Đặt vấn đề Đậu tƣơng có tên khoa học là Glycine max (L.) Merill, thuộc chi Glycine, họ đậu (Fabaceae) đƣơ ̣c trồ ng phổ biế n ở Viê ̣t Nam và trên thế giới. Sản phẩm từ cây đâ ̣u tƣơng rấ t đa da ̣ng nhƣ dùng trực tiếp hạt thô hoặc chế biến thành đậu phụ, ép thành dầu đậu tƣơng, nƣớc tƣơng, làm bánh kẹo, sữa đậu tƣơng, okara. đáp ứng nhu cầu đạm trong khẩu phần ăn hàng ngày của ngƣời cũng nhƣ gia súc [6]. Hạt đậu tƣơng có hàm lƣợng protein cao , từ 20-40%, dễ tan và chứa hầu hết các loại amino acid cần thiết cho cơ thể con ngƣời.
Cây đâ ̣u tƣơng ngày càng đƣơ ̣c quan tâm nhiề u do trong thành phầ n có chƣ́a dƣơ ̣c chấ t isoflavone. Đây là chấ t chố ng oxy hóa ma ̣nh , ngăn chă ̣n các gố c tƣ̣ do , hỗ trơ ̣ miễn dich ̣ và giảm nguy cơ mắ c bê ̣nh tim ma ̣ch ở ngƣời [26], [6]. Đậu tƣơng giờ đây không chỉ là cây thực phẩm mà đã và đang đƣợc nghiên cứu dƣới vai trò là cây dƣợc phẩm. Theo những nghiên cứu cho thấy, ngoài hàm lƣợng protein và lipid cao trong đậu tƣơng còn chứa nhiều khoáng chất, các vitamin và đặc biệt là các hoá chất thảo mộc nhƣ: lecithin, saponin, trypsin inhibitor, lectin, phenolic acid, omega-3 fatty acid,… và hiện nay isoflavone đang đƣợc quan tâm nhiều nhất , vì isoflavone có cấu trúc tƣơng tự nhƣ hormone kích thích tố sinh dục phái nữ (female hormone estrogen) và hoạt động giống nhƣ estrogen.
Isoflavone kiểm soát quá trình tƣơng tác giữa cây và vi sinh vật , điều chỉnh hormone , kích thích tố sản xuấ t estrogen , do vâ ̣y có thể cải thiện các hội chứng tiền mãn kinh và chố ng loañ g xƣơng ở phụ nữ mãn kinh. Isoflavone cũng là chất chống oxy hóa mạnh, có thể làm giảm nguy cơ ung thƣ bằng cách ngăn chặn các gốc tự do , trong đó genistein là chất chống oxy hóa mạnh nhất trong số các isoflavone, tiếp theo là daidzein. Isoflavone làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch ở ngƣời bằng cách làm giảm nồng độ LDL -cholesterol huyết thanh. Isoflavone còn là chấ t hỗ trợ miễn dịch [25], [31], [33], [39].
1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tuy nhiên, hàm lƣợng isoflavone trong đậu tƣơng thấ p , trong khoảng từ 50 - 3000 µg/g và tồn tại ở hai dạng chính là glycoside và aglucone. Dạng glycoside có trọng lƣợng phân tử lớn, chiếm tới trên 90% isoflavone tổng số đƣợc cho là hấp thụ hạn chế trong hệ tiêu hóa ngƣời , trong khi đó , dạng aglucone đƣợc hấp thụ nhanh hơn, nhƣng hàm lƣơ ̣ng la ̣i rất thấp , chỉ chiếm từ 1% - 5% isoflavone tổng số. Isoflavone trong đâ ̣u tƣơng bao gồ m daidzein, genistein và glycitein đƣợc tổng hợp thông qua con đƣờng phenypropanoid , đƣợc thay đổi bởi các enzyme đặc hiệu và chứa trong không bào. Tác động làm tăng cƣờng hoạt động của hai loại enzyme này bằng công nghệ gen là giải pháp cải thiê ̣n hàm lƣơ ̣ng isoflavone trong đâ ̣u tƣơng.
Xuấ t phát tƣ̀ nhƣ̃ng cơ sở đó chúng tôi đã xây dƣ̣ng và tiế n hành đề tài “ Đặc điểm của gen isoflavone synthase 1 phân lập từ hai giố ng đậu tương ĐT26 và ĐT84”. Mục tiêu nghiên cứu Phân tích đƣơ ̣c đă ̣c điể m của gen GmIFS1 phân lâ ̣p tƣ̀ mRNA của hai giống đậu tƣơng khác nhau về hàm lƣơ ̣ng isoflavone trong ha ̣t nảy mầ m. Nội dung nghiên cứu 3. So sánh hàm lƣơ ̣ng genistein và daidzein của ba giố ng đâ ̣u tƣơng trồ ng phổ biế n ở miề n Bắ c Viê ̣t Nam ĐT 26, ĐT90, ĐT84.
Nghiên cƣ́u thông tin , nhân bản và tách dòng , xác định trình tự nucleotide của gen GmIFS1 tƣ̀ mRNA của cây đâ ̣u tƣơng. Phân tić h đă ̣c điể m trin ̀ h tƣ̣ nucleotide và trình tự amino acid suy diễn của gen GmIFS1. Phân tić h tiń h đa da ̣ng trong trin ̀ h tƣ̣ nucleotide và trin ̀ h tƣ̣ amino acid suy diễn của gen GmIFS1. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1.
TỔNG QUAN TÀ I LIỆU 1. Nguồ n gốc, phân loại học và đặc điểm sinh học của cây đậu tƣơng Đậu tƣơng có tên khoa học là Glycine max (L.) Merill, thuộc chi Glycine, họ đậu (Fabaceae), bộ Fabales, lớp Magnoliopsida, ngành Magnoliophyta, giới Plantae. Đậu tƣơng có thể đƣợc phân loại theo đặc điểm thực vật học, theo thời gian sinh trƣởng và theo thời vụ. Fukuda (1933) và nhiều nhà khoa học đã thống nhất cây đậu tƣơng có nguồn gốc từ vùng Mãn Châu (Trung Quốc) xuất phát từ một loại đậu tƣơng dại, thân mảnh, dạng dây leo, có tên khoa học là Glycile Soja Sieb và Zucc.
Từ Trung Quốc đậu tƣơng đƣợc lan truyền sang các nƣớc Đông Nam châu Á và dần lan rộng trên khắp thế giới. Ngày nay, cây đậu tƣơng đã trở nên phổ biến và đƣợc trồng ở rất nhiều nƣớc trên thế giới, trở thành cây thực phẩm có giá trị kinh tế cao, quan trọng nhất trong các loại cây thuộc họ đậu, nhờ vào những đặc điểm ƣu việt vƣợt trội so với các loại cây đậu khác, nhƣ hàm lƣợng isoflavone, protein, lipit, nhiều vitamin, các khoáng chất và nhiều loại hoá chất thảo mộc có lợi cho sức khoẻ con ngƣời. Quê hƣơng của đậu tƣơng ở châu Á , nhƣng 45% diện tích trồng đậu tƣơng và 55% sản lƣợng đậu tƣơng của thế giới nằm ở Mỹ. Đậu tƣơng là một trong số các cây thƣ̣c phẩ m đã có nhiều giống đƣợ c biến đổ i di truyền (GMO) nhằm tăng năng suất.
Hiện nay, khoảng 80% lƣợng đậu tƣơng đƣợc trồng phục vụ thƣơng mại đều là GMO [23]. Hình thái Cây đậu tƣơng thuộc loại cây thân thảo, thân có hình tròn, trên thân có nhiều lông nhỏ, đây là loại cây trồng cạn thu hạt. Một số đặc điểm hình thái bên ngoài của cây đậu tƣơng chúng ta quan sát đƣợc nhƣ sau: Rễ Cây có bộ rễ phát triển gồm rễ chính và rễ phụ, trên rễ chính còn mọc ra nhiều rễ phụ. Bộ rễ của đậu tƣơng có nhiều nốt sần là kết quả cộng sinh với một loại vi sinh vật hình que có tên khoa học là Rhizobium japonicum.
3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Lá Cây đậu tƣơng có 3 loại lá là lá mầm, lá nguyên và lá kép. Lá đậu tƣơng thƣờng mọc so le và có nhiều hình dạng khác nhau nhƣ hình tròn, dài, ô van, trái xoan, …tùy theo giống. Hạt giống to thì lá mầm chứa nhiều dƣỡng chất nuôi cây mầm, lá mầm mới mọc có màu vàng hay xanh lục, khi tiếp xúc với ánh sáng thì chuyển sang màu xanh. Khi hết chất dinh dƣỡng lá mầm sẽ khô héo đi.
Lá nguyên mọc phía trên lá mầm khi cây đƣợc 2-3 ngày. Lá kép mọc so le thƣờng có màu xanh tƣơi khi già biến thành màu vàng nâu. Trên lá có nhiều long tơ. Các lá có nhiệm vụ cung cấp dinh dƣỡng cho chùm hoa nằm cạnh nó.
Hoa Đậu tƣơng là cây có hoa lƣỡng tính, tự thụ phấn. Hoa đậu tƣơng nhỏ, không hƣơng vị, thuộc loại hoa đồng chu lƣỡng tính trong hoa có nhị và nhụy, mỗi hoa gồm 5 lá đài, 5 cánh hoa có 10 nhị và 1 nhụy. Màu sắc của hoa thƣờng có màu tím, tím nhạt hoặc trắng. Cây đậu tƣơng cho nhiều hoa nhƣng tỷ lệ hoa không thành quả chiếm 20-80%.
Cây ra hoa sớm hay muộn, thời gian ra hoa tuỳ thuộc vào giống và thời vụ gieo do chịu ảnh hƣởng phối hợp của ánh sáng và nhiệt độ. Quả và hạt Số quả biến động từ 2 đến 20 quả ở mỗi chùm hoa và có thể đạt tới 400 quả trên một cây. Một quả chứa từ 1 đến 5 hạt, nhƣng hầu hết các giống quả thƣờng từ 2 đến 3 hạt.Quả thõng, hình lƣỡi liềm, gân bị ép, trên quả có nhiều lông mềm màu vàng, thắt lại giữa các hạt. Quả đậu tƣơng gồm 2 nửa của lá noãn, nối với nhau ở phần bụng và lƣng.
Hạt đậu tƣơng có nhiều hình dạng khác nhau: hình tròn, hình bầu dục, tròn dẹt,….Trong hạt, phôi thƣờng chiếm 2%, 2 lá tử điệp chiếm 90% và vỏ hạt 8% tổng khối lƣợng hạt [2]. Thành phần hóa học trong hạt đậu tƣơng Theo thống kê, trên toàn thế giới có khoảng trên 1,2 vạn sản phẩm làm từ đậu tƣơng. Ở Nhật Bản, hàng năm dùng tới 460 - 500 vạn tấn đậu tƣơng (bình quân mỗi ngƣời ăn khoảng 37 - 40kg) trong đó có khoảng 80% dùng làm dầu ăn và thức ăn chăn nuôi, 20% dùng làm thực phẩm. Ở Mỹ, ngƣời ta làm ra khoảng 2500 loại thực 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com phẩm từ đậu tƣơng.
Các sản phẩm đƣợc tiêu thụ trên thị trƣờng gồm bột đâ ̣u tƣơng đóng gói, đậu phụ, sữa đâ ̣u tƣơng, sữa chua đâ ̣u tƣơng v. Có ngƣời đã tiên liệu thế kỷ 21 là thế kỷ của các loại sản phẩm làm từ đậu tƣơng [46]. Đỗ Tất Lợi, toàn cây đậu tƣơng chứa 12% nƣớc, 16% gluxit, 45- 50% protein, khoảng 25-30% carbohydrates, 6% muối khoáng và các chất khác không có nitơ [4]. Trong đậu tƣơng có đủ các amino axit thiết yếu nhƣ: isoleucine, leucine, lysin, metionin, phenylanin, triptophan, valin.
Ngoài ra, đậu tƣơng đƣợc coi là một nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lƣợng đáng kể các amino acid không thay thế cần thiết cho cơ thể. Trong hạt đậu tƣơng có các thành phần hóa học sau: Protein, lipid, glucid, có các muối khoáng Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S; các vitamin A, B1,B2,PP D, E, F; các enzyme, sáp, nhựa, cellulose có các loại men tiêu hóa nhƣ amylase, lipase và protease , chấ t chố ng men trypsine , chất chống đông máu, chất sinh bƣớu giáp và isoflavone còn gọi là estrogen thực vật làm giảm các bệnh ung thƣ và những rối loạn ở tuổi mãn kinh. Nhƣ vậy thành phần dinh dƣỡng trong đậu tƣơng rất đa dạng, phong phú và toàn diện. Hạt cây là thành phần có giá trị sử dụng nhất vì nó không những chứa đầy đủ các chất dinh dƣỡng cần thiết mà còn tồn tại các hoá thảo mộc có tác dụng phòng ngừa và trị bệnh đặc biệt là các căn bệnh thời đại nhƣ: bệnh ung thƣ, các bệnh liên quan đến tim mạch [3], [19].
Protein Protein là thành phần dinh dƣỡng quan trọng, chúng có mặt trong thành phần của nhân và chất nguyên sinh của các tế bào. Quá trình sống là sự thoái hóa và tân tạo thƣờng xuyên của protein.Các thực phẩm làm từ đậu tƣơng đƣợc xem là một loại "thịt không xƣơng" vì chứa tỷ lệ đạm thực vật dồi dào, có thể thay thế cho nguồn đạm từ thịt động vật.