Xem mẫu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

LÊ TIẾN VINH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ
SINH HỌC VÀ TRUYỀN THỐNG TRONG NHÂN GIỐNG,
TẠO SINH KHỐI RỄ VÀ TRỒNG TRỌT CÂY ĐAN SÂM
(SALVIA MILTIORRHIZA BUNGE) TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC CÂY TRỒNG
MÃ SỐ: 62.62.01.10

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ

HÀ NỘI - 2016

Công trình hoàn thành tại:
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
Ngƣời hƣớng dẫn: 1. PGS. TS. NGUYỄN PHƢƠNG THẢO
2. TS. NINH THỊ PHÍP

Phản biện 1: PGS.TS. ĐOÀN THỊ THANH NHÀN
Hội Sinh học

Phản biện 2: PGS.TS. PHAN HỮU TÔN
Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Phản biện 3: TS. TRẦN NGỌC HÙNG
Viện Nghiên cứu Rau quả

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Học viện họp tại:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Vào hồi

giờ, ngày

tháng

năm 2016

Có thể tìm hiểu luận án tại thƣ viện:
- Thƣ viện Quốc gia Việt Nam
- Thƣ viện Học viện Nông nghiệp Việt Nam

PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Đan sâm (Salvia miltiorrhiza Bunge) cây thuốc quý trong y học cổ truyền,
dùng làm thuốc được ghi đầu tiên trong sách "Bản kinh". Các nghiên cứu y học
hiện đại cho thấy Đan sâm đặc biệt tốt cho tim mạch. Nhu cầu sử dụng dược liệu
Đan sâm trong hai thập kỷ gần đây gia tăng nhanh chóng. Nếu như năm 1998, nhu
cầu Đan sâm trên thế giới mới chỉ ở mức 4.500 tấn/năm thì nay con số đã lên tới
15.000 tấn/năm (Qin, 2006).
Mặc dù giá trị và nhu cầu Đan sâm tăng cao như vậy nhưng diện tích trồng
cây Đan sâm ở Việt Nam còn rất hạn chế, không đủ cung cấp cho nhu cầu dược liệu
Đan sâm trong nước. Để đáp ứng về dược liệu Đan sâm, đẩy mạnh nhân nuôi là con
đường tất yếu. Bên cạnh phương pháp nhân giống truyền thống, ứng dụng công
nghệ sinh học để nhân giống và nhân nuôi sinh khối cây dược liệu là hướng đi mới
và đúng đắn nhằm khắc phục những hạn chế trong sản xuất truyền thống. Nhân
giống vô tính in vitro có nhiều ưu điểm như hệ nhân giống cao, cây giống giữ
nguyên được các đặc tính của cây mẹ, đồng đều, sạch bệnh, sức sống cao khi đưa ra
trồng trên đất… nên đã và đang được ứng dụng rộng rãi vào sản xuất nhiều loại cây
trồng, trong đó có cây dược liệu. Phương pháp nuôi cấy rễ tơ với những ưu điểm
vượt bậc như như rễ phát triển nhanh, không hướng đất, không phụ thuộc vào chất
điều hòa tăng trưởng ngoại sinh, bền vững về mặt di truyền và tổng hợp hợp chất
thứ cấp với hàm lượng cao hơn hoặc bằng với cây mẹ, tạo sinh khối lớn. Hơn nữa,
gần đây sự phát triển hệ thống bioreactor mở ra nhiều triển vọng trong việc nuôi
cấy rễ ở quy mô công nghiệp (Guillon et al., 2006). Tại Việt Nam chưa có bất kỳ
công trình nghiên cứu nào áp dụng các kỹ thuật công nghệ sinh học vào sản xuất
cây giống và nhân nuôi sinh khối rễ Đan sâm nhằm thu nhận các hợp chất thứ cấp.
Do vậy, đề tài này được tiến hành có ý nghĩa lớn về mặt khoa học và thực tiễn.
1.2. MỤC TIÊU
1.2.1. Mục tiêu chung
Đề xuất quy trình kỹ thuật nhân giống in vitro cây Đan sâm có hệ số nhân
cao, chất lượng cây giống tốt và các biện pháp kỹ thuật tối ưu để trồng cây Đan
sâm ngoài đồng ruộng. Đồng thời, tạo được các dòng tế bào rễ tơ Đan sâm và xác
định được một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến việc nhân nuôi rễ tơ in vitro
làm tiền đề cho việc xây dựng qui trình sản xuất các hợp chất thứ cấp phục vụ công
nghiệp dược liệu ở Việt Nam.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
(1) Xác định được các thông số kỹ thuật trong quy trình nhân giống in vitro cây
Đan sâm.
(2) Xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chuyển gen nhờ vi
khuẩn Agrobacterium rhizogenes nhằm tạo được các dòng rễ tơ cây Đan sâm và
một số thông số của quá trình nhân nuôi sinh khối rễ tơ Đan sâm.
1

(3) Xác định được các biện pháp kỹ thuật (thời vụ, mật độ trồng, dinh dưỡng)
thích hợp cho sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng dược liệu rễ cây Đan sâm.
1.3. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Nghiên cứu đã xác định được các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình nhân nhanh
in vitro cây Đan sâm, từ đó xây dựng được quy trình vi nhân giống cây Đan sâm có
hệ số nhân giống cao, chất lượng cây giống tốt, đáp ứng nhu cầu cây giống Đan
sâm hiện nay trên thị trường. Đồng thời, nghiên cứu đã thiết lập được quá trình tạo
và nhân nuôi sinh khối rễ tơ cây Đan sâm trong điều kiện in vitro, góp phần chủ
động tạo ra nguồn dược liệu Đan sâm sạch, chất lượng cao và làm tiền đề cho quy
trình sản xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học từ cây Đan sâm. Đề tài cũng cũng
đã xác định được một số biện pháp kỹ thuật trồng trọt ảnh hưởng đến năng suất,
chất lượng dược liệu Đan sâm, góp phần xây dựng quy trình trồng trọt cây Đan sâm
cho hiệu quả kinh tế cao. Do vậy, có thể nói, đây là nghiên cứu đầu tiên tại Việt
Nam một cách có hệ thống và công phu về nhân giống in vitro, in vivo cây Đan
sâm, cảm ứng và nhân nuôi rễ tơ cây Đan sâm.
1.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài cung cấp những dẫn liệu khoa học về nghiên cứu cây Đan sâm và xây
dựng cơ sở lý luận cho việc nhân giống in vitro và sản xuất sinh khối cây Đan sâm
bằng công nghệ sinh học và công nghệ truyền thống. Từ đó, góp phần giúp cho các
nhà khoa học dễ dàng tìm hiểu và nghiên cứu các loại cây này trong tương lai.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của đề tài là cho phép hình thành được: (1) Quy trình nhân giống in
vitro; (2) Quy trình tạo, nhân nuôi sinh khối rễ tơ cây Đan sâm và (3) Các biện pháp
kỹ thuật trồng trọt. Các quy trình, kỹ thuật trên có khả năng ứng dụng thực tiễn cao,
góp phần chủ động di thực, bảo tồn, phát triển được nguồn giống cây dược liệu quý
Đan sâm tại Việt Nam. Bên cạnh đó, các sản phẩm do đề tài tạo ra bao gồm nguồn cây
giống chất lượng cao và lượng sinh khối rễ lớn. Như vậy, đây là những đóng góp thiết
thực, góp phần quan trọng trong việc phát triển dược liệu Đan sâm một cách chủ động,
bền vững ở nước ta. Chính vì vậy, đề tài có ý nghĩa thực tiễn cao.
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. GIỚI THIỆU VỀ CÂY ĐAN SÂM
2.1.1. Nguồn gốc
Cây Đan sâm có tên khoa học là Salvia miltiorrhiza Bunge thuộc ngành Hạt
kín – Angiospermae, lớp 2 lá mầm - Dicotyledones, phân lớp Cúc - Asteridae, bộ Hoa
môi – Lamiales, họ Hoa môi – Lamiaceae, chi Salvia.
Đan sâm (Salvia miltiorrhiza Bunge) còn được biết đến với tên gọi là Radix
Salviae Miltiorrhizae, huyết sâm, huyết căn, xôn đ … là một loài thực vật sống lâu
năm, loài bản địa của cả Trung Quốc và Nhật Bản.
2

2.1.2. Đặc điểm thực vật học
Đan sâm là cây thảo, lâu năm, cao khoảng 30 – 70 cm. Thân phát triển thẳng
đứng và vuông cạnh, phía trên thân cây phân nhánh. Toàn thân được bao phủ bởi
lớp lông mềm màu vàng và lông tuyến. Lá kép lông chim lẻ mọc đối, 3-5 lá chét, lá
chét giữa thường lớn hơn. Chùm hoa ô tròn, mọc ở đầu cành hoặc trên nách lá, gồm
nhiều vòng chỗ dày, chỗ thưa xếp thành tầng dọc, dài 10 – 15 cm.
Đan sâm có 13 – 21 rễ đ , được phát triển từ thân rễ chính. Rễ Đan sâm nh
dài hình trụ, dài 10 – 20 cm, đường kính 0,5 – 1,5 cm, ăn sâu xuống đất, cong queo,
có khi phân nhánh và có rễ con dạng tua nh . Rễ có màu đ tươi, mặt ngoài nhăn
nheo tạo thành rãnh nh song song xuôi theo chiều dài của rễ (Đỗ Tất Lợi, 2004).
2.1.3. Phân bố
Tại Trung Quốc, Đan sâm được trồng ở tỉnh Tứ Xuyên khoảng 100 năm về
trước (Wang et al., 2004) và được trồng phổ biến ở các tỉnh Sơn Đông, Hà Nam, Hà
Bắc, Liêu Ninh, Giang Tô, Chiết Giang, Giang Tây, Tứ Xuyên, Hồ Bắc, Quý Châu,
Quảng Đông, Sơn Tây. Đan sâm được di thực vào Việt Nam khoảng những năm
1960, được trồng ở Tam Đảo (Vĩnh Phúc), Văn Điển (Hà Nội), Bắc Hà (Lào Cai) và
một số vườn thuốc khác. Hiện nay, Đan sâm được chú ý phát triển để nhân rộng tại
Trại Tam Đảo, Sapa và Trung tâm nghiên cứu trồng chế biến cây thuốc Hà Nội.
2.1.4. Yêu cầu điều kiện sinh thái của cây Đan sâm
Nhiệt độ thích hợp cho hạt Đan sâm nảy mầm là 15 - 25oC, cây sinh trưởng, phát
triển tốt ở nhiệt độ 20 - 26oC. Cây ngừng sinh trưởng khi nhiệt độ không khí dưới 10oC
(Shu et al., 2004).
Giống với cây thuộc họ hoa môi, Đan sâm là cây ưa sáng thích hợp trồng có
ánh nắng chiếu trực tiếp.
Nước đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của cây Đan sâm, ảnh
hưởng đến sự hấp thu và sử dụng các chất dinh dưỡng đất và điều chỉnh sự phát
triển rễ.
Các đặc tính nhu cầu nước và hiệu quả sử dụng nước của cây Đan sâm trong
điều kiện đất đai khác nhau đã được nghiên cứu. Nước cần thiết trong toàn bộ chu
kỳ tăng trưởng của cây, nhu cầu nhiều nhất thường xảy ra từ tháng sáu đến tháng
tám và độ ẩm đất nên được duy trì mức tối đa khoảng 70% ở các giai đoạn (Gao et
al., 2004).
Các nguyên tố vô cơ trong rễ Đan sâm, được thu thập từ khu vực sản xuất
khác nhau, và các tính chất hóa lý của đất ở các vùng đã được phân tích. Các thuộc
tính chính của đất trồng Đan sâm trong khu vực sản xuất khác nhau là thịt pha cát
và sét, và độ pH của đất trong khoảng 6,0 - 8,7. Không có thành phần chính rõ ràng
cho sự phát triển của Đan sâm đã được tìm thấy trong đất. Do đó, Đan sâm có khả
năng thích ứng tốt trong môi trường sinh thái đất khác nhau (Zhao et al., 2004).
3

nguon tai.lieu . vn