Đặt vấn đề Cây Nghệ vàng (Curcuma longa L.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae), có nguồn gốc từ Ấn Độ và đƣợc trồng nhiều ở những vùng có khí hậu nóng ẩm nhƣ Trung Quốc, Indonesia, Ấn Độ,… và Việt Nam. Cây nghệ từ lâu đã đƣợc sử dụng để làm các loại gia vị, chất bảo quản, chất tạo màu trong thực phẩm. Đồng thời cây nghệ còn đƣợc sử dụng nhƣ một cây thuốc quý. Trong các bài thuốc dân gian, cây nghệ đƣợc sử dụng để chữa nhiều loại bệnh nhƣ bệnh vàng da, các bệnh về gan, mật, u nhọt, viêm khớp, chữa dạ dày tá tràng… Trong các thập kỉ gần đây, nhiều nghiên cứu đã đƣợc công bố về hoạt tính sinh học và dƣợc học của cây nghệ vàng cũng nhƣ các thành phần chiết xuất từ củ nghệ, trong đó curcuminoid và tinh dầu nghệ đƣợc chứng minh là những thành phần chính tạo nên dƣợc tính cao của cây Nghệ vàng.
Hàm lƣợng curcumin đƣợc đánh giá để đo chất lƣợng của cây nghệ vàng. Curcumin là chất có tính kháng viêm, kháng khuẩn, kháng nấm và có tác dụng chống ung thƣ, điều trị các bệnh về tim mạch. Hiện nay cây nghệ vàng phân bố ở nhiều tỉnh thành tại Việt Nam nhƣ Vĩnh Phúc, Hải Dƣơng, Hƣng Yên, Đồng Nai, Bình Dƣơng,… Thành phần và hàm lƣợng curcuminoid trong cây nghệ vàng có sự khác nhau do các ảnh hƣởng của khí hâu, thổ nhƣỡng, điều kiện trồng trọt,… Việc nhiên cứu nguồn gen của các giống nghệ vàng sẽ giúp xác định tốt hơn các giống nghệ vàng có năng suất và chất lƣợng cao từ đó có thể định hƣớng tốt hơn cho sự phát triển của cây nghệ vàng trong nƣớc. Trong thực tế sản xuất, khi trồng cây dƣợc liệu sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với việc trồng các loại cây lƣơng thực.
Và cây nghệ là một loại cây dƣợc liệu có giá trị kinh tế cao, giúp đem lại nguồn thu nhập cao cho ngƣời nông dân. Hiện Trung tâm Bảo tồn và phát triển nguồn gen cây trồng đã đi thu thập đƣợc một tập đoàn nguồn gen các mẫu giống nghệ từ nhiều vùng khác nhau ở miền Bắc Việt Nam. Các mẫu giống đó có đặc điểm sinh trƣởng, phát triển ƣu 1 việt nhƣ thế nào? Có năng suất chất lƣợng, hàm lƣợng curcumin ra sao? Các mẫu giống đó có bị trùng nhau hay không, hay tính đa dạng di truyền nhƣ thế nào thì chúng ta cần phải khảo sát, đánh giá. Thông qua phân tích một số gen, chỉ thị để xác định mã code và từ đó có thể xác định đƣợc đa dạng di truyền là cần thiết để bảo tồn và phát triển nguồn gen nghệ Việt Nam.
Trong số các nghiên cứu gần đây, có nhiều nghiên đƣợc thực hiện để đánh giá sự di truyền trên cây nghệ: phát hiện và đánh giá di truyền ở nghệ bằng chỉ thị RAPD (Sanghamitra Nayak và cs., 2005); Đánh giá sự đa dạng di truyền của nghệ bằng việc sử dụng các chỉ thị ISSR và RAPD (Shikha Singh và cs., 2011); khảo sát sự đa dạng di truyền ở nghệ bằng chỉ thị ISSR (Nguyễn Lộc Hiền và cs., 2013); đã có nghiên cứu sử dụng chỉ thị ISSR và RAPD để đánh giá sự di truyền trên cây nghệ (Bùi Thị Cẩm Hƣờng & cs. Chính vì vậy, để xác định đƣợc các giống nghệ đem lại hiệu quả kinh tế cao từ các mẫu giống thu thập đƣợc chúng tôi tiến hành đề tài: “Khảo sát nguồn gen các mẫu giống nghệ vàng mới thu thập” 1. Mục đích và yêu cầu đề tài 1. Mục đích Đánh giá đặc điểm sinh trƣởng, phát triển và tính đa dạng di truyền các mẫu nghệ thu đƣợc.
Yêu cầu Đánh giá đƣợc đặc điểm sinh trƣởng, phát triển, năng suất và tính đa dạng di truyền các mẫu nghệ thu đƣợc Ứng dụng chỉ thị phân tử để xác định sự đa hình, xác định mối quan hệ di truyền của các mẫu giống nghệ. 2 PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ CÁC TÀI LI U NGHIÊN CỨU 2. Giới thiệu chung về cây nghệ (Curcuma longa L. Vị trí và phân loại Tên khoa học: Curcuma longa L.
(Curcuma domestica Lour. Tên khác: Nghệ vàng, uất kim, khƣơng hoàng,… Tên nƣớc ngoài: Common turmeric, long turmeric (Anh); safran des Indes (Pháp). Tại Việt Nam đã phân loại đƣợc 16 loài trong đó có 6 loài phổ biến đƣợc sử dụng làm thuốc là nghệ vàng (C.), nghệ rễ vàng (C.), nghệ ten đồng (C.),… ( Đỗ Huy Bích và cs. 2004) Hệ thống phân loại nghệ (Curcuma longa) theo Võ Văn Chi (2012) Hình 2.
Hệ thống phân loại và hình thái cây nghệ 2. Đặc điểm thực vật học Nghệ là cây thân thảo, cao 0. Thân rễ to, có ngấn, phân nhánh thành nhiều củ bầu dục, màu vàng sẫm đen đến vàng đỏ, rất thơm. Lá mọc thẳng từ 3 thân rễ, gốc thuôn hẹp, đầu hơi nhọn, dài 30-40 cm, rộng 10-15cm, hai mặt nhẵn, có màu lục nhạt, mép nguyên uốn lƣợn, bẹ lá rộng và dài.
Cụm hoa hình trụ hoặc hình trứng đính trên một cán mập dài đến 20cm, mọc từ giữa túm lá; lá bắc rời, màu rất nhạt, những lá phía dƣới mang hao sinh sản, màu lục nhạt hoặc trắng nhạt, những lá gần ngọn không mang hoa hẹp hơn và pha màu hồng ở đầu lá; đài có 3 răng không đều; tràng có ống dài, cánh giữa dài hơn các cánh bên, màu vàng; nhị có bao phấn có cựa do một phần lồi ra của trung đới ở dƣới các ô; nhị lép dài hơn bao phấn; cánh môi gần hình mắt chim, hƣơi chia 3 thùy; có bầu lông. Quả nang 3 ô, hạt có áo, mùa hoa quả: tháng 3- tháng 5 (Đỗ Huy Bích và cs. Nguồn gốc và phân bố sinh thái Theo Đỗ Tất Lợi (2011) nguồn gốc nguyên thủy của cây nghệ ở nƣớc Ấn Độ, sau này đƣợc nhân rộng khắp thế giới, nhất là ở các nƣớc nhiệt đới nhƣ Việt Nam, Indonesia, Lào, Trung Quốc. Nghệ đƣợc trồng ở khắp nơi trong nƣớc ta để làm gia vị và làm thuốc.
Ngày nay, nghệ là một cây trồng quen thuộc ở nhiều nƣớc nhƣ Trung Quốc, Myanmar, Pakistan, Iran, Bangladesh, Đài Loan, Indonesia, Việt Nam với diện tích trồng từ nhỏ lẻ đến quy mô lớn theo trang trại. Nhƣng cây chủ yếu vẫn là đƣợc trồng trong vƣờn nhà và mục đích thƣờng sử dụng cho tiêu dùng (Ravindran el al. Còn theo Đỗ Huy Bích và ctv., (2004), ở Việt Nam nghệ cũng đƣợc coi là cây trồng cổ ở khắp các địa phƣơng, từ vùng đồng bằng, ven biển đến vùng núi cao trên 1. Một số nơi trồng nghệ nhƣ huyện Quản Bạ, Yên Minh, Đồng Văn, Mèo Vạc (Hà Giang), Quảng Bình, Sìn Hồ, Phong Thổ (Lai Châu), Quảng Nam và Đắc Nông.
Nghệ có khoảng 110 loài đƣợc phân bố ở vùng nhiệt đới Châu Á. Nhiều loài có giá trị kinh tế cao, trong đó loài Curcuma longa là loài quan trọng nhất (Ravindran et al. 4 Nghệ là cây ƣa ẩm, ƣa sáng và có thể hơi chịu bóng; cây có biên độ sinh thái rộng, thích nghi đƣợc với nhiều tiểu vùng khí hậu khác nhau. Từ nơi có khí hậu nhiệt đới điển hình, nhiệt dộ trung bình đến 25-26℃ ở các tỉnh miền nam đến những nơi có khí hậu cận nhiệt đới núi cao phía bắc, nhiệt độ trung bình dƣới 20℃.
Toàn bộ phần trên mặt đất tàn lụi vào mùa đông ở các tỉnh phía bắc và mùa khô ở các tỉnh phía nam. Cây mọc lại vào giữa mùa xuân, có hoa sau khi đã ra lá. Hoa mọc trên những thân của những chồi năm trƣớc. Những thân đã ra hoa thì năm sau không mọc lại nữa và phần thân rễ của chúng trở thành những củ “cái” già, sau 1-2 năm bị thối, cho những nhành non nẩy chồi thành cá thể mới.
Trên một cụm hoa, các hoa phía gốc nở trƣớc và thời gian hoa nở kéo dài 3-4 ngày. Hoa tự thụ phấn hoặc nhờ côn trùng (Đỗ Huy Bích và cs. ác giai đoạn sinh trƣởng của nghệ Quá trình sinh trƣởng của các cây họ Gừng gồm bốn giai đoạn chính (Nguyễn Thị Kim Huê, 2009). Giai đoạn nảy mầm: bắt đầu khi chồi ngủ (thân rễ mẹ) đâm chồi cho ra một lá đầu tiên.
Giai đoạn này khoảng 50 ngày. Dinh dƣỡng cho sự nảy mầm và tạo rễ là chất dinh dƣỡng dự trữ trong chồi ngủ. Giai đoạn cây con: tính từ khi lá đầu tiên mở ra đến cây hình thành rễ và thân rễ phân nhánh. Giai đoạn này khoảng 60-70 ngày.
Trong giai đoạn này, cây lấy dinh dƣỡng từ thân rễ, sau đó hấp thu nhờ hệ thống rễ. Dƣới điều kiện bình thƣờng, thân khí sinh phát triển tốc độ 1-1,5 cm/ngày. Giai đoạn sinh trƣởng mạnh: khoảng 70-80 ngày, tính từ khi thân rễ phân nhánh liên tục đến lúc thu hoạch. Giai đoạn này nhiều chồi mới và lá đƣợc tạo ra và thân rễ cũng đƣợc phân nhánh mạnh mẽ.
Lá thực hiện quang hợp chuyển đất dinh dƣỡng cho thân rễ. Sự cung cấp phân bón và nƣớc đều đặn thì rất có hiệu quả trong thời gian này vì nó cần thiết cho thân rễ và lá duy trì sự sinh trƣởng, phát triển. 5 Giai đoạn nghỉ: Các cây họ Gừng không chịu đựng đƣợc thời tiết lạnh giá. Điều này bắt buộc chúng phải trải qua thời kỳ nghỉ.
Vì vậy, chúng thƣờng đƣợc thu hoạch trƣớc khi mùa đông đến và để lại trong đất chồi ngủ. Khi nhiệt độ tăng trở lại hay mùa xuân đến, chồi ngủ sẽ tiếp tục thời kỳ sinh trƣởng, phát triển. Cây nghệ thƣờng đƣợc thu hoạch vào mùa thu. Khi thu, cắt bỏ hết phần rễ và để riêng, thân rễ để riêng.
Nếu muốn bảo quản đƣợc lâu phải hấp trong 6 đến 12 giờ, sau đó đợi ráo nƣớc, đem phơi nắng hoặc sấy khô (Đỗ Tất Lợi, 2011). Thành phần hóa học cây nghệ Các hoạt chất chính của củ nghệ có thể đƣợc phân loại thành hai nhóm chính: không bay hơi và bay hơi. Nhóm không bay hơi bao gồm các thành phần chính nhƣ curcumin, demethoxycurcumin và bisdemethoxycurcumin, đƣợc gọi chung là curcuminoids. Curcumonoids có các hoạt tính chống oxy hóa, chống ung thƣ, chống đột biến, kháng viêm và kháng khuẩn (Kao et al.
Các thành phần bay hơi đƣợc gọi chung là tinh dầu nghệ. Trong củ nghệ thành phần chính bao gồm: curcumin, zingiberine, phellandreen, sabenene, cineol, borneaol, sesquiterpene, curcuminoids, và tinh dầu (Jayaprakasha et al. Ngoài ra, nó cũng chứa chất béo, chất xơ, vitamin, protein, khoáng chất, và carbohydrate (Bakhru, 1997). Ngoài ra theo Kapoor (1990) thì nghệ chứa protein (6,3%), chất béo (5,1%), chất vô cơ (3,5%), carbohydrate (69,4%) và nƣớc (13,1%), carotene và vitamin; tinh dầu (5,8%) có màu vàng nhạt, thơm.
Theo Giáo sƣ Tiến sĩ Đỗ Tất Lợi thì thành phần hóa học có trong Nghệ vàng gồm: Chất màu curcumin 0.3%, tinh dầu 1-5% màu vàng nhạt, thơm gồm 25% carbua tecpenic, chủ yếu là zingiberen và 65% ceton sesquitecpenic, các chất turmeron, 5% paratolylmetyl carbinol và 1% long não hữu tuyến.