Đặt vấn đề Việt Nam là một nước có vị trí địa lý vô cùng thuận lợi cùng với khí hậu nhiệt đới và độ ẩm cao giúp cho cây cối sinh trưởng và phát triển mạnh, là nguồn tài nguyên quan trọng cho tiềm năng về cây dược liệu. Theo ước tính, nước ta có trên 12000 loài thực vật bậc cao, trong đó có khoảng 4000 loài được sử dụng làm thuốc. Ngày nay, khi nhu cầu về thuốc có nguồn gốc từ cây dược liệu ngày càng tăng, việc đi sâu vào nghiên cứu, xác minh các kinh nghiệm của y học cổ truyền và tìm kiếm các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao đang rất được thế giới quan tâm[1]. Việt Nam lại là một nước giàu nguồn tài nguyên dược liệu nên việc đi sâu vào nghiên cứu và phát triển các sản phẩm từ tự nhiên là một hướng đi hoàn đúng đắn.
Việt Nam sở hữu một hệ sinh thái vô cùng phong phú và đa dạng, nhiều loại cây quý có giá trị cao trong các ngành thực phẩm, hương liệu, mỹ phẩm và dược liệu. Trong đó giống dứa thơm có tên khoa học là Pandanus amaryllifolius, thuộc họ dứa dại (Pandanaceae), phân bố ở các tỉnh miền núi hoặc trung du phía Bắc và vào đến Khánh Hòa [5]. Theo dân gian, dứa thơm là một loại dược liệu, hương liệu có mặt trong nhiều bài thuốc hỗ trợ và điều trị rối loạn tiêu hóa, đái tháo đường, sỏi tiết niệu, lợi tiểu, an thần, tiêu viêm, giảm phù nề,… Đây là tiền đề cho nền y học hiện đại tiếp tục đi sâu và nghiên cứu. Công tác thu thập, bảo tồn và đánh giá mức độ đa dạng di truyền của nguồn gen thực vật là bước nghiên cứu quan trọng cho việc phân biệt các loài khác nhau và tìm hiểu sự liên hệ về di truyền giữa các loài để bảo tồn nguồn đa dạng gene, là cơ sở trong việc chọn tạo giống mới chất lượng cao, phù hợp với vùng sinh thái.
Có nhiều phương pháp khác nhau có thể sử dụng để đánh giá đa dạng di truyền như phương pháp sử dụng các đặc điểm hình thái, chỉ thị isozyme, hay chỉ thị phân tử (RFLP, RAPD, AFLP, SSR, ISSR). Tùy vào đối tượng, điều kiện và mục đích nghiên cứu mà lựa chọn phương pháp phù hợp nhất. Trong đó, các đặc điểm hình thái và chỉ thị phân tử ISSR là những phương pháp phân tích sử dụng khá hiệu quả trong các nghiên cứu về phân loại và phát sinh loài hiện nay. 2 Nhận thức được vấn đề này, em lựa chọn đề tài “Đánh giá đa dạng di truyền của một số giống dứa thơm (Pandanus amaryllifolius Roxb.) ở khu vực miền núi phía Bắc” để xác định đa dạng di truyền của giống dứa thơm, giúp thuận tiện cho các nghiên cứu sau này liên quan đến dứa thơm, cũng như bảo tồn nguồn gene đa dạng của giống cây này.Mục tiêu của đề tài 1.Mục tiêu tổng quát - Đánh giá đa dạng di truyền của 9 giống dứa thơm thu thập được ở một số tỉnh khu vực miền núi phía Bắc.
Mục tiêu cụ thể - Đánh giá đặc tính hình thái các mẫu dứa thơm thu thập được. - Tách chiết DNA tổng số của các mẫu dứa thơm thu thập được. - Lựa chọn chỉ thị ISSR. - Phân tích mối quan hệ di truyền.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.Ý nghĩa khoa học của đề tài - Cung cấp dữ liệu khoa học về đa dạng di truyền ở mức hình thái và mức độ phân tử của một số giống dứa thơm.Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Góp phần thu thập và lưu giữ nguồn gene của giống dứa thơm tại Việt Nam.
- Góp phần bảo tồn và sử dụng hợp lí nguồn gene của giống dứa thơm. - Làm cơ sở cho việc lai tạo và nhân giống, nâng cao chất lượng của các sản phẩm sử dụng nguyên liệu là dứa thơm. 3 PHẦN II TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2.Tổng quan về dứa thơm 2.Nguồn gốc và phân loại giống dứa thơm Cây dứa thơm có tên khoa học là Pandanus amaryllifolius Roxb. thuộc họ dứa dại Pandanaceae, là loài thực vật thân thảo miền nhiệt đới có nguồn gốc từ các nước Đông Nam Á như Việt Nam, Philippines, Thái Lan, Malaysia, Indonesia,… Ở Việt Nam, cây dứa thơm được trồng nhiều và mọc phổ biến ở khắp 3 miền.
Nhưng hiện nay cây gần như không mọc hoang nữa mà phần lớn được trồng để thu hoạch lá. Theo hệ thống phân loại khoa học, loài dứa thơm (Pandanus amaryllifolius Roxb.) có vị trí phân loại như sau: Giới: Plantae Bộ: Pandanales Họ: Pandanaceae Chi: Pandanus Loài: Pandanus amaryllifolius 2.Đặc điểm nông sinh học Cây dứa thơm có thân dài khoảng 30 – 40 cm, rộng khoảng 3 – 4 cm. Lá hình dài, hẹp, thẳng tụm lại gốc như nan quạt, ở giữa lá chụm lại theo một đường gân dọc theo thân lá. Mép lá dứa thơm không có gai, mặt trên có màu xanh sẫm nhẵn bóng, mặt dưới có màu xanh nhạt hơn và có phủ một lớp lông mịn [5].
Lá dứa thơm mọc thành bụi lùm cao đến 1m, thân rộng 1 – 3 cm, chia nhánh trên một thân và rễ. Lá có mùi thơm đặc trưng như mùi cơm nếp, để càng khô thì lá càng thơm [5]. Cây không có hoa.Thành phần hóa học Thành phần hóa học chủ yếu trong lá dứa thơm là : Nước, chất xơ, 3-metyl- 2(5H)-furanon, 2-axetyl-1-pyrolin, flavonoid, alkaloid, pectin và tinh dầu. 4 Theo thời gian, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng cây dứa thơm rất giàu các hợp chất, có một số hợp chất có tiềm năng dược lý.
Trong đó có sự hiện diện của các hợp chất như alkaloid, terpenoids, flavonoid, saponin, anthraquinone glycoside và tim glycoside [15]. Cũng có nghiên cứu chỉ ra rằng carbohydrate, tannin, flavonoid và saponin có trong chiết xuất etanolic của dứa thơm. Hương thơm của cây dứa thơm được biết đến như một loại hương liệu tự nhiên được dùng trong công nghiệp thực phẩm, làm tăng hương vị cho món ăn. Mùi hương của loài cây này được so sánh giống mùi gạo nếp thơm.
Mùi thơm là do sự hiện diện của nhiều hợp chất dễ bay hơi trong lá của cây dứa thơm, đặc biệt là 2-acetyl-1- pyrroline [7], [18], [33]. Tuy nhiên, các ancaloit khác (như pandanamine, pandamerilactones) có cấu trúc dẫn xuất pyrroline cũng được tìm thấy trong lá. Chiết xuất dứa thơm chứa các axit amin tự do và đường khử như axit glutamic, proline, glucose và fructose là tiền chất có thể có của ACPY (2-acetyl-1-pyrroline) và có thể đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành hương thơm ACPY. Hợp chất dễ bay hơi chính trong dứa thơm đun nóng và dứa thơm không đun nóng lần lượt là 3- metyl-2 (5H) -furanone, tiếp theo là ACPY và 3-Methyl 2 (5H) -furanone.
Họ cũng phát hiện ra rằng ACPY là hợp chất duy nhất sở hữu mùi thơm đặc trưng của quả dứa bằng cách sử dụng phân tích GCO (sắc ký khí - đo khứu giác) [10]. Sự hiện diện của 2AP (2-Acetyl1-Pyrroline) cũng được xác định bằng cách sử dụng GCMS, sử dụng etanol làm dung môi để chiết xuất 2AP từ dứa thơm và phát sinh đỉnh 2AP cao hơn từ sắc ký đồ etanol [22]. Ngoài ra, 30 thành phần hương thơm cũng đã được tìm thấy, trong đó những thành phần chính là hexanal, 2-hexenal, 3-metyl pyridin, 2-penten-1- ol, nonanal, benzaldehyde và linalool [8], [17]. Trong nghiên cứu, Ali G cho rằng chất chiết xuất từ cây dứa dại cho thấy tiềm năng tốt của các hợp chất hoạt tính sinh học như catechin, axit gallic, kaempferol và naringin.
Dứa thơm chứa axit Gallic, catechin, axit caffeic, myricetin, luteolin và quercetin [6].Công dụng Theo dân gian, lá dứa thơm được sử dụng làm hương nếp của gạo tám xoan. Lá dứa có mùi hương nếp dễ chịu khi bỏ vào cơm, trà, chè, bánh,… được dùng trong công nghiệp thực phẩm. Ngoài ra, lá dứa thơm còn được dùng để nhuộm màu cho thực phẩm do có màu xanh chlorophyl [5]. Lá dứa nổi bật với tác dụng hỗ trợ điều trị tiểu đường và ngoài ra còn có thêm một vài các tác dụng có vai trò không kém phần quan trọng.
Tác dụng dược lý Tác dụng hạ đường huyết của chiết xuất nước PA Roxb (Trà dứa thơm) ở người được thực hiện ở 30 người tham gia khỏe mạnh, sử dụng xét nghiệm OGTT tiêu 12 chuẩn. Những người tham gia tiêu thụ trà dứa thơm (0,1 g/ml), 15 phút sau khi nạp glucose. Glucose huyết tương được xác định bằng phương pháp glucose-oxyase. Kết quả cho thấy các đỉnh nồng độ glucose huyết tương sau bữa ăn trung bình ở nhóm được điều trị thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng.
Cho thấy trà PA có hiệu quả có thể làm giảm lượng đường trong máu sau ăn [25]. Chiết xuất dứa thơm có chứa một số hợp chất có tác dụng chống oxy hóa và chống đái tháo đường tự nhiên như: tinh dầu, tocopherols, tocotrienols, acid béo alkaloid, protein chuyển lipid không đặc hiệu của este, carotinoids và flavonoid [23], [30]. Flavonoid thuộc nhóm flavonol có vai trò trong việc giảm đường huyết và giảm hấp thu đường huyết vào máu. Chiết xuất lá dứa được chứng minh là làm giảm đường huyết sau ăn, kích thích tiết insulin từ dòng tế bào beta tuyến tụy chuột và ức chế hoạt động của enzym α – glucosidase [11] Các ứng dụng tiềm năng về tiềm năng của chiết xuất lá dứa như một chất chống oxy hóa tự nhiên thay thế tốt cho các chất chống oxy hóa tổng hợp hiện có trong ngành công nghiệp thực phẩm cũng đã được nghiên cứu [23].
Nghiên cứu trên lá dứa thơm đã phân lập được các loại alkaloid piperidine và pyrrolidine có hoạt tính kháng khuẩn MIC và MBC trên 3 sinh vật: Staphylococcus aureus, Escherichia coli và Pseudomonas aeruginosa [17]. 6 Dứa thơm sản xuất catechin, naringin, kaempferol, rutin, epicatechin được biết đến với đặc tính chống ung thư [6]. Trong nghiên cứu Chong HZ và cộng sự , họ đã phát hiện ra rằng Stigmasterols là một thành phần của các chất chiết xuất từ Dứa thơm có thể đã góp phần tạo ra các con đường tự chết theo phương pháp p53 trong các tế bào MDA-MB-231 [12]. Công dụng theo y học cổ truyền Trong y học, lá dứa dùng phối hợp với một số vị thuốc khác nấu nước xông có tác dụng giúp cho các bà mẹ mới sinh thêm sức khỏe và da dẻ hồng hào.
Cây dứa thơm còn là cây hương liệu cổ truyền của Malaysia và Indonesia. Ngoài ra lá dứa còn có nhiều công dụng khác như trị chữa bệnh thấp khớp, trị gàu, chữa bệnh yếu dây thần kinh…[5] + Bài thuốc trị tiểu đường, ổn định đường huyết dân gian: sử dụng lá nếp thơm với liều lượng vừa đủ, rửa sạch, phơi nắng cho khô. Sau đó thái nhuyễn, nấu nước dùng uống như nước trà mỗi ngày để hỗ trợ điều trị và phòng chống tiểu đường [5]. + Chữa thấp khớp: Sử dụng 3 chiếc lá dứa thơm và một bát nhỏ dầu dừa.