Công nghệ sinh học thực vật
với tài nguyên cây thuốc
Công nghệ sinh học thực vật với tài nguyên cây thuốc
Tác giả: Trần Công Luận
Ngoài những nhiệm vụ truyền thống công nghệ sinh học thực vật còn phải gánh vác các ngành
sản xuất mới: (1) Tăng sinh khối để sản xuất năng lượng thay thế nguồn dầu mỏ, (2) Phát triển
hoá học xanh: một mặt cung cấp sinh khối cho sản xuất hoá chất, mặt khác phải biến thực vật
thành nhà máy hoá chất. Đặc biệt đối với các hợp chất tự nhiên có tác dụng sinh học cao. Vì cho
đến nay 80% dân số thế giới vẫn dùng các sản phẩm từ tự nhiên trong chăm sóc sức khỏe ban
đầu, phòng và chữa trị bệnh.
Do tế bào thực vật có tính toàn thế (Totipotency) nhờ khả năng ít bị biệt hóa và phát triển tốt,
nên dễ nuôi cấy hơn so với nuôi cấy tế bào động vật. Nên ngày nay công nghệ sinh học thực vật
đã được áp dụng ở quy mô lớn, thậm chí sản xuất công nghiệp nhờ vào các ứng dụng kỹ thuật vi
nhân giống (Microprogation) tạo ra các cây giống có độ đồng đều, với hiệu suất nhân giống cao
so với kỹ thuật truyền thống từ hạt hay hom cành. Giúp rút ngắn giai đoạn phát triển, sử dụng ưu
thế lai những cây lâu năm và làm chủ được mùa vụ gieo trồng. Lĩnh vực nuôi cấy mô tế bào để
tạo sinh khối có hoạt chất sinh học cao cũng được phát triển và áp dụng trong quy mô sản xuất
công nghiệp mà không cần qua giai đoạn trồng trên đồng ruộng. Những sản phẩm thứ cấp từ kỹ
thuật nuôi cấy mô tế bào có thể tham khảo ở bảng 1.
Bảng 1. Hàm lượng hợp chất từ tế bào nuôi cấy mô so sánh với cây mẹ
Hợp chất Cây thuốc
Hàm lượng (%)
Tỷ lệ mô
cấy/cây
Tham khảo
Mô
cấy
Cây mẹ
Ajmalicin Catharanthus roseus 1,0 0,3 3,3 Lee and Shuler 2000
Anthraquinon Morinda citrifolia 18 2,2 8 Zenk 1977

Vincristin Ung thư máu Catharanthus roseus 2.000.000
Với sự phát triển công nghệ gen thực vật nhờ phát hiện vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens
gây khối u ở thực vật, việc tạo giống bằng kỹ thuật di truyền đã mở ra nhiều ứng dụng mới cho
trồng trọt cũng như tạo các hợp chất thứ cấp có tác dụng sinh học cao trong các mô cấy tế bào
với hàm lượng có thể ly trích được ở quy mô công nghiệp, đặc biệt là sự hình thành rễ tơ có hàm
lượng các hoạt chất cao nhờ vào các kỹ thuật nuối cấy trong bioreactor và có bổ sung các tiền
chất như acid jasmonic và dẫn chất (Bảng 3).
Bảng 3. Sản xuất hợp chất thứ cấp bằng kỹ thuật nuôi cấy mô rễ tơ từ một số loài cây thuốc

Họ thực vật Cây thuốc Hợp chất chính Tác dụng
Araliaceae Panax ginseng Các ginsenosid
Bổ, tăng lực, chống
stress
Apocynaceae Rauwolfia micrantha Ajmalicin, Ajmalin Hạ huyết áp
Asteraceae Saussurea medusa Jaceosidin Kháng ung thư
Cucurbitaceae
Gynostemma
pentaphyllum
Gypenosid (Saponin)
Một số tác dụng sinh
học
Fabaceae Pueraria phaseoloides Puerarin
Hạ nhiệt, co thắt, hạ áp,
chống loạn nhịp
Ginkgoaceae Gingko biloba Ginkgolid
Phòng chống bệnh tim
mạch và tuổi già
Linaceae Linum favum Coniferin (Lignan) Kháng ung thư
Nyssaceae
Camptotheca

làm thuốc. Tại Hàn Quốc, một số công ty đang sản xuất rễ tơ Nhân sâm với bioreactor có dung
tích 10.000 đến 20.000 lít. Sản phẩm này được làm nguyên liệu cho các dạng thực phẩm chức
năng và thực phẩm khác nhau trên thị trường.
Theo TS. Võ Văn Chi, số loài cây thuốc ở Lâm Đồng có thể trên 1.000 loài. Trong đó có nhiều
loài quý, hiếm như Thông đỏ, Lan gấm, Thạch tùng răng,… đang bị thu hái hay triệt phá cạn kiệt
và được đưa vào Sách đỏ Việt Nam. Vì vậy cần phải có việc tái điều tra tài nguyên cây thuốc trên
địa bàn tỉnh, khoanh vùng bảo vệ và thu hái hợp lý các cây thuốc trong tự nhiên. Tổ chức nhân
giống và trồng các cây thuốc quý có tiềm năng và có giá trị kinh tế cao ở quy mô lớn. Để thực
hiện mục tiêu này, chúng ta có thể áp dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào để bổ sung nguồn cây
giống mà kỹ thuật nhân giống truyền thống bằng hạt hoặc bằng hom cành thường mất nhiều thời
gian và hạn chế về số lượng. Nhưng để phát triển được nguồn nguyên liệu làm thuốc bằng kỹ
thuật nuôi cấy mô tế bào, thì ngoài giá trị điều trị bệnh cao, phải là cây thuốc có giá trị kinh tế cao
hơn giá trị của các loại cây trồng truyền thống của Đà Lạt như hoa và rau, quả. Có như thế mới
thu hút được sự quan tâm của các “nhà” ở các lĩnh vực: Quản lý, doanh nghiệp, nghiên cứu, nông
dân, Vì vậy, trên địa bàn tỉnh có hai cây thuốc quý hội đủ yếu tố này là Thông đỏ lá dài (Taxus
wallichiana) và Sâm Việt Nam (Panax vietnamensis). Trong đó Thông đỏ là nguồn nguyên liệu ưu
thế tại chỗ, hiện nay đang được nhân giống vô tính bằng hom cành ở quy mô sản xuất nguyên
liệu và từng bước bằng kỹ thuật nuôi cấy trong ống nghiệm. Còn Sâm Việt Nam cũng từng được
di thực trồng ở Cam Ly, Langbiang và được các nhà khoa học ở trường Đại học Đà Lạt và Viện
Sinh học Tây Nguyên nghiên cứu theo hướng nuôi cấy mô tế bào và dạng rễ tơ, tạo ra một triển
vọng chủ động nguồn nguyên liệu làm thuốc theo 2 hướng: Một là nhân giống cây sâm hoàn
chỉnh để trồng, hai là tạo rễ tơ để sử dụng như nguyên liệu cho các sản phẩm thực phẩm chức
năng và mỹ phẩm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Phạm Thành Hổ. Nhập môn Công nghệ sinh học. NXB Giáo dục. 2005.
2. K.G. Ramawat and S. Goyal (2009), Natural Products in Cancer Chemoprevention and
Chemotherapy. In: K.G. Ramawat (Ed.), Herbal Drugs: Ethnomedicine to Modern Medicine.
Springer-Verlag Berlin Heidelberg , 153.
3. Kintzios S (2008) Secondary metabolite production from plant cell cultures: the success
stories of rosmarinic acid and taxol. In: Ramawat KG, Merillon JM (eds) Bioactive compounds and


Rễ có nhiều kiểu khác nhau, có chức năng sinh lí khác nhau.
- Rễ trụ (rễ cọc): đặc trưng cho các cây thuộc lớp Hai lá mầm, gồm có rễ
chính và các rễ bên. Rễ chính phát triển từ mầm rễ, đâm thẳng xuống đất. Rễ
chính là rễ cấp 1 phân nhánh ra rễ bên là rễ cấp 2, rễ cấp 2 phân nhánh tạo rễ
cấp 3…
Các rễ bên được hình thành theo thứ tự hướng ngọn, rễ non nhất phát sinh
ở gần đỉnh ngọn đẩy các rễ già về phía gốc rễ (cải, cà chua, chanh, mít, táo…).

- Rễ phụ: sinh ra từ thân, cành hoặc lá, chúng mọc từ thân gần đất ẩm của
nhiều cây gỗ lâu năm hoặc trên thân rễ của các cây họ Lúa. Ví dụ: cây đa, si,
ngô, mía, tre…
- Rễ chùm: đặc trưng cho các cây thuộc lớp Một lá mầm, không có rễ
chính, gồm nhiều rễ con có hình dạng và kích thước tương đối đồng đều; không
có khả năng sinh trưởng thứ cấp. Tất cả các rễ trong hệ rễ chùm được mọc ra từ
gốc thân sau khi rễ mầm chết sớm.
Hình thái của rễ, chiều ăn sâu, lan rộng của rễ phụ thuộc vào điều kiện
sống và đặc tính di truyền của từng loài cây. Chúng có thể phát triển theo
hướng đâm sâu vào lòng đất hay mọc ngang lan rộng ra xung quanh hoặc cả hai
hướng. A

A B

D3.2. Thân cây
3.2.1. Hình thái ngoài của thân
Các bộ phận của thân: thân chính, cành và sự
phân cành
- Thân chính: thân gồm một thân chính thường
mọc theo hướng thẳng đứng, ngược hướng với rễ.
Khi còn non thân chính có màu lục, khi già chuyển
sang màu nâu hay xám.
Hình dạng, kích thước của thân chính không
giống nhau: ở phần lớn các loài cây, thân chính là
một trụ hình nón với mặt cắt tròn (thông, phi lao,
nhãn…), có khi mặt cắt là hình 3 cạnh (cỏ gấu, cói,
xương rồng ta…), hoặc hình vuông (tía tô, bạc
hà…), hoặc hình 5 cạnh, nhiều cạnh (một số loại
xương rồng như xương rồng ngọc lân), hoặc có loại
thân dẹt (xương rồng bà, thân cây quỳnh)

Có cây không có thân như mã đề, có cây thân
rất thấp bé chỉ vài cm, nhưng nhiều cây có thân vừa
cao vừa to như chò chỉ, bạch đàn Châu Úc…

rất quan trọng của cây: quang hợp, hô hấp, thoát hơi nước.
a) Các bộ phận của lá: Lá gồm có các bộ phận: phiến lá, cuống lá và bẹ
lá
- Phiến lá

Phiến lá là bản mỏng, màu lục gồm nhiều tế bào thịt lá chứa lục lạp. Lá có
2 mặt: mặt trên và mặt dưới. Trên phiến lá có gân lá nổi lên tương ứng với các
bó dẫn ở bên trong, làm nhiệm vụ mang nhựa nguyên đến lá và chuyển nhựa
luyện đến các bộ phận khác của cây.
Các kiểu gân lá: gân song song (gân hình cung) đặc trưng cho các cây Một
lá mầm; gân hình mạng đặc trưng cho các cây Hai lá mầm. Gân hình mạng có 2
loại: hình mạng lông chim (lá mít) và hình mạng chân vịt (lá sắn-khoai mì).
- Cuống lá: cuống lá là phần nối lá vào thân hoặc cành, có hình trụ, hơi
lõm ở phía trên. Một số cây lá không có cuống nên gốc lá đính trực tiếp vào
thân (lá dứa). Hình 3.13. Các bộ phận của lá và các kiểu gân lá
1. Gân hình mạng chân vịt; 2. Gân hình mạng lông chim;
3. Gân song song

- Bẹ lá: là phần gốc của cuống lá loe rộng ra thành bẹ ôm lấy mấu thân
hoặc cành. Một số cây có bẹ lá lớn (cau, lúa, mía…), nhiều cây không có bẹ lá.
Ngoài ra lá còn có các phần phụ: lá kèm, lưỡi nhỏ, bẹ chìa.

+ Lá đơn có thùy: lá đơn có thùy lông chim (lá trạng nguyên, lá cà) và
lá đơn có thùy hình chân vịt (lá mướp).
+ Lá đơn chia thùy (lá đơn phân thùy): lá đơn chia thùy lông chim (lá cà
dại) và lá đơn chia thùy chân vịt (lá thầu dầu)
+ Lá đơn xẻ thùy: lá đơn xẻ thùy lông chim (ngải cứu) và lá đơn xẻ thùy
chân vịt (lá sắn, lá đu đủ).
Hình 3.15. Lá đơn xẻ thùy

- Lá kép
+ Lá kép lông chim: lá kép lông chim lẻ (lá hoa hồng), lá kép lông chim
chẵn (lá cây lạc), lá kép lông chim một lần (lá me), lá kép lông chim hai lần (lá
phượng), lá kép lông chim ba lần (lá cây núc nác).
+ Lá kép chân vịt (cây gạo, cây bông gòn, cây chân chim) Hình 3.16. Lá kép lông chim Hình 3.17. Lá kép chân vịt
huỳnh)4.1. Các hình thức sinh sản ở thực vật
4.1.1. Sinh sản sinh dưỡng
Là sự tạo thành cơ thể mới trực tiếp từ cơ quan sinh dưỡng của cơ thể mẹ.
Kiểu sinh sản này gặp ở cả thực vật bậc thấp và thực vật bậc cao. Có 2 lối sinh
sản sinh dưỡng: sinh sản sinh dưỡng tự nhiên và sinh sản sinh dưỡng nhân tạo.
a) Sinh sản sinh dưỡng tự nhiên
Phổ biến ở tảo, ở tảo đơn bào sinh sản bằng cách phân chia tế bào
(Chlamydomonas, Pinnularia), đối với tảo đa bào thì sinh sản bằng cách cắt đôi
sợi tảo hoặc một đoạn cơ thể gọi là sinh sản sinh dưỡng bằng cách khúc sợi hay
khúc tản (tảo xoắn Spirogyra).

Ở nấm men (Saccharomyces) sinh sản sinh dưỡng theo lối nảy chồi. Ở
thực vật có hoa đôi khi hình thức này lại đóng vai trò quan trọng. Ví dụ: ở cây
beo tấm, bèo cái sinh sản sinh dưỡng là chủ yếu: từ cây mẹ mọc ra cây con, sau
đó tách rời khỏi cây mẹ.

+ Từ rễ: rễ một số cây có khả năng mọc ra chồi đâm lên khỏi mặt đất, chồi
sẽ ra rễ và phát triển
thành cây mớicủ khoai lang, rễ cây ngấy
+ Từ thân hay biến dạng của thân: từ một khúc thân của xương rồng bà
(Opuntina monachanta) hay cây quỳnh (Epiphyllum oxypetalum) có thể nảy
chồi, sinh ra rễ phụ và mọc thành cây mới. Củ gấu, cỏ tranh và nhiều loài cỏ
khác thì sinh sản bằng thân rễ rất phát triển và thường có hại bởi chúng sinh sản
nhanh và khó diệt trừ, chúng cạnh tranh thức ăn với cây trồng.
+ Từ lá: lá thuốc bỏng, lá cây thu hải đường…khi rụng xuống đất ẩm
hoặc gặp điều kiện ẩm từ mép
lá sẽ mọc ra những chồi con, từ đó phát triển thành cây mới.

+ Ghép cành: ghép áp, ghép nêm, ghép vát cành, ghép dưới vỏ, ghép mắt.
Mỗi phương pháp đều có yêu cầu về kỹ thuật riêng.
Ghép áp: chọn 2 cành của 2 cây khác nhau mọc cạnh nhau, trên cả 2
cành vạt 2 dải vỏ bằng nhau, phía đối diện vết vạt của cành ghép phải có chồi.
Áp sát 2 vết vạt của 2 cành lại với nhau, buộc chặt lại, chừa phần chồi.
Ghép nêm: xẻ dọc gốc ghép một đoạn và vát cành ghép với hình dạng
thích hợp để nêm vào gốc ghép rồi cột chặt lại. Gốc ghép phải to hơn cành
ghép.
Ghép vát cành: gần giống kiểu ghép áp nhưng cành ghép được cắt rời
và cành ghép có độ lớn bằng gốc ghép.
Ghép dưới vỏ: thường được áp dụng đối với cây thân gỗ. Cắt ngang
gốc ghép, sau đó xẻ dọc vỏ theo hướng từ trên xuống và dùng tay tách mép vỏ
ra. Chọn cành ghép có 3-4 mắt, vát nhọn phần dưới. Đặt cành ghép vào dưới vỏ
của gốc ghép cho phần lồi quay ra ngoài rồi cột chặt lại.
Ghép mắt: chúng ta không dùng cành ghép mà chỉ lấy 1 chồi (mắt)
với 1 phần gỗ ghép vào dưới vỏ của gốc ghép. Rạch 1 miếng vỏ hình chữ T trên
gốc ghép, tách vỏ chỗ cắt đó ra khỏi phần gỗ rồi đặt mắt ghép vào cột chặt lại. Hình 4.2. Các kiểu ghép cành
1. Ghép áp; 2. Ghép vát cành; 3. Ghép nêm;
4. Ghép dưới vỏ; 5. Ghép mắt