Tóm tắt luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu nuôi cấy rễ thứ cấp sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) và khảo sát ảnh hưởng của một số elicitor lên sự tích lũy saponin

ĐẠI HỌC HUẾ<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC<br /> -----------------------------------<br /> <br /> NGUYỄN THỊ NHẬT LINH<br /> <br /> NGHIÊN CỨU NUÔI CẤY RỄ THỨ CẤP SÂM<br /> NGỌC LINH (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) VÀ<br /> KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ<br /> ELICITOR LÊN SỰ TÍCH LŨY SAPONIN<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ<br /> NGÀNH SINH LÝ HỌC THỰC VẬT<br /> <br /> HUẾ - NĂM 2017<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại:<br /> VIỆN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TÂY NGUYÊN<br /> Người hướng dẫn khoa học:<br /> PGS.TS. Dương Tấn Nhựt<br /> GS.TS. Nguyễn Hoàng Lộc<br /> <br /> Phản biện 1: ...........................................................................................<br /> ...............................................................................................................<br /> Phản biện 2: ..........................................................................................<br /> ...............................................................................................................<br /> Phản biện 3: ..........................................................................................<br /> ...............................................................................................................<br /> Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận án cấp Đại học Huế<br /> họp tại: ..................................................................................................<br /> ...............................................................................................................<br /> Vào hồi .........giờ..............ngày..............tháng.........năm............<br /> Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: ....................................................<br /> ...............................................................................................................<br /> ...............................................................................................................<br /> <br /> 1<br /> <br /> ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Vietnamese ginseng, sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et<br /> Grushv.), một loài sâm đặc hữu của Việt Nam, chứa rất nhiều dược<br /> chất saponin hơn so với các loài sâm quý khác trên thế giới Ngoài<br /> 26 hợp chất tương tự sâm Mỹ và sâm Triều Tiên, trong sâm Ngọc<br /> Linh còn phát hiện được hơn 20 loại saponin khác. Những saponin<br /> quý này có tác dụng bồi bổ sức khỏe, tăng cường sinh lực, điều hòa<br /> huyết áp, chống oxy hóa, điều trị các bệnh ung thư, gan, thận và<br /> tiểu đường,... Tuy nhiên, loài sâm quý và có giá trị kinh tế cao này<br /> đang nằm trong danh mục sách đỏ cần được bảo tồn. Hơn nữa, để<br /> sử dụng các hợp chất từ sâm Ngọc Linh vào sản xuất dược phẩm<br /> vẫn còn gặp rất nhiều khó khăn do thiếu nguồn nguyên liệu.<br /> Nuôi cấy rễ sâm in vitro có tiềm năng thu sinh khối lớn trong<br /> thời gian ngắn. Rễ sâm Ngọc Linh in vitro tăng trưởng tốt khi có<br /> được môi trường và điều kiện nuôi cấy thích hợp. Tuy nhiên, ngoài<br /> việc gia tăng sinh khối rễ, sự tích lũy các dược chất saponin cũng<br /> đóng vai trò hết sức quan trọng. Sinh khối rễ sâm Ngọc Linh lớn có<br /> thể làm nguyên liệu để sản xuất thực phẩm chức năng, thậm chí để<br /> sản xuất thuốc, nếu có hàm lượng saponin cao. Nhưng thực tế, rế<br /> sâm in vitro có hàm lượng saponin thấp hơn rất nhiều so với rễ thu<br /> ngoài tự nhiên. Với lợi ích to lớn của các elicitor trong việc tăng<br /> cường tích lũy saponin trong nuôi cấy mô sẹo sâm Ngọc Linh, các<br /> nghiên cứu ứng dụng elicitor vào nuôi cấy rễ thứ cấp sâm Ngọc<br /> Linh là rất cần thiết. Chính vì thế, Đề tài “Nghiên cứu nuôi cấy rễ<br /> thứ cấp sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) và<br /> khảo sát ảnh hưởng của một số elicitor lên sự tích lũy saponin.”<br /> đã được thực hiện để không những cải thiện sự hình thành rễ thứ<br /> cấp (RTC) từ nuôi cấy rễ bất định (RBĐ) in vitro khi tối ưu môi<br /> <br /> 2<br /> <br /> trường và điều kiện nuôi cấy, còn tăng cường được hàm lượng 3<br /> saponin (MR2, Rb1 và Rg1) trong sâm Ngọc Linh nhờ tác dụng của<br /> các elicitor.<br /> Mục tiêu của luận án<br /> Xác định được điều kiện nuôi cấy và môi trường thích hợp để<br /> RBĐ của sâm Ngọc Linh phát triển và hình thành nhiều RTC, từ đó,<br /> có được nguồn sinh khối lớn và ổn định để nhân nhanh sinh khối rễ<br /> sâm Ngọc Linh trong các hệ thống lớn như Bioreactor.<br /> Xác đinh được các loại, nồng độ của các elicitor khác nhau lên<br /> quá trình sản xuất ba saponin (MR2, Rg1 và Rb1) quan trọng có<br /> trong RTC sâm Ngọc Linh in vitro thông qua 5 loại elicitor (SA, JA,<br /> ABA, CHN và YE) hiện có tại phòng thí nghiệm. Sau đó, tiến hành<br /> kết hợp các elicitor có nguồn gốc khác nhau để nâng cao hiệu quả<br /> sản xuất saponin, đồng thời tìm được thời điểm thích hợp để bổ sung<br /> các elicitor này vào nuôi cấy RTC sâm Ngọc Linh từ RBĐ in vitro.<br /> Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu này cung cấp các dẫn liệu khoa học<br /> mới có giá trị về nghiên cứu phát sinh hình thái rễ, nhân nhanh sinh<br /> khối và tăng cường tích lũy các hợp chất saponin trong các nuôi cấy<br /> RTC sâm Ngọc Linh từ RBĐ in vitro. Đồng thời, đây là tài liệu tham<br /> khảo hữu ích cho việc nghiên cứu và giảng dạy về lĩnh vực chuyển<br /> hóa thứ cấp, sinh lý thực vật và nuôi cấy mô thực vật.<br /> Ý nghĩa thực tiễn: Luận án thiết lập được môi trường nuôi cấy, điều<br /> kiện nuôi cấy và hệ thống nuôi cấy tối ưu cho RBĐ sâm Ngọc Linh<br /> tăng sinh và tạo nhiều RTC trong thời gian ngắn nhất. Đồng thời,<br /> nâng cao hàm lượng các saponin nội sinh (MR2, Rg1 và Rb1). Kết<br /> quả này có thể ứng dụng vào sản xuất sâm Ngọc Linh trên quy mô<br /> lớn nhằm giải quyết vấn đề khan hiếm nguồn nguyên liệu.<br /> <br /> 3<br /> CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU<br /> 1. GIỚI THIỆU VỀ SÂM NGỌC LINH<br /> Cây sâm Ngọc Linh là một loài sâm đặc hữu của Việt Nam,<br /> chỉ có trên vùng núi cao thuộc hai tỉnh Kon Tum và Quảng Nam.<br /> Hiện nay, sâm Ngọc Linh được cả thế giới biết đến bởi những hợp<br /> chất saponin của loài sâm này vượt trội so với một số loài sâm nổi<br /> tiếng khác như sâm Triều Tiên và sâm Mỹ.<br /> 1.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển<br /> 1.2. Đặc điểm hình thái và sinh trưởng<br /> 1.3. Đặc điểm phân bố<br /> 1.4. Đặc điểm đa dạng di truyền<br /> 1.5. Tác dụng dược lý<br /> 2. HỢP CHẤT SAPONIN CỦA SÂM NGỌC LINH<br /> Saponin hay saponoside là một hợp chất glycoside tự nhiên<br /> có hoạt tính bề mặt. Đây là một nhóm đa dạng của terpenoid được<br /> đặc trưng bởi các cấu trúc khác nhau. Saponin được cấu tạo từ một<br /> aglycon steroid hoặc triterpenoid với một hoặc nhiều chuỗi đường.<br /> Những kết quả nghiên cứu phân lập thành phần hóa học mới nhất<br /> được công bố cho thấy các hợp chất saponin của sâm Ngọc Linh có<br /> trên 60 loại, mà nhóm chất quan trọng nhất của loài sâm này là các<br /> triterpene saponin với các đại diện chính là MR2, Rb1 và Rg1 nằm<br /> trong nhóm dammaran. Triterpene saponin có cấu trúc phức tạp nên<br /> tổng hợp hóa học không có khả năng cạnh tranh kinh tế khi sản<br /> xuất trên quy mô lớn mà nguồn sâm lại vô cùng hiếm.<br /> 3. NUÔI CẤY TẠO RỄ THỨ CẤP TỪ RỄ BẤT ĐỊNH<br /> Rễ bất định (RBĐ) là những rễ có nguồn gốc nội sinh, phát sinh<br /> từ nhiều cơ quan khác nhau của thực vật (như lá, hoa, cuống lá) do<br /> <br />