Luận văn thạc sĩ sinh học nghiên cứu đánh giá và xây dựng quy trình nhân giống cho loài sâm núi dành callerya speciosa champ ex benth schot phân bố trên địa bàn tỉnh bắc giang

Luận văn thạc sĩ sinh học nghiên cứu nhân giống sâm núi Callerya speciosa tại Bắc Giang, đóng góp vào bảo tồn và phát triển dược liệu quý.

• Tác giả: Nguyễn Thanh Loan
• Người hướng dẫn: TS. Đồng Thị Kim Cúc
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Nghiên Cứu Quy Trình Nhân Giống Sâm Núi Callerya Speciosa Tại Bắc Giang
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Lời cam đoan
• Lời cảm ơn
• Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
• Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. NGUỒN GỐC VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA SÂM NÚI DÀNH
• 1.2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC MỘT SỐ LOÀI THUỘC CHI CALLERYA
• 1.3. TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHÂN LOẠI THỰC VẬT DỰA TRÊN CHỈ THỊ PHÂN TỬ
• 1.3.1. Tổng quan về trình tự bảo tồn trong các bộ gene thực vật
• 1.3.1.1. Bộ gene lục lạp
• 1.3.1.2. Các trình tự bảo tồn ở bộ gene trong nhân
• 1.3.2. Kết quả nghiên cứu ADN mã vạch trong kiểm định giống nhân sâm
• 1.4. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ NHÂN GIỐNG VÔ TÍNH TRÊN CÂY SÂM NGỌC LINH
• 1.5. TÌNH HÌNH NHÂN GIỐNG LOÀI CELLERYA SPECIOSA CHAMP
• 1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
• 2.1.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Nội dung 1: Thu thập, lấy mẫu và phân loại chính xác loài Sâm Núi Dành bằng marker phân tử trong số các mẫu Sâm thu thập được trên địa bàn tỉnh Bắc Giang
• 2.2.2. Nội dung 2: Phân tích định tính một số nhóm chất trong củ Sâm Núi Dành
• 2.2.3. Nội dung 3: Nghiên cứu xây dựng quy trình nhân giống vô tính cho loài Sâm Núi Dành bằng phương pháp giâm hom và phương pháp nuôi cấy in-vitro
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Phương pháp thu mẫu và lấy mẫu ngoài thực địa
• 2.3.2. Phương pháp đánh giá đa dạng di truyền của các giống/loài bằng các marker đặc trưng-Barcode
• 2.3.3. Phương pháp phân tích định tính một số nhóm hoạt chất có dược tính trong loài Sâm Núi Dành
• 2.3.4. Phương pháp nhân giống vô tính cho loài Sâm Núi Dành
• 2.3.5. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. THU THẬP, LẤY MẪU VÀ PHÂN LOẠI CHÍNH XÁC LOÀI SÂM NÚI DÀNH BẰNG MARKER PHÂN TỬ TRONG SỐ CÁC MẪU SÂM THU THẬP ĐƯỢC TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH BẮC GIANG
• 3.1.1. Thu thập, lấy mẫu một số loài Sâm trên địa bàn tỉnh Bắc Giang
• 3.1.2. Nghiên cứu xác định các marker đặc trưng-Barcode (trình tự ITS của gen ribosom nhân) để nhận dạng chính xác loài Sâm Núi Dành
• 3.2. PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH MỘT SỐ NHÓM CHẤT TRONG CỦ SÂM NÚI DÀNH
• 3.3. NHÂN GIỐNG VÔ TÍNH CHO LOÀI SÂM NÚI DÀNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIÂM HOM VÀ PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY IN-VITRO
• 3.3.1. Phương pháp nhân giống loài Sâm Núi Dành tại vùng bản địa bằng các phương pháp giâm hom
• 3.3.2. Xây dựng quy trình nhân giống vô tính cho loài Sâm Núi Dành bằng phương pháp nuôi cấy in-vitro
• 3.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại giá thể đến tỷ lệ sống của cây Sâm Núi Dành in-vitro ngoài vườn ươm
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Sâm Núi Dành Callerya speciosa

Sâm Núi Dành, với tên khoa học là Callerya speciosa, là một loài thực vật quý hiếm thuộc họ đậu (Fabaceae). Loài này chủ yếu phân bố tại tỉnh Bắc Giang, nơi có điều kiện tự nhiên thuận lợi cho sự phát triển của nó. Tuy nhiên, do nhu cầu sử dụng dược liệu tăng cao, sâm núi đã bị khai thác ồ ạt, dẫn đến tình trạng cạn kiệt nguồn gen. Theo Sách đỏ Việt Nam, loài này đang ở mức độ nguy cấp. Việc bảo tồn và nhân giống loài này trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Nghiên cứu này nhằm xây dựng quy trình nhân giống cho sâm núi nhằm bảo tồn nguồn gen quý giá này.

II. Quy trình nhân giống sâm núi

Quy trình nhân giống cho Callerya speciosa được thực hiện thông qua hai phương pháp chính: giâm hom và nuôi cấy in-vitro. Phương pháp giâm hom cho phép nhân giống nhanh chóng từ các đoạn cành khỏe mạnh, trong khi nuôi cấy in-vitro giúp tạo ra số lượng lớn cây giống trong thời gian ngắn. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng các hormone sinh trưởng như IBA và BA có ảnh hưởng tích cực đến khả năng ra rễ và phát triển chồi của cây. Kết quả cho thấy tỷ lệ sống của cây giống cao hơn khi áp dụng quy trình này, từ đó mở ra hướng đi mới cho việc bảo tồn và phát triển bền vững loài sâm quý này.

III. Đánh giá thành phần hóa học của sâm núi

Nghiên cứu cũng đã tiến hành phân tích thành phần hóa học của củ sâm núi. Các hoạt chất như flavonoid và alkaloid được xác định có trong củ sâm, mang lại giá trị dược liệu cao. Việc phân tích này không chỉ giúp xác định giá trị dinh dưỡng của Callerya speciosa mà còn cung cấp thông tin quan trọng cho việc phát triển các sản phẩm từ loài cây này. Các kết quả cho thấy củ sâm có khả năng hỗ trợ điều trị nhiều bệnh lý, từ đó khẳng định vai trò của nó trong y học cổ truyền và hiện đại.

IV. Ý nghĩa và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu quy trình nhân giống sâm núi không chỉ có ý nghĩa trong việc bảo tồn nguồn gen mà còn góp phần vào phát triển kinh tế địa phương. Việc nhân giống thành công sẽ cung cấp nguồn giống chất lượng cao cho nông dân, từ đó nâng cao thu nhập và cải thiện đời sống. Hơn nữa, việc bảo tồn loài cây này cũng góp phần bảo vệ môi trường sinh thái tại khu vực Bắc Giang. Các kết quả nghiên cứu sẽ là tài liệu tham khảo quý giá cho các nhà khoa học và các tổ chức trong lĩnh vực bảo tồn thực vật và phát triển nông nghiệp bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam hiện có 5.117 loài cây thuốc đã được ghi nhận, trong đó 87,1% nguồn dược liệu phân bố tự nhiên trong rừng và cung cấp hơn 2/3 tổng sản lượng 30-50 tấn tiêu thụ hàng năm cho ngành y dược. Sâm Núi Dành (Callerya speciosa) là nguồn gen bản địa quý hiếm phân bố hẹp tại vùng chân núi Chung Sơn thuộc xã Liên Chung và xã Việt Lập, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang. Tuy nhiên, tình trạng khai thác ồ ạt kết hợp với việc hạt sâm có tỷ lệ nảy mầm tự nhiên cực thấp đã đẩy loài cây này vào mức độ sẽ bị nguy cấp theo Sách Đỏ Việt Nam (2007).

Nhằm bảo tồn và phát triển bền vững nguồn dược liệu quý, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Sinh học thực nghiệm (mã số 8420114) của học viên Nguyễn Thanh Loan đã tiến hành đề tài nghiên cứu từ năm 2017 đến tháng 8/2019 tại Học viện Khoa học và Công nghệ cùng Viện Di truyền Nông nghiệp. Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là định danh chính xác loài bằng chỉ thị phân tử Barcode ITS-rDNA, phân tích định tính nhóm hoạt chất dược lý theo độ tuổi củ từ 1 đến trên 5 năm tuổi, đồng thời xây dựng quy trình nhân giống vô tính hoàn chỉnh thông qua hai kỹ thuật: giâm hom cành bánh tẻ và nuôi cấy mô in-vitro.

Đề tài mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi giải quyết triệt để nút thắt về hệ số nhân giống thấp của phương pháp truyền thống. Nghiên cứu đã nâng tỷ lệ ra rễ của hom giâm lên 29,0% và tạo nguồn giống cấy mô sạch bệnh đạt tỷ lệ sống 78% - 85% ngoài vườn ươm, cung cấp cơ sở kỹ thuật vững chắc để phục hồi quần thể và mở rộng diện tích trồng dược liệu hàng hóa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết phân loại thực vật hiện đại kết hợp chỉ thị sinh học phân tử và lý thuyết phát sinh hình thái tế bào thực vật (totipotency). Trong phân loại phân tử, vùng trình tự phiên mã nội bộ ITS (Internal Transcribed Spacer) thuộc bộ gene ribosome nhân (18S - 5.8S - 26S rDNA) có kích thước dưới 700 bp được ứng dụng làm mã vạch ADN (DNA Barcode). Do tốc độ thay thế nucleotide ở nhân cao gấp 150 lần so với ty thể, vùng ITS1 và ITS2 mang tính biến động cao, cho phép phân biệt chính xác mức độ loài và các taxon gần gũi trong chi Callerya.

Về phương diện nhân giống vô tính, đề tài vận dụng học thuyết điều hòa sinh trưởng thực vật và môi trường dinh dưỡng nuôi cấy mô của Murashige & Skoog (1962). Quá trình cảm ứng tạo rễ, nảy chồi và nhân nhanh được kiểm soát bởi sự cân bằng giữa nhóm phytohormone auxin ngoại sinh (IBA, NAA) kích thích phân chia tầng phát sinh rễ và nhóm cytokinin (Kinetin, BA) thúc đẩy hoạt hóa chồi ngủ. Về dược liệu học, các khái niệm về hợp chất chuyển hóa thứ cấp như saponin, flavonoid, coumarin và alkaloid được sử dụng làm chỉ số định tính giá trị dược tính của củ sâm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực địa gồm 4 mẫu đại diện thu thập tại tỉnh Bắc Giang: S1 (Việt Lập, Tân Yên), S2 (Liên Chung, Tân Yên), S3 (Sơn Động) và S4 (Lạng Giang), cùng các mẫu rễ sâm phân theo 3 nhóm tuổi: dưới 3 năm, 3 đến 5 năm và trên 5 năm tuổi. Phương pháp chọn mẫu áp dụng thu mẫu thực vật chuẩn theo hướng dẫn của Nguyễn Nghĩa Thìn (2007). Cỡ mẫu thí nghiệm giâm hom gồm 90 hom cành bánh tẻ (1-1,5 năm tuổi) cho mỗi công thức với 3 lần lặp lại theo khối ngẫu nhiên hoàn chỉnh. Thí nghiệm in-vitro bố trí theo thiết kế ngẫu nhiên hoàn toàn (CRD) với 20 bình nuôi cấy mỗi nghiệm thức, 4 mẫu cấy/bình, lặp lại 3 lần.

Quy trình phân tích ADN tổng số sử dụng phương pháp CTAB cải tiến, khuếch đại chuỗi PCR 35 chu kỳ với cặp mồi ITS1 (5'-TCC GTA GGT GAA CCT TGC GG-3') và ITS4 (5'-TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC-3'), điện di gel agarose 1,5% rồi giải trình tự trên hệ thống ABI PRISM 3700 DNA Analyzer. Dữ liệu trình tự được so khớp qua công cụ BLAST trên NCBI và dựng cây phát sinh loài bằng phần mềm MEGA v5.1. Phân tích hóa học sử dụng phản ứng tạo bọt xác định saponin, phản ứng Shinoda và FeCl3 kiểm tra flavonoid, thuốc thử Dragendorff phát hiện alkaloid. Toàn bộ số liệu thực nghiệm được xử lý thống kê bằng phần mềm IRRISTAT 5.0 và Excel 2013 ở mức ý nghĩa p = 0,05.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã mang lại 4 kết quả then chốt:

• Định danh phân tử chính xác: Phân tích trình tự Barcode ITS kích thước khoảng 700 bp cho thấy tỷ lệ Guanin và Cytosine (GC) trung bình của các mẫu đạt 61,7% (S1: 62,5%, S2: 61,2%), cao hơn tỷ lệ Adenine và Thymine (AT) đạt 38,3%. Kết quả BLAST trên NCBI khẳng định hai mẫu S1 và S2 có độ tương đồng 99% với loài Callerya speciosa (Champ. ex Benth) Schot. Hệ số tương đồng di truyền giữa S1 và S2 đạt mức 0,975 (97,5%), khẳng định chính xác tên khoa học của Sâm Núi Dành.
• Xác định thành phần hóa thực vật: Kết quả định tính hóa học trên các mẫu củ dưới 3 năm, 3-5 năm và trên 5 năm tuổi đều cho phản ứng dương tính rõ nét với saponin (+++), flavonoid (+++), acid hữu cơ (+++), acid amin (+++) và saccharid (++), trong khi hoàn toàn không chứa độc tố alkaloid và coumarin.
• Tối ưu hóa quy trình giâm hom: Nồng độ IBA 1.500 ppm nhúng nhanh trong 5 giây cho tỷ lệ ra rễ đạt 29,0%, số rễ bình quân đạt 2,8 rễ/hom, chiều dài rễ 4,7 cm và chỉ số ra rễ đạt 13,2, vượt trội so với nồng độ 1.000 ppm (9,3%) và 2.000 ppm (15,6%). Cây hom chuyển sang giá thể GT3 (30% đất tầng B + 20% trấu hun + 50% bột xơ dừa) đạt tỷ lệ sống 78% sau 90 ngày với chiều dài chồi bình quân 38,2 cm.
• Thiết lập protocol nuôi cấy in-vitro: Xử lý đoạn thân bánh tẻ bằng HgCl2 0,1% trong 5 phút đạt hiệu quả khử trùng tối ưu với 95,7% mẫu sạch bệnh và 65,8% mẫu sống xanh. Môi trường MS bổ sung Kinetin kích thích tái sinh chồi hiệu quả, kết hợp BA và IBA cho hệ số nhân nhanh cao, và môi trường 1/2 MS bổ sung 1,0 mg/l IBA cùng than hoạt tính kích thích 100% chồi ra rễ hoàn chỉnh.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả tạo rễ của hom giâm khi xử lý IBA 1.500 ppm được giải thích bởi cơ chế tác động của auxin tổng hợp, giúp kích hoạt các tế bào nhu mô quanh bó mạch phân chia tạo mô sẹo và sơ khởi rễ con. Khi nồng độ IBA vượt ngưỡng 2.000 ppm, hiện tượng ức chế xuất hiện làm giảm tỷ lệ ra rễ xuống 15,6%. Giá thể GT3 phát huy ưu thế nhờ 50% bột xơ dừa tạo độ ẩm cân bằng và 20% trấu hun cung cấp độ tơi xốp, giúp bộ rễ hô hấp thuận lợi so với giá thể 100% đất tầng B chỉ đạt 32% tỷ lệ sống. Kết quả giâm hom này cao gấp 2,6 lần so với công bố của một nghiên cứu trước đây (chỉ đạt 11,11% ra rễ với 750 ppm IBA).

Dữ liệu nghiên cứu có thể được trực quan hóa hiệu quả qua bảng ma trận hệ số tương đồng di truyền giữa 4 mẫu giống (S1-S4) và đồ thị đường biểu diễn động thái tăng trưởng chiều dài chồi theo các mốc 15, 30, 45, 60, 75 và 90 ngày sau khi ra ngôi. Về nuôi cấy mô, HgCl2 0,1% trong 5 phút thể hiện khả năng diệt nấm khuẩn bề mặt triệt để mà không phá hủy vách tế bào mỏng, khắc phục nhược điểm gây cháy mô của Javen 6% ở các mốc 14-16 phút (mẫu sống chỉ còn 10,7% - 25,8%).

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm chuyển giao kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất dược liệu, luận văn đưa ra 4 khuyến nghị then chốt:

1. Chuẩn hóa và chuyển giao quy trình vi nhân giống in-vitro quy mô bán công nghiệp: Đẩy mạnh sản xuất cây giống in-vitro với mục tiêu đạt hệ số nhân chồi trên 4,0 lần/chu kỳ 30 ngày và tỷ lệ sống vườn ươm trên 85%. Kế hoạch thực hiện trong 12 tháng, do Viện Di truyền Nông nghiệp phối hợp cùng Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bắc Giang triển khai.
2. Thiết lập vùng trồng chuyên canh sâm đạt chuẩn GACP-WHO: Xây dựng vùng trồng bảo tồn và phát triển dược liệu tập trung với quy mô ban đầu 15 đến 20 ha tại các xã Việt Lập và Liên Chung thuộc huyện Tân Yên. Mục tiêu duy trì tỷ lệ sống của cây con đạt trên 80% sau 12 tháng trồng thực địa, giao UBND huyện Tân Yên và các hợp tác xã dược liệu làm chủ thể thực hiện trong giai đoạn 2020-2023.
3. Nghiên cứu định lượng chi tiết hàm lượng saponin và flavonoid bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): Tiến hành phân tích định lượng các hoạt chất chính trên củ sâm từ 3 đến trên 10 năm tuổi nhằm xác định chính xác thời điểm thu hoạch tối ưu cho giá trị kinh tế cao nhất. Đề tài dự kiến thực hiện trong vòng 18 tháng do Viện Hóa học phối hợp Viện Dược liệu chủ trì.
4. Đăng ký chỉ dẫn địa lý và bảo hộ quyền giống cây trồng: Hoàn tất hồ sơ đăng ký nhãn hiệu chứng nhận và bảo hộ nguồn gen giống Sâm Núi Dành Bắc Giang trong vòng 24 tháng, do Sở Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn Bắc Giang chủ trì thực hiện nhằm nâng cao giá trị thương hiệu dược liệu quốc gia.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn mang lại giá trị thực tiễn và học thuật cho 4 nhóm đối tượng sau:

• Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Công nghệ Sinh học, Sinh học thực nghiệm: Tài liệu cung cấp quy trình chuẩn mực về ứng dụng chỉ thị phân tử Barcode ITS1/ITS4 trong phân loại thực vật và các công thức tối ưu hóa nồng độ phytohormone (IBA, Kinetin, BA) trong nuôi cấy in-vitro.
• Cán bộ quản lý nông nghiệp và khuyến nông địa phương: Cung cấp cơ sở khoa học để hoạch định chính sách bảo tồn nguồn gen nguy cấp, xây dựng đề án phát triển 50 ha cây dược liệu bản địa có giá trị kinh tế cao tại Bắc Giang.
• Doanh nghiệp sản xuất giống cây trồng và hợp tác xã nông nghiệp: Tiếp cận trực tiếp công thức giâm hom sử dụng IBA 1.500 ppm kết hợp giá thể GT3 đạt tỷ lệ sống 78%, giúp hạ giá thành sản xuất cây giống thương phẩm xuống 30-40% so với phương pháp truyền thống.
• Các nhà nghiên cứu dược liệu và đơn vị bào chế đông dược: Nắm bắt dữ liệu định tính thành phần hóa học (saponin, flavonoid) theo 3 độ tuổi củ, phục vụ việc nghiên cứu phát triển các dòng sản phẩm thực phẩm chức năng và dược phẩm hỗ trợ sức khỏe.

Câu hỏi thường gặp

1. Tên khoa học chính xác của Sâm Núi Dành là gì và được xác định bằng phương pháp nào?
Tên khoa học của Sâm Núi Dành được xác định chính xác là Callerya speciosa (Champ. ex Benth) Schot thuộc họ Đậu (Fabaceae). Kết quả này được chứng minh thông qua giải trình tự vùng gen ITS-rDNA với độ tương đồng 99% khi so sánh trên hệ thống dữ liệu quốc tế NCBI.

2. Phương pháp giâm hom Sâm Núi Dành đạt tỷ lệ ra rễ cao nhất ở điều kiện xử lý nào?
Hom cành bánh tẻ được cắt từ cây mẹ 1-1,5 năm tuổi, nhúng nhanh trong dung dịch IBA nồng độ 1.500 ppm trong 5 giây cho tỷ lệ ra rễ đạt đỉnh 29,0%, số rễ bình quân đạt 2,8 rễ/hom và chỉ số ra rễ đạt 13,2 sau 60 ngày theo dõi.

3. Loại giá thể nào tối ưu nhất cho sinh trưởng của cây hom Sâm Núi Dành?
Giá thể GT3 gồm 30% đất tầng B + 20% trấu hun + 50% bột xơ dừa là công thức tối ưu nhất, giúp cây hom sau khi ra rễ đạt tỷ lệ sống 78% sau 90 ngày, chiều dài chồi đạt 38,2 cm và số lá bình quân 4,1 lá/chồi.

4. Biện pháp khử trùng mô cấy in-vitro nào cho tỷ lệ mẫu sạch và tỷ lệ sống cao nhất?
Sử dụng dung dịch HgCl2 nồng độ 0,1% lắc khử trùng mẫu đoạn thân bánh tẻ trong thời gian 5 phút cho hiệu quả tối ưu nhất với 95,7% mẫu sạch nấm khuẩn và 65,8% mẫu duy trì trạng thái xanh sống, vượt trội so với khử trùng bằng Javen 6%.

5. Củ Sâm Núi Dành có chứa những nhóm hoạt chất sinh học chủ yếu nào?
Phân tích hóa thực vật trên các mẫu củ từ dưới 3 năm đến trên 5 năm tuổi xác định sự hiện diện rõ nét của saponin, flavonoid, acid hữu cơ, acid amin và đường khử saccharid. Đáng chú ý, mẫu sâm hoàn toàn không chứa alkaloid và coumarin gây độc.

Kết luận

• Đã định danh chính xác loài Sâm Núi Dành tại Bắc Giang là Callerya speciosa (Champ. ex Benth) Schot dựa trên chỉ thị mã vạch phân tử ITS với độ tương đồng 99%.
• Chứng minh củ Sâm Núi Dành chứa phong phú các hoạt chất quý gồm saponin (+++), flavonoid (+++), acid amin và acid hữu cơ tăng dần theo các độ tuổi từ dưới 3 đến trên 5 năm.
• Xây dựng thành công quy trình giâm hom cành bánh tẻ với IBA 1.500 ppm đạt tỷ lệ ra rễ 29,0% và tỷ lệ sống 78% trên giá thể phối trộn 30% đất + 20% trấu hun + 50% xơ dừa.
• Thiết lập hoàn chỉnh protocol vi nhân giống in-vitro qua việc khử trùng bằng HgCl2 0,1% trong 5 phút đạt 95,7% mẫu sạch và tái sinh chồi, tạo rễ đạt hiệu suất cao.
• Đóng góp luận cứ khoa học quan trọng cho việc bảo tồn nguồn gen thực vật nguy cấp và mở ra triển vọng phát triển vùng nguyên liệu dược liệu hàng hóa quy mô lớn trong lộ trình 2020-2025.

Các đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp quan tâm có thể liên hệ Viện Di truyền Nông nghiệp để tiếp nhận chuyển giao quy trình kỹ thuật nhân giống Sâm Núi Dành phục vụ sản xuất thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ở Việt Nam, trong tổng số 3.948 loài cây thuốc có khoảng 87,1% là các loài mọc tự nhiên, tập trung chủ yếu ở các quần xã rừng, số còn lại là cây trồng. Mỗi năm ngành Y dược tiêu thụ 30-50 tấn dược liệu các loại phục vụ chữa bệnh hoặc làm nguyên liệu cho công nghiệp dược và xuất khẩu. Trong số đó, trên 2/3 lượng dược liệu được khai thác từ nguồn cây thuốc mọc tự nhiên hoặc trồng trong nước, vì thế nhu cầu cây thuốc trong nước là rất lớn. Năm 2016, Viện Dược liệu đã công bố tổng số 5117 loài cây thuốc đã được phát hiện [1].

Sâm Núi Dành là một loài cây thuốc phân bố ở chân Núi dành thuộc huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang. Hiện nay cho thấy do nhu cầu sử dụng dược liệu tăng mạnh trong thời gian gần đây nên Sâm Núi Dành bị khai thác ồ ạt, dẫn đến nguồn nguyên liệu đang trở nên cạn kiệt. Theo Sách đỏ Việt Nam (2007), loài này được xếp ở mức độ sẽ bị nguy cấp bởi nơi cư trú của chúng bị thu hẹp do rừng thường xuyên bị chặt phá; loài bị khai thác nhiều để làm thuốc có thể dẫn đến cạn kiệt [2]. Một nguyên nhân khác dẫn đến sự cạn kiệt nguồn gen quý này là do cây Sâm Núi Dành rất khó nhân giống.

Hạt nảy mầm rất khó nảy mầm trong điều kiện tự nhiên, vùng phân bố của Sâm không đa dạng. Việc bảo tồn loài sâm quý này đang ở mức báo động, cần sự chung tay góp sức của các cấp, ngành và người dân địa phương. Một trong những mục tiêu quan trọng của đề tài là nhân giống vô tính được loài Sâm Núi Dành nhằm lưu giữ, bảo tồn nguồn gen quý của loài Sâm này do nguy cơ bị tuyệt chủng do khai thác ồ ạt. Việc đáp ứng nhanh và bền vững nguồn giống Sâm Núi Dành có chất lượng tốt đang là yêu cầu cấp bách.

Nguồn cung cấp cây giống hiện nay chủ yếu bằng phương pháp nhân giống truyền thống: giâm cành, gieo hạt nhưng hệ số nhân giống đạt rất thấp, hạt gần như không nảy mầm ngoài tự nhiên. Để cải thiện hệ số nhân giống cây Sâm này, chúng tôi đã nghiên cứu xây dựng quy trình nhân giống cho loài Sâm Núi Dành. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm thiết lập quy trình nhân giống vô tính loài Sâm Núi Dành có nguồn gốc từ tỉnh Bắc Giang. Nuôi cấy 1 mô tế bào thực vật là một trong những công cụ hữu hiệu cho việc nhân giống và bảo tồn này.

Nó cho phép trong thời gian ngắn nhất, nhân nhanh với quy mô lớn và cây có độ đồng đều cao, sạch bệnh và giữ được đặc tính di truyền của bố mẹ. Xuất phát từ thực tiễn đó chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá và xây dựng quy trình nhân giống cho loài Sâm Núi Dành (Callerya speciosa (Champ. ex Benth) Schot) phân bố trên địa bàn tỉnh Bắc Giang”. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Nghiên cứu, điều tra, thu thập các mẫu Sâm trên địa bàn tỉnh Bắc Giang.

Xác định chính xác tên loài Sâm Núi Dành bằng phương pháp sinh học phân tử và xác định thành phần một số hoạt chất trong củ Sâm Núi Dành ở các độ tuổi khác nhau. - Xây dựng được quy trình nhân giống cho loài Sâm Núi Dành bằng phương pháp giâm hom và công nghệ in-vitro. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI - Đề tài cung cấp các dẫn liệu khoa học bước đầu về nghiên cứu xây dựng quy trình nhân giống vô tính cho loài Sâm Núi Dành.