Đặt vấn đề Cây sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) là loại cây thủy sinh xuất hiện từ rất lâu đời trên thế giới. Ở Việt Nam và các nước trong khu vực phương Đông, hoa sen mang nhiều ý nghĩa không chỉ về văn hóa, thẩm mĩ mà còn có giá trị dinh dưỡng cao. Hoa sen là biểu tượng cho nét đẹp thuần khiết, cốt cách và tinh thần thanh cao của người Việt. Đây cũng là loài hoa hội tụ đủ những ý nghĩa nhân sinh cao quý, ý nghĩa âm dương ngũ hành và sự vươn dậy mạnh mẽ như dân tộc Việt Nam.
Cây sen có nhiều giá trị quan trọng và được sử dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống con người như làm cảnh, làm thực phẩm và làm thuốc. Điều đặc biệt là hầu như tất cả các bộ phận của cây sen như lá, hoa, củ, quả,… đều có giá trị dinh dưỡng và y học. Các bộ phận trên bông hoa sen được biến chế thành những món ăn đặc trưng, mang đậm một hương vị Việt Nam như gỏi ngó sen, mứt sen, trà sen. Tuy nhiên, củ sen lại có thị trường lớn nhất so với các bộ phận khác của cây sen (Nguyễn Phước Tuyên, 2008).
Riêng hoa sen còn được sử dụng trong nhiều lễ hội ở các nước châu Á, là biểu tượng của sự tinh khiết thiêng liêng và bất tử của nhiều nền văn hóa trong nhiều thế kỷ. Trong những năm gần đây, các chỉ thị phân tử RAPD, ISSR, SSR, DNA Barcode đã được sử dụng phổ biến trong đánh giá di truyền và xây dựng cây phân loài. Việc nghiên cứu đa dạng di truyền của các giống sen cung cấp dữ liệu ở mức độ phân tử, giúp cho việc chọn tạo giống sen tiết kiệm được thời gian và công sức. Nghiên cứu đa dạng di truyền cũng tạo cơ sở khoa học cho bảo tồn nguồn gen các loài.
Tuy nhiên, việc nghiên cứu về đa dạng di truyền cây sen ở Việt Nam còn rất mới mẻ. 1 Đề tài “Đánh giá đa dạng di truyền của một số mẫu giống sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) bằng chỉ thị RAPD và ISSR" được tiến hành để đánh giá đa dạng nguồn gen của 30 mẫu giống sen được thu thập bởi Viện Nghiên cứu Rau quả. Kết quả nghiên cứu sẽ đưa ra được những nhận định ban đầu về mối quan hệ di truyền của các giống sen, góp phần cũng cấp dữ liệu và sử dụng trong công tác bảo tồn và lai tạo các giống sen phục vụ sản xuất. Mục tiêu và yêu cầu a.
Mục tiêu Xác định mối quan hệ di truyền của 30 mẫu giống sen dựa trên chỉ thị phân tử RAPD và ISSR nhằm phục vụ cho công tác bảo tồn, phân loại và chọn tạo giống mới. Yêu cầu - Xác địng quy trình tách chiết DNA phù hợp, thu được DNA ít đứt gãy, tinh sạch đảm bảo tiêu chuẩn làm khuôn chạy cho phản ứng PCR. - Thiết lập thành phần và điều kiện của phản ứng PCR phù hợp cho phân tích chỉ thị RAPD và ISSR, sản phẩm sau điện di cho băng vạch rõ ràng, sắc nét, phục vụ phân tích đa dạng di truyền các mẫu giống sen. - Sử dụng các chỉ thị RAPD và ISSR để đánh giá đa dạng di truyền 30 mẫu giống sen.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về cây sen 1. Nguồn gốc và phân loại 1. Nguồn gốc Cây sen (N.) là loại cây thủy sinh có nguồn gốc từ các nước châu Á, xuất phát từ Ấn Độ, sau đó được đưa đến Trung Quốc, Nhật Bản, vùng đông bắc châu Úc và nhiều nước khác (Nguyễn Phước Tuyên, 2008).
Ngày nay, cây sen được trồng phổ biến tại khắp châu Á như Ấn Độ, Nhật Bản, Trung Quốc, Việt Nam… Cây sen là một trong những loài cây xuất hiện sớm và được người Ai Cập cổ đại trồng cách đây 2000 năm qua việc trồng hoa sen trắng (lily nước). Hoa sen được biết đến bởi hóa thạch đã tồn tại trong khoảng 65,5 triệu năm đến 145,5 triệu năm vào thời điểm Trái đất lạnh và khô dần. Sau đó, cây sen được tìm thấy ngày càng nhiều từ Iran sang Nhật Bản, Ấn Độ, Queensland và Úc. Năm 1972, các nhà khảo cổ Trung Quốc đã tìm thấy hóa thạch của hạt sen 5000 tuổi ở tỉnh Vân Nam.
Năm 1973, tại tỉnh Chekiang hạt sen 7000 tuổi khác được tìm thấy. Một lượng lớn hạt sen được tìm thấy ở tỉnh Shan-tung, Lianing và ngoại thành phía Tây Bắc Kinh có niên đại 1000 năm trong giai đoạn 1923-1951. Năm 1995, Shen Miller đã phát hiện hạt sen N. với 1228 tuổi trong các hồ cổ đại của tỉnh Putatien, Liaoning vẫn còn khả năng nảy mầm, một kỷ lục về sức sống bền lâu nhất được ghi nhận từ trước tới nay (Nguyễn Phước Tuyên, 2008).
Năm 1987, Xueming đã tìm thấy hạt sen ở Đông Bắc Trung Quốc được phủ một lớp bùn và hạt vẫn duy trì được sức sống dù đã hơn 600 năm (Xueming, 1987). 3 Các nhà khảo cổ Nhật Bản cũng tìm thấy những hạt sen đã bị đốt cháy trong hồ cổ sâu 6m tại Chiba có niên đại 1200 năm. Vì vậy, người ta tin rằng một số giống sen có nguồn gốc từ Nhật Bản nhưng giống sen lấy củ thì xuất phát từ Trung Quốc. Nhiều giống sen của Trung Quốc khi du nhập sang Nhật Bản một thời gian thì mang tên Nhật như Taihakubasu, Benitenjo, Kunshikobasu, Sakurabasu và Tenjinkubasu (Nguyễn Phước Tuyên, 2008).
Phân loại và phân bố Vị trí phân loại của cây sen: Ngành thực vật hạt kín – Angiosper mes. Lớp Hai lá mầm: Dicotyledonae. Phân lớp Mộc lan: Magnoliales. Bộ Sen: Nelumbonales Họ Sen: Nelumbonaceae Chi: Nelumbo Adans Loài: Nelumbo Nucifera Gaertn.
Cây sen có các tên gọi khác như syn Nelum-bium speciosum Willd., Nelumbium nelumbo Druce, Nymphaea nelumno L. Chi Nelumbo Adans gồm hai loài rất gần nhau là N. được phân bố ở châu Á và châu Đại Dương còn N. Hai loài sen này khác biệt nhau về đặc điểm hình thái như kích thước, hình dạng lá, hình dạng và màu sắc cánh hoa.
phân bố ở châu Á và châu Đại Dương, từ Nga đến Úc. Có khoảng 60 tên gọi khác nhau của cho N. như sen, sen thiêng, sen Đông Ấn Độ, sen Ai Cập, sen Ấn Độ, hoa sen Phương Đông, Lily nước, … N. phát triển ở tầng nước sâu, được trồng làm sen cảnh, sen lấy củ và sen lấy hạt.
Hoa có màu hồng, đỏ hay trắng, thân dày, cao và nhiều gai, củ đều phát triển ở đáy ruộng hoặc ao, lá gần tròn có đường kính lớn (Magness & cs. lutea Willd phân bố ở Bắc và Nam Mỹ, phía Nam Columbia. Hoa có màu vàng, còn gọi là sen Mỹ hay sen vàng. Cây hình thành ở tầng nước nông rồi phát triển ra vùng nước sâu hơn, mực nước thích hợp từ 0,6 - 2,0 m.
Ở Việt Nam, sen chỉ có một loài là N. nucifera, phân bố rộng rãi khắp mọi nơi trong các ao, hồ, đầm lầy hay ruộng sâu chủ yếu ở các tỉnh như Bắc Ninh, Bắc Giang, Hà Nội, Thanh Hóa, Nghệ An và khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Hiện nay, sen là cây trồng mang lại hiệu quả kính tế cao và còn dùng làm cây cảnh ở các công sở, trường học, khu du lịch,… 1. Đặc điểm sinh học của cây sen Cây sen thuộc họ Nelumbonaceae.
Chúng là cây thân thảo, sống lâu năm, sống dưới nước. Số lượng nhiễm sắc thể là 2n = 16. Cơ quan hình thái của sen bao gồm rễ, thân rễ, lá, hoa, gương và hạt (Nguyen, 2001). Cây sen (Nguồn: wallpapers13) Rễ: rễ của hoa sen có dạng sợi và khoảng 20-50 rễ mọc ra thân rễ.
Khi còn non, rễ có màu trắng kem, có ít lông hút. Khi trưởng thành, rễ có chiều dài 15 cm và chuyển sang màu nâu (Nguyen, 2001). Thân rễ được hình thành từ một đoạn rễ, thường có 3-4 lóng, dài 60-90 cm, lóng cuối có đường kính 4-6cm, dài 10-15cm. Lóng thứ hai to nhất, đường kính 5-10 cm, dài 10-12 cm.
Lóng thứ nhất ngắn nhất khoảng 5-10 cm và mang thân mới. Cấu tạo của thân rễ thường xốp để không khí thông suốt chiều dài của củ sen (Nguyễn Phước Tuyên, 2008). Lá: lá sen thường lớn, hình tròn với đường kính khoảng 20-100 cm, có màu xanh, xanh xám hoặc xanh đỏ được phủ một lớp sáp dày trên bề mặt, mặt lá dưới có màu xanh xám không có sáp và mép nhẵn. Gân lá xuất phát từ tâm 6 nơi cuống lá tỏa đều ra mép lá.
Lá đầu tiên nảy mầm từ hạt có màu xanh hơi ửng đỏ, nhỏ và phiến lá cuốn là trong (lá bút), sau đó lá này bung ra trong nước (lá trãi). Lá thứ hai nổi trên bề mặt nước nhưng thân vẫn yếu, những lá tiếp theo vươn ra khỏi mặt nước (lá dù). Cuống lá: thường xốp, đường kính và chiều cao khác nhau theo đỏi tùy theo tuổi cây. Khi còn non, cuống lá nhỏ, mềm và xốp; khi lớn thì cứng lại và có nhiều gai, với giống sen cuống lá trơn nhẵn thường không thích hợp để cho củ.
Bên cạnh đó, phần non nhất của cọng lá sen mới mọc, lá vẫn còn cuốn lại thành một vòng, nằm sát gốc của cây sen còn được gọi là ngó sen. Ngó sen có màu trắng sữa, xốp, giòn và bên trong có nhiều ống dọc (Nguyễn Phước Tuyên, 2008). Hoa: hoa sen có đủ, cuống, đế đài tràng, nhụy nhị (Phạm Văn Duệ, 2005). Chồi sen nở vào mùa xuân và khoảng 2 tuần sau, nụ sẽ nở ra thành hoa sen.
Hoa sen to, mọc riêng lẻ trên cuống dài thẳng có gai. Hoa sen nở đối xứng hoàn toàn và đường kính 8-20 cm, có 4-6 lá đài màu xanh lục hoặc đỏ tím, 12-20 cánh hoa hình elip đơn màu trắng, hồng, đỏ hay cả hai màu trắng và hồng,… (tùy theo giống), càng vào phía trong kích thước cánh hoa càng nhỏ dần và sắp xếp theo đường xoắn ốc hay xếp tỏa tròn. Bên trong cánh hoa có nhiều nhị màu vàng, có hơn 200 nhị. Mỗi nhị hoa có 2 bao phân hai ô, nứt theo một kẻ dọc.
Trung đới mọc dài ra thành một phần trụ màu trắng gọi là gạo sen có hương thơm dùng để ướp chè, bộ nhụy gồm nhiều lá noãn rời nằm xếp vòng trên một đế hoa hình nón ngược gọi là gương sen (Nguyen, 2001; Trần Công Luận, 2016). Gương sen: đế sen phát triển thành gương sen, được đính vào phần cuối cùng của cuống hoa nằm phía trong cánh sen. Gương sen có những lỗ nhỏ chứa các lá noãn - sau phát triển thành quả - chính là hạt sen. Gương sen có vỏ cứng bao lấy hạt, quan sát dưới kính hiển vi cho thấy vỏ được cấu tạo bởi 7 1 lớp biểu bì bên ngoài và 2 lớp tế bào hình chữ nhật xếp sát nhau như hàng rào với 1 lớp sợi chống acid xen lẫn và 1 lớp nhu mô trong cùng (Zhang & cs.