1
MỞ ĐẦU
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)
là cây thuốc có giá trị dược liệu và giá trị kinh tế cao, được biết đến trên thế
giới với tên gọi Vietnamese ginseng, ngoài ra còn có các tên khác như: sâm
Việt Nam, sâm Khu V, Thuốc giấu, sâm Đốt trúc, Rợm con. Sâm Ngọc Linh
phân bố ở vùng núi Ngọc Linh thuộc 2 tỉnh Kon Tum và Quảng Nam, còn có
ở Langbian-Lâm Đồng. Đặc biệt, Việt Nam là nơi phân bố sâm Ngọc Linh
duy nhất trên toàn thế giới. Điều đáng tự hào là ở sâm Ngọc Linh có thành
phần ginsenosid được đánh giá vào loại nhiều nhất so với các loài khác của
chi Panax trên thế giới. Ở phần thân rễ chứa các hợp chất saponin (hơn 50
loại), polyacetylen (7 loại), acid béo, acid amine, các hợp chất sterol, đường
tự do, các vi lượng,… Thân và lá cũng có chứa nhiều loại saponin và vi
lượng,… được dùng làm thuốc bổ, chữa viêm họng, huyết áp thấp, xuất huyết
dạ dày, chống stress,… Sâm Ngọc Linh có thể chế biến thành dạng bột, dạng
viên, dạng sâm nước để uống. Ngoài ra, sâm Ngọc Linh được đồng bào dân
tộc Xê-đăng sử dụng như một vị thuốc trị bá bệnh, tăng lực, chống mệt mỏi,
… [4, 6, 7].
Dựa trên nhiều bằng chứng nghiên cứu khoa học đã chứng minh loài
sâm này có giá trị cao về mặt dược liệu, các nhà khoa học đã xếp sâm Ngọc
Linh vào nhóm sâm quý của thế giới cùng với nhân sâm Triều Tiên (Panax
ginseng C.A. Meyer), sâm Mỹ (Panax quinquefolium L.) và sâm Tam thất
(Panax notoginseng (Burk.) F. H. Chen) [7].
Hiện nay, mặc dầu nhà nước đã có chủ trương bảo vệ nguồn cây thuốc
quý này nhưng nguồn sâm tự nhiên vẫn bị khai thác lén lút, trái phép một
cách nghiêm trọng, có thể dẫn đến cạn kiệt nguồn sâm tự nhiên. Vì vậy, cần
có nhiều nghiên cứu, sản xuất, cũng như đánh giá chuẩn xác về giá trị y học
và giá trị kinh tế của sâm Ngọc Linh. Trong các hướng nghiên cứu, hướng
1
2
nuôi cấy mô hứa hẹn sẽ đưa cây sâm Ngọc Linh phát triển cả về số lượng lẫn
và các mô được nuôi cấy trong ống nghiệm thường thể hiện tính tạo hình rất
cao, một loại mô hoặc cơ quan có thể được hình thành từ một dạng mô khác
và có thể được tái sinh cây hoàn chỉnh [13, 41].
Theo Haberlandt (1902), tất cả các tế bào của một cơ thể đa bào
đều mang toàn bộ lượng thông tin di truyền của cơ thể đó và khi gặp điều kiện
thích hợp, mỗi tế bào đều có khả năng tái sinh và phát triển thành một cá thể
hoàn chỉnh. Tức là, mỗi tế bào riêng rẽ của một cơ thể đa bào đều chứa đầy đủ
toàn bộ lượng thông tin di truyền cần thiết của cả sinh vật đó và nếu gặp điều
kiện thích hợp thì mỗi tế bào có thể phát triển thành một cơ thể sinh vật hoàn
chỉnh. Sự duy trì tiềm năng di truyền này được gọi là tính toàn năng. Thực tế
trong nuôi cấy tế bào và tái sinh ở thực vật cung cấp bằng chứng thuyết phục
nhất cho tính toàn năng. Nhưng việc xác định điều kiện nuôi cấy và chất kích
3
4
thích sinh trưởng có thể rất khó khăn để nhận thấy tính toàn năng ở thực vật,
mà quá trình này chủ yếu dựa vào kinh nghiệm [3, 14, 41].
Kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thực vật cho phép tái sinh chồi
hoặc cơ quan từ các mô như lá, thân, hoa, rễ, củ hoặc đỉnh sinh trưởng. Trước
kia người ta dùng phương pháp này để nghiên cứu các đặc tính cơ bản của tế
bào như sự phân chia, đặc tính di truyền và ảnh hưởng của các hóa chất đối
với tế bào và mô trong quá trình nuôi cấy [3, 41].
Nuôi cấy mô và tế bào thực vật là sự duy trì và nuôi dưỡng mô,
tế bào, cơ quan hay cây hoàn chỉnh của thực vật trong điều kiện in vitro. Kỹ
thuật nuôi cấy mô dùng cho cả mục đích nhân giống và cải thiện di truyền
như sản xuất sinh khối các sản phẩm hóa sinh, bệnh học thực vật, duy trì và
bảo quản nguồn gen quý,… Kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thực vật là một
trong những thành công sớm nhất và đã được ứng dụng rộng rãi nhất của công
nghệ sinh học. Việc ứng dụng nhân giống vô tính in vitro đã thành công nhiều
ở rất nhiều loài thực vật mà trước đây các phương thức nhân giống truyền
thống gặp rất nhiều khó khăn [3, 14].
cấy mô và tế bào thực vật, Gautheret và Nobecourt đã duy trì được sự sinh
trưởng của callus cà rốt (Daucus carota) trong một thời gian dài. Năm 1946,
Ball đã tái sinh cây hoàn chỉnh từ nuôi cấy mô phân sinh chồi cà rốt, Morel
và Martin tạo được cây Thược dược (Dahlia) sạch virus từ nuôi cấy mô phân
sinh chồi của cây bị nhiễm [19]. Năm 1955, Miller và cs đã tìm ra cấu trúc và
sinh tổng hợp kinetin (KIN), là một cytokinin trong nuôi cấy mô thực vật
[10]. Skoog và Miller (1957) khám phá vai trò của tỷ lệ nồng độ
auxin/cytokinin trong nuôi cấy mô thực vật. Cooking (1960) đã tạo ra số
5
6
lượng lớn tế bào trần ở những thực vật khác nhau nhờ sử dụng enzyme phân
giải thành tế bào [12].
Năm 1966, Guha và cs đã nuôi cấy thể đơn bội từ bao phấn của
cây cà độc dược thành công [12]. Bourgin và Nitsch (1967) tạo cây đơn bội
thành công ở cây thuốc lá [10].
Với sự ra đời của enzyme giới hạn vào đầu những năm 1970,
nuôi cấy mô bắt đầu hướng tới một lĩnh vực nghiên cứu công nghệ thực vật
mới. Các tế bào toàn năng của thực vật có thể được thay đổi bằng cách chèn
các gen ngoại lai đặc trưng để tạo ra cây trồng biến đổi gen [48].
Trong vòng 30 năm trở lại đây, kỹ thuật nhân giống in vitro đã
tạo nên cuộc cách mạng lớn trong nhân giống thực vật và hướng tới mục tiêu
áp dụng kỹ thuật này để sản xuất cây giống thương mại. Kỹ thuật nhân giống
in vitro đã trở thành một phương pháp nhân giống chuẩn và phổ biến đối với
nhiều loại cây trồng như: cây công nghiệp, cây lâm nghiệp, cây cảnh, cây
dược liệu, cây ăn trái và rau xanh. Hiện nay, kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào
thực vật kết hợp với các kỹ thuật gen được ứng dụng rộng rãi trong nông
nghiệp, lâm nghiệp, y học,… để nhân giống, chọn dòng, lai xa nhiều loài thực
vật, chuyển gen vào cây trồng, sản xuất giống cây trồng, cung cấp nguồn
dược liệu,…
1.2. NHÂN GIỐNG IN VITRO CÂY TRỒNG
Trong môi trường nuôi cấy cung cấp các nguyên tố đa lượng cần
thiết cho sự tăng trưởng và phát triển của thực vật. Các nguyên tố đa lượng
gồm: nitrogen, phosphore, potassium, magnesium, calcium, sulphur. Những
nguyên tố này thường chiếm 0,1% trọng lượng khô của thực vật [3, 41].
* Các nguyên tố vi lượng
7
8
Các nguyên tố vi lượng cần thiết với hàm lượng rất thấp cho thực
vật sinh trưởng, phát triển và nhiều vai trò sinh lý khác. Các nguyên tố vi
lượng thường bao gồm: manganese, iodine, copper, cobalt, boron,
molybdenum, iron và zinc [3, 11, 14, 41].
* Hữu cơ bổ sung
Hai loại vitamin là thiamine (vitamin B1) và myo-Inositol (được
xem là một loại vitamin B), được cho là cần thiết cho nuôi cấy in vitro tế bào
thực vật và các amino acid thường sử dụng nhất là arginine, asparagin,
aspartic acid, alanine, glutamic acid, glutamine và proline [3, 41].
* Nguồn carbon
Nguồn carbon được sử dụng gồm: sucrose, glucose, maltose,
galactose và sorbitol. Nhưng sucrose được sử dụng phổ biến nhất do nó dễ
tìm, giá rẽ, dễ hấp thu và tương đối ổn định. Các nguồn carbon khác cũng có
thể được sử dụng nếu nó thật sự tối ưu hơn so với sucrose [3, 11, 41].
* Các tác nhân làm rắn môi trường
Khi nuôi cấy in vitro tế bào thực vật trên môi trường rắn, các gel
tạo một giá đỡ cho mô sinh trưởng trong điều kiện tĩnh. Agar là một loại
polysaccharide thu được từ một số loài tảo, chúng có ưu điểm hơn các tác
nhân tạo gel. Gelatin ở nồng độ cao (10%) cũng có hiệu quả tạo gel nhưng bị
hạn chế sử dụng vì nó nóng chảy ở nhiệt độ thấp (25
o
C). Các hợp chất khác
đã được thử nghiệm thành công bao gồm methacel, alginate, phytagel và gel-
MCPA 2-Methyl-4-
chlorophenoxyacetic acid
NAA 1-Naphthylacetic acid
NOA 2-Naphthyloxyacetic acid
Picloram 4-amino-2,5,6-
trichloropicolinic acid
9
10
Auxin có ở các bộ phận của cây như mô phân sinh đỉnh, các bộ
phận non của cây (auxin nội sinh). Khi sử dụng auxin trong nuôi cấy cần lưu
ý đến đặc điểm của đối tượng cần nghiên cứu, đặc tính của auxin (ngoại sinh)
để xác định khoảng nồng độ và loại auxin cần thiết.
Auxin có khả năng thúc đẩy sự phân chia tế bào và phát triển của
tế bào, tạo và nhân nhanh callus, tạo phôi soma (2,4-D), kích thích sự phân
hoá của các mô dẫn, kích thích tạo chồi bất định (khi auxin ở nồng độ thấp)
[3, 11, 31, 41].
* Cytokinin
Các cytokinin là dẫn xuất của adenine. Các cytokinin được sử
dụng thường xuyên nhất là BAP, zeatin và 2-iP là các cytokinin tự nhiên, còn
BA và KIN là các cytokinin nhân tạo.
Tên viết
tắt / Tên
Tên hóa học
BAP 6-Benzylaminopurine
2iP (IPA) N 6 - (2-Isopentyl) adenine
Kinetin 6-Furfurylaminopurine
Thidiazuro
n
1-Phenyl-3 (1,2,3-thiadiazol-5-yl) urea
Zeatin 4-Hydroxy-3-methyl-trans-2-
30, 31, 32, 41].
11
12
1.2.2. Một số phương thức nhân giống in vitro
Phương thức nhân giống vô tính in vitro là một bước tiến
bộ vượt bậc của khoa học kỹ thuật trong công tác nhân giống cây trồng, nó đã
có thể thay thế cho phương thức nhân giống cổ điển (gieo hạt, giâm cành,
giâm chồi, chiết, ghép, tách dòng,… ) và giải quyết những khó khăn mà
phương pháp cổ điển không thể vượt qua.
1.2.2.1. Nhân giống in vitro từ các cấu trúc sinh dưỡng
* Nhân giống in vitro thông qua nuôi cấy mô phân sinh đỉnh
Các bộ phận nhỏ nhất của đỉnh chồi hay đỉnh sinh trưởng làm
mẫu vật nuôi cấy, bao gồm mô phân sinh đỉnh và các mầm lá non. Nhưng rất
khó thành công khi nuôi cấy các mô phân sinh đỉnh riêng rẽ có kích thước
nhỏ và chỉ được ứng dụng với mục đích tạo cây trồng sạch bệnh. Nên trong
nhân giống in vitro người ta thường nuôi cấy cả đỉnh chồi hoặc đỉnh sinh
trưởng [3, 11, 41].
Nếu độ lớn của chồi nuôi cấy tăng thì tỷ lệ sống và tính ổn định
về mặt di truyền của chồi tăng và ngược lại. Nhưng chồi nuôi cấy càng lớn thì
khả năng mang mầm bệnh càng cao, chồi nuôi cấy càng nhỏ thì khả năng
mang mầm bệnh càng thấp. Do đó, phải kết hợp hài hòa được các yếu tố trên
để tìm ra phương thức lấy mẫu tối ưu [3].
Nếu mẫu được nuôi cấy trên môi trường thích hợp, từ một
đỉnh sinh trưởng, mẫu sẽ phát triển thành một chồi hay nhiều chồi. Chồi tiếp
tục phát triển vươn thân, ra lá và rễ để trở thành một cây hoàn chỉnh. Xét về
nguồn gốc của các cây đó có ba khả năng: 1) Cây phát triển từ chồi đỉnh; 2)
Cây phát triển từ chồi nách phá ngủ; 3) Cây phát triển từ chồi mới phát sinh
[3, 11].
* Nhân giống in vitro thông qua nuôi cấy chồi bất định
12
cho nội nhũ, giúp cho phôi vô tính có thể nảy mầm trở thành cây hoàn chỉnh
[3, 12, 11].
1.3. TỔNG QUAN MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG
IN VITRO CÂY SÂM
1.3.1. Một số kết quả nghiên cứu nuôi cấy in vitro chi Panax
Sâm là cây thuốc có giá trị dược liệu và giá trị kinh tế cao, có nhiều chi,
họ khác nhau nhưng chủ yếu là các loại thuộc chi Panax. Hiện nay, các nhà
khoa học trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu thành công trong
việc chứng minh giá trị về tác dụng của nó trong y học cũng như việc ứng
dụng các kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào nhằm khai thác mọi tiềm năng vốn
có trong loại dược liệu quí này [1, 4, 7, 9]
Năm 1993, Sarita và cs đã tiến hành nghiên cứu nhân nhanh phôi soma
bất định ở cây nhân sâm (Panax ginseng C. A. Meyer), thấy rằng phôi soma
và phôi phát sinh từ callus được hình thành từ phôi hợp tử non. Phôi soma
được nhân nhanh từ các phôi ngẫu nhiên có sự sinh trưởng và phát triển phụ
thuộc vào hormone sinh trưởng trong môi trường. Trong đó, nhóm auxin được
sử dụng gồm 2,4-D, NAA, IAA ở nồng độ 1,0 mg/l đã làm tăng nhanh số
lượng phôi soma nuôi cấy ở lần thứ hai và thứ ba từ phôi soma ban đầu. Còn
nhóm cytokinin (KIN, BA) làm ức chế phôi bất định. Sau đó, phôi soma được
tăng trưởng và tái sinh thành cây con thông qua hai giai đoạn, đầu tiên là kéo
dài chồi trên môi trường MS có bổ sung 1,0 mg/l KIN, tiếp theo là tạo rễ trên
môi trường MS bổ sung 1,0 mg/l KIN và 1,0 mg/l GA3
[42].
Shoyama và cs (1996) đã tiến hành vi nhân giống cây sâm Tam thất
(Panax notoginseng) phát sinh từ phôi soma và phân tích RAPD của cây con
tái sinh. Phôi soma phát sinh từ callus bắt nguồn từ nụ hoa non của sâm Tam
thất trong 18 tuần nuôi cấy trên môi trường ½ MS có bổ sung GA và BA. Các
môi trường tối ưu nhất cho sự hình thành rễ là môi trường MS có bổ sung
14
các chồi khi cấy trên môi trường ½ MS có bổ sung auxin (IAA). Sau đó, cây
hoàn chỉnh được đem trồng trong nhà kính với tỉ lệ sống là 36% [50].
Jianyong và cs (1999) đã nuôi cấy tế bào Nhân sâm (từ rễ của Panax
ginseng C. A. Meyer ) trên môi trường bổ sung carbohydrate khác nhau bao
gồm sucrose, glucose, fructose, ở nồng độ 10-110 g/l. Sucrose là nguồn cung
cấp carbon tốt hơn các monosaccharide khác cho sự phát triển của tế bào nhân
sâm và nồng độ tối ưu là từ 30 đến 50 g/l. Sự gia tăng nồng độ ban đầu trong
phạm vi này làm tăng mật độ tế bào tối đa và chỉ số tăng trưởng đáng kể,
trong khi đó nồng độ cao hơn lại ức chế sự phát triển của tế bào. Sự cung cấp
nguồn sucrose và một số thành phần khác của môi trường khi mô phát triển
làm tăng chỉ số tăng trưởng hơn 60-70% và năng suất sinh khối hơn 50%
[26].
Claire và cs (2000) nghiên cứu vai trò của polyamine và các con đường
trao đổi chất trong phôi soma của nhân sâm (Panax ginseng) trong nuôi cấy
lỏng. Khả năng tạo phôi từ callus trong nuôi cấy lỏng là một quá trình gồm ba
thử nghiệm: nuôi cấy huyền phù tế bào có bổ sung một hỗn hợp
auxin/cytokinin, chỉ bổ sung auxin và chỉ bổ sung cytokinin. Kết quả cho thấy
khi kết hợp các polyamine hoặc tiền chất của nó (arginine và ornithine) vào
môi trường tái sinh để cảm ứng thì số lượng phôi tăng lên đến 4 lần [17].
Claire và cs (2002) đã xác định vai trò ảnh hưởng tốt của các auxin
khác nhau và các polyamine ở những giai đoạn hình thành và phát triển phôi
soma của nhân sâm trong nuôi cấy in vitro. Nhóm nghiên cứu nhận định việc
sản xuất cây con khả thi thông qua sự phát sinh phôi của nhân sâm cần có môi
trường nuôi cấy khác nhau tương ứng ở các giai đoạn phát triển kế tiếp. Các
ảnh hưởng của auxin và polyamine đã được thử nghiệm ở các thí nghiệm khác
nhau. Nhân nhanh callus từ rễ gốc phôi trên môi trường tối ưu ½ MS bổ sung
3-(benzo [b] selenyl) acetic acid (BSAA) và KIN; Các polyamine ngoại sinh
16
17
sử dụng ở giai đoạn này sẽ có hại như gây ra hóa nâu callus, làm giảm khả
sung 1% than hoạt tính và một nửa chúng có thể nảy mầm. Khoảng 85% phôi
đã nảy mầm có thể chuyển thành cây với hệ thống rễ cái phát triển tốt trên
môi trường ½ MS với 0,5% than hoạt tính. Tỷ lệ sống của cây con khi được
trồng trong phòng nuôi và bên ngoài môi trường lần lượt là 95,6% và 93,7%.
[45].
Xiang và cs (2007) thực hiện tái sinh cây thông qua phát sinh phôi
soma trực tiếp ở cây sâm Nhật Bản (Panax japonicus). Phôi soma trực tiếp
thu được từ các phôi hữu tính trên môi trường MS có bổ sung 4,4 µM 2,4-D.
Sau đó, phôi soma thứ cấp được nuôi cấy lặp đi lặp lại. Việc tạo phôi soma
thứ cấp được tăng cường bằng cách tiền xử lý co nguyên sinh (1,0 M
mannitol trong 10 giờ). Tần số hình thành phôi soma lần thứ hai từ các đoạn
lá mầm đã giảm xuống, nhưng số lượng phôi soma trên mỗi mẫu cấy lại tăng
lên rất nhiều. Khi có tiền xử lý co nguyên sinh sẽ làm chậm quá trình phát
triển và thích ứng môi trường mới của phôi ở giai đoạn lá mầm. Nếu không
tiền xử lý co nguyên sinh thì phôi lá mầm được tạo thành sau 8 tuần nuôi cấy.
Tất cả lá mầm của phôi soma đã được tiền xử lý đều phát triển trên môi
trường MS bổ sung 5 µM GA3, nhưng trên môi trường đối chứng không có
hormone chỉ có 15,3% mẫu phát triển. Sau 2 tháng nuôi trên môi trường ½
WPM (Woody Plant Medium), cây con đã ra hoa một cách tự nhiên. Trong
bao phấn của hoa in vitro, sự phát sinh vi bào tử (microsporogenesis) xảy ra
bình thường với số lượng hạt phấn thấp [49].
Năm 2008, Thành và cs đã nhân nhanh rễ bất định của nhân sâm Triều
tiên trên môi trường MS cơ bản, kết quả thu được sự hình thành và phát triển
của callus thích hợp nhất là 2,4-D, còn IBA là thích hợp cho sự hình thành và
tăng trưởng của rễ bất định. Số rễ được hình thành trên môi trường bổ sung
IBA nhiều hơn so với NAA. Nồng độ sucrose ban đầu đã ảnh hưởng đến sự
tăng trưởng sinh khối tế bào và sản phẩm saponin, kết quả cho thấy nồng độ
18
19
sucrose 50 g/l là tối ưu nhất cho sự sinh trưởng của rễ bất định với khối lượng
Năm 2009, Nguyễn Thành Sum và cs đã khảo sát môi trường thích hợp
tạo rễ bất định và nhân sinh khối sâm Ngọc Linh. Sử dụng mẫu có kích thước
1,0×1,0×0,25 cm cấy trên môi trường MS có bổ sung 30 g/l sucrose, 8,0 g/l
agar và 2,4-D với các nồng độ khác nhau. Thực nghiệm cho thấy, môi trường
chứa 3 mg/l 2,4-D đã cho kết quả hình thành mô sẹo và rễ bất định tốt nhất
sau 2 tháng nuôi cấy. Những đoạn cắt 1,0 cm của những mẫu rễ bất định này
sau đó được chuyển sang môi trường MS, White và Gamborg (B5) có bổ sung
30 g/l sucrose, 8,0 g/l agar, và IBA hoặc NAA với các nồng độ khác nhau.
Nghiên cứu cho thấy môi trường White có bổ sung NAA đã đạt được kết quả
tăng sinh khối rất khả quan. Trong môi trường White bổ sung 3,0 mg/l NAA,
thích hợp cho sự phát triển rễ bất định ở sâm Ngọc Linh [8].
Dương Tấn Nhựt và cs (2010), nhân giống vô tính sâm Ngọc Linh và
trồng thử nghiệm ở giai đoạn vườn ươm. Callus được cảm ứng từ củ sâm
Ngọc Linh được cắt thành lát mỏng và cấy lên môi trường MS bổ sung 1,0
mg/l 2,4-D và 0,2 mg/l TDZ (thiadizurol), trong điều kiện chiếu sáng 16
giờ/ngày. Môi trường tốt nhất cho tỷ lệ tăng sinh khối callus là môi trường
MS bổ sung 1,0 mg/l 2,4-D kết hợp 0,2 mg/l TDZ. Số chồi tái sinh từ callus
đạt cao nhất trên môi trường SH (Schenk và Hilderbrandt – 1972) bổ sung 1,0
mg/l BA, 1,0 mg/l NAA và 2 g/l than hoạt tính. Trong giai đoạn tăng trưởng
chồi, môi trường ½ MS được bổ sung 1,0 mg/l BA và 0,5 mg/l NAA, 50 g/l
sucrose, 2,0 g/l than hoạt tính và được đặt trong điều kiện ánh sáng đèn LED
70% đỏ và 30% xanh là tốt nhất. Sau 6 tháng trồng ngoài khu vực vườn ươm
cho thấy tốc độ sinh trưởng nhanh hơn so với cây sâm Ngọc Linh gieo bằng
hạt với tỷ lệ sống sót của 1000 cây sâm in vitro là 87% [6].
20
21
Nguyễn Thị Liễu và cs (2011) đã nghiên cứu khả năng tạo rễ bất định
của sâm Ngọc Linh, mẫu cấy được thu thập từ củ sâm tươi có kích thước
1,0×1,0×0,25 cm trên môi trường MS có bổ sung 50 g/l sucrose, 8,0 g/l agar,
1,0 mg/l 2,4-D cho kết quả hình thành callus và rễ bất định tốt nhất sau 2
thuôn, dài 10-14 cm, rộng 3,0-5,0 cm; gốc nhọn, đầu vuốt nhọn; mép khía
răng cưa; cuống lá chét dưới 1 cm. Hoa mọc ở ngọn, cụm hoa thường gồm 1
tán, cá biệt có tán phụ, cuống cụm hoa dài 15-30 cm. Hoa nhỏ, màu trắng ngà,
cuống hoa 1,0-1,5 cm; đài 5, hợp ở gốc, hình tam giác rộng; nhị 5, chỉ nhị
mảnh; bầu 2 ô, cá biệt 1 ô, đầu nhụy chẻ đôi. Quả hình cầu hoặc hình cầu hơi
dẹt, đường kính 0,6-1,0 cm, khi chín màu đỏ, có chấm đen. Mỗi quả có 1-2
hạt, gần tròn, đường kính 2,0-3,0 mm, màu trắng xám. Đối với sâm trồng, rễ
củ rất phát triển, tăng trưởng hàng năm rất rõ rệt, chúng có ba dạng chính:
dạng củ cà rốt, dạng con quay và dạng bó củ (là dạng rất phổ biến). Sâm Ngọc
Linh trồng thường cao đến 1 m, mang nhiều lá kép có khi đến 7 lá chét to hơn
bình thường [2, 4, 7].
1.3.3.2. Vùng phân bố
Loài sâm này phát triển tự nhiên ở vùng núi Ngọc Linh thuộc hai tỉnh
Kon Tum và Quảng Nam, ngoài ra còn có ở núi Langbian thuộc tỉnh Lâm
Đồng. Việt Nam là nơi phân bố duy nhất của sâm Ngọc Linh trên toàn thế
giới [2, 4, 7].
1.3.3.3.Đặc điểm sinh thái học
Cây sâm Ngọc Linh đặc biệt ưa ẩm và ưa bóng, thường mọc rải rác
hoặc thành đám nhỏ dưới tán rừng kín thường xanh ẩm; độ cao 1900-2300 m
so với mực nước biển. Nhiệt độ trung bình của vùng có sâm mọc tự nhiên từ
15-18
o
C, độ ẩm 90%, lượng mưa khoàng 3000 mm/năm; đất nhiều mùn, giàu
dinh dưỡng. Hàng năm, phần thân mang lá tàn lụi vào tháng 11; đến tháng 3
22
23
năm sau mọc lên thân mới, ra hoa vào tháng 4-5, quả chín vào tháng 9,10.
Sâm được tái sinh tự nhiên từ hạt hoặc từ phần đầu mầm thân rễ [2, 4, 7].
1.3.3.4. Thành phần hóa học
Hợp chất saponin được xem là thành phần hoạt chất chủ yếu của sâm
Ngọc Linh, có tác dụng chống stress và là một chất xúc tác quan trọng chống
ung thư (anti-cancer promoting agent) [2, 4, 6].
1.3.3.6. Sự cần thiết phát triển nguồn sâm Ngọc Linh
Sâm Ngọc Linh đã được các nhà khoa học chứng minh có giá trị dược
liệu cao, được xếp vào nhóm sâm quý của thế giới. Hiện nay, người ta có xu
hướng quay trở về với cây thuốc và thuốc có nguồn gốc thiên nhiên, và sâm
Ngọc Linh là một dược liệu quý có giá trị kinh tế cao, nên cũng chính là đối
tượng bị khai thác triệt để vì mục đích thương mại, đã dẫn đến cạn kiệt nguồn
sâm tự nhiên. Để giải quyết vấn đề này đòi hỏi phải có giải pháp toàn diện về
quản lý, bảo vệ, bảo tồn, quy hoạch vùng sâm nguyên liệu, cần thiết ứng dụng
những kỹ thuật mới trong sản xuất để nâng cao giá trị thương mại, xây dựng
thương hiệu sâm Ngọc Linh trên thị trường thế giới. Trong đó, kỹ thuật nhân
giống in vitro cho hệ số nhân giống cao, nên đây là giải pháp cần thiết góp
phần phát triển đáp ứng kịp thời nguồn sâm nguyên liệu trong công tác nhân
giống để mở rộng diện tích sâm trồng và sản xuất sản phẩm sâm Ngọc Linh.
Hình 1. Cây sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)
a. Cây sâm Ngọc Linh mọc tự nhiên; b. Cây sâm Ngọc Linh trong vườn
trồng;
c. Mẫu sâm Ngọc Linh tự nhiên được thu thập tại vùng núi Ngọc Linh.
1, 2, 3, 4, 5. Cây sâm Ngọc Linh có độ tuổi tương ứng: 3 tháng và 1, 2, 3, 5
năm tuổi
24
25
Chương 2
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu của chúng tôi là sâm Ngọc Linh, đây là loài sâm
chỉ phân bố ở Việt Nam, được xếp đầu bảng trong “Sách đỏ Việt Nam”, có giá
trị về mặt dược liệu cao, được xếp vào nhóm sâm quý trên thế giới.
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) thuộc: