MỘT số CÁCH lấy mẫu mới và ẢNH HƯỞNG của CHÚNG lên sự tái SINH của một số LOÀI cây có GIÁ TRỊ KINH tế

Theo ñó thì sự phát sinh cơ quan phải trải qua hai giai ñoạn cơ bản sau: • Giai ñoạn một: ñể cho các mô hình thành cơ quan, tế bào của mô ñó phải có tiềm năng bao gồm khả năng cảm ứng ñư

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

MỘT SỐ CÁCH LẤY MẪU MỚI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG LÊN SỰ TÁI SINH CỦA

MỘT SỐ LOÀI CÂY CÓ GIÁ TRỊ KINH TẾ

Giáo viê n hướng dẫn: TS DƯƠNG TẤN NHỰT

CN NGUYỄN BÁ NAM

NHA TRANG, 2009

Phần 1

Tổng quan

tài liệu

1.1 Tái sinh cơ quan

tế bào này ñược kích thích bởi ñiều kiện môi trường ñể trở thành trung tâm của

sự phân chia tích cực các tế bào (mô phân sinh bất ñịnh)

Sự tái sinh ñã ñược nghiên cứu in vitro trên số lượng lớn cây trồng của

nhiều loài khác nhau, nhưng không phải khả năng tái sinh của cây nào cũng như nhau Thậm chí trong cùng một giống cây trồng vẫn có sự khác nhau, ñó có thể là

do tính ñáp ứng in vitro kém (recalcitrant) hay không có khả năng tái tạo cơ quan

từ mẫu cấy ban ñầu Hơn nữa, ở một số loài khả năng tái sinh có thể bị mất sau quá trình chuyển gene

Khả năng tái sinh của tế bào thông qua các biến ñổi phát sinh hình thái là kết quả của sự phản phân hóa ñể trở nên tiềm năng trước các hướng kích thích khác nhau Theo sau quá trình này là sự hình thành các chương trình phát triển của tế bào và cuối cùng là sự phát triển thành cơ quan bất ñịnh (Nhựt và cộng sự, 2003)

Người ta vẫn còn chưa biết rõ tại sao một số cây trải qua quá trình phát sinh

cơ quan và một số khác lại không Một số giả thuyết ñược ñề nghị bởi Christianson và Warnick (1984) giải thích một chuỗi các quá trình của sự phát sinh cơ quan theo thời gian

Hình 1. Giả thuyết về các giai ñoạn phát sinh cơ quan bất ñịnh

Theo ñó thì sự phát sinh cơ quan phải trải qua hai giai ñoạn cơ bản sau:

• Giai ñoạn một: ñể cho các mô hình thành cơ quan, tế bào của mô ñó phải

có tiềm năng bao gồm khả năng cảm ứng ñược với môi trường và có những phản ứng biến ñổi trong bản thân nó

• Giai ñoạn hai: là quá trình xác ñịnh hướng phát triển của tế bào tiềm năng

ñể sau ñó tế bào bước vào giai ñoạn biệt hóa

Các giai ñoạn này ñều cần ñến sự tác ñộng của hormone Chỉ có khi bước vào giai ñoạn biệt hóa thì tế bào không cần ñến tác ñộng của hormone nữa

1.1.1.1 Tính khả biến

Tế bào thực vật nào cũng mang tính toàn năng nghĩa là khả năng trẻ hóa và

hình thành một cây hoàn chỉnh từ một tế bào thông qua quá trình nuôi cấy in

vitro Tuy nhiên, khả năng phản phân hóa (bao gồm sự trẻ hóa và tái xác ñịnh con ñường phát triển mới của mô) không phải lúc nào cũng như nhau trên mọi tế bào

Có những tế bào dường như không thể tái tạo cơ quan, chúng ñược cho rằng ñã mất khả năng tái sinh Nếu tế bào thuộc mô cấy nào chưa sẵn sàng cho quá trình cảm ứng ngay tại thời ñiểm cắt mẫu thì chúng cũng có thể vẫn không cảm ứng

suốt quá trình nuôi cấy in vitro ðây gọi là tính khó ñáp ứng in vitro Trái lại, có

những tế bào tỏ ra thích ứng với sự phân chia và duy trì ñược khả năng phát sinh hình thái trước các kích thích tố thích hợp Khả năng này ñược gọi là tiềm năng

tế bào, chúng chỉ ra rằng mỗi tế bào có tất cả các thông tin cần thiết ñể tái sinh

Tế bào có tiềm năng thích ứng Giai ñoạn khởi ñầu

thành một cây mới Giai ñoạn các tế bào tiềm năng tiếp xúc với môi trường nuôi cấy ñược gọi là giai ñoạn cảm ứng của tế bào

Có rất nhiều giả thuyết ñã ñược các nhà khoa học ñề cập liên quan ñến chức năng của mô phân sinh trong quá trình cảm ứng của tế bào Nhiều người cho rằng chỉ các mô trong vùng phân sinh mới chứa các tế bào tiềm năng Trong khi một giả thuyết khác ñược ñặt ra bởi Street (1977) thì cho rằng mặc dù tế bào nào cũng

có tính tiềm năng nhưng các tế bào mới ñược tạo ra ở mô phân sinh lại có ưu thế hơn các tế bào xung quanh khi bước vào các cơ chế phân chia Thêm một nhận ñịnh khác của Cassells (1979) cho rằng các mô phân sinh mới thường bị ức chế phát triển bởi một loại chất tiết ra từ các mô phân sinh ñã tạo trước nó Vậy rõ ràng các tế bào cấu thành nên các mô phân sinh có tiềm năng cảm ứng cao hơn các loại tế bào khác bởi vì chúng ñã ñược kích thích chuyển sang giai ñoạn biệt hoá mức ñộ thấp trước khi ñi vào con ñường biệt hoá

1.1.1.2 Tính xác ñịnh

Các tế bào tiềm năng dưới tác ñộng tích cực của hormone, bắt ñầu ñược lập trình theo các hướng xác ñịnh ñể trở thành các tế bào chuyên hóa Tuy nhiên, có một số tế bào ñã ñược tiền xác ñịnh phát sinh kiểu hình thái cho nên chúng chỉ cần những kích thích nhỏ trong môi trường ñể hình thành các mô phân sinh thay

vì trải qua quá trình phân hoá tế bào

Hướng phát triển ñịnh trước của tế bào tiềm năng cũng như tế bào mới ñược sinh ra ñều có thể biến ñổi và phát sinh theo mục ñích nuôi cấy, ví dụ các tế bào trong vùng mô phân sinh rễ có thể biến ñổi khi thêm cytokinin ñể thành mô phân sinh chồi Tuy nhiên, khi tế bào ñã có tính xác ñịnh thì chúng bước vào con ñường ñã ñược lập trình của hệ gene và khi ñó chúng ta không thể ñảo ngược tiến trình này nữa

Có thể nói, tính tiềm năng cũng như tính xác ñịnh của tế bào trong các môi

trường in vitro ñặc biệt chịu ảnh hưởng bởi chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật

ngoại sinh (loại và nồng ñộ), và cả lượng chất ñiều hòa sinh trưởng nội sinh có trong mẫu

1.1.2.1 Tái sinh trực tiếp

Mô phân sinh chồi hình thành trực tiếp từ mẫu cấy thường ñược khởi tạo bằng sự phân bào sơ cấp sau 48 giờ nuôi cấy Kế tiếp mỗi quá trình phân bào sơ cấp là một quá trình phân bào dài và phức tạp hơn, kết quả hình thành nên các mầm chồi bất ñịnh, mỗi mầm chồi bao gồm nhiều tế bào Sự hình thành trực tiếp này thường bắt nguồn từ một hay một nhóm các tế bào sinh dưỡng chưa phân hoá

Broertjes và cộng sự (1976), cho rằng trong suốt quá trình phát sinh cơ quan trực tiếp, các mầm chồi bất ñịnh không phải lúc nào cũng ñược hình thành

từ nhiều tế bào của mô Một tế bào biểu bì ñôi khi lại khởi ñiểm cho quá trình phát triển của vùng phân sinh trung tâm là nguồn gốc của 1 cho tới 22 chồi giống nhau Các nghiên cứu khác trên một số cây trồng khác cũng khẳng ñịnh giả thuyết vùng mô phân sinh có nguồn gốc từ một tế bào

chồi từ thể khảm của lá cây Saintpaulia Norris và Smith (1981) kết luận rằng sự

khởi tạo vùng mô phân sinh trên ñỉnh liên quan tới sự kết hợp của các tế bào dưới

lớp biểu bì Chồi trên môi trường nuôi cấy lá Nicotiana tabacum phát sinh trực

tiếp từ các tế bào mô giậu thịt lá quanh rìa lá (Attfield và Evans, 1991) Thể

Attfield và Evans (1991) trong các nghiên cứu từ lá cây Nicotiana tabacum

thấy rằng rễ bất ñịnh hình thành trực tiếp từ ba bó mạch và các mạch của nhu mô

Sự hình thành rễ bất ñịnh này tương tự như sự khởi tạo rễ có nguồn gốc ña bào từ

các mẫu cấy chồi cây Pisum sativum, rễ ñược phát sinh từ các tế bào nhu mô và

các mô mạch ñã có trước ñó (Gahan và Doré, 1984) Có những biểu hiện tác ñộng trực tiếp từ trên những tế bào xuất phát từ mô mạch và có thể là IAA hay chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật khác ñã khuếch tán vào các tế bào và khởi ñộng cho quá trình phân bố mạch và tạo rễ

1.1.2.2 Tái sinh gián tiếp

Sự hình thành các khối mô sẹo từ mẫu cấy ban ñầu sau khoảng thời gian nuôi cấy nhất ñịnh ñể hình thành các chồi bất ñịnh Các chồi này phát triển từ ngoại vi mô sẹo và không có quan hệ ban ñầu với các mô có mạch dẫn của mẫu cấy Sự hình thành cơ quan như thế ñược gọi là quá trình tái sinh gián tiếp

Sự phát sinh gián tiếp các cơ quan bất ñịnh cũng tương tự như sự phát sinh trực tiếp, bắt ñầu bằng sự phân chia nhanh các tế bào ñể dẫn tới sự hình thành vùng phân sinh Tiếp theo là sự xuất hiện các mầm chồi và cuối cùng là chồi (Torrey, 1966) Vì vậy, rất khó phân biệt hai hình thức phát sinh cơ quan này

Thường ñể sự phát sinh cơ quan gián tiếp xảy ra, các mô sẹo hình thành từ mẫu cấy phải ñược cấy chuyền sang môi trường chứa chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật thích hợp cho quá trình biệt hóa mô sẹo

ðối với mục ñích nhân giống in vitro, nếu cây tái sinh trực tiếp từ mẫu cấy ban ñầu thì không những nhanh chóng thu ñược cây, mà các cây này cũng khá ñồng nhất về mặt di truyền Tế bào mô sẹo sau khi cấy chuyền nhiều lần sẽ không ổn ñịnh về mặt di truyền ðể tránh tình trạng ñó nhất thiết phải sử dụng loại mô sẹo vừa phát sinh, tức là mô sẹo sơ cấp ñể tái sinh cây thì hy vọng sẽ thu ñược cây tái sinh ñồng nhất

Quá trình tạo vết thương bằng các tác ñộng cơ học vào mẫu cấy như cắt, tỉa

thường kích thích sự tái sinh Tất cả các mẫu cấy khi ñược nuôi cấy in vitro ñều

phải qua quá trình xử lý với kéo, dao cấy hoặc các dụng cụ khác vì thế mẫu luôn

bị tổn thương Mẫu cấy càng nhỏ thì tỷ lệ bề mặt vết cắt càng lớn Trong nhiều

trường hợp, vết thương có thể tiết ra các chất cản trở sự phát triển của mẫu cấy nhưng cũng có khi nó giải phóng ethylene, loại hormone này thường kích thích

sự hình thành mô sẹo hay các cơ quan bất ñịnh (chồi hoặc rễ)

1.1.3.1 Vết thương tạo thành khi xử lý mẫu

Sự tái sinh thường diễn ra ở bề mặt của vết cắt do ñó việc tạo vết thương cho mẫu cấy sẽ kích thích quá trình tái sinh diễn ra nhanh và ñạt hiệu quả hơn Lá

mầm của cây Pyrus malus ñược cắt ñôi, tạo ra nhiều chồi bất ñịnh từ các mô sẹo

có kích thước nhỏ ở gần vết cắt (Browning và cộng sự, 1987) Mặc dù rìa vết cắt

của lá cây Ipomoea batatas không hình thành những khối mô sẹo tiền phôi,

nhưng quá trình tạo phôi lại diễn ra ngay trên vết cắt thân và những mẫu cấy lá

cắt nhỏ (Liu và Cantcliffe, 1984) Cắt nhỏ lá non cây Malus thành 14 mảnh sẽ

kích thích khả năng mô lá hình thành các chồi bất ñịnh và các cấu trúc tiền phôi (Welander, 1988) Nếu nuôi cấy nguyên vẹn thể phôi của giống táo ‘Delicious’

và giống ‘Winesap’ thì chỉ hình thành mô sẹo lần lượt là với các tỷ lệ là 100% và 55%, nhưng khi cắt thành 3 phần bằng nhau thì tỷ lệ tạo chồi bất ñịnh của các ñoạn cắt lá mầm và chồi mầm khá cao Tỷ lệ tạo chồi từ các mẫu cấy rễ mầm của

‘Delicious’ và ‘Winesap’ lần lượt là 0% và 11% Korban và Skirvin (1985) cho rằng các tác ñộng trong quá trình phân chia mẫu cấy phôi làm loại bỏ tác nhân tái sinh ñã từng tồn tại trước ñó ở vùng rễ mầm hoặc tăng hoạt tính của một số chất

ức chế ở vùng này

Trong một số trường hợp, mẫu cấy không cảm ứng ñược kích thích của các chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật nếu chúng không ñược tạo vết thương, ñiển

hình như mầm chồi của cây xương rồng Opuntia polycantha, nó không phản ứng

với auxin hay cytokinin trong môi trường nếu như không bị tổn thương Các mẫu cấy này sau ñó hình thành rễ bất ñịnh trên môi trường có 10 mg/l NAA và chồi bất ñịnh trên môi trường có 10 mg/l IBA (Mauseth và Halperin, 1975)

1.1.3.2 Vết thương phụ

Ngoài những vết thương bắt buộc phải có khi tách mẫu ra khỏi cây ban ñầu ñem vào nuôi cấy, những vết thương tạo thêm nhằm làm tăng diện tích tiếp xúc của mẫu cấy và khả năng tái sinh mẫu ñược gọi là vết thương phụ

Sự tái sinh thường xảy ra ngay tại ñiểm tạo vết thương Park và Son (1988) cho rằng sự tái sinh các cơ quan bất ñịnh chỉ xảy ra ở vùng ngoại vi hay rìa vết

thương của các lá cây Populus nigra và P maximowiczii Tuy nhiên, khi các mẫu

lá bị ñâm thủng trên bề mặt (khoảng 5 lỗ) thì sự tái sinh có thể quan sát ñược ngay trên cả mép các vết thương mới tạo Các nhà khoa học cho rằng sự làm tổn thương mẫu cấy ñã kích thích sự di chuyển của hormone nội sinh tới vết thương, hoặc làm hàm lượng hormone ở chính các vị trí ñó dồi dào hơn hoặc tiết bớt một phần hormone ra môi trường nuôi cấy, tạo nên tỷ lệ cân bằng chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật trong mẫu cấy do ñó làm thúc ñẩy quá trình tái sinh Giả thuyết này trùng hợp với kết quả mà Norizaku và cộng sự (1985) ñã nghiên cứu trên

Torenia fournieri, sự hấp thụ của BA qua các vết thương của mẫu cấy không hề tăng nhưng lượng chồi bất ñịnh hình thành lại tăng ñáng kể

Sự phát triển của các mô hay cơ quan trong nuôi cấy và sự tái sinh in vitro

bị tác ñộng rất nhiều bởi kiểu di truyền Có nhiều kết quả thu ñược trong quá trình nuôi cấy mô chứng tỏ sự tái sinh khác nhau giữa các giống cùng loài Các gene trong nhân ñược coi là liên quan trực tiếp tới quá trình tái sinh thể hiện ở khả năng tương tác của chúng (Keyes và Bingham, 1974), trạng thái lặn (Frankenberger và cộng sự, 1981) miên trạng, miên trạng một phần (Reisch và Bingham, 1980) hay tính cộng hợp (Buiatti và cộng sự, 1974)

Nhiều công bố cho rằng có sự tương tác giữa kiểu gene của cây trồng và môi trường nuôi cấy Thứ A có thể trải qua sự tái sinh và cảm ứng với môi trường chứa loại chất ñiều hòa nào ñó trong khi thứ B thì không có biểu hiện nào trong môi trường nuôi cấy cho ñến khi cấy chuyền nó sang môi trường chứa chất ñiều hòa khác Nhiều biến ñổi hình thái của cây trồng chỉ phát sinh trong những ñiều kiện môi trường ñặc hiệu Chính vì tính ñặc trưng của hệ gene mà môi trường nuôi cấy thường khác nhau từ các chi hay loài thậm chí các thứ trong cùng một

họ Không có môi trường nào chuyên biệt cho cây trồng nào mà phải qua hàng loạt các nghiên cứu thử nghiệm ñể xác ñịnh môi trường tốt nhất cho cây trồng ñó

Nếu như sự tương tác giữa môi trường – kiểu gene là tính ñặc hiệu duy nhất của hệ gene, thì chúng ta có thể nuôi cấy tất cả các cây trong cùng khu sản xuất,

có ñặc ñiểm y như nhau với kết quả thu ñược là như nhau Tuy nhiên, sự biểu

hiện khác nhau của cây trồng thông qua quá trình nuôi cấy in vitro như sự hình

thành và phát triển của mô sẹo, sự tái sinh cơ quan ñều chịu sự ñiều khiển của hệ gene, kèm theo những tác nhân thứ yếu khác ngoài môi trường nuôi cấy Ví dụ

như ở cây Medicago, các cây mới thu ñược từ nuôi cấy phôi soma nhiều hơn là từ

quá trình tái sinh chồi, bất kể thành phần của môi trường nuôi cấy (Brown và Atanassov, 1985) Tương tự ở cây Lúa mì, chỉ có một số giống cho kết quả khi nuôi cấy trên các môi trường khác nhau trong khi thu ñược kết quả không ñáng

kể khi nuôi cấy các giống khác trên môi trường tương tự (Lazar và cộng sự, 1983)

1.1.2 Các ảnh hưởng tới sự tái sinh cơ quan

1.1.2.1 Tuổi của mẫu cấy

Nhìn chung, các mẫu cấy lấy từ các cơ quan mới ñược hình thành (mẫu cấy

non) có khả năng phát triển và phát sinh cơ quan in vitro tốt hơn mẫu cấy già

Trong các thí nghiệm của Takayama và Misawa (1982), hầu hết các mẫu cấy có nguồn gốc từ các cây trưởng thành ñều chết Pierick (1969) nhận ra rằng

khuynh hướng tạo rễ của mẫu cấy thân cây Rhododendron giảm với tuổi của

chồi, cảm ứng rễ qua cấy chuyền và quá trình tạo rễ là chắc chắn với các mẫu cấy thân non

Tuy nhiên, các mô non không phải lúc nào cũng tái sinh cao Mô sẹo hình

thành trên tất cả các dạng mẫu cấy từ cây trưởng thành Parthenium

hysterophorus hơn là các hạt và các lá mầm (Wickham và cộng sự, 1980) Tương

tự, sự hình thành và phát triển của mô sẹo diễn ra nhanh trên các mẫu cấy của

Solanum laciniatum trưởng thành khi lá của nó ñã mở rộng hoàn toàn

1.2.2 2 Loại mẫu cấy

Chọn ñúng mẫu cấy là công ñoạn rất quan trọng khi nhân giống dựa trên nền tảng tái sinh cơ quan (trực tiếp hay gián tiếp) Trong vài trường hợp, ñể sử dụng tái sinh ñạt ñược hiệu quả cao, phải tiến hành chọn loại mẫu cấy có khả

năng tái sinh cao nhất, như ở Brassica carinata, 86% mẫu cấy lá mầm tạo chồi,

74% mẫu từ thân mầm tạo chồi, và chỉ có 26% tạo ở rễ (Jaiswal và cộng sự, 1987) Rõ ràng mẫu cấy lá thích hợp nhất cho sự tái sinh chồi bất ñịnh

Kích thước của mẫu cấy có ảnh hưởng trực tiếp ñến phản ứng của mô với môi trường nuôi cấy Các kích thước nhỏ khó tái sinh hơn mẫu có kích thước lớn

do mẫu lớn có nguồn dinh dưỡng dự trữ dồi dào hơn và kích thích tố ñể duy trì sự nuôi cấy Tuy nhiên, kích thước mẫu cấy cũng có tương tác với nhiều nhân tố

khác như tuổi mẫu cấy Trong quá trình nuôi cấy mô Cumcumis melo thì tỷ lệ

chồi bất ñịnh thu ñược cao khi nuôi cấy những lá nhỏ (0,3 – 0,5 mm) và non (14 ngày) hơn các lá có cùng kích thước nhưng già (21, 28, 35 ngày), hay từ các lá có kích thước lớn (0,6 – 0,9 mm hay 1,0 – 1,2 mm) ở bất cứ ñộ tuổi nào (Kahal và cộng sự, 1988)

Theo nguyên tắc, các mẫu cấy thu ñược trên cùng một cơ quan thực vật thì

có khả năng tái sinh như nhau Tuy nhiên, các cơ quan này lại ñược cấu tạo bởi nhiều mô khác nhau và có ñộ tuổi khác nhau nên sẽ dẫn tới mức ñộ tái sinh khác nhau của mẫu cấy Mặt khác các mẫu có cùng tuổi, cùng vị trí nhưng nhận ñược ánh sáng ở các mức ñộ khác nhau cũng cảm ứng khác nhau với cùng một tác nhân cảm ứng tái sinh

1.2.2.4 Thời gian nuôi cấy

Thời gian nuôi cấy có ảnh hưởng lớn ñến quá trình tái sinh ðối với nuôi cấy mô sẹo, khoảng thời gian ñược nuôi trong môi trường ảnh hưởng tới khuynh hướng phát sinh hình thái của chúng Thường có một khoảng thời gian ngắn mà trong suốt thời gian ñó, sự tái sinh là mạnh nhất (Reinert và Backs, 1968)

Vài mô sẹo vẫn còn giữ khả năng tái sinh chồi trong khoảng thời gian dài

Stimart và cộng sự (1980) thu nhận chồi tái sinh từ mô sẹo của Lilium nuôi cấy trên môi trường trong vòng 3 năm Mô sẹo của Solanum nigrum (Mandal và Gadgil, 1979) và Lavendula angustifolia (Webb và cộng sự, 1984) vẫn còn khả

năng phát sinh hình thái trong ít nhất là 2 năm, mô sẹo của Ngô và Yến mạch có thể lưu trữ ñược tính năng này trong vòng 18 tháng (Rice và cộng sự, 1979) Tuy nhiên, thời gian nuôi cấy quá lâu hay là cấy chuyền quá thường xuyên thì khả năng tái sinh thường giảm Lý do cho khả năng mất tính tái sinh này vẫn còn chưa ñược xác ñịnh rõ và khác nhau tùy trường hợp

1.2.2.5 Mật ñộ nuôi cấy

Mật ñộ nuôi cấy tối thiểu ñể tạo ra các tế bào hay mô phát triển in vitro ñã

từng ñược ñề cập trước ñây Bên cạnh sự ảnh hưởng tới sự phát triển tế bào, mật

ñộ nuôi cấy cũng ñược cho rằng ảnh hưởng ñặc biệt tới sự phân hóa tế bào, sự tái sinh hay sự nhân chồi

Khi nuôi cấy huyền phù tế bào Cà rốt, cả số lượng phôi soma hình thành và

cả trạng thái phát triển tế bào khi ở giai ñoạn phôi ñược coi là phụ thuộc vào số lượng tế bào khi bắt ñầu nuôi cấy Khi tiến hành làm loãng dịch nuôi cấy thì kết quả là sự gia tăng các tế bào vô ñịnh hình Không chỉ thể hiện ở số lượng phôi hình thành ít hơn mà những phôi hình thành có kích thước nhỏ hơn và sinh trưởng chậm hơn (Halperin, 1967) Hari (1980) chỉ ra rằng những tế bào không thể hình thành dạng phôi hoàn chỉnh ở tại mật ñộ nuôi cấy quá cao hoặc quá thấp

ðiều này càng khẳng ñịnh bằng nhiều nghiên cứu khác ở Cà rốt, khi mật ñộ nuôi

bào mặc dù ñiều kiện môi trường hoàn toàn tối ưu cho quá trình phát triển (McCabe và cộng sự, 1997)

Ảnh hưởng của mật ñộ mẫu cấy ñược công bố bởi Pierik và Steegmans

(1972) Khi gieo 10 hạt giống của cây Lan Cattleya vào trong bình tam giác chứa

môi trường lỏng, hình thành protocorm và cây con, nhưng không có protocorm nào ñược sinh ra khi chỉ gieo hai mẫu vào trong một bình Tương tự, các chồi bên của cây Măng tây trên môi trường MS tạo nhiều chồi và rễ hơn khi số lượng chồi ban ñầu ñưa vào binh nuôi nhiều Ảnh hưởng này ñược cho là một loại chất nào

ñó khuếch tán vào trong môi trường từ mẫu cấy, bởi quá trình sinh trưởng có thể ñược kích thích theo cùng một kiểu ở mật ñộ nuôi cấy thấp hơn bằng cách bổ

sung auxin và cytokinin (Matsubara và Clore, 1974)

1.2.2.6 Các chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật

Auxin Auxin ñược tổng hợp chủ yếu ở ñỉnh sinh trưởng ngọn, từ ñó vận chuyển ñến các cơ quan khác nhau theo hướng gốc Ngoài ñỉnh sinh trưởng ngọn, auxin còn ñược tổng hợp một phần ở các cơ quan còn non như lá non, chồi non, quả non

• Auxin ở dạng tự do: là dạng có hoạt tính sinh học Chúng tồn tại ở ñỉnh sinh trưởng ngọn, sau ñó rồi ñến chồi bên, ñầu rễ và cơ quan non Càng xa ñỉnh sinh trưởng nồng ñộ auxin tự do càng giảm dần Dạng auxin tự do chủ yếu trong cây là IAA Auxin tự do trong cây chiếm một tỷ lệ rất thấp Nhiều tài liệu ñã công bố hàm lượng auxin tự do trong cây chiếm khoảng 5% auxin tổng số

• Auxin dạng liên kết: là dạng auxin chủ yếu trong cây Hàm lượng của dạng liên kết này có thể chiếm trên 90% lượng auxin có trong cây IAA có thể liên kết với rất nhiều các hợp chất khác nhau nên chúng không có hoạt tính sinh học hoặc có hoạt tính sinh học rất thấp Tuy nhiên, chức năng của auxin liên kết trong cây hết sức quan trọng Chúng là nguồn dự trữ auxin trong cây và cũng là dạng auxin vận chuyển chủ yếu trong cây Vì vậy, sự biến ñổi thuận nghịch của IAA tự do và IAA liên kết dưới tác nhân kích thích của môi trường góp phần ñiều chỉnh sự cân bằng auxin trong cây và do ñó ñiều chỉnh quá trình sinh trưởng của cây

Auxin ñược tổng hợp trong ñỉnh ngọn và từ ñó vận chuyển xuống các cơ quan phía dưới Sự vận chuyển của auxin trong cây có tính phân cực rõ rệt, theo hướng gốc, tức là từ ngọn xuống rễ mà không vận chuyển ngược lại

Trong cây nguyên vẹn, auxin liên quan ñến sự phân chia tế bào, sự hình thành mô sẹo (trong suốt quá trình mẫu bị tổn thương và cảm ứng vết thương), và

sự hình thành rễ bất ñịnh Ngoài IAA là auxin tự nhiên phổ biến nhất, những auxin tổng hợp cũng ñược sử dụng phổ biến như IBA, NAA, 2,4-D

IAA là loại auxin không ổn ñịnh nhất trong các auxin, nó dễ dàng bị phân hủy bởi ánh sáng và bị oxy hóa Tính không ổn ñịnh này làm IAA không ñược sử dụng nhiều trong nuôi cấy mô thực vật 2,4-D là auxin có hoạt tính khá mạnh và nồng ñộ cao có thể gây ñộc

Bất cứ auxin nào cũng có thể ñược dùng nhưng cũng thường gặp các ñột biến phát sinh, ví dụ 2,4-D thường liên quan tới các ñột biến kiểu gene và mất khả năng tái tạo rễ

Cytokinin

Rễ là cơ quan tổng hợp cytokinin Từ rễ cytokinin ñược vận chuyển lên các

bộ phận trên mặt ñất Cytokinin ñược tổng hợp mạnh nhất ở giai ñoạn cây con

Cytokinin phân bố nhiều ở những nơi có hoạt ñộng trao ñổi chất và sinh trưởng mạnh, chồi non càng nhiều thì hàm lượng cytokinin càng cao

Cytokinin tồn tại ở trong cây dưới dạng tự do có hoạt tính sinh học và dạng liên kết không có hoạt tính sinh học hoặc hoạt tính yếu

Hiệu quả sinh lý của cytokinin: giãn nở của tế bào, sự phân hóa chồi, sự hóa trẻ

Trong cơ thể thực vật thì cytokinin liên quan ñến sự phát triển các búp chồi

và sự phát triển, trưởng thành của lục lạp Các cytokinin tự nhiên dùng trong nuôi cấy mô có thể kể ñến là Zeatin, 2-iP TDZ là một cytokinin tổng hợp ñược dùng xuyên suốt trong quá trình nuôi cấy mô

Tỷ lệ giữa auxin và cytokinin thường ảnh hưởng trực tiếp ñến quá trình phát sinh cơ quan:

 Auxin : cytokinin > 1 kích thích tạo rễ

 Auxin : cytokinin < 1 kích thích tạo chồi

 Auxin : cytokinin = 1 kích thích tạo mô sẹo

1.2.2.7 Sự phân cực

và ñồng thời duy trì một ñiện thế trong các mô (dương ở phía ngọn, âm ở phía gốc lá), duy trì và củng cố dòng vận chuyển auxin (Raven, 1979) Khi tách các

mô chồi và rễ thì tính có cực này bị khử, nhưng trong quá trình nuôi cấy thì tính

có cực của tế bào ñược khôi phục lại, thường là khoảng 4 – 6 giờ ở rễ và 12 – 16 giờ ở trụ trên lá mầm cây ñậu (Hanson và Trewavas, 1982)

Gradient tái sinh Thường thấy khi cắt một cơ quan hoàn chỉnh thành nhiều phần thì các ñoạn cắt này thể hiện khả năng tái sinh theo chiều hướng khác nhau Tùy theo sự hình thành nhiều ít các bộ phận bất ñịnh mới mà ta có thể xác ñịnh ñược gradient tái

sinh của mẫu Liu và Burger (1986) quan sát sự tái sinh chồi của hoa Lilium

longiflorum thì thấy sự hình thành của một gradient tái sinh Mẫu cấy thu từ phần

gần nhất của ñế hoa tạo chồi với số lượng lớn nhất (gấp 5 lần so với các ñoạn cắt gần nó), ñặc biệt nếu nó ñược ñặt úp trên môi trường nuôi cấy

Tính có cực của mẫu cấy Cách ñặt mẫu ñóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình tái sinh ðoạn

cắt mẫu lá của Gastaria và Haworthia tạo nhiều phôi soma hơn khi ñặt thẳng

ñứng (vuông góc) với môi trường nuôi cấy (Beyl và Sharma, 1983) Trong khi mẫu lá non từ giống Dâu tây ‘Redcoat’ lại có khả năng sinh ra nhiều chồi bất ñịnh hơn khi mặt bụng (so với mặt lưng) của mẫu cấy lá tiếp xúc với môi trường nuôi cấy (Nerha và cộng sự, 1988), những kết quả tương tự thu ñược với mẫu cấy

lá của Malus domestica và Malus pumila Welander (1988) lý giải ñiều này, bên

cạnh tính có cực, trong các nghiên cứu này thì dường như bề mặt trên của lá phản ứng tốt nhất với môi trường dinh dưỡng khi chứa những tế bào không ngừng lớn lên và phân chia

Các chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật và sự vận chuyển có cực

Sự phân cực tái sinh một phần cũng do sự di chuyển của các chất ñiều hòa sinh trưởng có trong mẫu cấy, ñặc biệt là sự di chuyển hữu cực (ví dụ như từ ñỉnh chồi ñi xuống các phần dưới) của IAA Kiểu di chuyển có cực này không rõ ràng

ở những mẫu cấy nhỏ, ñiều này phần nào giải thích ñược tạo sao các mẫu cấy có kích thước nhỏ thì sự tái sinh phân cực không ñược quan sát (Thakur và Ganapathi, 1978) Sự bổ sung auxin và cytokinin vào môi trường nuôi cấy có thể tăng cường tính phân cực của mẫu cấy, kích thích tái sinh hoặc dẫn tới sự biến mất hay ñảo ngược xu hướng phân cực

Sự ñảo ngược và biến mất của quá trình phân cực khi có mặt các chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật ñược ñưa ra bởi nghiên cứu của Margara (1969) trên cây Súp lơ, Nho và Thu Hải ðường Trên môi trường không có chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật, cuống lá cây Súp lơ tạo ra chồi và rễ ở vùng gần ñiểm cắt, nhưng tính có cực này bị phân hủy khi bổ sung 1,9 mg/l NAA vào môi trường, khi ñó trên bề mặt mẫu cấy ñều hình thành các rễ bất ñịnh Trái lại, khi thêm vào môi trường nuôi cấy 2,3 mg/l BA thì tất cả các mẫu cấy ñều phát sinh chồi Sự hình thành chồi ở cuống hoa Nho cũng ñược quan sát khi nuôi cấy trên môi trường có nồng ñộ thấp auxin và cytokinin, nhưng hiện tượng này không ñược rõ ràng khi nồng ñộ các chất ñiều hòa sinh trưởng tăng (Margara và Leydecker, 1969) Nuôi

cấy không có chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật, mẫu lá Begonia rex tái sinh rễ

bất ñịnh ngay ở cuối ñường gân lá dài nhất, nhưng khi có mặt 5 mg/l Kinetin thì quá trình tái sinh cơ quan không diễn ra (Schraudolf và Reinert, 1959)

Sự tương tác giữa chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật và tính có cực tự nhiên của mẫu cấy rất phức tạp Trong các nghiên cứu của Bigot và cộng sự (1977), các mẫu cấy từ trụ dưới lá mầm cây Cà chua có xu hướng tạo thành lượng lớn chồi hơn khi chúng ñược lấy càng gần phần rễ Vùng trụ dưới lá mầm thể hiện khả năng tái sinh cao nhất, khác nhau tùy thuộc giống cây và loại chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật có trong môi trường nuôi cấy

Trong nhân giống in vitro thực vật phương pháp lớp mỏng tế bào là một

trong những phương pháp quan trọng góp phần nâng cao năng suất, chất lượng mùa màng, khi ñược sử dụng kết hợp với các kỹ thuật khác Bởi vì kĩ thuật này cho phép nhân giống một số lượng lớn một số loài hoa bằng cách tác ñộng lên một số mô hay tế bào chuyên biệt, hoặc tạo ra một cơ quan ñặc biệt trong nuôi

cấy in vitro

Thực vật có những ñặc ñiểm nổi bật là có thể tái chương trình biệt hóa sự phát triển của cơ thể và có khả năng xây dựng quá trình phân chia chức năng mới (mô sẹo, rễ, chồi, phôi soma và hoa), mẫu phát sinh hình thái mới Trong trường hợp hình thành cấu trúc mới là chồi và phôi soma, cá thể mới có thể hình thành

mà không cần quá trình giảm phân và sinh sản hữu tính sự phát triển bên trong thực vật ñược kiểm soát về không gian và thời gian trong một mạng lưới các ñơn

vị khác nhau: cơ quan, mô, tế bào Nếu như có sự thay ñổi trong mạng lưới này thì sự ức chế ở mức cá thể có thể xảy ra Khái niệm về phương pháp TLC là cô

lập tế bào từ mạng lưới ức chế và tái chương trình chúng bằng nuôi cấy in vitro

(Nhựt và cộng sự, 2003)

Hệ thống TLC bao gồm các mẫu mô có kích thước nhỏ ñược thu nhận từ các cơ quan khác nhau của thực vật (thân, rễ, lá, cụm hoa, chồi hoa, các cơ quan của hoa, lá, mầm, mô phân sinh, ñỉnh sinh trưởng hoặc phôi)

Khi thu nhận theo chiều dọc của mẫu là lTCL (longitudial TCL), khi thu nhận theo chiều ngang mẫu gọi là tTCL (transverse TCL) Các mẫu lTCL (1 mm

x 0,5 mm hay 10 mm) bao gồm chỉ một dạng mô như một lớp ñơn các tế bào biểu

bì (có thể ñược bóc khỏi cơ quan) hoặc là vài lớp (3 – 6) tế bào biểu bì, trong khi các mẫu tTCL (0,2 – 0,5 mm hay dày vài mm) bao gồm một số lượng nhỏ các tế bào thuộc các dạng mô khác nhau như: biểu bì, vùng thượng tầng, bó gỗ, bó mộc

và các tế bào nhu mô (Tran Thanh Van và Gendy, 1996) Ngoài ra, còn có hệ thống TCL chỉ dày vài micromete phải dùng máy vi phẫu ñể cắt (Lee-Stedlemamn và cộng sự, 1989) nhưng với kích thước này mẫu dễ bị nhiễm khuẩn hoặc chết

ðặc trưng của lTCL và tTCL là chúng rất mỏng, nghĩa là một mẫu cấy có càng ít tế bào càng tốt ðặc ñiểm mỏng này là một trong những ñiều quan trọng

các phân tử ñánh dấu (mazrkers) của quá trình biệt hóa có thể ñịnh vị in situ

trong các tế bào mục tiêu hay trong tế bào cảm ứng Quá trình ñịnh vị này cho phép giới hạn các tế bào cảm ứng không mong muốn (Tran Thanh Van, 2003)

Trong quá trình cắt mẫu làm mô thực vật bị thương, nhiều enzyme hay polysaccharide sinh ra rất cần cho quá trình cảm ứng sự sinh trưởng và phát triển của thực vật (Tran Thanh Van và Mutaffschiew, 1990) Lý do cơ bản ứng dụng một vài tế bào trong hệ thống TCL là vì chúng có mối liên hệ mật thiết với các tế bào bị thương (nơi xảy ra sinh tổng hợp cấu tạo vách tế bào và là nơi phóng thích oligosaccharide) và chất dinh dưỡng cùng với các yếu tố khác của môi trường

“kiểm soát” sự phát sinh hình thái

Một hệ thống ña bào như hệ thống TCL mang sự tổ chức không gian/thời gian của cơ thể ban ñầu Khác với khi sử dụng một tế bào ñơn hay thậm chí tế bào trần, sau khi tách chúng tạo nên vách tế bào và hình thành nên cụm tế bào với

tổ chức không gian/thời gian khác biệt với tổ chức trước khi tiến hành quá trình tách ra từ mô hay cơ quan cho (Tran Thanh Van, 1973)

Việc giảm số lượng tế bào trong phương pháp lớp mỏng tế bào có ý nghĩa rất quan trọng ñến quá trình phát triển hoặc các chương trình biệt hóa mô, cơ quan Các chương trình biệt hóa có thể thay ñổi từ việc biến ñổi mối tương quan giữa cơ quan/mô nuôi cấy với kích thước khác nhau khi nuôi cấy trên môi trường

có cùng tính chất Lớp cắt dọc 0,5 x 1 x 10 mm ñược dùng phổ biến và các dạng phát sinh hình thái mong muốn có thể tạo ñược qua việc ñiều khiển mức ñộ tác ñộng của các nhân tố ngoại sinh

Bên cạnh ñó, khoảng thời gian của quá trình phát sinh hình thái xuất hiện tương ñối ngắn (trung bình khoảng 14 ngày sau khi cấy), với tần số cao (gần 100% mẫu có phản ứng) Tỷ số giữa số lượng tế bào ñáp ứng với tổng số tế bào

hiện diện trên mẫu TCL cao Ví dụ như trêm một mẫu lTCL của Nicotiana

tobacum (1 mm x 10 mm bao gồm 3 – 6 lớp tế bào biểu bì, thu nhận từ cánh hoa), các cơ quan sau ñược biệt hóa trực tiếp trên bề mặt của TCL (mà không trải qua quá trình mô sẹo trung gian):

− 50 hoa trong chương trình tạo hoa

− 500 – 700 chồi trong chương trình tạo chồi

− 15 – 20 rễ trong chương trình tạo rễ

− Diện tích tiếp xúc của mẫu với môi trường lớn nên mẫu dễ dàng hấp thụ các chất dinh dưỡng từ môi trường

− Dễ ñịnh vị vùng cho phản ứng do chỉ có một lớp mỏng tế bào

− Lượng phytohormone nội sinh trong mẫu thấp vì thế các chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật dễ tác ñộng lên mẫu

− Mẫu nuôi cấy ñồng nhất và nhanh chóng trả lời các cảm ứng

− Tần số phát sinh các cơ quan, việc hình thành phôi thấp

− Tạo ra thực vật hoàn chỉnh, ít bị biến ñổi

− Không xảy ra sự tương tác giữa các cơ quan với toàn bộ cơ thể thực vật

− Nhanh chóng ñạt kết quả trong thời gian ngắn

Các tính chất khác mong muốn có ñược trong phương pháp nuôi cấy lớp mỏng tế bào: sự ñồng nhất về sinh lý, di truyền và có thể ứng dụng phương pháp lớp mỏng tế bào cho mọi thực vật

TCL cho phép tái sinh thành một cơ quan chuyên biệt dưới một số ñiều kiện như:

− Môi trường ñược kiểm soát chặt

− Chất ñiều hòa tăng trưởng ngoại sinh ñược ñưa vào trong môi trường nuôi cấy

− Bổ sung các chất khác vào môi trường

Hệ thống TCL là một hệ thống ñơn giản, một mô hình tốt ñể nghiên cứu lãnh vực cơ bản hay nghiên cứu vào chuyển gene và tái sinh TCL ñược sử dụng ñển nghiên cứu quá trình cảm ứng tạo phôi, tạo cơ quan ở một số lượng lớn các loài thực vật TCL còn là một phương pháp hiệu quả ñể nhân giống một số lượng lớn thực vật hoặc cơ quan với những tính trạng mong muốn, quy mô rộng, hiệu

quả kinh tế cao ðây còn là hệ thống có thể làm thay ñổi ñặc tính khó tái sinh in

vitro ñối với cây rừng, cây thân gỗ, cây một lá mầm

Tuy nhiên, ñiều kiện môi trường lý tưởng phù hợp cho sự tồn tại của mẫu TCL phụ thuộc vào loài và ñòi hỏi phải thử nghiệm lại tất cả các ñiều kiện, hệ

thống nuôi cấy in vitro gồm các chất ñiều hòa sinh trưởng, chất dinh dưỡng, ánh

sáng, sự thẩm thấu, nhiệt ñộ (Tran Thanh Van, 1980)

khác nhau trong ñiều kiện chiếu sáng liên tục ở 3240 lux, 24 – 270C, ñộ ẩm 50%

(Tran Thanh Van, 1980, 1981, Tran Thanh Van và Trinh, 1996) Trạng thái hoa

có thể thay ñổi sang trạng thái sinh dưỡng bằng cách bổ sung vào môi trường oligosaccharide (thành phần của vách tế bào), oligosaccharide phóng thích các chất ñiều sinh trưởng trong nghiên cứu hệ thống TCL (Tran Thanh Van và cộng

sự, 1985) hoặc từ sự thay ñổi pH có thể hoạt hóa như dấu hiệu phân tử

Như vậy, ngoài việc tất cả các cơ quan và mô sẹo phát sinh từ lớp biểu bì còn có yếu tố khác kiểm soát sự phát sinh hình thái từ hệ thống TCL có thể thực hiện là ñiều khiển ánh sáng, nồng ñộ ñường, oligosaccharide, thành phần ion trong môi trường nuôi cấy và ñộ pH (Cousson và Tran Thanh Van, 1992)

Cây hoa Lily

Lily là một trong những loài hoa cắt cành ñẹp có giá trị và ñang nhanh chóng trở thành loài hoa xuất khẩu quan trọng Tuy nhiên phương pháp nhân giống vô tính Lily bằng vảy củ, cũng như hệ thống vi nhân giống không mang lại hiệu quả cao ðiều này ñã thúc ñẩy mạnh các nghiên cứu sau về hệ thống TCL trên cây hoa Lily như một công cụ và giải pháp nhằm khắc phục các nhược ñiểm

Chính tính sâu sắc của nghiên cứu này cùng với sự thành công trong tất cả các chương trình phát sinh hình thái trên cây hoa Lily, chúng ñã ñược sử dụng như một hệ thống mẫu

Cây hoa Cúc

Hệ thống TCL cũng ñược sử dụng trong các nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiều thành phần bổ sung vào môi trường như nguồn carbon, chất kháng sinh, chất ñiều hòa sinh trưởng, các ñiều kiện ảnh hưởng ñến khả năng tái sinh và phát sinh hình thái trên cây hoa Cúc Sự tái sinh rễ, chồi và phôi soma ñã ñạt ñược khi nuôi cấy các tTCL của ñốt thân cây hoa Cúc trên các môi trường khác nhau (Teixeira da Silva và Fukai, 2003)

3.1.1 Cây hoa Thu Hải ðường

Nhóm Begonia là một trong các nhóm lớn nhất trong các loại cây cảnh Có

rất nhiều loài ñược phát hiện, có vô số các loài cây lai khác nhau Cây Thu Hải ðường ñầu tiên ñược ñưa vào nước Anh năm 1777 Từ ñó ñến nay, ñã có rất nhiều giống Thu Hải ðường mới ñược tạo ra với vô số màu sắc rực rỡ ở hoa và

lá

Sự phân bố của cây Thu Hải ðường có tính chất khu vực Thu Hải ðường ñược phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt ñới và cận nhiệt ñới như ở vùng Trung và Nam Mĩ, Châu Á và Châu Phi Nó ñược trồng trong vườn, trong chậu trong giỏ treo có dáng lá và hoa ñẹp

Trong tự nhiên, cây Thu Hải ðường thích hợp với loại ñất có tính acid nhẹ

ẩm, có bóng râm, ở sườn ñồi, nói chung là nơi có khả năng thoát nước cao và có

ñộ ẩm lớn ðộ pH của ñất từ 5,5 – 6,5

Hiện nay người ta tạm chia Begonia thành các nhóm nhỏ sau: Rex begonia,

Cane begonia , Semperfloens bengonia, Tuberous begonia, Trailing begonia và

3.1.1.2 ðặc ñiểm hình dạng của cây Thu Hải ðường

Cây hoa Thu Hải ðường thuộc cây thảo mọng nước Thường màu hồng, lá

có phiến lá lệch rất rõ ở gốc, cụm hoa sim hai ngả, cuống dài

Hoa ñơn tính, không ñều, cùng gốc Hoa ñực có 2 – 5 lá ñài bé và hai tràng lớn xếp chéo chữ thập; nhị nhiều, rời hoặc hơi hợp thành ống Bộ nhụy thường gồm ba lá, noãn hợp thành bầu hạ một ô; vòi rời, ñỉnh vòi thường chẻ ñôi Quả nang có ba cánh thường phát triển lệch

3.1.1.3 Giá trị kinh tế của cây hoa Thu Hải ðường

Rất nhiều loài Thu Hải ðường ñược trồng làm cảnh vì có lá và hoa rất ñẹp với nhiều màu sắc sặc sỡ như: ñỏ, trắng, vàng, cam, hồng… Ở nước ta có 45 loài cây mọc tự nhiên và nhập nội ñược phân bố cả ba miền

Ngoài ra, loài hoa này còn là nguồn thực phẩm và dược phẩm: trong loài cây này có hàm lượng fructose cao nên ñược sử dụng như nguồn gia vị ở Philippines và Brazil Ở Trung Quốc, Indônêxia, Brazil, lá Thu Hải ðường ñược dùng như rau ăn tươi Một số giống Thu Hải ðường có tác dụng như là một nguồn dược liệu tự nhiên dùng thanh nhiệt, giải ñộc, trị ho ra máu, giảm ñau, chữa tê bại, di chứng sau bệnh viêm màng não, thuốc xổ, thuốc mê, chống ung thư

3.1.1.4 Một số nghiên cứu in vitro trên cây hoa Thu Hải ðường

Các phần khác nhau của cây như lá, cuống lá, thân hay cụm hoa ñược sử dụng trong vi nhân giống trong ñó các phiến lá ñược xem là nguồn mẫu thích hợp nhất bởi vì chúng có thể tái sinh ñược nhiều chồi giúp nhân giống số lượng lớn

Môi trường MS ñược chọn là môi trường thích hợp nhất và phổ biến ñể nuôi cấy

mô Begonia Welander (1977) ñã nhân giống từ mẫu cấy là chồi ñỉnh trên môi

trường Welander (1974) có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 1 mg/l BA

Hakkaart và Versluijs (1984) ñã giới thiệu việc nuôi cấy chồi ñỉnh của

giống Elatior begonia giúp hạn chế sự nhiễm khuẩn, Elatior begonia có giai ñoạn

ngủ ngắn vào mùa xuân và mùa hè hơn so với giai ñoạn mùa ñông Mặc dù những cây mẹ ñã nhiễm bệnh nặng nhưng khi nuôi cấy chồi ñỉnh với kích thước

0,15 mm thì có thể tạo ñược các cây con in vitro sạch bệnh trên môi trường nuôi

iP, 90 g/l sucrose và 8 g/l agar

Takayama và Misawa (1981) ñã thu ñược cây con khi nuôi cấy mẫu lá trên

thời gian cần thiết ñể chuyển mẫu từ nuôi cấy in vitro sang môi trường ex vitro là

Nakano và cộng sự (1999) ñã thu ñược chồi bất ñịnh dài khoảng 10 mm,

với tỷ lệ là 8 – 9 chồi trên một mẫu cấy từ mẫu cấy lá của Begonia tuberous nuôi

cấy trên môi trường MS có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 1 mg/l BA Có thể nhân nhanh chồi một cách hiệu quả bằng phương pháp nuôi cấy lắc trên môi trường tạo chồi có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 1 mg/l BA Các chồi ra rễ trên môi trường 1/2MS có 0,1 mg/l NAA và 8 g/l agar có thể tạo cây hoàn chỉnh

Mẫu cấy có nguồn gốc từ cuống lá cũng ñược xem là nguồn vật liệu tốt tương ñương với mẫu có nguồn gốc từ lá (Bigot, 1981)

Mikkelsen và Sink (1978) ñã nuôi cấy cuống lá (5 mm) trên môi trường MS

có bổ sung 0,05 mg/l NAA, 1,8 mg/l BA, 90 g/l sucrose và 8 g/l agar ñể tái sinh

số lượng lớn các cây trong vòng 16 tuần

Bigot (1981) ñã nuôi cấy lá (7 mm), cuống lá (10 mm), ñoạn thân (10 mm), cụm hoa trên môi trường MS có bổ sung từ 0,54 – 2,2 mg/l NAA, 4,9 – 14,7 mg/l 2-iP, 90 g/l sucrose và 8 g/l agar cho thấy rằng mẫu lá và cuống lá có sự tái sinh tốt nhất

Imelda (1983) ñã ñạt ñược sự tái sinh chồi tối ưu trên môi trường MS có bổ

ở nồng ñộ 0,1 mg/l mà không cần sự tham gia của cytokinin (BAP và 2-iP) ñược xem là tốt nhất, sự tạo chồi bất ñình nhiều nhất ở các mẫu cuống lá trên môi trường có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 0,5 mg/l BA nhưng hạn chế sự sinh trưởng của chồi Nếu dùng nồng ñộ BA thấp hơn (0,1 mg/l) thì cho chồi ít hơn nhưng kích thích sự tăng trưởng của chồi (Simmonds, 1984) ðối với môi trường bán rắn có nồng ñộ BA thấp (0,1 mg/l) thì cho chồi có kích thước dài hơn so với nồng

ñộ BA cao (0,5 mg/l) Tanimoto và Kagi (1984) ñã nuôi cấy chồi và mẫu cuống

lá của giống Schwabenland Red in vitro trên môi trường MS lỏng có chứa các giá

thể khác nhau, các cây con ñược nuôi cấy trên các giá thể vermiculite, sợi polyester, cát và phenol resin

Khoder và cộng sự (1981) ñã nuôi cấy ñỉnh thân (stem apices), thân và

mg/l, 0,1 mg/l NAA, 2 mg/l BA và 90 g/l sucrose và ñã thu ñược một số lượng lớn cây con trong 7 tháng

Takayama và Misawa (1982) ñã ñề nghị một mô hình nhân sinh khối bằng

kỹ thuật nuôi cấy lắc và bình nuôi cấy ðể ñạt ñược mục ñích tái sinh chồi một cách hiệu quả, mẫu cấy ñược cắt từ lá non có ñường kính 3 – 4 cm và cắt thành từng mẫu có kích thước 7 x 7 mm và sau ñó cấy vào môi trường MS có bổ sung 1 mg/l NAA, 3 mg/l BA, 30 g/l sucrose và 8 g/l agar Có khoảng 150 – 200 chồi trên một mẫu cây sau 30 ngày nuôi cấy nhưng kích thước của chúng tương ñối nhỏ vì vậy người ta ñề xuất sử dụng hệ thống nuôi cấy lắc bằng cách ñặt các bình tam giác có thể tích 300 ml chứa khoảng 30 – 50 ml dung dịch môi trường có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 90 g/l sucrose tiến hành lắc với tốc ñộ 180 vòng/phút dưới ñiều kiện chiếu sáng liên tục Bằng phương pháp này, cấy chuyền lặp lại thì có thể thu ñược từ 10 – 14 chồi hoặc nhiều hơn trên một mẫu lá non có kích thước 7

trong nuôi cấy lỏng sẽ kích thích sự phát triển của chồi nhưng khả năng ra rễ của những chồi này lại không tốt, do ñó khả năng tạo ra các cây con hoàn chỉnh ña phần bị giảm ñi

Khi nuôi cấy mẫu lá và mẫu cuống lá của giống Begonia tuberous lai trên

môi trường MS có bổ sung 0,1 mg/l NAA và 1 mg/l BA, Nakano và cộng sự (1999) ñã thu ñược những chồi bất ñịnh có kích thước trên 10 mm (8 – 9 chồi/mẫu) Chồi ñược nhân lên một cách hiệu quả bằng nuôi cấy lắc các chồi (tạo

sự tăng trưởng của chồi thì ñược kích thích khi nuôi cấy lắc không có bổ sung chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật ðể thu ñược cây con, ta cấy các chồi vào môi trường tạo rễ (1/2MS, 0,1 mg/l NAA và 8 g/l agar) Các cây con thu ñược có khả năng ra hoa bình thường không có sự biến ñổi nào về hình thái

Năm 2003, Jaime A, Teixeira da Silva và cộng sự ñã tiến hành nghiên cứu

hệ thống TCL trong công nghệ vi nhân giống loài Begonia rex trên môi trường

chứa 1% sucrose, 10 g/l agar, 0,1 mg/l BA và 0,05 m/l NAA trong chương trình tạo rễ

Mendi và cộng sự (2009) ñã nghiên cứu khả năng tái sinh chồi trực tiếp của

loài Begonia tuberus trên môi trường MS cơ bản có bổ sung các loại chất ñiều

hòa sinh trưởng khác nhau Kết quả tốt nhất ñạt ñược trên môi trường MS bổ sung 0,5 BA và 0,5 NAA với tỷ lệ tái sinh 70%

Khi 1 – 6 lớp tế bào biểu bì và những tế bào nhu mô dày ở dưới thu nhận từ gân lá chính của các lá ñược nuôi cấy trên môi trường MS có bổ sung 1% sucrose

và 10 g/l agar sẽ cho:

− Sự tái sinh chồi khi cho thêm 0,2 mg/l BA

− Sự tái sinh rễ khi thêm 0,09 mg/l NAA

− Sự thành lập nhiều tế bào lông khi thêm 0,02 mg/l NAA

Chương trình phát sinh hình thái mới này diễn ra sau 6 ngày nuôi cấy, tiêu biểu cho một trong những loại biệt hóa ñơn giản nhất (Chlyah và Tran Thanh Van, 1975)

Torenia, Wisihsbone Flower và Bluewings là các tên thường gọi của các loài hoa Torenia (T fourwieri, T concolor, T xhybrida và T asiatica) Torenia là loại cây hai lá mầm, thân thảo lâu năm Torenia còn ñược gọi là mắt biếc hay mắt

nai, có nguồn gốc từ châu Á và châu Phi, ñược ưa chuộng bởi cánh hoa mềm mại, xinh xắn, dễ trồng, dễ chăm sóc

3.1.2.1 Vị trí phân loại

3.1.2.2 ðặc ñiểm hình dạng của cây hoa Torenia

Có thể mô tả hình dạng của Torenia như sau (Gilman và Howe, 1999):

Thân: màu xanh, cao từ 15 – 35 cm, thường mọc thẳng, một số loài mới

vài loài mới, chấm này có thể bị mất ñi, toàn bộ bông hoa chỉ có một màu

Torenia fournier là một loài hoa xinh xắn, dễ thương và ña dạng màu sắc

T fournieri còn có tên thông thường là Wishbone Flower xuất phát từ hình dạng

của nhị hoa Nhìn từ ngoài vào, hai nhị hoa tạo nên một hình dạng như chiếc

xương ñòn của chim, còn có tên khác rất hay là Bluewings có lẽ là do vẻ ñẹp của

những cánh hoa và màu sắc truyền thống của loài hoa này ðây là loài cây khá dễ

3.1.2.3 Giá trị kinh tế của Torenia

Torenia có vẻ như là một cái tên còn khá xa lạ với người Việt Nam Thực ra loài hoa này ñã có mặt rất lâu ở nước ta Việt Nam có thể coi là một trong những

Ở nước ta hoa ñược gọi là mắt biếc hay mắt Chúng ta chưa quan tâm ñến loài hoa này nhiều có lẽ vì nó khá giống với cây cỏ bình thường Gần ñây, Torenia ñã xuất hiện ở một số vùng của thành phố Hồ Chí Minh dưới dạng trồng chậu và trồng dọc ñường ñi

Trên thế giới, ñây là một mặt hàng buôn bán khá phổ biến (chủ yếu là buôn bán bằng hạt) Nhân giống bằng hạt tiện lợi và gọn nhẹ nhưng tỷ lệ nảy mầm không cao và khó kiểm soát ñược màu sắc của hoa ðể ñáp ứng nhu cầu thị trường nhiều giống hoa mới ñã ñược tạo ra không chỉ bằng kỹ thuật nhân giống truyền thống mà còn bằng kỹ thuật hiện ñại như nuôi cấy mô, gây biến dị và ñột biến, chuyển gene

Ngày nay, Torenia cũng phong phú về màu sắc và hình dạng như bất kỳ loài hoa nào ñược ưa chuộng

Trong họ Torenia, T fourwieri là loài ñược ưa thích nhất vì màu sắc ña

dạng và dễ chăm sóc, thích hợp cho nhiều mục ñích khác nhau Một vài loài trong chi này mới ñược du nhập vào Việt Nam trong thời gian gần ñây, ñược trồng như cây cảnh trong vườn Các tên gọi chung như Tô liên, cỏ Hồ ñiệp (internet)

3.1.2.4 Một số nghiên cứu in vitro trên cây hoa Torenia

Chlyah là người ñầu tiên nghiên cứu sâu sắc và tỷ mỷ về sự phát sinh chồi trên nhiều ñối tượng thực vật trong ñó có cây Torenia Ông cùng các cộng sự ñã tiến hành các nghiên cứu về mô học, sinh lý học, cơ chế của sự tạo chồi, góp phần không nhỏ vào những kiến thức về sự phát sinh chồi trên ñối tượng là thực vật nói chung (Chlyah và cộng sự, 1974)

Về sự phát sinh cơ quan, Kamada và Harada lại khảo sát ảnh hưởng một vài chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật và acid amine lên khả năng hình thành cơ quan của Torenia Từ mẫu cấy là ñốt thân, dưới tác dụng của các chất ñiều hòa sinh trưởng thực vật và acid amine có thể phát sinh mô sẹo, chồi và rễ (internet 2)

Năm 1994, Tanimoto và Suei Shi sử dụng cây nguyên vẹn nảy mầm từ hạt

ñể tạo chồi bất ñịnh cho thấy khả năng phát sinh chồi không cần vết thương của

T fournieri

Ngay từ năm 1971, Chlyah và Tran Thanh Van đã nghiên cứu sự ra hoa trong ống nghiệm của Torenia

Năm 1973, một lần nữa Chlyah khảo sát sự ra hoa (cùng nhiều quá trình

phát sinh cơ quan khác) trên đối tượng là T fournieri

Năm 2005, Nhựt và cộng sự đã khảo sát sự ra hoa trong ống nghiệm trên đối tượng là T fournieri

Năm 1981, Tanimoto và Harada đã khảo sát ảnh hưởng của đường, khống

và một vài chất điều hịa sinh trưởng thực vật đối với sự ra hoa in vitro của cây,

sử dụng mẫu cấy là đốt thân Hoa in vitro cịn cĩ thể tạo từ mẫu cấy ban đầu là

Gần đây người ta đã sử dụng thành cơng kỹ thuật chuyển gene để thay đổi màu hoa Aida và cộng sự (2000a) chuyển gene Dihydroflavonol – 4 – reductase (DFR) hay Chalcone synthase (CSH) vào Torenia để cho nĩ ra hoa cĩ màu khác bình thường: màu sáng hơn ở cả tràng hoa hay chỉ cĩ phần ống tràng hoa cho màu sáng nổi bật

Suzuki và cộng sự (2002) lại chuyển gene Cytochrome P450 để cho hoa cĩ màu hồng, đỏ hay nhạt hơn màu xanh truyền thống Cũng là Aida và các cộng sự vào năm 2003, chuyển gene WAG (một thể đồng dạng với AGAMOUS từ lúa

mì) vào Torenia và tạo ra những bơng cĩ kích thước nhỏ hơn bình thường Lý do

của việc chọn Torenia làm đối tượng chuyển gene vì lồi hoa này rất dễ tạo hoa

in vitro Các biến đổi trên các tính chất của hoa dễ dàng được quan sát bằng mắt thường Hơn nữa, vịng đời của cây ngắn nên sau khi hoa tạo thành những hạt của cây hoa cĩ tính chất khác thường sẽ được thu thập, cho nảy mầm và tiếp tục theo dõi để kiểm chứng hiệu quả chuyển gene mà khơng mất nhiều thời gian

sâm đặc hữu của Việt Nam

Cây sâm Việt nam là cây thuốc giấu của đồng bào dân tộc Xê ðăng sống trên vùng núi cao thuộc hai tỉnh Kon Tum và Quảng Nam: thân thảo, sống đan xen trong quần thể thực vật đa dạng trên vùng rừng núi hiểm trở, lạnh và mây mù gần như quanh năm Năm 1973, đồn ðiều tra dược liệu Ban Dân Y khu 5 do

một loài Panax mọc thành quần thể ở ñộ cao 1.800 m tại vùng Ngọc Lây, huyện

ðắc tô, tỉnh Kon Tum, và ñặt tên là “sâm ñốt trúc” với tên khoa học sơ bộ xác ñịnh là Panax articulatus L., họ Nhân sâm (Araliaceae) Sau khi phát hiện sâm Ngọc Linh ở Quảng Nam và Kon Tum vào năm 1984, Nhà nước ñã quy hoạch vùng sâm Ngọc Linh nhằm bảo vệ và phát triển cây thuốc quý này Sâm Ngọc Linh ñã ñược các nhà khoa trong và ngoài nước nghiên cứu về dược tính và tại hội nghị về sâm, sâm Ngọc Linh ñược xếp vào nhóm các loài sâm quý trên thế

giới cùng với sâm Triều Tiên Panax ginseng C A Meyer, sâm Mỹ Panax

quinqueflium Hiện nay, sâm Ngọc Linh ñang nằm trong 250 loài quý hiếm, ñang

có nguy cơ tuyệt chủng trong Sách ñỏ Việt Nam (Dong và cộng sự, 2007)

Tên thường gọi: sâm Ngọc Linh, sâm Việt Nam, sâm Khu 5

3.1.3.2 ðặc ñiểm hình dạng của cây sâm Ngọc Linh

Cây thân thảo, sống nhiều năm nhờ thân rễ, cao khoảng 40 – 60 cm, ñôi khi trên 1 m Thân rễ nạc, ñường kính 1 – 3,5 cm, chiều dài tùy theo số năm sinh trưởng, màu vàng nhạt hay màu vàng ñất, có nhiều ñốm, mang những vết sẹo do thân lụi hàng năm ñể lại, mỗi vết tương ñương với một năm tuổi Thân rễ mang nhiều rễ con và những vết nhăn dọc, dễ bẻ gãy, mùi thơm nhẹ, vị ñắng hơi ngọt

Ở cuối thân rễ có rễ củ thường ít phát triển, có dạng con quay, hình trụ, ñôi khi có dạng hình người, màu vàng nhạt, mang nhiều rễ con và có vân ngang Thân rễ to nhất phát hiện năm 1978, dài 90 cm, có 62 vết sẹo và nặng 710 g

Cây sâm trồng có rễ củ phát triển hơn và thường có ba dạng: dạng củ cà rốt, dạng con quay và phổ biến là dạng một bó củ

Thân mọc thẳng ựứng, màu xanh hoặc hơi tắm, ựường kắnh 5 Ờ 8 mm, thường rụng hàng năm sau mùa sinh trưởng Tuy vậy, ựôi khi có 2 Ờ 3 thân vẫn tồn tại vài năm Thân rễ có thể phân nhánh nhiều lần và hình thành một bụi sâm nhưng rất hiếm

Lá kép hình chân vịt, mọc ở ựỉnh thân Cuống lá kép dài 2 Ờ 12 cm, mỗi lá kép thường có 5 lá chét hình trứng ngược, hình mác hoặc bầu dục, mé khắa răng cưa, ựầu lá nhọn, ựôi khi có mũi nhọn, gốc lá hình nêm Lá chét ở giữa lớn nhất dài 15 cm, rộng 3 Ờ 5 cm Gân lá hình lông chim, thường có 10 cặp, gân phụ hình mạng Phiến lá màu xanh lục, mảnh, dễ rách, có nhiều lông cứng dài 1 Ờ 2 mm, mặt dưới ắt hơn Cây nảy mầm từ hạt chỉ có 1 lá kép với 5 lá chét, ựến năm thứ 3

ựa số hai lá kép, năm thứ 4 ựa số 3 lá kép, năm thứ năm và sáu ựa số 4 Ờ 5 lá kép, rất hiếm gặp cây 6 lá kép Cụm hoa thường xuất hiện ở cây có 3 lá kép trở lên

Cuống cụm hoa dài 10 Ờ 12 cm mang một tán ựơn ở tận cùng, ựôi khi có thêm 1 Ờ

4 tán phụ hay một hoa ựơn ở phắa dưới tán chắnh Mỗi cụm hoa có 50 Ờ 120 hoa, cuống dài 1 Ờ 1,5 cm Phan Văn đệ, Grushvitsky và Skortsova (1987) cũng ựã quan sát thấy 2 kiểu cụm hoa bất thường trong vườn trồng bằng ựoạn thân rễ ở ựộ cao 1800 m

Hoa màu vàng lục nhạt, ựường kắnh 3 Ờ 4 mm, gồm 5 lá ựài hợp thành hình chuông hoặc hình tên chia thành 5 răng nhỏ, hình tam giác, dài 1 Ờ 1,5 mm, 5 cánh hoa, 5 nhị màu trắng, dài 1,5 Ờ 2 mm Bao phấn hình xoan, ựắnh lưng, ựĩa hoa hơi lồi Bầu cao 1 Ờ 1,5 mm, có 2 lá noãn, nhưng thường chỉ có một lá noãn phát triển Hoa thường nở vào buổi sáng từ 9 giờ ựến 11 giờ Lúc này nhiệt ựộ

dưới lên đài hoa rụng 1 Ờ 2 ngày sau khi nở và tán bắt ựầu kết quả Mùa hoa thay ựổi tùy theo vùng nhưng thường bắt ựầu từ tháng 4 ựến tháng 6 Mùa hoa nở

từ tháng 4 ựến tháng 7, mùa ra quả từ tháng 9 ựến tháng 10 hàng năm

Quả mọng, khi chắn màu ựỏ tươi, có chấm ựen ở ựỉnh Quả chủ yếu có 1 hạt dạng hình thận, một số ắt quả hình cầu dẹt chứa 2 hạt Thỉnh thoảng gặp quả khi chắn không có chấm ựen giống như quả của Nhân sâm Hạt màu trắng hay màu vàng nhạt, dài 6 Ờ 8 mm, rộng 5 Ờ 6 mm, dày 2 mm, bề mặt có nhiều chỗ lồi lõm

Trọng lượng trung bình của một quả là 275 mg và một hạt là 75 mg (Dong và

3.1.3.3 Giá trị của cây Sâm Ngọc Linh

Giá trị kinh tế

Từ hàng ngàn năm nay, Nhân sâm luôn là cây thuốc cổ truyền hàng ựầu của phương đông Nhân sâm có giá trị rất cao, trong những giai ựoạn thị trường phát triển, chỉ một mình Trung Quốc ựã thu trên 12 triệu USD một năm Thị trường của Nhân sâm ựang mở rộng về phắa tây và hứa hẹn một nguồn lợi lớn hơn nữa

Năm 1993, hội ựồng thực vật Mỹ (American Botanical Council) ựã thống kê có trên khoảng 500 sản phẩm Nhân sâm thương mại lưu hành ở thị trường Bắc Mỹ (internet 4)

Châu Á cũng nhập khẩu sâm Mỹ với số lượng lớn Năm 1997, Mỹ xuất khẩu hợp pháp sang Châu Á 527.547 pound sâm trồng và 22.929 pound sâm hoang dã đến năm 1998, Mỹ ựã xuất khẩu gần 2 triệu pound Lượng sâm Mỹ sản xuất tổng cộng của Canada cũng lên ựến 4.615.000 pound Giá của rễ sâm

Mỹ ở thị trường là 20 Ờ 45 USD/pound (internet 5, 6)

(triterpenic dammaranic saponin)

Tác dụng với thần kinh trung ương

Nhân sâm làm tăng cường hưng phấn vỏ ựại não, ựồng thời có thể tăng

Bắch, 2003)

Tác dụng với chức năng phản ứng của cơ thể

Nhân sâm có tác dụng sinh thắch nghi nghĩa là có khả năng gia tăng sức ựề kháng không ựặc hiệu của cơ thể ựối với các yếu tố gây ựộc hại Nhân sâm tăng

hóa học, sinh học, trường hợp nhiễm ñộc do chiếu xạ, lây nhiễm virus, ung thư, nhiễm ñộc rượu, carbon tetrachloride, thiếu oxy, áp lực giảm, strees tinh thần, sốc

Tác dụng ñối với hệ nội tiết

Với trục tuyến yên – vỏ thượng thận các ginsenoid ñều có tác dụng kháng kích ứng, ức chế rõ rệt những thay ñổi về trọng lượng của tuyến thượng thận, tuyến ức, lách và tuyến giáp trạng trong quá trình phản ứng kích thích (ðỗ Hữu Bích, 2003)

Với tuyến sinh dục: Nhân sâm không có tác dụng kiểu nội tiết sinh dục, nhưng có tác dụng kích thích tuyến yên phân tiết các hormone hướng sinh dục (hormone gonadotrophe) làm tăng quá trình trưởng thành giới tính, kéo dài thời gian ñộng dục của ñộng vật thí nghiệm (ðỗ Hữu Bích, 2003)

Với các tuyến nội tiết khác: Nhân sâm dùng liều lớn trong thời gian ngắn tăng cường hoạt ñộng tuyến giáp trạng nhỏ Rễ, thân, lá của Nhân sâm có tác dụng kháng lợi liệu (ðỗ Hữu Bích, 2003)

Tác dụng với hệ tuần hoàn: Nhân sâm có tác dụng làm tăng cường sức co bóp của tim, làm giảm rối loạn nhịp tim

Với huyết áp: Nhân sâm dùng liều nhỏ gây tăng huyết áp nhẹ, liều lớn có tác dụng hạ huyết áp ðối với ñộng mạch vành, mạch não và ñáy mắt, Nhân sâm ñều có tác dụng giãn mạch

Với chuyển hóa ñường: Nhân sâm có tác dụng làm hạ ñường huyết, nhưng không thể thay thế insulin giải quyết rối loạn chuyển hóa ñường Nhân sâm tăng cường hô hấp tế bào, thúc ñẩy quá trình phân hủy ñường, tăng cường chuyển hóa năng lượng

Với các chuyển hóa khác nhân sâm thúc ñẩy quá trình sinh tổng hợp acid nucleic, acid ribonucleic Adenosin ñược chiết ñược từ Nhân sâm có tác dụng tăng cường quá trình hình thành lipid và tích lũy AMP vòng ở tế bào mỡ

Sở dĩ cây sâm Ngọc Linh có giá trị trong kinh tế cũng như trong y học là do

sự hiện diện của hợp chất saponin chứa trong nó

Tên gọi saponin hay saponid là một nhóm glycosid lớn, gặp rộng rãi trong thực vật Saponin có một số tính chất ñặc biệt như:

− Làm giảm sức căng bề mặt, tạo bọt nhiều khi lắc với nước, có tác dụng nhũ hóa và tẩy sạch

− Làm vỡ hồng cầu ngay ở những nồng ñộ rất loãng

− ðộc với cá và ñộng vật máu lạnh, có tác dụng diệt những loài thân mềm như giun, sán, ốc sên

− Kích ứng niêm mạc, gây hắt hơi, ñỏ mắt

− Có thể tạo phức với cholesterol hoặc với các chất 3-β-hydroxysteroid khác (Hùng, 2004)

4 vòng

Saponin triterpenoid pentacyclic gồm có nhóm olean, ursan, lupan và hopan Nhóm olean chứa phần lớn các saponin triterpenoid trong tự nhiên, phần aglycol thường là β-amyrin, ít gặp hơn nhóm olean Nhóm lupan có vòng E là vòng 5 cạnh, thường có nối ñôi ở vị trí 20 – 29 Nhóm hopan gần giống lupan, chỉ khác methyl ở C18 có hướng α

Saponin triterpenoid tetracyclic gồm 3 nhóm chính là dammaran, lanosan

và cucurbitan Nhóm dammaran có phần aglycol có 4 vòng: A, B, C có 6 cạnh và

D có 5 cạnh và một mạch nhánh 8 carbon Nhóm lanosan khác với nhóm

họ Cucurbiaceae (Hùng, 2004)