẹ. 

​Trong môi trường nuôi cấy cần đáp ứng đủ điều kiện vật lý (ánh sáng, nhiệt độ, không khí, áp suất không khí) và điều kiện hóa học (đa lượng, vi lượng, vitamin, chất điều hòa sinh trưởng) để giúp mẫu cấy biểu hiện ra kiểu gen và kiểu hình của nó. Tất cả hai bước (tách mẫu và đưa vào môi trường nuôi cấy) đều được tiến hành trong điều kiện vô trùng, tức là trong điều kiện không có nấm, vi khuẩn và các nguồn lây nhiễm khác vì chúng có thể gây độc cho mẫu cấy hoặc gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của mẫu cấy, có khi gây chết mẫu. Vì vậy, cần ngăn cản các nguồn gây nhiễm bằng cách loại trừ các vi sinh vật, chủ yếu là cách tổ chức và phương pháp thực hiện trong phòng nuôi cấy mô.

Qui trình nuôi cấy mô tế bào thực vật được thực hiện như sau:

Chuẩn bị cây mẹ: Trồng thành vườn gốc giống được chăm sóc và theo dõi các đặc điểm hình thái. Cây sạch bệnh và đang giai đoạn sinh trưởng khỏe mạnh, đây chính là nguồn nguyên liệu quan trọng cho kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật.

Chọn mẫu cấy: Tùy vào đối tượng nhân giống, mục đích nghiên cứu mà lựa chọn vị trí lấy mẫu trên cây mẹ, kích thước mẫu, hình thái mẫu. Song song đó, phải chuẩn bị môi trường vô trùng để nuôi cấy mẫu. Mẫu sau khi được lựa chọn, bảo quản trong bao PE, có ghi nhãn tránh nhầm lẫn. Dụng cụ lấy mẫu được khử trùng kỹ càng.

 Khử trùng mẫu cấy: Mẫu cấy ở ngoài tự nhiên luôn chứa vi khuẩn, nấm…  nên cần phải loại bỏ các yếu tố này để đưa vào môi trường nuôi cấy vô trùng. Đây là khâu rất khó trong nuôi cấy mô vì nó quyết định 50% sự thành công trong nuôi cấy mô. Để khử trùng mẫu cấy, cần lựa chọn hóa chất khử trùng thích hợp và thời gian khử trùng thích hợp sao cho làm chết các tác nhân gây nhiễm mẫu (nấm, vi khuẩn), nhưng mẫu cấy vẫn còn có khả năng tái sinh.

Giai đoạn tăng sinh: Mẫu còn khả năng tái sinh sẽ được chuyển vào giai đoạn này để tăng nhanh số lượng cá thể bằng sự sinh phôi soma, tăng số lượng chồi bên, tạo chồi bất định. Các chồi tăng trưởng tốt, khỏe mạnh, đạt kích thước và chiều cao sẽ được cấy sang giai đoạn kế tiếp. Môi trường nuôi cấy được bổ sung chất kích thích tạo chồi.

Giai đoạn ra rễ invitro: Mẫu cấy hoàn chỉnh hình thái cây, tiếp tục phát triển chiều cao và hình thành rễ. Tất nhiên, mỗi giai đoạn tăng trưởng, các môi trường nuôi cấy đều được bổ sung các chất điều hòa sinh trưởng phù hợp cho sự ra rễ.

Giai đoạn huấn luyện: Bình chứa các cây con được chuyển ra nhà huấn luyện (nhà kính), ánh sáng và nhiệt độ đạt 75 – 80 % so với bên ngoài tự nhiên, giúp cây con thích nghi dần với điều kiện bên ngoài. Đây là giai đoạn trung gian để chuyển cây từ phòng thí nghiệm ra ngoài vườn ươm.

Giai đoạn ra rễ invivo: Các đối tượng không thể ra rễ trong môi trường thí nghiệm được đưa ra ngoài vườm ươm để phát triển rễ và cây hoàn chỉnh.

Sau các giai đoạn trên, cây con được trồng và chăm sóc ngoài vườn ươm. Chiều cao cây 20 – 25 cm, đường kính cổ rễ 0,5 – 0,7 cm là cây đủ tiêu chuẩn xuất vườn.

Để có được qui trình nuôi cấy mô hoàn chỉnh (qui trình trong phòng thí nghiệm) cần ít nhất 10 – 12 tháng. Chất lượng cây giống được sản xuất bằng phương pháp này có những ưu điểm: Kiểm soát được dịch bệnh cây trồng (bằng phương pháp nuôi cấy mô ta có thể loại bỏ hoàn toàn cá thể mang mầm bệnh); kiểm soát được chất lượng giống thông qua kiểm soát kiểu gen của cây bố mẹ đem vào làm mẫu nuôi cấy; nhân giống trong phòng thí nghiệm ít phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên bên ngoài; cây con được sản xuất hàng loạt, đồng nhất về mặt di truyền, có sự đồng đều về hình thái.

Trong tương lai, nuôi cấy mô tế bào thực vật sẽ là những đóng góp to lớn để phục tráng, nhân giống cây trồng và chọn giống cây trồng, góp phần vào sự phát triển của ngành nông nghiệp tỉnh nhà.