Luận văn thạc sĩ nghiên cứu phân lập giải trình tự và phân tích gen rps16 ở một số mẫu giống nghệ curcuma longa l có hàm lượng curcuminoids khác nhau

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu phân lập, giải trình tự và phân tích gen rps16 ở các mẫu giống nghệ Curcuma longa L có hàm lượng curcuminoids khác nhau.

• Tác giả: Nguyễn Thị Hà
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Duy
• Trường học: Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu phân lập, giải trình tự và phân tích gen rps16 ở một số mẫu giống Nghệ (Curcuma longa L.) có hàm lượng Curcuminoids khác nhau
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa của đề tài
• 1.2.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.2.2. Ý nghĩa trong thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Giới thiệu chung về cây Nghệ (Curcuma longa L.)
• 2.1.1. Đặc điểm hình thái
• 2.1.2. Nguồn gốc thực vật cây Nghệ vàng (Curcuma longa L.)
• 2.1.3. Phân loại thực vật
• 2.1.4. Điều kiện sống trong tự nhiên của cây Nghệ vàng
• 2.2. Thành phần hóa học trong Nghệ vàng
• 2.2.1. Các thành phần trong Nghệ vàng
• 2.2.2. Tác dụng của một số nhóm chất chính trong Nghệ
• 2.2.3. Tác dụng dược lý của Nghệ vàng
• 2.2.4. Các sản phẩm của Nghệ vàng
• 2.3. Tổng quan về Curcuminoids
• 2.3.1. Thành phần và các dạng đồng phân
• 2.3.2. Tác dụng sinh học của Curcumin
• 3. PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.2. Nội dung nghiên cứu
• 3.3. Hóa chất và thiết bị
• 3.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3.4.1. Phương pháp xác định hàm lượng Curcuminoids trong củ nghệ
• 3.4.2. Phương pháp tách chiết DNA tổng số
• 3.4.3. Phương pháp PCR
• 3.4.4. Phương pháp tinh sạch sản phẩm PCR
• 3.4.5. Phân tích gen rps16
• 4. PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả xác định hàm lượng Curcumin trong củ nghệ
• 4.2. Xây dựng đồ thị chuẩn xác định hàm lượng Curcumin
• 4.3. Xác định hàm lượng Curcumin trong các mẫu nghệ
• 4.4. Kết quả tách chiết DNA tổng số từ các mẫu nghiên cứu
• 4.5. Kết quả phân lập gene rps16 bằng PCR
• 4.6. Kết quả tinh sạch sản phẩm PCR
• 4.7. Giải trình tự và phân tích gen rps16
• 5. PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nghiên cứu gen rps16

Nghiên cứu gen rps16 trong giống nghệ Curcuma longa L là một lĩnh vực quan trọng trong sinh học thực vật. Gen rps16 nằm trong DNA lục lạp, có vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp protein và ảnh hưởng đến sự phát triển của cây. Việc phân tích gen này giúp xác định mối liên hệ giữa gen và hàm lượng curcuminoids trong các giống nghệ khác nhau. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng hàm lượng curcuminoids có sự biến đổi đáng kể giữa các giống nghệ, điều này có thể liên quan đến các yếu tố di truyền và môi trường. Do đó, việc phân lập và giải trình tự gen rps16 sẽ cung cấp thông tin quý giá cho việc chọn giống và cải thiện chất lượng sản phẩm từ nghệ.

1.1. Tầm quan trọng của gen rps16

Gen rps16 đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các đặc điểm di truyền của cây nghệ. Nghiên cứu này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc gen mà còn cung cấp thông tin về sự di truyền của các đặc tính sinh học như hàm lượng curcuminoids. Việc phân tích gen này có thể giúp xác định các chỉ thị phân tử cho các giống nghệ có hàm lượng curcuminoids cao, từ đó hỗ trợ trong việc chọn giống và phát triển các giống nghệ mới có giá trị kinh tế cao.

II. Phân tích hàm lượng curcuminoids

Hàm lượng curcuminoids trong củ nghệ có sự khác biệt rõ rệt giữa các giống. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các yếu tố như điều kiện sinh trưởng, giống cây và phương pháp canh tác đều ảnh hưởng đến hàm lượng curcuminoids. Việc xác định hàm lượng curcuminoids không chỉ giúp đánh giá chất lượng củ nghệ mà còn có ý nghĩa trong việc phát triển các sản phẩm từ nghệ. Các phương pháp phân tích như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) đã được sử dụng để xác định chính xác hàm lượng curcuminoids trong các mẫu nghệ. Kết quả cho thấy rằng giống nghệ có hàm lượng curcuminoids cao thường có giá trị dược liệu tốt hơn, từ đó mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm chức năng từ nghệ.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng curcuminoids

Hàm lượng curcuminoids trong củ nghệ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm giống cây, điều kiện khí hậu và phương pháp canh tác. Nghiên cứu cho thấy rằng giống nghệ được trồng ở những vùng có khí hậu ấm áp và độ ẩm cao thường có hàm lượng curcuminoids cao hơn. Ngoài ra, các phương pháp canh tác như bón phân hữu cơ và tưới nước hợp lý cũng góp phần làm tăng hàm lượng curcuminoids trong củ nghệ. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp nông dân tối ưu hóa quy trình sản xuất nghệ, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm.

III. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu gen rps16 và hàm lượng curcuminoids trong giống nghệ Curcuma longa L có nhiều ứng dụng thực tiễn. Đầu tiên, thông tin từ nghiên cứu có thể được sử dụng để phát triển các giống nghệ mới có hàm lượng curcuminoids cao, phục vụ cho ngành dược phẩm và thực phẩm chức năng. Thứ hai, việc xác định chỉ thị phân tử trên gen rps16 sẽ giúp các nhà chọn giống dễ dàng hơn trong việc phân loại và chọn lựa giống nghệ có giá trị cao. Cuối cùng, nghiên cứu này cũng góp phần vào việc bảo tồn và phát triển nguồn gen nghệ quý hiếm, từ đó nâng cao giá trị kinh tế cho người nông dân.

3.1. Tác động đến ngành nông nghiệp

Nghiên cứu gen rps16 và hàm lượng curcuminoids không chỉ có ý nghĩa trong việc phát triển giống nghệ mà còn tác động tích cực đến ngành nông nghiệp. Việc áp dụng các chỉ thị phân tử trong chọn giống sẽ giúp nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế cho nông dân mà còn góp phần vào việc phát triển bền vững ngành nông nghiệp Việt Nam. Hơn nữa, việc phát triển các giống nghệ có hàm lượng curcuminoids cao sẽ mở ra cơ hội xuất khẩu, tăng cường vị thế của nghệ Việt Nam trên thị trường quốc tế.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Cây Nghệ vàng (Curcuma longa L.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae), có nguồn gốc nguyên thủy từ Ấn Độ và được phân bố, canh tác rộng rãi tại nhiều quốc gia nhiệt đới châu Á, trong đó có Việt Nam. Thân rễ của cây nghệ chứa hợp chất chuyển hóa thứ cấp quan trọng là Curcuminoids (thành phần chính là Curcumin), có hoạt tính sinh học đa dạng như chống viêm, chống oxy hóa, kháng khuẩn, bảo vệ tế bào gan và hỗ trợ phòng ngừa khối u. Tại Việt Nam, nguồn tài nguyên cây thuốc rất phong phú với khoảng 12.000 loài thực vật bậc cao, trong đó các loài dùng làm thuốc chiếm 26–30%. Mặc dù diện tích và sản lượng nghệ thô cả nước ước đạt gần 10.000 tấn nhằm phục vụ nhu cầu nội tiêu lẫn xuất khẩu, công tác nghiên cứu và tuyển chọn giống nghệ đạt năng suất, hàm lượng Curcumin và tinh dầu cao vẫn chưa được chú trọng tương xứng.

Về mặt đặc tính di truyền, Curcuma longa L. là loài thực vật tam bội (2n = 3x = 63), chủ yếu sinh sản vô tính bằng thân rễ ngầm, dẫn đến việc ứng dụng phương pháp lai hữu tính truyền thống gặp nhiều trở ngại và hiệu quả thấp. Trong sản xuất thực tế, việc nhận biết và phân loại các dòng nghệ có tích lũy hàm lượng Curcumin cao gặp nhiều thách thức lớn do các giống có sự tương đồng cao về đặc điểm hình thái thân, lá và củ. Cho đến thời điểm đề tài được thực hiện, các cấp có thẩm quyền tại Việt Nam vẫn chưa công nhận chính thức giống nghệ chuẩn nào; các chương trình chọn giống chủ yếu dừng ở mức phục tráng dựa trên kinh nghiệm địa phương. Do đó, việc ứng dụng công cụ chỉ thị phân tử DNA lục lạp nhằm nhận diện nhanh các dòng/giống nghệ có hàm lượng hoạt chất Curcuminoids cao ngay từ giai đoạn sớm là một nhu cầu cấp thiết trong nghiên cứu di truyền và chọn tạo giống dược liệu.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được tác giả xác định cụ thể như sau:

1. Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu phân lập được, giải trình tự và phân tích được gen rps16 ở một số mẫu giống Nghệ (Curcuma longa L.) có hàm lượng Curcumin tổng số khác nhau thu thập ở Việt Nam.
2. Yêu cầu (nhiệm vụ) nghiên cứu:
   • Thu thập được mẫu giống Nghệ và phân tích được hàm lượng Curcuminoids trong các mẫu giống Nghệ.
   • Nghiên cứu phân lập được, giải trình tự và phân tích được gen rps16 ở một số mẫu giống Nghệ.
   • Xác định được chỉ thị phân tử trên gen rps16 nhận dạng các mẫu giống có hàm lượng Curcuminoids khác nhau.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng: Gồm 19 mẫu giống Nghệ vàng (Curcuma longa L.), ký hiệu từ C1 đến C19, được thu thập từ các địa phương sinh thái khác nhau trên cả nước và đang được trồng, bảo tồn tại Trung tâm Nghiên cứu Trồng và Chế biến cây thuốc Hà Nội thuộc Viện Dược liệu.
• Phạm vi nội dung: Đo quang phổ xác định hàm lượng Curcuminoids tổng số trong củ; tách chiết DNA tổng số từ mô lá non; khuếch đại gen rps16 (thuộc hệ gen lục lạp) bằng kỹ thuật PCR; tinh sạch sản phẩm PCR; giải trình tự nucleotide và so sánh chuỗi để xác định biến dị chỉ thị phân tử liên quan đến hàm lượng Curcumin.
• Địa điểm và thời gian thực hiện: Năm 2015, tại Khoa Công nghệ sinh học - Công nghệ thực phẩm (Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên) phối hợp cùng Bộ môn Giống và Công nghệ Sinh học (Trung tâm Nghiên cứu Trồng và Chế biến cây thuốc Hà Nội) và Khoa Hóa phân tích tiêu chuẩn (Viện Dược liệu).

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên các cơ sở lý thuyết về thực vật học, hóa học hợp chất thiên nhiên và di truyền phân tử thực vật:

• Cơ sở phân loại học và hóa thực vật: Curcuma longa L. thuộc chi Curcuma, họ Zingiberaceae. Hoạt chất màu vàng trong củ là nhóm Curcuminoids, một hỗn hợp gồm 3 dẫn xuất của dicinnamoylmethane: Curcumin I (C21H20O6, phân tử lượng 368, chiếm khoảng 94%), Curcumin II (demethoxy-curcumin, C20H18O5, phân tử lượng 338, chiếm 6%) và Curcumin III (bis-demethoxy-curcumin, C19H16O4, phân tử lượng 308, chiếm 0,3%). Curcumin I tồn tại ở các dạng đồng phân hỗ biến keto-enol (s-cis-diketone, s-trans-diketone, cis-cisenol). Tinh dầu nghệ (khoảng 5,8%) bao gồm các hợp chất chính: ar-turmerone, α-turmerone, β-turmerone, curlone, zingiberene và curcumene.
• Cơ sở di truyền lục lạp và chỉ thị phân tử: Các vùng intron và gen trên hệ gen lục lạp (chloroplast DNA - cpDNA) như rps16, trnK, petB, khoảng gian gen trnS-trnfM có tính bảo tồn nhưng chứa các đoạn lặp vi vệ tinh hoặc đa hình đơn nucleotide có thể dùng để định danh phân loại loài và dòng có hoạt chất cao, kế thừa từ nghiên cứu của Hayakawa và cộng sự (2011), Minami và cộng sự (2008), Sasaki và cộng sự (2002).

Hệ thống phương pháp thực nghiệm được triển khai đồng bộ:

• Phương pháp xác định hàm lượng Curcuminoids: Áp dụng phương pháp đo mật độ quang phổ hấp thụ tử ngoại - khả kiến (UV-Vis) trên hệ thống máy Shimadzu UV-1800 (Nhật Bản) tại bước sóng cực đại 430 nm, sử dụng cuvet thạch anh dày 1 cm, mẫu trắng là ethanol tuyệt đối. Chuẩn bị đường chuẩn tuyến tính từ chất chuẩn Curcumin tinh khiết (pha các nồng độ từ dung dịch gốc 0,3 mg/ml). Mẫu củ nghệ được thái lát, sấy khô kiệt ở 50°C, nghiền mịn, cân 0,5 g chiết bằng cồn tuyệt đối có hỗ trợ sóng siêu âm (2 lần: 30 phút và 15 phút), lọc định mức và pha loãng trước khi đo.
• Phương pháp tách chiết DNA tổng số: Sử dụng phương pháp CTAB theo quy trình của Doyle & Doyle (1987) có cải tiến. Đệm chiết gồm CTAB 2% (w/v), NaCl 1,4 M, EDTA 20 mM (pH 8,0), Tris-HCl 100 mM (pH 8,0) bổ sung 2% PVP và 100 mM β-mercaptoethanol. Chiết ở nhiệt độ 60–65°C trong 45 phút, tinh sạch dịch chiết bằng hỗn hợp Phenol : Chloroform : Isoamyl alcohol (tỷ lệ 25:24:1), kết tủa DNA bằng isopropanol lạnh (-20°C), rửa tủa bằng ethanol 70°, hòa tan trong đệm TE (pH 8,0) và xử lý RNA bằng enzyme RNase I.
• Phương pháp kiểm tra nồng độ và độ tinh sạch DNA: Đo mật độ quang học ở bước sóng 260 nm và 280 nm bằng máy quang phổ để tính nồng độ DNA (ng/µl) và tỷ số A260/A280. Kiểm tra độ nguyên vẹn của DNA bằng điện di trên gel agarose 0,8% (chạy trong đệm TAE 1X ở hiệu điện thế 90 V, thời gian 30 phút, nhuộm Ethidium bromide 10 mg/ml, quan sát dưới tia UV trên hệ thống Gel Doc-It2 của UVP, Hoa Kỳ).
• Phương pháp khuếch đại gen rps16 bằng PCR: Sử dụng máy luân nhiệt Eppendorf Mastercycler với cặp mồi đặc hiệu:
  • Mồi xuôi rps16-F: 5’-CCCCCTAGAAACGTATAGGA-3’ (Tm = 54,92°C).
  • Mồi ngược rps16-R: 5’-TCGAAGTAATGTCTAAACCCA-3’ (Tm = 54,90°C). Thành phần phản ứng 20 µl: 1 µl DNA khuôn (100 ng/µl), 1 µl mồi xuôi, 1 µl mồi ngược, 10 µl dung dịch Master mix (chứa Taq DNA polymerase, dNTPs, đệm PCR 10X) và 7 µl nước cất vô trùng. Chu trình nhiệt: biến tính ban đầu 94°C trong 5 phút; 39 chu kỳ lặp lại gồm biến tính 94°C trong 30 giây, gắn mồi 50°C trong 30 giây, kéo dài 72°C trong 90 giây; giai đoạn kéo dài kết thúc ở 72°C trong 10 phút. Điện di kiểm tra sản phẩm trên gel agarose 0,8%.
• Phương pháp tinh sạch và giải trình tự DNA: Sản phẩm PCR được tinh sạch bằng kít GeneAll® Expin™ (Hàn Quốc) sử dụng cột lọc silica SV và các đệm liên kết PB, đệm rửa NW, đệm thôi hồi EB. Sản phẩm sau tinh sạch được gửi giải trình tự nucleotide theo phương pháp Sanger. Trình tự chuỗi thu được được căn chỉnh, phân tích và so sánh bằng phần mềm sinh học phân tử ClustalW2.

---

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ tiềm năng dược liệu to lớn của cây nghệ vàng trong điều trị bệnh dạ dày, viêm loét, gan mật và ung thư, đối lập với thực trạng canh tác tự phát, chưa có bộ giống được công nhận và rất khó phân biệt các dòng nghệ cao sản bằng hình thái mắt thường. Phần này xác định rõ mục tiêu tổng quát, 3 yêu cầu cụ thể của khóa luận, đồng thời phân tích ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung cơ sở dữ liệu trình tự DNA lục lạp và ý nghĩa thực tiễn phục vụ chọn lọc nhanh giống nghệ có hàm lượng Curcuminoids cao.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng hợp các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến đối tượng nghiên cứu:

• Đặc điểm thực vật học và phân loại: Mô tả chi tiết hình thái rễ, củ, thân, lá, cụm hoa hình trụ cán mập, bao phấn có cựa. Tổng kết 14 loài nghệ thuộc chi Curcuma ghi nhận tại Việt Nam theo hệ thống của Phạm Hoàng Hộ (2000), khẳng định Curcuma longa L. là loài chủ yếu cung cấp dược liệu.
• Thành phần hóa học và tác dụng sinh học: Cung cấp cấu trúc hóa học của 3 phân tử Curcuminoids I, II, III; cơ chế dập tắt gốc tự do phenolic proton và enolic proton theo Masuda và cộng sự (2001); hoạt tính kháng khuẩn đối với Mycobacterium, Helicobacter pylori, kháng nấm và ức chế enzyme integrase của virus HIV-1.
• Tình hình ứng dụng chỉ thị phân tử: Đánh giá các công trình quốc tế sử dụng RAPD, SSR, giải trình tự 18S rRNA (Sasaki et al., 2002), gen trnK (Cao et al., 2001), vùng liên gen trnS-trnfM (Minami et al., 2008) và gen rps16 (Hayakawa et al., 2011). Điểm lại thực trạng nghiên cứu trong nước từ các sản phẩm tinh dầu nghệ TNV-999 (Phạm Đình Ty) đến các vùng trồng chuyên canh tại Thanh Hóa, Chí Tân (Hưng Yên).

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết danh mục 19 mẫu giống củ nghệ thu thập từ Nghệ An, Quảng Bình, Bắc Kạn, Thanh Hóa, Ninh Bình, Hòa Bình, Quảng Ninh, Lạng Sơn, Hải Dương, Kiên Giang, Hà Nội, Hưng Yên, Sơn La, Kon Tum. Thiết lập danh mục hóa chất phân tích đạt chuẩn sinh học phân tử của Sigma, kít GeneAll và các thiết bị phân tích (máy UV-1800 Shimadzu, máy PCR Eppendorf, buồng chụp gel Gel Doc-It2). Mô tả chi tiết từng bước quy trình kỹ thuật: lập đường chuẩn curcumin, chiết tách bằng CTAB có bổ sung chất chống oxy hóa, thông số luân nhiệt PCR và thao tác tinh sạch qua cột ly tâm.

Phần 4: Kết quả và thảo luận

Chương này công bố và phân tích toàn bộ số liệu thực nghiệm:

• Đường chuẩn Curcumin: Thiết lập phương trình hồi quy tuyến tính biểu diễn mối tương quan giữa độ hấp thụ quang ở bước sóng 430 nm và nồng độ chất chuẩn: $y = 8,710x + 0,001$ với độ tin cậy cao.
• Định lượng Curcuminoids: Xác định hàm lượng Curcumin trong 19 mẫu giống; phát hiện sự phân hóa rõ rệt thành hai nhóm: nhóm thấp (0,25–0,62%) và nhóm cao (1,80–8,26%).
• Đánh giá tách chiết DNA: Đạt tỷ số A260/A280 dao động từ 1,80 đến 1,99, nồng độ đạt từ 420 đến 825 ng/µl; điện di gel agarose cho thấy các băng DNA tổng số đậm nét, nguyên vẹn, không bị phân hủy bởi nuclease hay lẫn RNA.
• Khuếch đại và tinh sạch gen rps16: Phản ứng PCR cho một băng sản phẩm đặc hiệu duy nhất có kích thước khoảng 0,27 kb (khoảng 270–271 bp) trên toàn bộ 19 mẫu; sau tinh sạch bằng kít GeneAll, sản phẩm duy trì kích thước ổn định và độ tinh sạch cao.
• Giải trình tự và đối chiếu chuỗi: Căn chỉnh chuỗi nucleotide bằng ClustalW2 cho thấy tại vị trí nucleotide thứ 21 của vùng gen phân tích có sự đa hình chèn/mất nucleotide Adenin. Nhóm mẫu có hàm lượng Curcumin thấp mang đoạn lặp 4 base A (AAAA, trình tự đoạn GAAAAT), trong khi nhóm mẫu có hàm lượng Curcumin cao mang đoạn lặp 5 base A (AAAAA, trình tự đoạn GAAAAAT). So sánh với mẫu nghệ Indonesia của Hayakawa et al. (2011) dài 273 bp mang đoạn lặp 7 base A (AAAAAAA), tác giả chỉ ra tính đặc thù di truyền của tập đoàn nghệ Việt Nam.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Đúc kết ngắn gọn các kết quả cốt lõi về sự phân nhóm hàm lượng curcumin, kích thước sản phẩm gen rps16 (270–271 bp) cùng chỉ thị đặc trưng AAAA và AAAAA. Đưa ra 3 kiến nghị mang tính định hướng về việc mở rộng tập mẫu điều tra, phân tích thêm các vùng gen lục lạp khác và áp dụng công nghệ chỉ thị phân tử này vào tuyển chọn giống nghệ cũng như các cây thuốc giá trị khác.

---

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã thu thập đầy đủ số liệu thực nghiệm định lượng hóa phân tích và thông số di truyền phân tử trên 19 mẫu giống nghệ đại diện cho nhiều vùng sinh thái tại Việt Nam.

Bảng tổng hợp kết quả phân tích hóa lý và sinh học phân tử của 19 mẫu giống nghệ:

STT	Ký hiệu mẫu	Nguồn gốc thu thập	Hàm lượng Curcumin (%) (TB ± SD)	Nồng độ DNA (ng/µl)	Tỷ số A260/A280	Trình tự đặc trưng (từ vị trí 21)	Kích thước gen rps16 (bp)	Phân nhóm hàm lượng
1	C1	Tân Kỳ, Nghệ An	3,50 ± 0,02	450	1,88	GAAAAAT	271	Cao
2	C2	Lệ Ninh, Quảng Bình	1,96 ± 0,02	825	1,96	GAAAAAT	271	Cao
3	C3	Bạch Thông, Bắc Kạn	0,30 ± 0,01	480	1,80	GAAAAT	270	Thấp
4	C4	Bá Thước, Thanh Hóa	0,34 ± 0,01	450	1,87	GAAAAT	270	Thấp
5	C5	Nho Quan, Ninh Bình	0,39 ± 0,02	610	1,94	GAAAAT	270	Thấp
6	C6	Đà Bắc, Hòa Bình	0,45 ± 0,01	769	1,91	GAAAAT	270	Thấp
7	C7	Ba Chẽ, Quảng Ninh	0,62 ± 0,01	465	1,91	GAAAAT	270	Thấp
8	C8	Cao Lộc, Lạng Sơn	1,88 ± 0,01	450	1,89	GAAAAAT	271	Cao
9	C9	Thanh Miện, Hải Dương	6,13 ± 0,03	560	1,85	GAAAAAT	271	Cao
10	C10	Phú Quốc, Kiên Giang	0,25 ± 0,02	450	1,97	GAAAAT	270	Thấp
11	C11	Hà Đông, Hà Nội	1,80 ± 0,01	620	1,99	GAAAAAT	271	Cao
12	C12	Khoái Châu, Hưng Yên	5,87 ± 0,01	680	1,85	GAAAAAT	271	Cao
13	C13	Thạch Thành, Thanh Hóa	5,90 ± 0,01	630	1,81	GAAAAAT	271	Cao
14	C14	Khoái Châu, Hưng Yên	5,67 ± 0,01	590	1,88	GAAAAAT	271	Cao
15	C15	Khoái Châu, Hưng Yên	4,17 ± 0,02	420	1,85	GAAAAAT	271	Cao
16	C16	Thanh Oai, Hà Nội	6,40 ± 0,03	625	1,92	GAAAAAT	271	Cao
17	C17	Sơn La, Sơn La	7,19 ± 0,02	480	1,86	GAAAAAT	271	Cao
18	C18	Kon Tum, Kon Tum	6,56 ± 0,03	760	1,89	GAAAAAT	271	Cao
19	C19	Mỹ Đức, Hà Tây	8,26 ± 0,02	510	1,92	GAAAAAT	271	Cao

Các đóng góp học thuật và thực tiễn do tác giả nêu:

• Khẳng định tính đa dạng lớn về hàm lượng hoạt chất Curcuminoids giữa các nguồn giống nghệ tại Việt Nam, trải dài từ 0,25% (mẫu C10 Phú Quốc) đến 8,26% (mẫu C19 Mỹ Đức). Trong đó, xác định được 6 mẫu thuộc nhóm hàm lượng thấp (0,25–0,62%) và 13 mẫu thuộc nhóm hàm lượng cao (1,80–8,26%).
• Xác định và chuẩn hóa quy trình phân lập vùng gen rps16 trên hệ gen lục lạp của cây nghệ với kích thước khuếch đại 270–271 bp bằng cặp mồi chuyên biệt rps16-F / rps16-R.
• Phát hiện mối liên hệ tương quan chặt chẽ giữa số lượng nucleotide Adenin lặp lại tại vị trí nucleotide thứ 21 trên gen rps16 với mức tích lũy Curcumin trong củ. Đoạn lặp AAAA (chiều dài gen 270 bp) là chỉ thị cho nhóm có hàm lượng Curcumin thấp; đoạn lặp AAAAA (chiều dài gen 271 bp) là chỉ thị cho nhóm có hàm lượng Curcumin cao.
• Đóng góp phát hiện mới so với tài liệu công bố quốc tế: Nghiên cứu của Hayakawa và cộng sự (2011) trên các mẫu nghệ có nguồn gốc Indonesia ghi nhận đoạn gen rps16 ở dòng nghệ hàm lượng cao có kích thước 273 bp với chỉ thị là đoạn lặp 7 base A (AAAAAAA). Kết quả của khóa luận chứng minh tập đoàn mẫu giống nghệ tại Việt Nam có đặc điểm đa hình chuỗi khác biệt (271 bp với AAAAA ở dòng hàm lượng cao), cung cấp dữ liệu chỉ thị phân tử đặc thù cho nguồn gen nghệ bản địa.

Các kiến nghị tác giả đề xuất:

• Tiếp tục phát triển và ứng dụng phương pháp chỉ thị phân tử trên gen rps16 nhằm chọn lọc nhanh các mẫu giống nghệ cho năng suất và chất lượng cao phục vụ trực tiếp sản xuất nông nghiệp và công nghiệp dược liệu.
• Mở rộng ứng dụng quy trình nghiên cứu chỉ thị phân tử sang các đối tượng cây thuốc, dược liệu quý khác ở Việt Nam nhằm nâng cao hiệu quả khai thác và sử dụng an toàn nguồn tài nguyên thiên nhiên.
• Tiếp tục thu thập thêm các mẫu nghệ mới ở nhiều tiểu vùng sinh thái khác trên cả nước để nghiên cứu đa dạng các vùng trình tự gen khác nhau trên lục lạp, phục vụ thiết lập bản đồ quan hệ di truyền toàn diện giữa các loài trong chi Curcuma.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận thể hiện rõ phạm vi nghiên cứu thực nghiệm với các giới hạn khách quan được ghi nhận từ văn bản:

• Hạn chế về quy mô mẫu: Nghiên cứu mới dừng lại ở việc khảo sát 19 mẫu giống nghệ được lưu giữ tại Trung tâm Nghiên cứu Trồng và Chế biến cây thuốc Hà Nội; số lượng này chưa đại diện bao quát toàn bộ các vùng phân bố tự nhiên và chuyên canh nghệ trên phạm vi cả nước.
• Hạn chế về vùng chỉ thị di truyền: Khóa luận chỉ tập trung phân lập, phân tích duy nhất một đoạn gen rps16 trong hệ gen lục lạp; chưa kết hợp khảo sát đồng thời các vùng gen cpDNA khác (như trnK, petB, đoạn liên gen trnS-trnfM) hoặc các chỉ thị nhân (SSR, RAPD) trên cùng một tập mẫu để đánh giá mức độ tương quan di truyền toàn diện hơn.
• Hạn chế về thử nghiệm đồng ruộng: Nghiên cứu chưa bố trí các thí nghiệm đồng ruộng mở rộng qua nhiều chu kỳ canh tác hoặc đối chứng các điều kiện thổ nhưỡng khác nhau để kiểm chứng tính ổn định của mối tương quan giữa chỉ thị gen rps16 và mức độ biểu hiện hàm lượng Curcuminoids.

Hướng nghiên cứu tiếp theo (theo định hướng của tác giả):

• Mở rộng thu thập thêm các mẫu giống nghệ mới tại các vùng sinh thái đặc thù của Việt Nam.
• Khảo sát thêm các vùng trình tự gen khác trên DNA lục lạp và hệ gen nhân nhằm xác lập mối quan hệ di truyền phả hệ chi tiết giữa các loài thuộc chi Curcuma.
• Triển khai áp dụng chỉ thị gen rps16 vào hệ thống chọn giống phân tử (Marker-Assisted Selection - MAS) để hỗ trợ công tác sàng lọc cây giống chất lượng cao ngay từ giai đoạn vườn ươm.

---

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận mang lại giá trị tham khảo chuyên môn rõ ràng cho các nhóm đối tượng và lĩnh vực nghiên cứu:

• Sinh viên, học viên ngành Công nghệ sinh học và Sinh học thực nghiệm: Là tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình kỹ thuật hoàn chỉnh: từ khâu xử lý mẫu mô thực vật giàu hợp chất chuyển hóa thứ cấp bằng CTAB cải tiến (bổ sung PVP và β-mercaptoethanol để loại bỏ polyphenol và polysaccharide), kiểm tra nồng độ/độ sạch DNA bằng quang phổ UV, thiết kế phản ứng PCR mồi đặc hiệu, tinh sạch sản phẩm PCR qua cột lọc silica, đến thao tác phân tích gióng hàng chuỗi nucleotide bằng phần mềm ClustalW2.
• Nhà nghiên cứu chọn tạo giống cây dược liệu: Cung cấp thông số cụ thể về cặp mồi (rps16-F / rps16-R), chu trình nhiệt tối ưu hóa và trình tự nhận diện đột biến indel (AAAA so với AAAAA). Dữ liệu này hỗ trợ xây dựng quy trình giám định nhanh hàm lượng Curcuminoids của cây nghệ thông qua DNA lá mà không cần đợi cây qua chu kỳ sinh trưởng 9–10 tháng để thu hoạch củ phân tích hóa học.
• Chuyên viên kiểm nghiệm và phân tích dược liệu: Phần thực nghiệm cung cấp thông số thực tế của phương pháp đo quang phổ UV-Vis ở bước sóng 430 nm xác định Curcuminoids tổng số, phương trình đường chuẩn hồi quy và quy trình chiết xuất mẫu củ nghệ khô có hỗ trợ siêu âm.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng cặp mồi nào để khuếch đại gen rps16 và điều kiện luân nhiệt của phản ứng PCR là gì?
Tác giả sử dụng cặp mồi chuyên biệt gồm: mồi xuôi rps16-F (5’-CCCCCTAGAAACGTATAGGA-3’, nhiệt độ nóng chảy Tm = 54,92°C) và mồi ngược rps16-R (5’-TCGAAGTAATGTCTAAACCCA-3’, Tm = 54,90°C), tạo ra sản phẩm khuếch đại kích thước khoảng 0,27 kb (270–271 bp). Phản ứng PCR thực hiện trên máy Eppendorf Mastercycler với thể tích 20 µl, chu trình nhiệt gồm: biến tính ban đầu ở 94°C trong 5 phút; tiếp theo là 39 chu kỳ lặp lại (94°C trong 30 giây, gắn mồi ở 50°C trong 30 giây, kéo dài ở 72°C trong 90 giây); kết thúc bằng giai đoạn kéo dài ổn định ở 72°C trong 10 phút.

2. Hàm lượng Curcumin trong 19 mẫu giống nghệ phân hóa như thế nào?
Kết quả phân tích quang phổ tại bước sóng 430 nm cho thấy 19 mẫu giống phân tách thành hai nhóm rõ rệt: nhóm có hàm lượng Curcumin thấp gồm 6 mẫu (C3, C4, C5, C6, C7, C10) với hàm lượng dao động từ 0,25% đến 0,62% (thấp nhất là mẫu C10 từ Phú Quốc đạt 0,25%); nhóm có hàm lượng Curcumin cao gồm 13 mẫu (C1, C2, C8, C9, C11, C12, C13, C14, C15, C16, C17, C18, C19) với hàm lượng dao động từ 1,80% đến 8,26% (cao nhất là mẫu C19 từ Mỹ Đức đạt 8,26%).

3. Sự khác biệt nucleotide trên gen rps16 giữa nhóm nghệ hàm lượng cao và nhóm hàm lượng thấp là gì?
Khi phân tích trình tự chuỗi gen rps16 bằng phần mềm ClustalW2, sự khác biệt xuất hiện từ vị trí nucleotide thứ 21 của đoạn gen phân tích. Nhóm giống nghệ có hàm lượng Curcumin thấp mang chuỗi GAAAAT với đoạn lặp 4 base A (AAAA), chiều dài sản phẩm là 270 bp. Nhóm giống nghệ có hàm lượng Curcumin cao mang chuỗi GAAAAAT với đoạn lặp 5 base A (AAAAA), chiều dài sản phẩm là 271 bp.

4. Chất lượng và nồng độ DNA tổng số tách chiết từ mô lá nghệ đạt các chỉ số thực nghiệm nào?
Sử dụng quy trình CTAB cải tiến có bổ sung 2% PVP và 100 mM β-mercaptoethanol kết hợp enzyme RNase I, 19 mẫu dịch chiết DNA đạt độ tinh sạch cao với tỷ số độ hấp thụ quang A260/A280 nằm trong khoảng 1,80 đến 1,99 (đạt tiêu chuẩn quốc tế 1,8–2,0, không bị nhiễm protein và phenol). Nồng độ DNA thu được dao động từ 420 ng/µl (mẫu C15) đến 825 ng/µl (mẫu C2). Bản điện di trên gel agarose 0,8% hiển thị các vạch băng rõ nét, đậm và không bị đứt gãy.

5. Kết quả phân tích gen rps16 trong đề tài có điểm gì khác biệt so với công bố quốc tế của Hayakawa và cộng sự (2011)?
Nghiên cứu của Hayakawa và cộng sự (2011) trên các mẫu nghệ (Curcuma longa L.) thu thập tại Indonesia xác định dòng nghệ có hàm lượng Curcumin cao mang gen rps16 có độ dài 273 bp với chỉ thị đặc trưng là đoạn lặp 7 base A (AAAAAAA). Trong khi đó, các mẫu nghệ có hàm lượng Curcumin cao thu thập tại Việt Nam trong khóa luận này có kích thước gen rps16 là 271 bp với chỉ thị đặc trưng là đoạn lặp 5 base A (AAAAA).

---

Kết luận

Khóa luận của tác giả Nguyễn Thị Hà đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu xác định hàm lượng Curcuminoids và phân tích cấu trúc phân tử gen rps16 trên 19 mẫu giống nghệ vàng (Curcuma longa L.) thu thập tại Việt Nam. Nghiên cứu đã chứng minh sự tồn tại của hai nhóm mẫu có mức tích lũy Curcumin khác biệt (nhóm thấp: 0,25–0,62% và nhóm cao: 1,80–8,26%) tương ứng hoàn toàn với dạng đa hình chèn/mất mononucleotide A tại vị trí 21 trên đoạn gen rps16 (kích thước 270 bp mang chuỗi AAAA và 271 bp mang chuỗi AAAAA). Kết quả này thiết lập cơ sở dữ liệu sinh học phân tử có giá trị thực tiễn, đóng góp trực tiếp vào công tác nhận dạng nhanh và chọn tạo nguồn gen nghệ năng suất, chất lượng cao phục vụ ngành dược liệu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Việt Nam là một quốc gia nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng và ẩm, có nguồn tài nguyên động thực vật đa dạng, phong phú, trong đó có rất nhiều loài cây cỏ được tổ tiên chúng ta sử dụng làm thức ăn và làm thuốc. Cho tới nay có khoảng 12000 loài thực vật được phát hiện, trong đó các loài được sử dụng làm thuốc chiếm 26-30% [5]. Từ các chất có hoạt tính sinh học có nguồn gốc thiên nhiên, người ta tìm cách biến đổi cấu trúc hóa học của chúng thành các chất có hoạt tính sinh học mới cao hơn, ưu việt hơn những loại thuốc sản xuất hoàn toàn bằng con đường tổng hợp. Vì vậy, việc nghiên cứu các hợp chất tự nhiên rất quan trọng trong đánh giá tài nguyên thiên nhiên nhằm sử dụng chúng một cách hiệu quả.

Cây Nghệ vàng (Curcuma longa L.) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae). Nghệ có nguồn gốc nguyên thủy từ Ấn Độ, là cây ưa vùng khí hậu nhiệt đới nên vùng tập trung trồng Nghệ chủ yếu ở một số nước châu Á như: Ấn Độ Trung Quốc, Myanma, Thái Lan, Campuchia, Việt Nam. Ở Việt Nam cây Nghệ được trồng khắp nơi [5]. Thân rễ Nghệ có độc tính rất thấp, không có tác dụng gây đột biến và ung thư.

Nghệ vàng là một trong các loài cây cỏ có nhiều tác dụng, không chỉ là một loại gia vị quen thuộc trong bữa ăn hàng ngày của mỗi gia đình mà nó còn là một vị thuốc chữa được nhiều loại bệnh khác nhau như: Được sử dụng chữa đái ra máu, phụ nữ bị u uất sinh điên, chữa trị lở, sưng đau, chữa dạ dày, tá tràng viêm loét, ung nhọt, ghẻ lở, phong thấp, tay chân đau nhức, vàng da, chữa viêm gan, suy gan, vàng da do virus, thổ huyết máu cam. Tinh dầu Nghệ có tác dụng sát khuẩn, chống oxy hóa, chống viêm cấp tính và mãn tính, liền vết thương. Tác dụng bảo vệ tế bào gan là do hợp chất Curcumin có trong củ Nghệ [2]. n 2 Ở nước ta đã có một số đề tài nghiên cứu triển khai thu thập bảo tồn các mẫu giống Nghệ, chọn giống Nghệ cho năng suất chất lượng cao trên cơ sở những mẫu giống hiện đang được trồng ở các tỉnh khác nhau.

Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có giống Nghệ nào được các cấp có thẩm quyền công nhận giống. Trong sản xuất hiện nay rất khó nhận biết giống Nghệ nào có chứa hàm lượng Curcumin cao do sự giống nhau về đặc điểm hình thái. Mặt khác, năng suất, chất lượng củ Nghệ lại phụ thuộc chủ yếu vào giống, giai đoạn sinh trưởng và phát triển. Điều này đặt ra nhu cầu nghiên cứu nhận biết các giống Nghệ có mức hàm lượng Curcumin khác nhau bằng chỉ thị phân tử DNA [12].

Các nghiên cứu đã cho thấy hàm lượng Curcumin có sự thay đổi rất khác nhau giữa các giống Nghệ. Có nhiều yếu tố liên quan đến tổng hợp và trao đổi hàm lượng Curcumin như các gen nằm trong nhân và lục lạp. Trong nghiên cứu này, chúng tôi thực hiện đề tài nhằm mục đích phân lập, giải trình tự và phân tích gen rps16 nằm trong DNA lục lạp ở một số mẫu giống Nghệ (Curcuna longa L.) có hàm lượng Curcumin tổng số khác nhau thu thập ở Việt Nam. Để thực hiện đề tài chúng tôi đã xác định hàm lượng Curcumin ở các giống và sử dụng phương pháp PCR để phân lập gen, sau đó giải trình tự gen, phân tích gen để tìm ra chỉ thị đặc trưng cho các mẫu Nghệ có hàm lượng khác nhau.

Để góp phần vào việc nghiên cứu một cách sâu và rộng hơn các loài Nghệ trong nước, từ đó ứng dụng loại cây Nghệ vàng một cách khoa học, có hiệu quả, đem lại lợi ích kinh tế hơn và góp phần vào các công trình nghiên cứu nhằm lựa chọn vùng sinh thái cho ra sản phẩm tốt nhất. Do đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu phân lập, giải trình tự và phân tích gen rps16 ở một số mẫu giống Nghệ (Curcuma longa L.) có hàm lượng Curcuminoids khác nhau”. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 1. Mục tiêu Nghiên cứu phân lập được, giải trình tự và phân tích được gen rps16 ở một số mẫu giống Nghệ (Curcuna longa L.) có hàm lượng Curcumin tổng số khác nhau n 3 thu thập ở Việt Nam.

Yêu cầu - Thu thập được mẫu giống Nghệ và phân tích được hàm lượng Curcuminoids trong các mẫu giống Nghệ. - Nghiên cứu phân lập được, giải trình tự và phân tích được gen rps16 ở một số mẫu giống Nghệ. - Xác định được chỉ thị phân tử trên gen rps16 nhận dạng các mẫu giống có hàm lượng Curcuminoids khác nhau. Ý nghĩa của đề tài 1.

Ý nghĩa khoa học Đề tài cung cấp thông tin về trình tự gen rps16 ở lục lạp trên có sở đó xác định chỉ thị phân tử liên quan đến hàm lượng Curcuminoids trong các giống Nghệ khác nhau ở Việt Nam. Trên cơ sở thông tin này các nhà chọn giống Nghệ có thể sử dụng để sàng lọc các giống Nghệ có hoạt chất cao cho sản xuất. Ý nghĩa trong thực tiễn Ý nghĩa thực tiễn: Chỉ thị phân tử trên gen rps16 có thể được áp dụng vào xác định nhanh các giống Nghệ có hàm lượng Curcuminoids cao. Giúp sinh viên củng cố và hệ thống lại các kiến thức đã học và bổ sung vào kiến thức lý thuyết được học thông qua hoạt động thực tiễn.

Giúp cho sinh viên nâng cao kiến thức, kỹ năng thực hành và thu nhận được kinh nghiệm thực tế cũng như tác phong làm việc khoa học phục vụ cho công tác nghiên cứu sau này. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Giới thiệu chung về cây Nghệ (Curcuma longa L. Đặc điểm hình thái Nghệ vàng được mô tả là cây thảo, cao khoảng 1 m và có các đặc điểm hình thái thực vật như sau: Thân rễ to, có ngấn, phân nhánh thành nhiều củ hình bầu dục, khi bẻ hoặc cắt ngang có màu vàng sẫm đến màu đỏ, rất thơm.

Lá mọc thẳng từ thân rễ, gốc thuôn hẹp, đầu hơi nhọn, dài 30-40 cm, rộng 10- 15 cm, hai mặt nhẵn, màu lục nhạt, mép nguyên uốn lượn, bẹ lá rộng và dài. Cụm hoa mọc hình trụ hoặc hình trứng đính trên một cán mập dài đến 20 cm, mọc từ giữa túm lá; lá bắc rời, màu rất nhạt, những lá phía dưới mang hoa sinh sản, màu lục hoặc màu 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 dưới các ô; nhị lép dài hơn bao phấn; cánh môi gần hình mắt chim, hơi chia 3 thùy; bầu có lông. Quả nang 3 ô, hạt có áo, mùa hoa quả: Tháng 3-5 [5]. Hình thân, lá, củ, hoa cây Nghệ được thể hiện trong Hình 2.1: Hình thái cây, lá, hoa (a,b), củ Nghệ (c).

nguồn gốc thực vật cây Nghệ vàng (Curcuma longa L. Phân loại thực vật Trong tài liệu Cây cỏ Việt Nam III đã phân loại thực vật có 14 loài Nghệ với tên khoa học Curcuma domestica Val là Nghệ, Uất kim, Khương hoàng; Turmeric; Sanfran des Inder; Curcuma aromatica salisb. là Nghệ rừng, Nghệ trắng; Curcuma aeruginosa Rox. là Nghệ ten đồng; Curcuma zendoaria (Berg).

Christ là Nga truật, Bồng truật, Ngải tím, Nghệ đen; Curcuma xanthorrhiza Roxb. là Nghệ rễ vàng; Curcuma rubens. là Ngải tía; n 6 Curcuma thorelii Gagn. là Nghệ Thoel; Curcuma piereama Gagn.

là Nghệ Pierre; Curcuma elata Rox. là Mì tinh rừng; Curcuma cochinchinesis Gagn. là Nghệ Nam bộ; Curcuma alismataefolia Gagn. là Nghệ lá từ cô; Curcuma angustifolia Roxb.

là Nghệ lá hẹp; Curcuma gracillima Gagn. là Nghệ mảnh; Curcuma parviflora Wall. là Nghệ hoa nhỏ [7]. Loài Nghệ vàng được sử dụng làm thuốc là loài Curcuma longa L.

Đây cũng là đối tượng nghiên cứu của đề tài. Trong từ điển cây thuốc Việt Nam, cây Nghệ vàng thuộc bộ Gừng (Zingiberales), họ Gừng (Zingiberaceace), chi Nghệ (Curcuma), loài Nghệ vàng ( Curcuma longa L. Nghệ vàng có nguồn gốc nguyên thủy từ Ấn Độ. Vào thế kỷ thứ 7 đến thế kỷ thứ 8, cây được du nhập sang Đông Phi, đến thế kỷ 13 sang vùng Tây Phi và thế kỷ 18 người dân Jamaica mới tiếp xúc với cây Nghệ.

Nghệ vàng phân bố nhiều nơi trên thế giới: Campuchia, Trung Quốc, Ấn Độ, Lào, Idonesia, Malaysia, Việt Nam. Nó được trồng rộng khắp Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Thái Lan và xuyên suốt vùng nhiệt đới bao gồm các vùng nhiệt đới Châu Phi. Ở Việt Nam, Nghệ được trồng lâu đời, phổ biến ở khắp nhiều địa phương như ở huyện Quảng Bạ, Yên Minh, Đồng Văn, Mèo Vạc (Hà Giang). Miền bắc có hai vùng chuyên canh lớn là Gia Lâm (Hà Nội) và Khoái Châu (Hưng Yên).

Loài Nghệ nhà được sử dụng từ lâu và là một cây trồng quen thuộc ở khắp các vùng nhiệt đới từ Nam Á đến Đông Nam Á [5]. Điều kiện sống trong tự nhiên của cây Nghệ vàng Nghệ là cây ưa ẩm, ưa sáng, có thể hơi chịu bóng; cây có biên độ sinh thái rộng, thích nghi được với nhiều tiểu vùng khí hậu khác nhau. Từ nơi có khí hậu nhiệt đới điển hình, nhiệt độ trung bình đến 25-26oC ở các tỉnh phía n 7 nam đến những nơi có khí hậu ôn đới phía bắc, nhiệt độ trung bình dưới 20oC, với mùa đông lạnh kéo dài Nghệ vẫn tồn tại và sinh trưởng tốt. 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 thân của những chồi năm trước. 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 nhánh non nảy chồi thành các cá thể mới. Trên một cụm hoa, các hoa phía gốc nở trước và thời gian hoa nở kéo dài 3-4 ngày.

Hoa tự thụ phấn nhờ côn trùng [5]. Nghệ có trữ lượng khá dồi dào ở Việt Nam. Bên nguồn cung cấp do trồng trong nhân dân, một số địa phương phía Bắc, Nghệ mọc hoang dại hóa ước tính trữ lượng tới 1. Người dân H’ Mông, Dao, Hoa.Cho biết Nghệ mọc hoang tràn lan ở ruộng ngô hiện nay là do trồng trọt cồn sót lại, toàn bộ phần thân, lá và củ già khi tàn lụi là nguồn phân bón cho Ngô.

Vì vậy quá trình canh tác không thể loại bỏ Nghệ ra khỏi ruộng Ngô. Nghệ thu hoạch vào mùa thu - đông. Cắt bỏ hết rễ để riêng, thân để riêng.