Luận án Tiến sĩ Bùi Thị Cẩm Hường: Nâng cao năng suất và curcumin nghệ tại ĐH Cần Thơ

Luận án tiến sĩ đánh giá giống, xử lý hóa chất nghệ Curcuma spp. Nâng cao năng suất và hàm lượng curcumin hiệu quả.

• Tác giả: Bùi Thị Cẩm Hường
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Vĩnh Thúc
• Trường học: Trường Đại học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Khoa học Cây trồng
• Đề tài: Đánh Giá Giống Và Xử Lý Hóa Chất Nâng Cao Năng Suất Và Hàm Lượng Curcumin Trong Nghệ Curcuma Spp.
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Cần Thơ

Tóm tắt

I. Curcumin Nghệ Là Gì và Tại Sao Việc Đánh Giá Giống Lại Quan Trọng

Curcumin nghệ, một hợp chất polyphenol tự nhiên, là thành phần hoạt chất chính tạo nên màu vàng đặc trưng và giá trị dược liệu của cây nghệ (Curcuma spp.). Với khả năng chống oxy hóa, kháng viêm mạnh mẽ, curcumin đã trở thành tâm điểm của nhiều nghiên cứu khoa học và ứng dụng trong y học, thực phẩm chức năng. Tuy nhiên, hàm lượng curcumin trong các giống nghệ lại rất khác nhau, phụ thuộc vào yếu tố di truyền và môi trường. Do đó, việc đánh giá giống và xử lý hóa chất nâng cao curcumin nghệ là một chiến lược then chốt để khai thác tối đa tiềm năng của loại dược liệu quý này. Mục tiêu nghiên cứu không chỉ dừng lại ở việc tìm kiếm các giống nghệ có năng suất cao mà còn tập trung vào việc gia tăng hàm lượng curcumin thông qua các phương pháp khoa học.

Đánh giá toàn diện các đặc điểm hình thái, sinh hóa và di truyền của nghệ giúp nhận diện những giống vượt trội. Quá trình này không chỉ góp phần vào việc bảo tồn đa dạng sinh học mà còn mở ra cơ hội phát triển các giống nghệ mới có giá trị kinh tế cao. Đồng thời, việc khám phá và ứng dụng các hóa chất xử lý phù hợp cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sinh trưởng, tăng cường tổng hợp curcumin, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường về curcumin nghệ chất lượng cao.

1.1. Tầm quan trọng của curcumin trong đời sống và y học

Curcumin, hoạt chất quý giá từ cây nghệ, đã được khoa học chứng minh có nhiều tác dụng sinh học vượt trội. Trong y học, curcumin được biết đến với khả năng chống viêm, chống oxy hóa, chống ung thư và bảo vệ gan (Ngô Ngọc Hưng, 2005). Hoạt chất này cũng thể hiện tiềm năng trong điều trị các bệnh Alzheimer, tiểu đường và tim mạch. Nhờ những lợi ích sức khỏe này, nhu cầu về curcumin nghệ ngày càng tăng cao, thúc đẩy ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩm chức năng tìm kiếm các nguồn cung cấp ổn định và chất lượng. Điều này làm cho việc đánh giá giống nghệ và các phương pháp nâng cao hàm lượng hoạt chất trở nên cấp thiết.

1.2. Thách thức trong việc nâng cao hàm lượng curcumin tự nhiên

Mặc dù có giá trị lớn, việc nâng cao hàm lượng curcumin tự nhiên trong nghệ đối mặt với nhiều thách thức. Sự đa dạng di truyền lớn giữa các giống nghệ dẫn đến sự biến động đáng kể về chất lượng và năng suất. Điều kiện canh tác, thổ nhưỡng và khí hậu cũng ảnh hưởng trực tiếp đến sự tổng hợp curcumin. Ngoài ra, việc xác định các giống nghệ ưu việt đòi hỏi quy trình đánh giá phức tạp, từ đặc điểm hình thái đến phân tích sinh hóa và dấu chỉ thị phân tử. Việc tìm kiếm các giải pháp xử lý hóa chất nâng cao curcumin nghệ một cách an toàn và hiệu quả cũng là một thách thức lớn đối với các nhà khoa học và nông dân.

II. Bí Quyết Đánh Giá Giống Nghệ Tiềm Năng Nâng Cao Curcumin và Năng Suất

Để tối ưu hóa năng suất nghệ và hàm lượng curcumin, việc đánh giá giống nghệ là bước đi chiến lược quan trọng. Quy trình này không chỉ giúp nhận diện các giống có đặc tính di truyền ưu việt mà còn cung cấp cơ sở dữ liệu quý giá cho công tác lai tạo và chọn giống. Các phương pháp đánh giá cần được thực hiện một cách khoa học, kết hợp nhiều tiêu chí từ đặc điểm hình thái bên ngoài đến phân tích sinh hóa sâu bên trong, và đặc biệt là ứng dụng công nghệ sinh học phân tử hiện đại. Điều này đảm bảo rằng các giống được chọn lọc không chỉ mang lại năng suất cao mà còn giàu hoạt chất curcumin nghệ, đáp ứng đúng yêu cầu của thị trường dược liệu và thực phẩm chức năng cao cấp.

Nghiên cứu của Bùi Thị Cẩm Hường (2019) đã tiến hành đánh giá 34 mẫu giống nghệ địa phương và nhập nội, bao gồm 32 mẫu Việt Nam, 1 mẫu Indonesia và 1 mẫu Australia. Phân tích đa dạng dựa trên các đặc điểm hình thái của thân, lá, hoa, củ, cùng với dấu phân tử và chỉ tiêu sinh hóa, đã cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa các giống. Đây là minh chứng cho việc cần có một phương pháp tiếp cận đa chiều để xác định chính xác các giống nghệ tiềm năng, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao curcumin nghệ và phát triển nông nghiệp bền vững.

2.1. Phân tích đặc điểm hình thái và sinh hóa của giống nghệ

Phân tích đặc điểm hình thái là bước đầu tiên và cơ bản trong đánh giá giống nghệ. Các tiêu chí như hình dạng củ, màu sắc vỏ, ruột củ, đặc điểm thân, lá và hoa cung cấp cái nhìn tổng quan về sự đa dạng giữa các giống. Tuy nhiên, để nâng cao hàm lượng curcumin một cách chính xác, phân tích sinh hóa là không thể thiếu. Các chỉ tiêu sinh hóa bao gồm khối lượng củ tươi, củ khô, và đặc biệt là hàm lượng curcumin trong từng giống. Sự kết hợp của hai phương pháp này giúp sàng lọc ban đầu các giống có triển vọng, hướng tới mục tiêu tối ưu hóa curcumin nghệ.

2.2. Ứng dụng dấu chỉ thị phân tử RAPD và ISSR trong đánh giá đa dạng di truyền

Để có cái nhìn sâu sắc hơn về sự đa dạng di truyền và mối quan hệ giữa các giống, dấu chỉ thị phân tử được ứng dụng rộng rãi. Kỹ thuật RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) và ISSR (Inter-Simple Sequence Repeat) là hai phương pháp phổ biến. Dấu chỉ thị ISSR đặc biệt hiệu quả do tính đơn giản, nhanh chóng và không yêu cầu thông tin trình tự gen trước, đồng thời có tính đa hình cao (Zietkiewicz et al., 1994; Arohak et al., 2003). Việc sử dụng kết hợp RAPD và ISSR cho phép đánh giá đa dạng di truyền giống nghệ một cách chính xác, giúp xác định các giống thuần và các biến thể, từ đó tạo tiền đề cho việc chọn tạo giống nghệ có năng suất nghệ và hàm lượng curcumin cao (Islam et al., 2007).

III. Cách Xử Lý Hóa Chất Nâng Cao Curcumin Nghệ Tối Ưu Sinh Trưởng và Hàm Lượng

Bên cạnh việc chọn lọc giống, xử lý hóa chất là một phương pháp hiệu quả để nâng cao curcumin nghệ và năng suất. Các hóa chất xử lý có thể tác động đến nhiều quá trình sinh lý của cây, từ sự sinh trưởng phát triển đến tổng hợp các hợp chất thứ cấp như curcumin. Tuy nhiên, việc lựa chọn loại hóa chất, nồng độ và thời điểm xử lý cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn, hiệu quả và không gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Mục tiêu là kích thích cây nghệ tổng hợp hàm lượng curcumin tối đa mà vẫn duy trì được năng suất nghệ mong muốn.

Luận án của Bùi Thị Cẩm Hường (2019) đã tiến hành 6 thí nghiệm liên quan đến ảnh hưởng của hóa chất xử lý đến sự sinh trưởng, hàm lượng và năng suất curcumin trong nghệ. Điều này chứng tỏ tiềm năng to lớn của các can thiệp hóa học trong việc tối ưu hóa sản xuất curcumin. Tuy nhiên, việc áp dụng cần tuân thủ các nguyên tắc khoa học và quy định về an toàn thực phẩm để đảm bảo sản phẩm nghệ đạt chuẩn chất lượng cao, đặc biệt đối với các ứng dụng trong y học và thực phẩm chức năng. Việc tìm ra hóa chất thích hợp là chìa khóa để xử lý hóa chất nâng cao curcumin nghệ một cách bền vững.

3.1. Các loại hóa chất và cơ chế ảnh hưởng đến curcumin nghệ

Nhiều loại hóa chất đã được nghiên cứu về khả năng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và tổng hợp curcumin nghệ. Ví dụ, các chất điều hòa sinh trưởng thực vật có thể kích thích sự phát triển của củ, từ đó gián tiếp tăng năng suất. Một số hóa chất khác có thể trực tiếp thúc đẩy con đường sinh tổng hợp curcumin trong cây, làm tăng hàm lượng curcumin tích lũy. Việc hiểu rõ cơ chế tác động của từng loại hóa chất là rất quan trọng để lựa chọn phương pháp xử lý tối ưu. Cần có sự cân nhắc giữa hiệu quả tăng curcumin và các yếu tố an toàn môi trường, sức khỏe con người khi áp dụng các giải pháp xử lý hóa chất nghệ.

3.2. Quy trình xử lý hóa chất an toàn và hiệu quả

Quy trình xử lý hóa chất cần được thực hiện một cách cẩn trọng để đảm bảo an toàn và đạt hiệu quả tối đa trong việc nâng cao curcumin nghệ. Các yếu tố như nồng độ hóa chất, thời điểm phun, phương pháp bón và tần suất xử lý đều có vai trò quan trọng. Ví dụ, việc phun hóa chất ở giai đoạn phát triển nhất định của cây có thể mang lại hiệu quả cao hơn. Cần tuân thủ liều lượng khuyến cáo để tránh gây độc cho cây hoặc tích lũy dư lượng hóa chất trong sản phẩm. Việc kết hợp xử lý hóa chất với các kỹ thuật canh tác tốt, như quản lý đất và dinh dưỡng, sẽ tạo ra một hệ thống tổng thể giúp tối ưu hóa năng suất nghệ và chất lượng curcumin.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Thực Tiễn Giống Nghệ Năng Suất Cao và Hàm Lượng Curcumin Tối Ưu

Các nghiên cứu thực tiễn đóng vai trò then chốt trong việc xác định và ứng dụng các giống nghệ ưu việt, cũng như tối ưu hóa các phương pháp xử lý hóa chất để nâng cao curcumin nghệ. Tại Cần Thơ, nơi có điều kiện thổ nhưỡng và khí hậu thuận lợi, việc tiến hành các thí nghiệm đánh giá giống và ảnh hưởng của hóa chất đã mang lại những kết quả đáng chú ý. Mục tiêu chính là tìm ra những giống nghệ không chỉ cho năng suất nghệ cao mà còn chứa hàm lượng curcumin vượt trội, đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng khắt khe về chất lượng sản phẩm.

Luận án đã chỉ ra rằng trong số 34 mẫu giống được đánh giá, có những giống nghệ địa phương và nhập nội thể hiện tiềm năng vượt trội về cả năng suất củ và hàm lượng curcumin. Điều này cung cấp cơ sở khoa học vững chắc cho việc khuyến nghị các giống nghệ phù hợp cho sản xuất đại trà. Hơn nữa, các thí nghiệm xử lý hóa chất đã xác định được những phác đồ tối ưu giúp tăng cường tổng hợp curcumin mà không ảnh hưởng tiêu cực đến sự sinh trưởng của cây. Những kết quả này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển ngành trồng nghệ bền vững, đảm bảo nguồn cung curcumin nghệ chất lượng cao cho các ứng dụng đa dạng.

4.1. Xác định giống nghệ ưu việt tại Cần Thơ và vùng lân cận

Nghiên cứu tại Cần Thơ đã thành công trong việc xác định một số giống nghệ ưu việt, có khả năng sinh trưởng tốt và tích lũy hàm lượng curcumin cao. Thông qua việc đánh giá giống nghệ dựa trên các chỉ tiêu hình thái, sinh hóa và dấu phân tử, những giống này được chứng minh là phù hợp với điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng của khu vực. Việc lựa chọn các giống có năng suất nghệ và curcumin cao không chỉ giúp tăng thu nhập cho nông dân mà còn đảm bảo nguồn nguyên liệu ổn định cho các ngành công nghiệp chế biến, góp phần nâng cao giá trị của curcumin nghệ trên thị trường.

4.2. Ảnh hưởng của xử lý hóa chất đến năng suất và chất lượng curcumin

Các thí nghiệm về xử lý hóa chất đã cung cấp bằng chứng rõ ràng về khả năng gia tăng năng suất nghệ và hàm lượng curcumin. Kết quả cho thấy một số hóa chất, khi được áp dụng đúng liều lượng và thời điểm, không chỉ thúc đẩy sự phát triển của cây mà còn kích thích quá trình tổng hợp curcumin. Điều này mở ra một hướng đi hiệu quả để tối ưu hóa sản xuất, đặc biệt là đối với các giống nghệ có tiềm năng nhưng cần sự can thiệp để đạt được chất lượng curcumin tối ưu. Việc áp dụng các phương pháp xử lý hóa chất nâng cao curcumin nghệ sẽ góp phần đáng kể vào việc cải thiện hiệu quả kinh tế cho người trồng.

V. Tương Lai Phát Triển Hướng Nghiên Cứu Mới cho Curcumin Nghệ Bền Vững

Việc đánh giá giống và xử lý hóa chất nâng cao curcumin nghệ không chỉ là một công trình nghiên cứu mà còn là nền tảng cho sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp và dược liệu. Với những kết quả đã đạt được, tương lai của curcumin nghệ hứa hẹn nhiều tiềm năng, từ việc ứng dụng các giống nghệ mới có hàm lượng hoạt chất cao đến việc hoàn thiện các phương pháp xử lý hóa chất thân thiện với môi trường. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa hơn nữa các quy trình, đồng thời khám phá những công nghệ tiên tiến để đảm bảo chất lượng và an toàn của sản phẩm.

Các định hướng nghiên cứu trong tương lai sẽ bao gồm việc phát triển các giống nghệ kháng bệnh, chịu hạn tốt hơn, cũng như nghiên cứu sâu hơn về cơ chế phân tử của sự tổng hợp curcumin. Việc tích hợp công nghệ biến đổi gen hoặc chỉnh sửa gen để trực tiếp tăng cường hàm lượng curcumin cũng là một lĩnh vực đầy hứa hẹn. Ngoài ra, việc nghiên cứu các hợp chất hóa học tự nhiên hoặc sinh học thay thế cho hóa chất tổng hợp trong quá trình xử lý hóa chất nâng cao curcumin nghệ sẽ góp phần vào một nền nông nghiệp xanh và sạch hơn. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra nguồn curcumin nghệ dồi dào, chất lượng cao, phục vụ tốt nhất cho sức khỏe con người và phát triển kinh tế bền vững.

5.1. Tiềm năng ứng dụng rộng rãi của giống nghệ mới và phương pháp xử lý tiên tiến

Các giống nghệ mới được xác định có hàm lượng curcumin cao và năng suất nghệ ổn định sẽ có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dược phẩm, thực phẩm chức năng và mỹ phẩm. Sự kết hợp với các phương pháp xử lý hóa chất tiên tiến, được kiểm soát chặt chẽ, sẽ tạo ra sản phẩm curcumin nghệ đạt tiêu chuẩn chất lượng cao nhất. Điều này không chỉ mở rộng thị trường tiêu thụ mà còn nâng cao giá trị thương hiệu cho các sản phẩm từ nghệ Việt Nam, khẳng định vị thế của nông sản nước nhà trên bản đồ thế giới.

5.2. Định hướng nghiên cứu để tối ưu hóa curcumin nghệ trong nông nghiệp bền vững

Để tối ưu hóa curcumin nghệ trong khuôn khổ nông nghiệp bền vững, các định hướng nghiên cứu cần tập trung vào việc phát triển các giống nghệ có khả năng thích ứng cao với biến đổi khí hậu, giảm thiểu nhu cầu sử dụng hóa chất tổng hợp. Nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố môi trường (đất, nước, ánh sáng) ảnh hưởng đến hàm lượng curcumin sẽ giúp xây dựng quy trình canh tác tối ưu. Ngoài ra, việc tìm kiếm và ứng dụng các chất kích thích sinh học (biostimulants) thay thế cho hóa chất, hoặc phát triển công nghệ canh tác hữu cơ, cũng là những hướng đi quan trọng để đảm bảo nguồn curcumin nghệ chất lượng cao, an toàn và thân thiện với môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của luận án Chi Nghệ (Curcuma), thuộc họ gừng Zingiberaceae và là một trong những loại dược liệu quan trọng. Sahoo et al. (2017) cho rằng các giống nghệ được công bố hiện nay chủ yếu dựa vào các đặc điểm hình thái và sinh hoá. Đa số các giống nghệ đều giống nhau, không có sự khác biệt rõ về hình thái của thân, lá, hoa và củ nên rất dễ gây nhầm lẫn cho các nhà nghiên cứu và người sử dụng.

Trong điều kiện môi trường khác nhau, chất lượng nghệ cũng khác nhau. Sự kết hợp giữa kỹ thuật phân tử hiện đại với chỉ tiêu sinh hóa đã giúp cho công tác chọn và phát triển giống dựa vào đặc điểm hình thái đạt hiệu quả cao hơn. Hiện nay, trên thế giới đã ứng dụng dấu chỉ thị phân tử để đánh giá đa dạng di truyền trên nghệ, trong đó, dấu chỉ thị phân tử RAPD (Syamkumar, 2008; Jan et al., 2011; Khan et al., 2013; Phurailatpam et al., 2013; Mohanty et al., 2014) và ISSR (Syamkumar, 2008; Taheri et al., 2012) được sử dụng phổ biến do kỹ thuật đơn giản, dễ thực hiện. Theo nghiên cứu của Akamine et al.

(2007), Niranjan and Prakash (2008), Yue et al. (2010), Hu et al. (2015) và Panahi et al. (2015), các tác giả cho rằng curcumin - thành phần chính trong củ nghệ - có nhiều hoạt tính sinh học như khả năng chống oxy hóa, chống đột biến, chống ung thư, kháng viêm, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng ký sinh trùng và có khả năng giải độc.

Tuy nhiên, hàm lượng curcumin trong nghệ rất thấp (dao động trong khoảng 1-6%) (Aggarwal et al., 2006 và Niranjan et al. Ishimine et al. (2003 và 2004); Hossain et al. (2005a và 2005b); Hossain and Ishimine (2005); Hossain and Ishimine (2007) cho rằng có nhiều yếu tố quyết định đến sự sinh trưởng, hàm lượng, năng suất curcumin trên nghệ, trong đó, giống giữ vai trò quan trọng nhất (Singh et al.

Ngoài dinh dưỡng NPK, việc bổ sung các nguyên tố vi lượng như sắt, kẽm và boron cũng rất cần thiết, góp phần gia tăng hàm lượng, năng suất curcumin trong nghệ (Velmurugan et al. Khi bổ sung phenylalanine, một tiền chất trong con đường sinh tổng hợp curcumin, có thể làm tăng hàm lượng curcumin trong nghệ (Kita et al. Sự chuyển 1 đổi phenylalanine thành cinnamic acid chủ yếu diễn ra trong lá và qua con đường này có thể dẫn đến sự tổng hợp curcumin trong củ nghệ (Neema, 2005). Bên cạnh phenylalanine, salicylic acid cũng đóng vai trò quan trọng trong sự tích lũy các chất biến dưỡng thứ cấp và hoạt hóa phenylalanine ammonia lyase, enzyme đầu tiên của chuỗi sinh tổng hợp curcumin (Janas et al., 2002; Solecka and Kacperska, 2003; Zhao et al., 2005; Kita et al.

Tại Việt Nam, Jana et al. (2015) cho rằng có khoảng 27 loài nghệ phân bố rải rác từ Bắc vào Nam, đây là nguồn vật liệu di truyền rất quý trong công tác chọn tạo giống mới. Tuy nhiên, hiện nay, các nghiên cứu về nghệ chỉ tập trung vào đặc điểm hình thái và hoạt tính sinh học, chưa có nhiều nghiên cứu về giống cũng như dinh dưỡng. Do đó, việc tìm ra giống nghệ có hàm lượng, năng suất curcumin cao dựa vào đặc điểm hình thái, dấu phân tử và sinh hoá; đồng thời tìm ra hóa chất thích hợp ảnh hưởng đến sinh trưởng, hàm lượng và năng suất curcumin trong nghệ là rất cần thiết.2 Mục tiêu của luận án Tìm ra giống nghệ có hàm lượng, năng suất curcumin cao dựa vào đặc điểm hình thái, dấu phân tử và sinh hóa.

Tìm ra hoá chất xử lý ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, hàm lượng và năng suất curcumin trong nghệ.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án Đối tượng nghiên cứu: 34 mẫu giống nghệ địa phương và nhập nội được thu thập ở Việt Nam (32 mẫu), Indonesia (1 mẫu), Australia (1 mẫu). Phạm vi nghiên cứu chính: + Nghiên cứu 34 giống nghệ được trồng tại quận Bình Thủy - thành phố Cần Thơ từ năm 2014-2015, dựa vào đặc điểm hình thái, dấu phân tử và sinh hoá nhằm tìm ra giống nghệ có hàm lượng, năng suất curcumin cao. + Nghiên cứu được thực hiện tại huyện Phong Điền thành phố Cần Thơ từ 2015-2016, trên phạm vi các hoá chất xử lý là phenylalanine, salicylic acid, sắt sunfate, kẽm sunfate và Borax; có liên quan đến sự sinh tổng hợp curcumin trong nghệ. Nghiên cứu ảnh hưởng của các hoá chất trên đến giống nghệ C.34 thuộc loài Curcuma xanthorrhiza được thực hiện tại quận Bình Thủy thành phố 2 Cần Thơ từ 2017-2018, nhằm tìm ra hoá chất xử lý ảnh hưởng đến sinh trưởng, hàm lượng và năng suất curcumin trong nghệ.4 Nội dung của luận án * Nội dung 1: Đánh giá giống nghệ có hàm lượng và năng suất curcumin cao.

+ Thu thập 34 mẫu giống nghệ địa phương và nhập nội + Đánh giá sự đa dạng của 34 mẫu giống nghệ dựa vào đặc điểm hình thái + Đánh giá sự đa dạng của 34 mẫu giống nghệ dựa vào dấu phân tử RAPD và ISSR. + Đánh giá sự đa dạng của 34 mẫu giống nghệ dựa vào các chỉ tiêu sinh hóa * Nội dung 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của hoá chất xử lý đến sinh trưởng, hàm lượng và năng suất curcumin trong nghệ. + Ảnh hưởng của thời điểm và nồng độ xử lý phenylalanine + Ảnh hưởng của thời điểm và nồng độ xử lý salicylic acid + Ảnh hưởng của thời điểm và mức độ xử lý sắt sulfate + Ảnh hưởng của thời điểm và mức độ xử lý kẽm sulfate + Ảnh hưởng của thời điểm và mức độ xử lý Borax + Đánh giá hiệu quả loại hoá chất xử lý đến sinh trưởng, hàm lượng và năng suất curcumin trong nghệ.5 Những đóng góp mới của luận án Luận án đã tìm ra được giống nghệ C.34 có hàm lượng và năng suất curcumin trên khối lượng chất khô cao nhất (12,4%; 11,6 g).34 có gân lá màu xanh; thịt củ màu vàng cam/vàng cam đậm, mùi nghệ, hơi đắng và ít the; lá bắc phía trên màu xanh nhạt/hồng nhạt/trắng; thuộc loài Curcuma xanthorrhiza. Luận án đã xác định giống C.34, khi phun phân bón qua lá ở thời điểm 120 ngày sau trồng, các chỉ tiêu tăng trưởng đều cao hơn so với đối chứng không phun.

Phun Phe 100 ppm hoặc FeSO4 0,5% có khối lượng củ khô (lần lượt gấp 1,80; 1,79 lần); hàm lượng curcumin (đều gấp 1,39 lần); năng suất curcumin trên khối lượng củ khô (lần lượt gấp 2,27; 2,39 lần) so với đối chứng.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Về khoa học: Trên cơ sở của nghiên cứu về đánh giá giống và các thí nghiệm xử lý hóa chất nhằm gia tăng sự sinh trưởng, năng suất và hàm lượng curcumin trong nghệ cho thấy: (1) Kết hợp khảo sát đặc điểm hình thái, dấu phân tử và phân tích sinh hóa giúp cho việc chọn giống nghệ đạt kết quả tốt hơn; (2) Bên cạnh giống, con đường sinh tổng hợp curcumin còn chịu sự tác động của các chất dinh dưỡng (FeSO4) và amino acid (phenylalanine) được bổ sung từ bên ngoài; (3) Kết quả nghiên cứu của luận án có thể bổ sung vào giáo trình giảng dạy cây dược liệu và tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo. Về thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của luận án có thể ứng dụng hiệu quả trong sản xuất, làm cơ sở định hướng, quy hoạch ổn định và phát triển bền vững các vùng trồng nghệ trọng điểm trong nước. 4 Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 SƠ LƯỢC VỀ NGHỆ 2.1 Nguồn gốc và phân bố Chi Nghệ (Curcuma - C.) là một chi lớn trong họ Gừng (Zingiberaceae); có khoảng 120 loài phân bố ở các vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới châu Á, đặc biệt là ở Nam và Đông Nam Á (Nguyễn Quốc Bình, 2011; trích dẫn bởi Nguyễn Quốc Bình và Nguyễn Phương Hạnh, 2015). Chi Nghệ rất đa dạng, phong phú; có nguồn gốc từ Ấn Độ, Myanmar, Thái Lan; sau đó lan rộng đến Hàn Quốc, Trung Quốc, Australia và Nam Thái Bình Dương.

Chi Nghệ cũng phân bố nhiều ở Campuchia, Indonesia, Malaysia, Lào, Madagascar và Philippines. Nhiều loài trong chi Nghệ có giá trị kinh tế cao được trồng ở Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Thái Lan cũng như các khu vực nhiệt đới của Châu Phi, Châu Mỹ và Châu Úc (Babu et al. Ở Trung Quốc, chi Curcuma rất đa dạng và có khoảng 12 loài, bao gồm C. kwangsiensis (Zhang et al.

Loài nghệ phổ biến hiện nay là C. longa, có nguồn gốc từ Đông Nam Á; trong đó, Ấn Độ là nước sản xuất và xuất khẩu nghệ lớn nhất trên thế giới. Ngoài ra, các loài khác cũng được sử dụng nhiều trong y học, công nghệ mỹ phẩm (C. aromatica), y học cổ truyền (C.

caesia), hoa viên cây cảnh (C. roscoeana), thực phẩm (C. amada) và sản xuất tinh bột (C. Bên cạnh đó, các loài C.

petiolata cũng có giá trị kinh tế cao (Shiva et al., 2003; Sasikumar, 2005; Skornickova et al., 2007 và Babu et al. Ở Việt Nam, hiện nay có tới 27 loài nghệ (Jana et al., 2015), phân bố rải rác từ Bắc vào Nam. Đặc điểm đặc trưng của chi Nghệ là cây thân thảo, cao từ 0,5-2 m, củ thường phân nhánh và có mùi thơm. Lá nghệ có phiến hình mũi mác hay elip; cuống lá thường dài; lưỡi ngắn.

Cụm hoa mọc từ thân rễ hay giữa các bẹ lá và thường xuất hiện sau, đôi khi cùng hay trước khi có lá. Các lá bắc dính với nhau nhiều hay ít ở phía dưới và làm thành dạng túi, phần trên xòe ra, mỗi lá bắc chứa một cụm nhỏ (Cincinus) có 2-7 hoa, các lá bắc phía trên có màu sắc khác nhau (Nguyễn Quốc Bình và Nguyễn Phương Hạnh, 2015).2 Phân loại và đặc điểm chi Curcuma 2.1 Phân loại Yadav and Tarun (2017) cho rằng hệ thống phân loại chi Curcuma được trình bày như sau: Giới (Kingdom) Plantae Ngành (Division) Magnoliophyta Lớp (Class) Monocotyledons Bộ (Order) Zingiberales Họ (Family) Zingiberaceae Chi (Genus) Curcuma Seema (2015) đã mô tả phân loại chi Curcuma được thu thập từ các khu vực địa lý khác nhau ở Ấn Độ. Các loài được lựa chọn và kiểm tra từ các nghiên cứu thực nghiệm khác nhau bao gồm C. Các tính trạng phân loại chi Curcuma đã được xác định bằng cách so sánh với các mẫu tiêu bản tại phòng thí nghiệm Viện nghiên cứu và Vườn thực vật học Nhiệt đới Jawaharlal Nehru (JNTBGRI).

Syamkumar (2008) đã nghiên cứu các đặc tính hình thái bên trên và bên dưới mặt đất của các loài như kiểu cây, cách mọc lá, màu vỏ thân, màu sắc gân giữa lá, hình dạng củ, màu củ chính,… 2.2 Đặc điểm thực vật Nghệ là một loại thực vật thân thảo lâu năm, cao 60-90 cm, cuống lá ngắn (Lal, 2012). Nghệ thuộc nhóm một lá mầm, các lá mọc xen kẽ và xếp thành hai hàng, lá có dạng hình thuôn hoặc elip, thu hẹp ở chóp lá.