Đồ án tốt nghiệp: Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro

Chia sẻ: Trương Yến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:84

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp được thực hiện với mục tiêu nhằm Tìm ra nồng độ chất điều hòa sinh trưởng thực vật bổ sung và các điều kiện môi trường thích hợp (nhiệt độ, ánh sáng) cho quá trình nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh nhằm tạo ra số lượng lớn mẫu sâm Ngọc Linh in vitro. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Ảnh hưởng của điều kiện nuôi cấy lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY LÊN KHẢ NĂNG NHÂN NHANH SINH KHỐI PHÔI SÂM NGỌC LINH TRONG ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY IN VITRO Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Hà Thị Loan Sinh viên thực hiện : Phạm Thảo My MSSV: 1411100365 Lớp: 14DSH02 TP. Hồ Chí Minh, Tháng 8 Năm 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY LÊN KHẢ NĂNG NHÂN NHANH SINH KHỐI PHÔI SÂM NGỌC LINH TRONG ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY IN VITRO Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hƣớng dẫn Sinh viên thực hiện TS. Hà Thị Loan Phạm Thảo My TP. Hồ Chí Minh, Tháng 8 Năm 2018
LỜI CẢM ƠN Đầu tiên tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến cha mẹ và gia đình tôi, đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi có thể học tập tại Trƣờng đại học Hutech thành phố Hồ Chí Minh. Cảm ơn cha mẹ đã luôn động viên tôi để tôi có thể hoàn thành tốt khóa học của mình. Xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Trung tâm Công nghệ Sinh học thành phố Hồ Chí Minh nói chung và phòng thực nghiệm cây trồng nói riêng đã cho phép và hỗ trợ mọi mặt về cơ sở vật chất để tôi thực hiện đƣợc khóa luận tạ đây. Xin đƣợc gửi lời cơm ơn sâu sắc đến TS. Hà Thị Loan và KS. Đào Bá Uy những ngƣời đã hƣớng dẫn, chỉ bảo và truyền đạt kiến thức, kỹ năng, tài liệu trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài. Tôi cũng xin cảm ơn tất cả các anh chị trong phòng thực nghiệm cây trồng đã luôn sẵn sàng giúp đỡ và hỗ trợ tôi trong công việc và học tập. Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến trƣờng Đại học Hutech thành phố Hồ Chí Minh, cảm ơn TS. Nguyễn Thị Hoài Hƣơng Viện Khoa học Ứng dụng Hutech đã tạo điều kiện cho tôi đƣợc gặp gỡ tiếp xúc với môi trƣờng làm việc thực tế và đƣợc nghiên cứu đề tài tại Trung tâm Công nghệ Sinh học thành phố Hồ Chí Minh. Cuối cùng tôi xin kính chúc ban giám hiệu trƣờng Đại học Hutech, ban lãnh đạo Trung tâm Công Nghệ Sinh học thành phố Hồ Chí Minh, TS. Hà Thị Loan, KS. Đào Bá Uy luôn dooif dào sức khỏe, gặt hái đƣợc nhiều thành công trong công việc, cuộc sống luôn tràn đầy niềm vui và hạnh phúc. Tp. Hồ Chí Minh, ngày Tháng Năm 2018 Sinh viên thực hiện i
CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC HUTECH Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và đƣợc sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Hà Thị Loan và KS. Đào Bá Uy; Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chƣa công bố dƣới bất kỳ hình thức nào trƣớc đây. Những số liệu trong các bảng, Biểu đồ phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá đƣợc chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo. Ngoài ra, trong khóa luận còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng nhƣ số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác, đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung khóa luận của mình. Trƣờng Đại học Hutech không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tao gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có). Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm2018 Tác giả Phạm Thảo My ii
TÓM TẮT Sinh viên thực hiện: Phạm Thảo My Ngành: Công nghệ Sinh học Lớp: 14DSH02 MSSV:1411100365 Tên đề tài: “Ảnh hƣởng của điều kiện nuôi cấy lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro”. Ngƣời hƣớng dẫn: TS. Hà Thị Loan. Địa điểm: đề tài đƣợc tiến hành tại phòng thí nghiệm thực nghiệm cây trồng Trung tâm Công nghệ Sinh học quận 12 thành phố Hồ Chí Minh. Địa chỉ: 2374 Quốc lộ 1, phƣờng Trung Mỹ Tây, quận 12 TP HCM Đề tài gồm 5 thí nghiệm lần lƣợt khảo sát ảnh hƣởng của chất điều hòa sinh trƣởng thực vật BA, BA kết hợp nới NAA, Oligochitosan, của điều kiện nuôi cấy ánh sáng và nhiệt độ lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. Sau 10 tuần nuôi cấy, ở thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của BA, BA và NAA, kết quả cho thấy mẫu đƣợc nuôi cấy ở môi trƣờng MS có bổ sung 1mg/l BA và 0,5m/l NAA (nghiệm thức đạt kết quả tốt nhất thí nghiệm 2) cho kết quả tốt hơn so với phôi đƣợc nuôi cấy ở môi trƣờng MS chỉ bổ sung 0,5mg/l BA (nghiệm thức đạt kết quả tốt nhất thí nghiệm 1) với Hệ số nhân sinh khối là 9,55 lần. Bên cạnh đó đối với thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của Oligochitosan, kết quả cho thấy Oligochitosan không những không kích thích khả năng tăng sinh khối cho phôi sâm Ngọc Linh mà còn ức chế khả năng sinh trƣởng phôi sâm Ngọc Linh. Ở thí nghiệm ánh sáng, mẫu phôi sâm Ngọc Linh sinh trƣởng mạnh nhất ở điều kiện nuôi cấy dƣới ánh đèn LED phối hợp theo tỉ lệ 60 đỏ:40 xanh. Và đồng thời qua kết quả thí nghiệm 4 chúng tôi nhận thấy mẫu phôi sâm Ngọc Linh thích hợp sinh trƣởng trong iii
khoảng nền nhiệt từ 190C – 230C tuy nhiên trong đề tài này nhiệt độ tốt nhất là 230C. iv
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH ................................................................... ii TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC HUTECH ........................................................................ ii TÓM TẮT ................................................................................................................. iii DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. ix DANH MỤC BIỂU ĐỒ ..............................................................................................x DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................ xi CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU .........................................................................................1 1.1 Đặt vấn đề ..........................................................................................................1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ..........................................................................................2 1.3 Nội dung nghiên cứu..........................................................................................2 1.4 Ý nghĩa đề tài .....................................................................................................2 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI.........................................................................3 2.1 Sơ lƣợc về nuôi cấy mô tế bào thực vật.............................................................3 2.1.1 Nuôi cấy mô tế bào thực vật là gì? ..............................................................3 2.1.2 Lịch sử nuôi cấy mô tế bào thực vật ...........................................................4 2.1.3 Ứng dụng .....................................................................................................5 2.2 Tổng quan về cây sâm Ngọc Linh .....................................................................6 2.2.1 Lịch sử phát hiện .........................................................................................6 2.2.2 Nơi phân bố của sâm Ngọc Linh .................................................................7 2.2.3 Đặc điểm của sâm Ngọc Linh .....................................................................7 2.2.4 Tình hình nghiên cứu sâm ngọc linh ...........................................................9 2.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến nuôi cấy mô tế bào thực vật ..................................11 v
3.1 Địa điểm và thời gian tiến hành .......................................................................19 3.2 Vật liệu thí nghiệm ..........................................................................................19 3.2.1 Vật liệu ......................................................................................................19 3.2.2 Trang thiết bị và dụng cụ ...........................................................................20 3.2.3 Hóa chất .....................................................................................................20 3.3 Phƣơng pháp thí nghiệm ..................................................................................20 3.4 Bố trí thí nghiệm ..............................................................................................21 3.4.1 Thí nghiệm 1: ảnh hƣởng của BA lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. .............................................................21 3.4.2 Thí nghiệm 2: ảnh hƣởng của NAA và BA lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. .............................................22 3.4.3 Thí nghiệm 3: ảnh hƣởng của ánh sáng lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. .....................................................23 3.4.4 Thí nghiệm 4: ảnh hƣởng của nhiệt độ lên sự nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. .............................................................25 3.4.5 Thí nghiệm 5: ảnh hƣởng của nồng độ chitosan lên sự nhân nhanh phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. .............................................................26 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................28 4.1 Kết quả thí nghiệm 1: ảnh hƣởng của BA lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro ..........................................................28 4.2 Kết quả thí nghiệm 2: ảnh hƣởng của NAA và BA lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro ..........................................31 4.3 Kết quả thí nghiệm 3: ảnh hƣởng của ánh sáng lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro..................................................35 4.4 Kết quả thí nghiệm 4: ảnh hƣởng của nhiệt độ lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro..................................................39 vi
4.5 Kết quả thí nghiệm 5: ảnh hƣởng của Oligochitosan lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. .........................................43 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................46 5.1 Kết luận ............................................................................................................46 5.2 Kiến nghị..........................................................................................................46 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................48 PHỤ LỤC ..................................................................................................................50 vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BA : 6 – Benzylaminopurine NAA : Naphthalene acetic acid IAA : 3 – Indoleacetic acid IBA : 3 – indol butyric acid MS : Murashige và Skoog (1962) 2i – P : 2 – isopentenyladenine Tp. Hồ Chí Minh : Thành phố Hồ Chí Minh KHCN : Khoa học công nghệ Cty TNHH : công ty trách nhiệm hƣu hạn viii
DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ BA lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh ................................................. 21 Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ BA kết hợp với NAA lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh .................. 23 Bảng 3.3: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của ánh sáng lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh .......................................................... 24 Bảng 3.4: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh .......................................................... 25 Bảng 3.5: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Oligochitosan lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh ................................. 26 Bảng 4.1: so sánh ảnh hƣởng của BA lên khả năng nhân phôi và chồi sâm Ngọc Linh .............................................................................................................. 28 Bảng 4.2: so sánh ảnh hƣởng của BA lên khả năng nhân phôi và chồi sâm Ngọc Linh .............................................................................................................. 31 Bảng 4.3: so sánh ảnh hƣởng của ánh sáng lên khả năng nhân phôi và chồi sâm Ngọc Linh .................................................................................................... 35 Bảng 4.4: so sánh ảnh hƣởng của nhiệt độ lên khả năng nhân phôi và chồi sâm Ngọc Linh .................................................................................................... 40 Bảng 4.5: so sánh ảnh hƣởng của Oligochitosan lên khả năng nhân phôi và chồi sâm Ngọc Linh ............................................................................................. 43 ix
DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4.1: Biểu đồ so sánh khối lƣợng phôi tƣơi và số chồi giữa các nồng độ BA khác nhau .......................................................................................... 28 Biểu đồ 4.2: Biểu đồ so sánh khối lƣợng phôi tƣơi và số chồi giữa các nồng độ BA và NAA khác nhau............................................................................ 32 Biểu đồ 4.3: Biểu đồ so sánh khối lƣợng phôi tƣơi và số chồi giữa các loại ánh sáng khác nhau ........................................................................................ 36 Biểu đồ 4.4: Biểu đồ so sánh khối lƣợng phôi tƣơi giữa các mức nhiệt độ khác nhau ......................................................................................................... 40 Biểu đồ 4.5: Biểu đồ so sánh khối lƣợng phôi tƣơi và số chồi giữa các nồng độ Oligochitosan khác nhau ......................................................................... 43 x
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Hình ảnh cây sâm Ngọc Linh........................................................................ 6 Hình 2.2: Các bộ phận của cây sâm Ngọc Linh ............................................................ 8 Hình 2.3: Axit 2,4 dicloro - phenoxiaxetic(2,4D) ......................................................... 14 Hình 2.4: Naphthalene acetic acid (NAA) .................................................................... 14 Hình 2.5: Zeatin ............................................................................................................ 14 Hình 2.6: Benzyladenine ............................................................................................... 14 Hình 2.7: GA3 ............................................................................................................... 15 Hình 3.1: Phôi sâm Ngọc Linh 2 tháng tuổi tại Trung Tâm Công Nghệ sinh học thành phố Hồ Chí Minh ............................................................................... 19 Hình 4.1: Ảnh hƣởng của BA lên sự nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh ở giai đoạn 4 tuần tuổi và 10 tuần ................................................................... 29 Hình 4.2: Sự thay đổi số chồi giữa các nghiệm thức thí nghiệm 1 ............................... 30 Hình 4.3: Hình ảnh số lƣợng chồi ở 4 nghiệm thức thí nghiệm 2 ................................ 32 Hình 4.4: Ảnh hƣởng của BA và NAA lên sự nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh ở giai đoạn 4 tuần tuổi và 10 tuần tuổi ...................................... 33 Hình 4.5: Ảnh hƣởng của ánh sáng lên sự nhân nhanh sinh khối phôi samm Ngọc Linh ở giai đoạn 4 tuần tuổi và 10 tuần tuổi ................................................ 37 Hình 4.6: Sự khởi tạo lại phôi non xung quanh phôi già (thái hóa) trong thí nghiệm ánh sang .......................................................................................... 38 xi
Hình 4.7: Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên sự nhân nhanh phôi sâm Ngọc Linh ở giai đoạn 4 tuần tuổi và 10 tuần tuổi .................................................................... 41 Hình 4.8: Màu sắc phôi sâm Ngọc Linh của các nghiệm thức thí nghiệm ..................... 42 Hình 4.9: Ảnh hƣởng của Oligochitosan lên sự nhân nhanh phôi sâm Ngọc Linh ở giai đoạn 4 tuần tuổi và 10 tuần tuổi................................................................ 44 xii
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Sâm Ngọc Linh là loại sâm thứ 20 đƣợc tìm thấy trên thế giới, chỉ mọc ở nơi có độ cao từ 1200 mét trở lên, đƣợc phát hiện vào năm 1973 trên núi Ngọc Linh (tỉnh KonTum). Điều đáng bất ngờ ở đây sâm Ngọc Linh là một trong những loại sâm có chứa hàm lƣợng saponin (là một trong những thành phần hóa học của các loại thảo mộc, có tác dụng giảm cholesterol trong máu, chống ung thƣ, tăng cƣơng sức khỏe của xƣơng và kích thích hệ miễn dịch) nhiều nhất so với các loại sâm khác trên thế giới. Những kết quả phân tích thân rễ và củ của sâm Ngọc Linh, các nhà khoa học đã xác định đƣợc có tới 52 loại Saponin. Ngoài ra, trong các công trình nghiên cứu khác ngƣời ta còn xác định đƣợc thành phần dƣợc tính trong sâm Ngọc Linh có 17 acid amin, 20 chất khoáng vi lƣợng và hàm lƣợng tinh dầu là 0,1%. Tất cả những điều đó khiến sâm Ngọc Linh trở thành một loại sâm quý, một loại “thần dƣợc” mang tính Quốc Gia. Tuy nhiên tình hình nhân rộng diện tích trồng sâm Ngọc Linh còn nhiều khó khăn và hạn chế, do nguồn hạt giống khá hiếm hoi vì thời gian để một cây sâm Ngọc Linh ra quả là khá lâu khoảng từ 4 - 5 năm, cộng với việc giá của một cây con sâm Ngọc Linh lại quá cao, rơi tầm từ 150.000 - 200.000 đồng một cây. Do đó việc nghiên cứu để nhân giống sâm Ngọc Linh In vitro là một yêu cầu cần thiết. Hiện tại sâm Ngọc Linh vẫn đang đƣợc tiếp tục nghiên cứu, nhân nhanh giống In vitro, để phục vụ sản xuất cây giống và để sản xuất sinh khối thu hợp chất thứ cấp saponin. Do đó tôi quyết định làm đề tài “Ảnh hƣởng của điều kiện nuôi cấy lên sự nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro” nhằm tìm ra điều kiện nuôi cấy thuận lợi nhất cho phôi sâm Ngọc Linh, tạo ra nguồn mẫu In vitro lớn cho các nghiên cứu sau này và cung cấp nguồn cây giống cho Trung tâm Công nghệ Sinh học TP.HCM và thị trƣờng trong nƣớc. 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu Tìm ra nồng độ chất điều hòa sinh trƣởng thực vật bổ sung và các điều kiện môi trƣờng thích hợp (nhiệt độ, ánh sáng) cho quá trình nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh nhằm tạo ra số lƣợng lớn mẫu sâm Ngọc Linh In vitro. 1.3 Nội dung nghiên cứu Thí nghiệm 1: Ảnh hƣởng của BA lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. Thí nghiệm 2: Ảnh hƣởng của NAA và BA lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. Thí nghiệm 3: Ảnh hƣởng của ánh sáng lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. Thí nghiệm 4: Ảnh hƣởng của nhiệt độ lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. Thí nghiệm 5: Ảnh hƣởng của Oligochitosan lên khả năng nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh trong nuôi cấy in vitro. 1.4 Ý nghĩa đề tài Thông qua đề tài nghiên cứu, có thể tìm đƣợc điều kiện nuôi cấy thích hợp nhất cho sự nhân nhanh sinh khối phôi sâm Ngọc Linh. Tạo điều kiện thuận lợi cho các nghiên cứu về sâm Ngọc Linh sau này. Đồng thời góp phần nghiên cứu để sản xuất cây giống sâm Ngọc Linh ở quy mô công nghiệp, làm nguồn nguyên liệu để nhân sinh khối, đáp ứng nhu cầu trong nƣớc và nƣớc ngoài. Giúp cho sinh viên hiểu và có nhiều kiến thức hơn về sâm Ngọc Linh. Tìm hiểu và nắm rõ kiến thức về phƣơng pháp nghiên cứu khoa học, thu thập, xử lý và phân tích số liệu. Biết cách trình bày một nghiên cứu khoa học. 2
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2.1 Sơ lƣợc về nuôi cấy mô tế bào thực vật 2.1.1 Nuôi cấy mô tế bào thực vật là gì? Nuôi cấy mô tế bào thực vật là tổng hợp những kỹ thuật đƣợc sử dụng để duy trì và nuôi cấy các tế bào, mô hoặc cơ quan thực vật trong điều kiện vô trùng trên môi trƣờng nuôi cấy giàu dinh dƣỡng với những thành phần đã xác định. (Trần Văn Minh, 1997) Theo ông Dƣơng Công Kiên (2003) các kỹ thuật khác nhau trong nuôi cấy mô tế bào thực vật có thể cung cấp những lợi thế nhất định so với phƣơng pháp nhân giống truyền thống, bao gồm:  Tạo ra chính xác số cây nhân bản giúp tạo ra các loại hoa, quả chất lƣợng cao hoặc có những tính trạng mong muốn khác.  Tạo ra các cây trƣởng thành một cách nhanh chóng  Tạo ra hàng loạt các cây mà không cần đến hạt hoặc quá trình thụ phấn để tạo hạt.  Tái sinh cây hoàn chỉnh từ các tế bào thực vật đã đƣợc biến đổi gen.  Tạo ra các cây trong điều kiện vô trùng, để có thể vận chuyển mà hạn chế tối đa khả năng phát tán bệnh, sâu bệnh hoặc các nhân tố gây bệnh.  Có thể tạo ra các cây từ hạt mà nếu không có nuôi cấy mô thì thƣờng có tỷ lệ nảy mầm thấp hoặc sinh trƣởng yếu, ví dụ: hoa lan hoặc cây nắp ấm.  Làm sạch các cây bị nhiễm virus nhất định hoặc các nhân tố lây nhiễm khác và nhân nhanh các cây này nhƣ là nguồn nguyên liệu sạch phục vụ đồng ruộng và nông nghiệp. Nuôi cấy mô tế bào thực vật dựa trên thực tế là rất nhiều các tế bào thực vật có khả năng tái sinh thành cây hoàn chỉnh (còn gọi là totipotency – khả năng biệt hóa của tế bào đơn lẻ thành những tế bào chuyên biệt với số lƣợng không giới hạn). Các tế bào đơn lẻ, các tế bào thực vật không có thành tế bào (protoplast), các mảnh 3
lá, rễ hoặc thân, thƣờng có thể đƣợc sử dụng để tạo ra các tế bào mới trên môi trƣờng nuôi cấy bổ sung các chất dinh dƣỡng và hormone thực vật. (Dƣơng Công Kiên, 2003) Nguồn ảnh: https://hoc247.net 2.1.2 Lịch sử nuôi cấy mô tế bào thực vật Năm 1902, nhà thông thái Haberlandt lần đầu tiên đƣa ra ý tƣởng cấy mô sinh vật ra ngoài cơ thể nhƣng ông đã dùng tế bào quá chuyên biệt nên không thành công. Năm 1934, White đã thành công trong việc phát hiện ra sự sống vô hạn của việc nuôi cấy tế bào rễ cà chua. Năm 1951, Skoog và Miller đã cải tiến môi trƣờng nuôi cấy đánh dấu một bƣớc tiến trong kỹ thuật nuôi cấy mô. Môi trƣờng của họ đã đƣợc dùng làm cơ sở cho việc nuôi cấy nhiều loại cây và vẫn còn đƣợc sử dụng rọng rãi cho đến ngày nay. Năm 1964, Ball là ngƣời đầu tiên tìm ra mầm rễ từ việc nuôi cấy chồi ngọn. Ông đã thành công trong việc chuyển cây non của cây sen cạn từ môi trƣờng nuôi cấy tối thiểu. Tuy nhiên, việc nhân giống cây vẫn chƣa hoàn chỉnh. Sau đó nhiều 4
nhà nghiên cứu đã khám phá ra những thành phần dinh dƣỡng qua trọng cần thiết cho sự phát triển của các tế bào đƣợc nuôi cấy. Năm 1960 - 1964, Morel cho rằng có thể nhân giống vô tính lan bằng nuôi cấy đỉnh sinh trƣởng. Từ kết quả đó, lan đƣợc xem là cây nuôi cấy mô đầu tiên đƣợc thƣơng mai hóa. Từ đó đến nay, công nghệ nuôi cấy mô và tế bào thực vật đã đƣợc phát triển với tốc độ nhanh trên nhiều cây khác và đƣợc ứng dụng thƣơng mại hóa. (Dƣơng Công Kiên, 2003) 2.1.3 Ứng dụng Nuôi cấy mô tế bào thực vật đƣợc sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu thực vật, lâm nghiệp, và đồng ruộng (BioMedia VN, 2016). Các ứng dụng bao gồm:  Thƣơng mại hóa sản xuất các loài thực vật sử dụng nhƣ là cây cảnh, trang trí phong cảnh và các lĩnh vực liên quan đến hoa, là thứ mà sử dụng nuôi cấy mô phân sinh và chồi để tạo ra số lƣợng lớn các cá thể giống hệt nhau.  Bảo tồn các giống cây hiếm hoặc đang bị đe dọa.  Các nhà nhân giống có thể ƣu tiên sử dụng nuôi cây mô để sàng lọc các tế bào hơn là sàng lọc cây trồng để tìm các tính trạng tốt, ví dụ kháng/chống chịu thuốc diệt cỏ.  Sinh trƣởng quy mô lớn các tế bào thực vật trong môi trƣờng lỏng trong các bioreactors để tạo ra các hợp chất có giá trị, giống nhƣ sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp có nguồn gốc thực vật và protein tái tổ hợp, đƣợc sử dụng nhƣ là dƣợc phẩm sinh học.  Lai xa các loài thực vật bằng cách bởi dung hợp protoplast và tái sinh các phép lai mới.  Nghiên cứu nhanh cơ sở phân tử của các cơ chế sinh lý, sinh hóa và sinh sản ở thực vật, ví dụ nhƣ chọn lọc in vitro các cây chống chịu với các điều kiện bất lợi và các nghiên cứu quá trình ra hoa in vitro. 5
 Lai - thụ phấn các loài xa nhau và sau đó nuôi cấy tế bào hợp tử đƣợc tạo thành (thƣờng dễ bị chết nếu diễn ra trong tự nhiên) (cứu phôi).  Các thể đột biến nhân đôi nhiễm sắc thể và sự hình thành của các thể đa bội, ví dụ nhân đôi đơn bội, tứ bội và các dạng khác của thể đa bội có đƣợc tạo ra bằng cách áp dụng các chất chống phân bào (antimitotic) nhƣ là colchicine hoặc oryzalin.  Các mô tế bào nuôi cấy sau khi biến nạp có thể sử dụng để thử nghiệm ngắn hạn các cấu trúc di truyền (genetic constructs) hoặc tái sinh tạo các cây chuyển gen.  Các kỹ thuật nhất định nhƣ là nuôi cấy đỉnh phân sinh có thể đƣợc sử dụng để tạo nguồn nguyên liệu thực vật sạch từ nguồn bị lây nhiễm virus nhƣ là khoai tây và rất nhiều các loài có quả mềm.  Có thể tạo ra các loài lai vô trùng giống hệt nhau 2.2 Tổng quan về c y s m Ngọc Linh Hình 2.1. hình ảnh cây sâm Ngọc Linh (Nguồn: nhansamlinhchi.net.vn) 2.2.1 Lịch sử phát hiện Năm 1973, đoàn Điều tra dƣợc liệu Ban Dân Y khu 5 do dƣợc sỹ Đào Kim Long và Nguyễn Châu Giang hƣớng dẫn đã phát hiện đƣợc một loài Panax mọc thành quần thể ở độ cao 1800m tại vùng Ngọc Lây, Huyện Đắc Tô, Tỉnh KonTum và đặt tên là “sâm đốt trúc“ với tên khoa học sơ bộ xác định là Panax articulates L. , họ Nhân sâm (Araliaceae) 6