Luận án tiến sĩ sinh học: Tái sinh in vitro sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis) bằng kỹ thuật lớp mỏng tế bào

Nghiên cứu tái sinh in vitro sâm Ngọc Linh bằng kỹ thuật lớp mỏng tế bào, ứng dụng công nghệ sinh học hiện đại.

Tác giả

Luan An

Thể loại

luận án

Năm xuất bản

Số trang

203

Thời gian đọc

31 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Tổng quan tái sinh in vitro sâm Ngọc Linh hiện nay
Số trang:
203 trang
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Tổng quan tái sinh in vitro sâm Ngọc Linh hiện nay

Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis) là loài dược liệu quý đặc hữu của Việt Nam. Dược liệu này chứa hàm lượng saponin phong phú và có giá trị kinh tế rất cao. Nhu cầu sử dụng tăng mạnh dẫn đến nguy cơ suy giảm nguồn gen tự nhiên. Phương pháp nhân giống truyền thống bằng hạt hoặc củ gặp nhiều hạn chế. Tỷ lệ nảy mầm tự nhiên thấp và thời gian sinh trưởng kéo dài. Công nghệ nuôi cấy mô in vitro là giải pháp tối ưu nhằm bảo tồn loài dược liệu này. Nghiên cứu tái sinh in vitro mở ra hướng đi bền vững cho nguồn dược liệu sạch. Quy trình công nghệ sinh học giúp nâng cao hệ số nhân giống nhanh chóng. Sự kết hợp giữa vi nhân giống (micropropagation) và kỹ thuật tế bào thực vật tạo nguồn giống đồng đều. Cây con tạo ra giữ nguyên đặc tính di truyền ưu việt của cây mẹ. Nghiên cứu tập trung giải quyết tình trạng khan hiếm nguồn giống sâm Ngọc Linh hiện nay.

1.1. Giá trị dược liệu và thực trạng nguồn giống sâm Ngọc Linh

Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) phân bố chủ yếu tại vùng núi Ngọc Linh thuộc Quảng Nam và Kon Tum. Cây chứa hàm lượng lớn hợp chất saponin khung dammaran quý giá, đặc biệt là majonoside-R2. Hoạt chất này mang lại tác dụng kháng khuẩn, chống stress và tăng cường miễn dịch vượt trội. Thị trường tiêu thụ tăng cao khiến trữ lượng tự nhiên bị suy giảm nghiêm trọng. Việc khai thác quá mức đẩy sâm Ngọc Linh vào danh mục cần bảo tồn khẩn cấp. Nguồn giống tự nhiên nhân từ hạt thường không đáp ứng đủ nhu cầu sản xuất quy mô lớn. Hạt giống sâm có giai đoạn ngủ nghỉ sinh lý dài và tỷ lệ nảy mầm không đồng đều. Ngoài ra, sâu bệnh hại tại vườn ươm cũng làm giảm năng suất cây giống. Tái sinh in vitro và vi nhân giống (micropropagation) là con đường cấp thiết để bảo vệ nguồn gen quý hiếm.

1.2. Hạn chế của nhân giống vô tính truyền thống trên sâm

Phương pháp nhân giống vô tính truyền thống sử dụng các đoạn thân rễ hoặc chồi ngủ tự nhiên. Kỹ thuật này đòi hỏi nguồn mẫu ban đầu lớn từ các cây sâm mẹ nhiều năm tuổi. Hệ số nhân giống vô tính truyền thống rất thấp và phụ thuộc chặt chẽ vào mùa vụ. Cây giống ngoài tự nhiên dễ bị nhiễm nấm bệnh và vi khuẩn gây thối nhũn. Hiện tượng thoái hóa giống cũng xảy ra khi nhân vô tính liên tục qua nhiều chu kỳ canh tác đất. Chi phí sản xuất cây giống thực địa duy trì ở mức rất cao. Phương pháp nhân giống cũ không đáp ứng được các dự án phát triển dược liệu quy mô lớn. Do đó, các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ nuôi cấy mô in vitro để khắc phục triệt để các rào cản này. Hệ thống in vitro giúp tạo cây giống sạch bệnh với số lượng lớn trong thời gian ngắn.

II. Kỹ thuật lớp mỏng tế bào TCL nhân giống sâm Ngọc Linh

Kỹ thuật lớp mỏng tế bào TCL (Thin Cell Layer) là bước tiến đột phá trong công nghệ nuôi cấy mô in vitro. Hệ thống này sử dụng mẫu cấy kích thước siêu mỏng để tiếp xúc tối đa với môi trường dinh dưỡng. Các mô tế bào tiếp nhận kích thích tố sinh trưởng đồng đều hơn so với mẫu cấy truyền thống. Nhờ đó, khả năng phát sinh hình thái và tái sinh in vitro tăng lên rõ rệt. Đối với sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis), TCL giúp kiểm soát chính xác con đường tái sinh. Phương pháp này giảm thiểu hiện tượng biến dị soma và nâng cao hiệu quả tạo chồi. Kỹ thuật TCL tối ưu hóa quá trình vi nhân giống (micropropagation) ở quy mô công nghiệp. Việc kiểm soát tế bào ở mức độ vi mô giúp tái sinh chồi và rễ nhanh chóng. Kỹ thuật lớp mỏng tế bào khẳng định vai trò then chốt trong nghiên cứu nhân giống sâm hiện đại.

2.1. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật lớp mỏng tế bào TCL

Hệ thống lớp mỏng tế bào TCL (Thin Cell Layer) được phát triển bởi Tran Thanh Van từ những năm 1970. Nguyên lý chính dựa trên việc cắt các lớp mô thực vật có độ dày từ vài trăm micromet đến vài milimet. Mẫu cấy bao gồm số lượng hữu hạn các lớp tế bào nhất định. Khi lớp mô tiếp xúc trực tiếp với dinh dưỡng, sự phân chia tế bào diễn ra mạnh mẽ. Mẫu TCL phản ứng nhạy bén với các chất điều hòa sinh trưởng thực vật có trong môi trường nuôi cấy. Phương pháp này cho phép định hướng sự phát sinh cơ quan (organogenesis) hoặc phát sinh phôi vô tính. So với các mẫu cấy mô lớn, mẫu cấy TCL hạn chế sự tích lũy chất ức chế sinh trưởng nội sinh. Nhờ vậy, kỹ thuật lớp mỏng tế bào đem lại tỷ lệ tái sinh in vitro vượt trội cho sâm Ngọc Linh.

2.2. Ưu thế của hệ thống TCL trong vi nhân giống cây sâm

Kỹ thuật lớp mỏng tế bào mang lại nhiều ưu thế vượt trội khi nhân giống vô tính sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis). Hệ thống TCL giúp tiết kiệm tối đa nguồn vật liệu khởi đầu từ cây mẹ quý hiếm. Từ một mẫu mô nhỏ, kỹ thuật viên có thể tạo ra hàng loạt lát cắt mỏng đồng nhất. Tỷ lệ tái sinh chồi bất định từ lát cắt TCL cao gấp nhiều lần mẫu cấy khúc thân thông thường. Sự tiếp xúc đồng đều với ánh sáng và phytohormone thúc đẩy quá trình phát sinh cơ quan (organogenesis) diễn ra đồng loạt. Cây con in vitro có tốc độ sinh trưởng nhanh và tỷ lệ sống sót cao khi ra ngôi vườn ươm. Vi nhân giống (micropropagation) bằng TCL là công cụ đắc lực phục vụ sản xuất giống cây dược liệu sạch bệnh quy mô lớn.

III. Ứng dụng lát cắt tTCL và lTCL tái sinh sâm Ngọc Linh

Nghiên cứu ứng dụng hai dạng lát cắt chính gồm lớp mỏng tế bào ngang (tTCL) và lớp mỏng tế bào dọc (lTCL). Mỗi dạng lát cắt mang đặc điểm hình thái và định hướng phát sinh mô bào riêng biệt. Mẫu tTCL thường cắt ngang qua cấu trúc thân, rễ hoặc chồi ngọn sâm Ngọc Linh. Trong khi đó, mẫu lTCL tạo các lát cắt song song với trục dọc của cơ quan thực vật. Sự phản ứng của hai loại mẫu cấy đối với chất kích thích sinh trưởng có sự khác biệt rõ rệt. Việc lựa chọn tTCL hay lTCL quyết định trực tiếp đến hiệu suất tái sinh in vitro. Cả hai dạng lát cắt đều kích hoạt mạnh mẽ sự phân chia tế bào tại vết thương. Nghiên cứu thực nghiệm chứng minh sự thích hợp của từng loại mẫu đối với mục tiêu tái sinh cụ thể.

3.1. Hiệu quả tái sinh từ lớp mỏng tế bào ngang tTCL

Lớp mỏng tế bào ngang (transverse Thin Cell Layer - tTCL) được cắt vuông góc với trục sinh trưởng của mô. Lát cắt tTCL chứa đầy đủ các vùng tế bào biểu bì, vỏ, tầng phát sinh và trung trụ. Khi nuôi cấy trong môi trường dinh dưỡng thích hợp, lát cắt tTCL sâm Ngọc Linh tạo mô sẹo nhanh chóng. Khả năng phát sinh cơ quan (organogenesis) trực tiếp từ tTCL diễn ra với tần suất cao. Mô tTCL đốt thân và củ non cho tỷ lệ cảm ứng chồi và phôi vô tính đồng đều. Vết cắt ngang kích thích sự tổng hợp các hormone nội sinh tại vùng phân sinh mô. Mẫu tTCL được đánh giá là nguồn vật liệu tối ưu để tái sinh in vitro và nâng cao hệ số nhân giống. Hệ thống tTCL giúp rút ngắn thời gian tạo cây hoàn chỉnh trong nuôi cấy mô in vitro.

3.2. Tiềm năng phát sinh mô từ lớp mỏng tế bào dọc lTCL

Lớp mỏng tế bào dọc (longitudinal Thin Cell Layer - lTCL) được cắt song song với trục đứng của cơ quan cây. Lát cắt lTCL cung cấp diện tích tiếp xúc dài với bề mặt môi trường thạch dinh dưỡng. Dạng mẫu cấy này duy trì tính liên tục của các bó mạch dẫn và mô mềm dọc thân. Trên đối tượng sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis), lTCL thân rễ hỗ trợ tạo rễ bất định và rễ thứ cấp hiệu quả. Mẫu lTCL rễ kích thích sự gia tăng sinh khối saponin nhanh chóng trong nuôi cấy in vitro. Tùy thuộc vào nồng độ auxin và cytokinin bổ sung, lTCL định hướng tái sinh chồi hoặc rễ rất rõ ràng. Sự phối hợp giữa lTCL và hệ thống chiếu sáng thích hợp tối ưu hóa quá trình vi nhân giống (micropropagation). Dạng lát cắt dọc đóng góp quan trọng vào quy trình nhân sinh khối rễ sâm.

IV. Tối ưu vi nhân giống sâm Ngọc Linh bằng nuôi cấy mô

Quy trình vi nhân giống (micropropagation) sâm Ngọc Linh đòi hỏi sự tối ưu hóa nhiều yếu tố môi trường. Thành phần khoáng cơ bản, nguồn carbon, vitamin và các phytohormone cần được phối hợp chính xác. Môi trường nuôi cấy mô in vitro đóng vai trò quyết định đến sự phân hóa tế bào và tăng trưởng mô. Nguồn ánh sáng nhân tạo cũng ảnh hưởng sâu sắc đến quá trình quang giải mầm và quang hợp in vitro. Nghiên cứu áp dụng hệ thống chiếu sáng đơn sắc LED nhằm tăng cường hiệu suất tái sinh cây. Sự kết hợp giữa kỹ thuật lớp mỏng tế bào và điều khiển quang phổ tạo ra bước đột phá mới. Cây con sâm Ngọc Linh sinh trưởng khỏe mạnh, thân cứng cáp và bộ rễ phát triển hoàn chỉnh. Quy trình này nâng cao tỷ lệ sống khi chuyển cây giống ra điều kiện nhà màng.

4.1. Ảnh hưởng của phytohormone đến phát sinh hình thái

Chất điều hòa sinh trưởng thực vật (phytohormone) là yếu tố cốt lõi trong nuôi cấy mô in vitro sâm Ngọc Linh. Nhóm auxin như NAA, IBA, 2,4-D có tác dụng kích thích tạo mô sẹo và hình thành rễ bất định. Nhóm cytokinin như BA, TDZ, kinetin thúc đẩy mạnh mẽ quá trình phát sinh chồi từ lát cắt TCL. Tỷ lệ cân bằng giữa auxin và cytokinin định hướng tế bào đi vào con đường tạo phôi hoặc tạo cơ quan. Nồng độ chất sinh trưởng phù hợp giúp ngăn ngừa hiện tượng thủy tinh thể ở chồi non sâm Ngọc Linh. Việc kiểm soát nồng độ phytohormone chặt chẽ đảm bảo sự phân hóa mô diễn ra ổn định. Môi trường tối ưu hóa kích thích chồi phát triển mạnh với số lượng lá và chiều cao đạt chuẩn. Đây là tiền đề để thiết lập quy trình tái sinh in vitro hiệu quả cao.

4.2. Vai trò của hệ thống đèn LED đơn sắc trong nuôi cấy

Hệ thống chiếu sáng đơn sắc (LED) là công nghệ tiên tiến thay thế đèn huỳnh quang truyền thống. Ánh sáng LED cung cấp các bước sóng chuyên biệt như đỏ (red light) và xanh (blue light). Sự kết hợp tỷ lệ LED đỏ và xanh kích thích tích lũy diệp lục và tăng hiệu suất quang hợp in vitro. Ánh sáng đỏ thúc đẩy kéo dài lóng thân và tăng sinh khối mô sâm Ngọc Linh. Trong khi đó, ánh sáng xanh giúp thân cây cứng cáp, lá dày và tăng cường phân hóa chồi bất định. Hệ thống LED đơn sắc còn hạn chế hiện tượng tỏa nhiệt trong phòng nuôi cấy mô in vitro. Cây sâm (Panax vietnamensis) nuôi dưới đèn LED có chất lượng hình thái và hàm lượng saponin cao hơn. Ứng dụng LED giúp tiết kiệm điện năng và nâng cao hiệu quả vi nhân giống (micropropagation).

V. Đánh giá phát sinh cơ quan ở sâm Ngọc Linh in vitro

Đánh giá phát sinh cơ quan (organogenesis) là tiêu chuẩn quan trọng để khẳng định thành công của quy trình nhân giống. Quá trình này bao gồm sự hình thành chồi bất định, phát triển thân lá và tạo rễ hoàn chỉnh. Từ các lát cắt lớp mỏng tế bào TCL, phôi vô tính hoặc mầm cơ quan phân hóa đồng loạt. Cây hoàn chỉnh sau nuôi cấy mô in vitro cần đạt tiêu chuẩn chất lượng về hình thái và sinh lý. Sự tích lũy hoạt chất saponin đặc trưng cũng được phân tích nhằm kiểm tra chất lượng dược liệu. Tái sinh in vitro thành công cung cấp nguồn cây giống sâm Ngọc Linh sạch bệnh với độ đồng đều cao. Nghiên cứu mở ra tiềm năng sản xuất sinh khối rễ và củ sâm phục vụ công nghiệp dược phẩm. Kết quả nghiên cứu đáp ứng trọn vẹn mục tiêu bảo tồn và phát triển bền vững dược liệu quý.

5.1. Cơ chế phát sinh cơ quan và phôi vô tính từ mô sẹo

Phát sinh cơ quan (organogenesis) ở sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis) bắt đầu từ sự phản biệt hóa của tế bào mô sẹo. Dưới tác động của phytohormone, các tế bào phân chia liên tục tạo thành khối mô mềm xốp. Khi chuyển sang môi trường phân hóa, các tâm phát sinh cơ quan bắt đầu xuất hiện. Quá trình phát sinh chồi hoặc phôi vô tính diễn ra trực tiếp hoặc gián tiếp qua mô sẹo. Khối phôi vô tính trải qua các giai đoạn hình cầu, hình tim, hình thủy lôi và nảy mầm thành cây con. Kỹ thuật lớp mỏng tế bào ngang (tTCL) và dọc (lTCL) giúp tăng tốc độ hình thành phôi vô tính rõ rệt. Cây tái sinh từ phôi vô tính sở hữu hệ rễ cọc và chồi đỉnh hoàn chỉnh. Cơ chế này tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất hạt nhân tạo sâm Ngọc Linh.

5.2. Đánh giá chất lượng cây giống và chuyển ra vườn ươm

Giai đoạn luyện cây và chuyển ra vườn ươm quyết định hiệu quả cuối cùng của quy trình vi nhân giống (micropropagation). Cây sâm Ngọc Linh in vitro đạt chuẩn phải có thân cứng, từ 2-3 lá thật và rễ phát triển tốt. Cây được thuần hóa trong giá thể đất mùn giàu dinh dưỡng tương tự điều kiện rừng tự nhiên. Tỷ lệ sống sót của cây sâm giống đạt trên 80% khi kiểm soát tốt độ ẩm và bóng râm. Các phân tích định tính và định lượng cho thấy cây con in vitro tích lũy đầy đủ các hợp chất saponin chủ yếu. Khả năng kháng chịu sâu bệnh của cây nuôi cấy mô in vitro tương đương cây trồng từ hạt tự nhiên. Quy trình kỹ thuật lớp mỏng tế bào TCL hoàn thiện là cơ sở vững chắc để nhân rộng mô hình trồng sâm Ngọc Linh.

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU
0.1. Tính cấp thiết của đề tài
0.2. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài
0.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
0.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
0.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
0.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
0.4.1. Đối tượng nghiên cứu
0.4.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
0.5. Những đóng góp mới của luận án
1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu chi Nhân Sâm
1.1.1. Hệ thống phân loại chi nhân sâm
1.1.2. Đặc điểm thực vật
1.1.3. Thành phần hóa học
1.1.4. Giá trị kinh tế và y học của cây Nhân sâm
1.1.4.1. Giá trị kinh tế
1.1.4.2. Nhân sâm trong y học cổ truyền
1.1.4.3. Nhân sâm trong y học hiện đại
1.1.5. Tác dụng dược lý của sâm Triều Tiên Panax ginseng C. Meyer, Korean ginseng
1.2. Sơ lược về cây sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)
1.2.1. Nguồn gốc và lịch sử phát triển
1.2.2. Hình thái thực vật
1.2.3. Thành phần hoá học
1.2.3.1. Thành phần hợp chất saponin
1.2.3.2. Các thành phần khác
1.2.4. Các tác dụng của sâm Ngọc Linh
1.2.4.1. Rễ và thân rễ
1.2.5. Giá trị kinh tế của sâm Ngọc Linh
1.2.6. Tình hình trồng cây sâm Ngọc Linh
1.2.6.1. Hiện trạng và tiềm năng của cây sâm Ngọc Linh
1.2.6.2. Các khu vực trồng cây Sâm Ngọc Linh
1.2.6.3. Chăm sóc và bảo vệ
1.2.6.4. Sâu bệnh hại cây sâm Ngọc Linh
1.2.7. Tình hình nghiên cứu về sâm Ngọc Linh
1.2.7.1. Nhân giống truyền thống
1.2.7.2. Nghiên cứu nhân giống vô tính
1.2.7.3. Nghiên cứu về hạt nhân tạo
1.2.7.4. Nghiên cứu về sự phát sinh phôi
1.2.7.5. Nghiên cứu sự hình thành rễ thứ cấp và rễ bất định
1.2.7.6. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của ánh sáng
1.2.7.7. Nghiên cứu về nhân sinh khối
1.2.7.8. Nghiên cứu tạo củ in vitro
1.2.7.9. Nghiên cứu về định tính và định lượng saponin
1.3. Kỹ thuật lớp mỏng tế bào
1.3.1. Khái niệm lớp mỏng tế bào
1.3.2. Định nghĩa hệ thống lớp mỏng tế bào
1.3.3. Những đặc điểm của hệ thống lớp mỏng tế bào
1.3.4. Ưu điểm của hệ thống lớp mỏng tế bào
1.3.5. Một số thành tựu đạt được trong ứng dụng phương pháp nuôi cấy lớp mỏng tế bào trên đối tượng Panax
1.3.5.1. Ứng dụng hệ thống TCL trên đối tượng Panax ginseng
1.3.5.2. Ứng dụng hệ thống TCL trên đối tượng sâm Ngọc Linh
1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phát sinh hình thái
1.4.1. Loại mẫu cấy
1.4.2. Tuổi và tuổi sinh lý của mẫu
1.4.3. Điều kiện phát triển của mẫu
1.4.4. Vị trí của mẫu cấy trên cây
1.4.5. Kích thước của mẫu cấy
1.4.6. Vết thương
1.4.7. Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật (phytohormones)
1.5. Vai trò của ánh sáng đối với tái sinh, sinh trưởng và phát triển ở thực vật
1.5.1. Quá trình tái sinh
1.5.2. Giai đoạn phản biệt hóa
1.5.3. Giai đoạn cảm ứng với các chất điều hòa sinh trưởng thực vật
1.5.4. Giai đoạn phát sinh cơ quan và hình thành chồi
1.5.5. Chuyển cây con ra vườn ươm, giai đoạn cuối cùng của sự tái sinh
2. CHƯƠNG II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu nghiên cứu
2.2. Thiết bị - dụng cụ, hóa chất và dung môi
2.2.1. Thiết bị - dụng cụ
2.2.2. Hóa chất và dung môi
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái từ các nguồn mẫu khác nhau
2.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển tiếp theo của cây con in vitro ở các điều kiện sinh thái khác nhau
2.3.3. Nội dung 3: Định tính và định lượng saponin trong cây sâm in vitro và cây sâm hoàn chỉnh ở giai đoạn vườn ươm
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp nghiên cứu sự phát sinh hình thái
2.4.2. Phương pháp giải phẫu hình thái thực vật và quan sát bằng kính hiển vi soi nổi
2.4.3. Phương pháp phân tích hàm lượng saponin
2.4.3.1. Phương pháp sắc ký lớp mỏng
2.4.3.2. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC: High Performance Liquid Chromatography)
2.4.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm
2.4.4.1. Nội dung 1: Nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái từ các nguồn mẫu khác nhau
2.4.4.1.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu lá tTCL_L trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
2.4.4.1.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá tTCL_L trong điều kiện sáng và tối hoàn toàn
2.4.4.1.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá lTCL_C trong điều kiện sáng và tối hoàn toàn
2.4.4.1.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu thân củ tTCL_R trong điều kiện sáng và tối hoàn toàn
2.4.4.1.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu lá tTCL_L trong điều kiện sáng và tối hoàn toàn
2.4.4.1.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá tTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
2.4.4.1.7. Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá lTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
2.4.4.1.8. Thí nghiệm 8: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu thân củ tTCL_R trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
2.4.4.2. Giải phẫu hình thái học
2.4.4.3. Tạo cây con hoàn chỉnh từ phôi vô tính
2.4.4.4. Nội dung 2: Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển tiếp theo của cây con in vitro ở các điều kiện sinh thái khác nhau
2.4.4.4.1. Thí nghiệm 09: Nghiên cứu quá trình sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro được đem trồng tại Quảng Nam
2.4.4.4.2. Thí nghiệm 10: Nghiên cứu quá trình sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro được đem trồng tại khu vực Cổng Trời, Vườn Quốc gia Bidoup - Núi Bà (Lâm Đồng)
2.4.4.5. Nội dung 3: Định tính và định lượng saponin trong cây sâm in vitro và cây sâm hoàn chỉnh ở giai đoạn vườn ươm
2.4.4.5.1. Thí nghiệm 11: Định tính saponin trong cây sâm Ngọc Linh in vitro, cây sâm con 6 tháng, cây 1 năm và cây 2 năm tuổi được trồng tại Quảng Nam
2.4.4.5.2. Thí nghiệm 12: Định lượng saponin trong cây sâm Ngọc Linh in vitro, cây sâm con 6 tháng, cây 1 năm và cây 2 năm tuổi được trồng tại Quảng Nam
2.5. Phương pháp xử lý thống kê
2.6. Điều kiện nuôi cấy
2.6.1. Điều kiện in vitro
2.6.2. Điều kiện ex vitro
2.7. Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài nghiên cứu
3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1.1. Nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái từ các nguồn mẫu khác nhau
3.1.1.1. Ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu lá tTCL_L trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
3.1.1.2. Ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá tTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
3.1.1.3. Ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá lTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
3.1.1.4. Ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu thân rễ tTCL_R trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
3.1.1.5. Ảnh hưởng sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu lá tTCL_L trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
3.1.1.6. Ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá tTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
3.1.1.7. Ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá lTCL_L trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
3.1.1.8. Ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của thân rễ tTCL_R trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn
3.1.1.9. Quan sát sự thay đổi hình thái của phôi vô tính sâm Ngọc Linh
3.1.1.10. Tạo cây con hoàn chỉnh từ phôi vô tính
3.1.2. Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển tiếp theo của cây con in vitro ở các điều kiện sinh thái khác nhau
3.1.2.1. Nghiên cứu quá trình sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro được đem trồng tại Quảng Nam
3.1.2.2. Nghiên cứu quá trình sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro ở Khu vực Cổng Trời, Vườn Quốc gia Biđoup - Núi Bà - Lâm Đồng
3.1.3. Định tính và định lượng saponin trong cây sâm in vitro và cây sâm hoàn chỉnh ở giai đoạn vườn ươm
3.1.3.1. Định tính saponin trong cây sâm in vitro, cây sâm con 6 tháng, cây 1 năm và cây 2 năm tuổi được trồng tại núi Ngọc Linh
3.1.3.2. Định lượng saponin trong cây sâm in vitro, cây sâm con 6 tháng tuổi, cây 1 năm tuổi và cây 2 năm tuổi được trồng tại núi Ngọc Linh
3.2. THẢO LUẬN
3.2.1. Nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái từ các nguồn mẫu khác nhau
3.2.2. Quá trình phát sinh phôi vô tính
3.2.3. Quá trình tái sinh chồi bất định
3.2.4. Quá trình hình thành rễ bất định
3.2.5. Quá trình tạo mô sẹo
3.2.6. Quan sát sự thay đổi phát sinh hình thái của phôi vô tính sâm Ngọc Linh
3.2.7. Tạo cây con hoàn chỉnh từ phôi vô tính
3.2.8. Sự tích lũy saponin ở sâm Ngọc Linh
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ sinh học nghiên cứu quá trình tái sinh và nhân giống in vitro cây sâm ngọc linh panax vietnamensis ha et grushv bằng kỹ thuật nuôi cấy lớp mỏng tế bào

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (203 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của PGS. Dương Tấn Nhựt. Nghiên cứu này được thực hiện bởi sự hỗ trợ kinh phí của đề tài và dự án của Phòng Sinh học Phân tử và Chọn tạo giống cây trồng - Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên: (1) Đề tài cấp quốc gia: Hệ thống chiếu sáng đơn sắc - nguồn sáng nhân tạo cho nghiên cứu tái sinh và nhân giống một số loại cây trồng nuôi cấy in vitro, Mã số: 106.32, do Quỹ phát triển khoa học và Công nghệ Quốc (NAFOSTED) thuộc bộ Khoa học và Công nghệ quản lý; (2) Dự án sản xuất cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam: “Hoàn thiện quy trình nhân giống cây sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) với số lượng lớn dưới hệ thống chiếu sáng đơn sắc (LED) phục vụ nhu cầu của tỉnh Quảng Nam. Toàn bộ số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa từng được sử dụng để công bố trong các công trình nghiên cứu để nhận học vị, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về sự cam đoan này. năm 2018 Người cam đoan Vũ Thị Hiền ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, trong suốt thời gian vừa qua tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên giúp đỡ của quí thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè và những người thân trong gia đình. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến thầy Dương Tấn Nhựt (Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên), thầy Thái Xuân Du (Viện Sinh học Nhiệt đới). Quí thầy đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi có thể hoàn thành luận án này.

Cảm ơn ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên, Viện Sinh học Nhiệt đới đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong quá trình thực hiện đề tài này. Cảm ơn các anh, chị và các em Phòng Sinh học Phân tử và Chọn tạo giống cây trồng - Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Cảm ơn tất cả các anh, các em nghiên cứu sinh tại Viện Sinh học Nhiệt Đới, Viện Khoa học Kỹ thuật Nông nghiệp Miền Nam, Viện Công nghệ Sinh học, Đại học Khoa học Huế đã cùng tôi học tập, nghiên cứu, chia sẻ và động viên nhau trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận án. Một tình cảm sâu sắc nhất từ tận đáy lòng, xin dành gửi đến gia đình tôi, những người luôn là nguồn động viên to lớn nhất cho tôi, tạo mọi điều kiện để cho tôi được học tập và nghiên cứu trong suốt những năm học vừa qua.

Và cuối cùng tình thương yêu nhất mẹ gửi đến hai con yêu quý của mẹ. Cảm ơn hai con đã luôn ở bên giúp mẹ có thêm nghị lực để vượt qua mọi khó khăn, vất vả trong cuộc sống. Mẹ mong hai con luôn mạnh khỏe, ngoan và học giỏi. Đà Lạt, tháng ….

năm 2018 Vũ Thị Hiền iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT. xi DANH MỤC BẢNG.

xii DANH MỤC HÌNH. xviii MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của đề tài. Mục tiêu và yêu cầu của đề tài.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Phương pháp luận của đề tài. Ý nghĩa khoa học của đề tài. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu của đề tài. Những đóng góp mới của luận án.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Giới thiệu chi Nhân Sâm. Hệ thống phân loại chi nhân sâm. Đặc điểm thực vật.

Thành phần hóa học. Giá trị kinh tế và y học của cây Nhân sâm. Giá trị kinh tế. Nhân sâm trong y học cổ truyền.

Nhân sâm trong y học hiện đại. Tác dụng dược lý của sâm Triều Tiên Panax ginseng C. Meyer, Korean ginseng. Sơ lược về cây sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.

Nguồn gốc và lịch sử phát triển. Hình thái thực vật. Thành phần hoá học. Thành phần hợp chất saponin.

Các thành phần khác. Các tác dụng của sâm Ngọc Linh. Rễ và thân rễ. Giá trị kinh tế của sâm Ngọc Linh.

Tình hình trồng cây sâm Ngọc Linh. Hiện trạng và tiềm năng của cây sâm Ngọc Linh. Các khu vực trồng cây Sâm Ngọc Linh. Chăm sóc và bảo vệ.

Sâu bệnh hại cây sâm Ngọc Linh. Tình hình nghiên cứu về sâm Ngọc Linh. Nhân giống truyền thống. Nghiên cứu nhân giống vô tính.

Nghiên cứu về hạt nhân tạo. Nghiên cứu về sự phát sinh phôi. Nghiên cứu sự hình thành rễ thứ cấp và rễ bất định. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của ánh sáng.

Nghiên cứu về nhân sinh khối. Nghiên cứu tạo củ in vitro. Nghiên cứu về định tính và định lượng saponin. Kỹ thuật lớp mỏng tế bào.

Khái niệm lớp mỏng tế bào. Định nghĩa hệ thống lớp mỏng tế bào. Những đặc điểm của hệ thống lớp mỏng tế bào. Ưu điểm của hệ thống lớp mỏng tế bào.

Một số thành tựu đạt được trong ứng dụng phương pháp nuôi cấy lớp mỏng tế bào trên đối tượng Panax. Ứng dụng hệ thống TCL trên đối tượng Panax ginseng. Ứng dụng hệ thống TCL trên đối tượng sâm Ngọc Linh. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phát sinh hình thái.

Loại mẫu cấy. Tuổi và tuổi sinh lý của mẫu. Điều kiện phát triển của mẫu. Vị trí của mẫu cấy trên cây.

Kích thước của mẫu cấy. Vết thương. Các chất điều hòa sinh trưởng thực vật (phytohormones). Vai trò của ánh sáng đối với tái sinh, sinh trưởng và phát triển ở thực vật.

Quá trình tái sinh. Giai đoạn phản biệt hóa. Giai đoạn cảm ứng với các chất điều hòa sinh trưởng thực vật. Giai đoạn phát sinh cơ quan và hình thành chồi.

Chuyển cây con ra vườn ươm, giai đoạn cuối cùng của sự tái sinh. 36 CHƯƠNG II. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Vật liệu nghiên cứu.

Thiết bị - dụng cụ, hóa chất và dung môi. Thiết bị - dụng cụ. Hóa chất và dung môi. Nội dung nghiên cứu.

Nội dung 1: Nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái từ các nguồn mẫu khác nhau. Nội dung 2: Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển tiếp theo của cây con in vitro ở các điều kiện sinh thái khác nhau. Nội dung 3: Định tính và định lượng saponin trong cây sâm in vitro và cây sâm hoàn chỉnh ở giai đoạn vườn ươm. Phương pháp nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu sự phát sinh hình thái. Phương pháp giải phẫu hình thái thực vật và quan sát bằng kính hiển vi soi nổi. Phương pháp phân tích hàm lượng saponin. Phương pháp sắc ký lớp mỏng.

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC: High Performance Liquid Chromatography). Phương pháp bố trí thí nghiệm. Nội dung 1: Nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái từ các nguồn mẫu khác nhau. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu lá tTCL_L trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn.

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá tTCL_L trong điều kiện sáng và tối hoàn toàn. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá lTCL_C trong điều kiện sáng và tối hoàn toàn. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu thân củ tTCL_R trong điều kiện sáng và tối hoàn toàn. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu lá tTCL_L trong điều kiện sáng và tối hoàn toàn.

Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá tTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn. Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá lTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn. Thí nghiệm 8: Khảo sát ảnh hưởng giữa sự kết hợp auxin và cytokinin lên sự phát sinh hình thái của mẫu thân củ tTCL_R trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn. Giải phẫu hình thái học.

Tạo cây con hoàn chỉnh từ phôi vô tính. Nội dung 2: Nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển tiếp theo của cây con in vitro ở các điều kiện sinh thái khác nhau. Thí nghiệm 09: Nghiên cứu quá trình sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro được đem trồng tại Quảng Nam. Thí nghiệm 10: Nghiên cứu quá trình sinh trưởng và phát triển của cây sâm Ngọc Linh nuôi cấy in vitro được đem trồng tại khu vực Cổng Trời, Vườn Quốc gia Bidoup - Núi Bà (Lâm Đồng).

Nội dung 3: Định tính và định lượng saponin trong cây sâm in vitro và cây sâm hoàn chỉnh ở giai đoạn vườn ươm. Thí nghiệm 11: Định tính saponin trong cây sâm Ngọc Linh in vitro, cây sâm con 6 tháng, cây 1 năm và cây 2 năm tuổi được trồng tại Quảng Nam. Thí nghiệm 12: Định lượng saponin trong cây sâm Ngọc Linh in vitro, cây sâm con 6 tháng, cây 1 năm và cây 2 năm tuổi được trồng tại Quảng Nam 54. Phương pháp xử lý thống kê.

Điều kiện nuôi cấy. Điều kiện in vitro. Điều kiện ex vitro. Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài nghiên cứu.

56 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU. Nghiên cứu quá trình phát sinh hình thái từ các nguồn mẫu khác nhau.

Ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu lá tTCL_L trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn. Ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá tTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn. Ảnh hưởng của CĐHSTTV riêng lẻ lên sự phát sinh hình thái của mẫu cuống lá lTCL_C trong điều kiện chiếu sáng và tối hoàn toàn .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Vũ Thị Hiền (2018). Nghiên cứu tái sinh in vitro sâm Ngọc Linh bằng kỹ thuật lớp mỏng tế bào [Luận án tiến sĩ]. LuanAn.net. https://luanan.net/nong-hoc/bao-ve-thuc-vat/luan-an-tai-sinh-in-vitro-sam-ngoc-linh-lop-mong-te-bao

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Nghiên cứu tái sinh in vitro sâm Ngọc Linh bằng kỹ thuật lớp mỏng tế bào" nghiên cứu về vấn đề gì?

Nghiên cứu tái sinh in vitro sâm Ngọc Linh bằng kỹ thuật lớp mỏng tế bào, ứng dụng công nghệ sinh học hiện đại.

Luận án "Nghiên cứu tái sinh in vitro sâm Ngọc Linh bằng kỹ thuật lớp mỏng tế bào" có bao nhiêu trang?

Luận án "Nghiên cứu tái sinh in vitro sâm Ngọc Linh bằng kỹ thuật lớp mỏng tế bào" có 203 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Nghiên cứu tái sinh in vitro sâm Ngọc Linh bằng kỹ thuật lớp mỏng tế bào" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter