Đặt vấn đề Cây nghệ vàng được biết đến như một loại thuốc quý nhưng nó cũng được biết đến với một loại gia vị không thể thiếu trong ẩm thực Châu Á. Trong các công thức nấu ăn bên ngoài Nam Á, nghệ được sử dụng làm chất tạo mầu, nó được sử dụng trong các đồ uống đóng hộp và đồ nướng các sản phẩm sữa kem, bánh ngọt, bánh quy,…Đây là loại bột quan trọng trong hầu hết các bột cà ri thương mại. Hầu hết các loại nghệ được sử dụng ở dạng bột củ, ở một số nơi còn sử dụng cả lá. Mặc dù thường được sử dụng ở dạng bột khô, nghệ cũng được sử dụng ở dạng tươi.
Nhìn chung nghệ được sử dụng rộng rãi làm gia vị trong ẩm Châu Á. Từ xa xưa, cây nghệ vàng đã được xem như một thứ thuốc quý bởi những công dụng mà nó mang lại. Nhân dân ta thường dùng để khử trùng, làm mờ sẹo và làm lành vết thương. Theo Đông y củ nghệ vàng có vị cay, đắng, tính bình có tác dụng hành khí, hoạt huyết, làm tan máu, tan ứ và giảm đau chủ trị bệnh trướng đầy, bế kinh, bệnh sau đẻ, chấn thương, ung thũng.
Bên cạnh đó, nghệ còn giúp giảm cân, lưu thông và lọc máu, giúp cơ thể chống lại các vi khuẩn kí sinh trong ruột. Weir et al. (2007) [32], đã khám phá ra khả năng kìm hãm tế bào ung thư của nghệ vàng. Trong nhiều nghiên cứu đã cho thấy hợp chất curcumin và 2 dẫn xuất của nó Desmethoxycurcumin và Bisdesmethoxycurcumin là thành phần quan trọng nhất trong các thành phần tạo nên khả năng chữa bệnh của cây nghệ.
Curcumin có một loạt các hiệu ứng sinh học bao gồm: chống viêm, chống oxy hóa (Shukla et al. 2008)[28], hóa trị liệu, kháng sinh, kháng virus và các hoạt động của virus. n 2 Một số nghiên cứu về cây nghệ đã cho thấy Trong tự nhiên curcuminoids phân bố khác nhau trong củ nghệ. Hàm lượng này phụ thuộc vào giống, loài, giai đoạn sinh trưởng và phát triển của cây cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến như môi trường, khí hậu, thổ nhưỡng.
Chọn lọc các các thể có năng suất chất lượng cao để nhân nhanh phát triển giống phục vụ sản xuất là điều mong muốn của người trồng nghệ. Về bản chất di truyền hàm lượng curcuminnoids trong củ nghệ liên quan đến các gen quy định. Các gen này nằm ở NST trong nhân (như gen CURS1, CURS2, CURS3) và các gen nằm ở cơ quan tử lục lạp. Để xác định được các cá thể cho hàm lượng curcuminoids cao theo phương pháp thông thường sẽ mất thời gian, tăng chi phí, và không chính xác do phụ thuộc vào môi trường và thời gian thu mẫu củ.
Chỉ thị phân tử DNA là đoạn DNA thuộc gen hay một đoạn gen nằm trong nhân hay lục lạp liên quan đến tổng hợp hoặc trao đổi các chất trong tế bào. Chỉ thị phân tử DNA đặc trưng cho các giống nghệ có hàm lượng curcuminoids cao sẽ có tác dụng chẩn đoán chính xác hơn và nhanh hơn những cây cho hàm lượng curcuminoids cao do kiểu gen quy định và không phụ thuộc vào môi trường và thời gian thu mẫu. Chỉ thị phân tử DNA có chính xác và tin cậy cao bởi vì thông tin di truyền là duy nhất không phụ thuộc vào tuổi, các điều kiện sinh lý và môi trường (Kalpana et al. Chỉ thị phân tử DNA đặc trưng cho các giống nghệ có hàm lượng curcumin cao sẽ có tác dụng chẩn đoán chính xác hơn và nhanh hơn những cây cho hàm lượng curcumin cao.Do đó, trong phạm vi luận văn này chúng tôi tiến hành: “Nghiên cứu phân lập, giải trình tự và phân tích gen rpl16 ở một số mẫu giống nghệ (Curcuna longa L.) có hàm lƣợng curcuminoids khác nhau”.
Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 1. Mục tiêu Nghiên cứu phân lập, giải trình tự và phân tích gen rpl16 ở một số mẫu giống nghệ (Curcuna longa L.) có hàm lượng curcumin tổng số khác nhau thu thập ở Việt Nam. Yêu cầu nghiên cứu + Thu thập các mẫu giống nghệ và phân tích được hàm lượng curcuminoids trong các mẫu giống nghệ. + Nghiên cứu tách chiết được DNA tổng số, tiến hành phản ứng PCR, tinh sạch, giải trình tự, phân tích được gen rpl16.
+ Xác được chỉ thị phân tử trên gen rpl16 nhận biết đối với các mẫu giống nghệ có hàm lượng curcuminoids khác nhau. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 1. Ý nghĩa khoa học: Đề tài cung cấp thông tin về trình tự gen rpl16 ở lục lạp trên có sở đó có thể hy vọng xác định chỉ thị phân tử DNA 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 thực tiễn: - Chỉ thị phân tử trên gen rpl16 có thể được áp dụng vào xác định nhanh các giống nghệ có mức hàm lượng curcuminoids khác nhau. - 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. n 4 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Tình hình nghiên trong nƣớc 2. Nguồn gốc, phân bố đặc điểm thực vật học và sinh thái của cây nghệ vàng Cây nghệ vàng (Curcuma longa L.), thuộc họ gừng (Zingiberaceae) có củ thân rễ dưới mặt đất. Nó còn có tên khác như khương hoàng; Uất kim; cohem, co khản mỉn (Thái); King lương (Tày) (Đỗ Huy Bích và cs. Theo Đỗ Huy Bích và cs.
(2004)[1], nghệ vàng có nguồn gốc nguyên thuỷ từ Ấn Độ và là một cây trồng quen thuộc ở khắp các nước vùng nhiệt đới, từ Nam Á đến Đông Nam Á và Đông Á. Hiện nay trên thế giới đã phát hiện 48 loài nghệ. Ở Việt Nam có 16 loài được phát hiện trong đó có 6 loài thường được người dân sử dụng để làm thuốc đó là nghệ vàng (Curcuma longa L.), nghệ trắng (Curcuma aromatica S.), nghệ pierre (Curcuma pierre G.), nghệ rễ vàng (Curcuma xanhthorrhiza R.), Nghệ ten đồng (Curcuma aeruginosa R. Nghệ là cây thân thảo, có ngấn, mầu xanh, chiều cao khoảng 60 – 100cm.
Thân củ hình bầu dục hay hình trụ, phân nhánh có đường kính khoảng 1,5 – 2cm, có nhiều đốt, tại các đốt có vẩy khô do lá biến đổi thành, màu vàng sẫm đến cam sẫm, rất thơm. Lá đơn, mọc từ thân rễ. Phiến lá hình bầu dục, kích thước dài 30 – 40, rộng 10 – 15 cm, đầu nhọn, bìa phiến nguyên hơi uốn lượn; màu xanh lục đậm ở mặt trên, nhạt ở mặt dưới. Gân lá hình lông chim, gân chính nổi rõ ở mặt dưới, các gân phụ hơi lồi ở mặt trên.
Bẹ lá hình lòng máng, dài 18- 28 cm, ôm sát vào nhau tạo thành một thân khí sinh giả có màu xanh, trên bẹ lá có các đường gân dọc song song. 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 n 5 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 (Đỗ Huy Bích và cs. Nghệ ưa khí hậu ôn hoà, nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng, phát triển là 20 - 25oC.
Lượng mưa trung bình trong năm từ 2000 - 2500 mm, ẩm độ không khí 80 - 90%, Nghệ ưa đất cao ráo, thoát nước, có độ pH = 6,5 - 7.Một số hình ảnh về hình thái cây, hoa, củ được thể hiện trong Hình 2.1: hình thái thân, lá (A); hoa (B) và củ (C) 2.2 Thành phần hóa học của củ nghệ vàng Thành phần hóa học của củ nghệ vàng gồm có nước (13,1%), protein (6,3%), chất béo (5,1%), chất vô cơ (3,5%), sợi (2,6%), carbonhydrat (69,4%), carotene và vitamin. Tinh dầu nghệ có chứa d. Nghiên cứu ở nước ta cho thấy hoạt chất chính có hoạt tính sinh học trong thân rễ nghệ là curcuminoids với hàm lượng trung bình là 0,4 -3,3% (dao động từ 1-8%) (Đỗ Huy Bích và cs. Tác dụng sinh học của củ nghệ vàng Thân rễ nghệ có độc tính rất thấp, không có tác dụng gây đột biến và ung thư.
Nghệ 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 (Đỗ Huy Bích và cs. Một số nghiên cứu trong nước về cây nghệ và hoạt chất curcumin Theo số liệu nghiên cứu củ nghệ vàng là 1 trong 14 loại nghệ được tìm thấy và rất sẵn có ở Việt Nam.
Nhưng trong nghệ bao gồm các tạp chất khác nhau mà Curcumin chỉ chiếm một phần rất nhỏ là 0,3%. Trong dân gian, người ta đã từng nghiền bột nghệ làm thực phẩm-thuốc. Nghiên cứu của TS Phạm Đình Tỵ và nhóm nghiên cứu của Viện hóa học các hợp chất thiên nhiên – Viện Khoa học công nghệ Việt Nam đã tạo ra 2 chế phẩmTNV-999 và TNV-999-AC gọi chung là bột đường tinh nghệ chứa Curcumin độ tinh khiết 92,5%. Phối hợp với Học viện quân y, nhóm nghiên cứu đã thử thành công độ an toàn và hiệu lực của Curcumin.
Bột đường tinh nghệ đã được đang ký chất lượng tại Sở y tế HN làm thực phẩm chữa bệnh. Bước đầu đã có nhiều bệnh nhân bị ung thư, bị mắc bệnh viêm đại tràng, dạ dày, thiểu nǎng gan, mật ǎn tinh bột nghệ này có chuyển biến tích cực rất rõ rệt. Một số người sau khi điều trị bằng tinh nghệ, khối u ác tính đã bị thu hẹp, thể trạng tốt hơn. n 7 Ở nước ta đã có tới 40 sản phẩm thuốc, mỹ phẩm được sản xuất có sử dụng tinh chất và bột từ củ nghệ như: các sản phẩm được sản xuất từ nghệ vàng do Xí nghiệp Dược phẩm 26, Công ty XNK Y tế Đồng Tháp, Công ty Dịch vụ Y tế tổng hợp Q4.