Luận Văn Thạc Sĩ: Phân Tích Biểu Hiện Gen Sinh Tổng Hợp Ginsenoside Trong Sâm Ngọc Linh Panax Vietnamensis

• Tác giả: Vũ Thị Trinh
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Thị Thu Hiền
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Phân tích biểu hiện một số gen liên quan đến con đường sinh tổng hợp ginsenoside ở sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. CHI NHÂN SÂM VÀ SÂM NGỌC LINH
• 1.2. NGHIÊN CỨU GIẢI TRÌNH TỰ HỆ GEN Ở CÁC LOÀI THUỘC CHI PANAX
• 1.3. NGHIÊN CỨU BIỂU HIỆN CỦA CÁC GEN CHỨC NĂNG Ở CÁC LOÀI THUỘC CHI PANAX
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Tách chiết và kiểm tra chất lượng RNA tổng số
• 2.2.2. Tổng hợp cDNA
• 2.2.3. Xây dựng dữ liệu các gen liên quan đến con đường sinh tổng hợp ginsenoside
• 2.2.4. Thiết kế các cặp mồi
• 2.2.5. Nhân gen quan tâm sử dụng phương pháp reverse transcription PCR
• 2.2.6. Xác định trình tự gen quan tâm sử dụng phương pháp Sanger
• 2.2.7. Nghiên cứu biểu hiện một số gen chức năng bằng realtime PCR
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. KẾT QUẢ TÁCH CHIẾT, TINH SẠCH, KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG, ĐỊNH LƯỢNG RNA TỔNG SỐ TỪ MÔ LÁ, THÂN RỄ SÂM NGỌC LINH
• 3.2. KẾT QUẢ XÂY DỰNG CON ĐƯỜNG SINH TỔNG HỢP GINSENOSIDE GIẢ ĐỊNH Ở SÂM NGỌC LINH
• 3.2.1. Thống kê sơ bộ số lượng unigene gắn với mỗi gen
• 3.2.2. Thống kê dữ liệu các unigene cụ thể
• 3.3. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH BIỂU HIỆN CÁC GEN LIÊN QUAN ĐẾN CON ĐƯỜNG SINH TỔNG HỢP GINSENOSIDE Ở MẪU LÁ SÂM NGỌC LINH 1 VÀ 4 NĂM TUỔI
• 3.4. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH BIỂU HIỆN CÁC GEN LIÊN QUAN ĐẾN CON ĐƯỜNG SINH TỔNG HỢP GINSENOSIDE Ở MẪU THÂN RỄ SÂM NGỌC LINH 1 VÀ 4 NĂM TUỔI
• 3.5. KẾT QUẢ SO SÁNH MỨC BIỂU HIỆN CỦA CÁC GEN LIÊN QUAN ĐẾN TỔNG HỢP GINSENOSIDE GIỮA MÔ LÁ VÀ THÂN RỄ SÂM NGỌC LINH Ở HAI ĐỘ TUỔI
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Biểu hiện gen và sinh tổng hợp ginsenoside

Nghiên cứu tập trung vào biểu hiện gen liên quan đến sinh tổng hợp ginsenoside ở sâm Ngọc Linh (Panax Vietnamensis). Các gen chính tham gia vào quá trình này được xác định thông qua phân tích dữ liệu hệ gen phiên mã. Kết quả cho thấy sự biểu hiện khác biệt của các gen này ở mô lá và thân rễ, đặc biệt ở cây 1 và 4 năm tuổi. Sinh học phân tử và công nghệ sinh học được áp dụng để hiểu rõ cơ chế điều hòa gen trong quá trình tổng hợp các hợp chất tự nhiên có giá trị dược liệu.

1.1. Phân tích gen liên quan

Phương pháp phân tích gen bao gồm tách chiết RNA, tổng hợp cDNA và sử dụng real-time PCR để đánh giá mức độ biểu hiện của các gen. Các gen như HMGR, FPS, SS, và SQE được xác định là có vai trò quan trọng trong con đường sinh tổng hợp ginsenoside. Kết quả cho thấy sự biểu hiện cao hơn ở thân rễ so với lá, đặc biệt ở cây 4 năm tuổi, phản ánh sự tích lũy ginsenoside theo tuổi cây.

1.2. Con đường sinh tổng hợp

Con đường sinh tổng hợp ginsenoside được chia thành hai giai đoạn chính: (1) chuyển hóa acetyl-CoA thành IPP và DMAPP thông qua con đường mevalonate, và (2) hình thành các ginsenoside thông qua các phản ứng vòng hóa và glycosyl hóa. Các enzyme như CYP450 và UGT đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các hợp chất ginsenoside hoàn chỉnh.

II. Sâm Ngọc Linh và giá trị dược liệu

Sâm Ngọc Linh là loài dược liệu quý hiếm, chứa hàm lượng cao các hợp chất ginsenoside với nhiều tác dụng sinh học như chống oxy hóa, tăng cường miễn dịch và hỗ trợ thần kinh. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học để đánh giá vai trò của yếu tố di truyền trong việc điều hòa quá trình tổng hợp các hợp chất này.

2.1. Thành phần hóa học

Sâm Ngọc Linh chứa hơn 52 loại saponin, trong đó majonoside-R2 là hợp chất chính chiếm khoảng 5.3% khối lượng dược liệu khô. Ngoài ra, cây còn chứa 18 loại amino acid và 20 nguyên tố vi lượng, đặc biệt là Arginin và các khoáng chất như K, Na, Mg, Fe.

2.2. Ứng dụng dược liệu

Các hợp chất ginsenoside trong sâm Ngọc Linh có tính chất dược lý đa dạng, bao gồm khả năng chống stress, chống trầm cảm và tăng cường sức khỏe. Nghiên cứu này góp phần vào việc bảo tồn và phát triển bền vững loài dược liệu quý hiếm này.

III. Phương pháp nghiên cứu và kết quả

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp sinh học phân tử như tách chiết RNA, tổng hợp cDNA và real-time PCR để phân tích biểu hiện gen. Kết quả cho thấy sự khác biệt đáng kể trong mức độ biểu hiện của các gen liên quan đến sinh tổng hợp ginsenoside giữa mô lá và thân rễ, cũng như giữa cây 1 và 4 năm tuổi.

3.1. Tách chiết và phân tích RNA

RNA tổng số được tách chiết từ mô lá và thân rễ, sau đó kiểm tra chất lượng và định lượng. Kết quả cho thấy RNA đạt độ tinh khiết cao (A260/A280 > 1.8), đảm bảo độ chính xác trong các bước phân tích tiếp theo.

3.2. Đánh giá biểu hiện gen

Sử dụng real-time PCR, nghiên cứu đánh giá mức độ biểu hiện của các gen như HMGR, FPS, SS, và SQE. Kết quả cho thấy sự biểu hiện cao hơn ở thân rễ so với lá, đặc biệt ở cây 4 năm tuổi, phù hợp với sự tích lũy ginsenoside theo tuổi cây.