Nghiên cứu sự hình thành rễ bất định ở tam thất hoang (PANAX STIPULEANATUS H.T.TSAI ET K.M.FENG) để thu nhận SAPONIN - NCS. Nguyễn Thị Ngọc Hương

Tên đề tài luận án: Nghiên cứu sự hình thành rễ bất định ở tam thất hoang (PANAX STIPULEANATUS H.T.TSAI ET K.M.FENG) để thu nhận SAPONIN
Ngành: Sinh lý Thực vật
Mã số ngành: 62420112
Họ tên nghiên cứu sinh:    Nguyễn Thị Ngọc Hương
Khóa đào tạo: 2013-2016
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Trương Thị Đẹp và PGS. TS. Trần Hùng
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên– ĐHQG.HCM
1. Tóm tắt luận án 
 Đề tài được thực hiện nhằm mục đích tìm hiểu quá trình tạo rễ bất định và sự tích lũy saponin trong các giai đoạn tạo rễ in vitro. Từ đó tìm ra hướng kiểm soát sự tạo rễ bất định để thu nhận saponin ở cây Tam thất hoang. Các biến đổi hình thái tế bào trong sự tạo rễ bất định, trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua mô sẹo được theo dõi trong hệ thống in vitro với sự bổ sung 2,4-D, TDZ, NAA và được phân tích bằng cách nhuộm orcein để quan sát tế bào dưới kính hiển vi. Các biến đổi sinh lý của tế bào mô sẹo trong sự tạo rễ bất định được xác định thông qua các phương pháp như: đo trọng lượng, xác định tỷ lệ tế bào/cụm tế bào theo kích thước, đo cường độ hô hấp, hàm lượng đường, tinh bột. Các hormon thực vật được ly trích và đo thông qua hai hệ thống: sắc ký lỏng cao áp với đầu dò khối phổ và sinh trắc nghiệm. Sự tích lũy saponin trong mô sẹo và rễ bất định được phân tích trực tiếp trên mô sống thông qua việc nhuộm màu với vanillin hoặc được ly trích và đo bằng hệ thống sắc ký lỏng cao áp với đầu dò khối phổ. NAA, acid jasmonic và đường được áp dụng trên vật liệu cuống lá in vitro nhằm gia tăng sự tích lũy saponin trong rễ bất định. Hoạt tính của saponin trong rễ bất định in vitro được đo thông qua hệ thống sinh trắc nghiệm với tế bào ung thư HeLa. 
Trong môi trường MS ½ có bổ sung 2,4-D, mô sẹo thân rễ trải qua 3 giai đoạn: phân chia tế bào trong 4 tuần đầu tạo tỷ lệ cao các tế bào kích thước 20 µm; gia tăng kích thước tế bào, trọng lượng ở 4 tuần kế tiếp; và ngừng tăng trưởng sau 8 – 12 tuần nuôi cấy. Mô sẹo chịu tác động tối thiểu 26 tuần bởi 2,4-D để có thể tạo rễ khi chuyển sang môi trường có NAA. Sự bổ sung TDZ trong 6 tuần trước khi chuyển sang môi trường có NAA giúp tăng tỷ lệ tạo rễ và số rễ. NAA 5 mg/L thích hợp cho sự tạo rễ từ cuống lá với thời gian cảm ứng ít nhất 1 tuần và cần duy trì NAA suốt thời gian nuôi cấy để duy trì sự tạo rễ. Acid jamonic 2 mg/L giúp gia tăng sự tích lũy saponin tổng trong cả giai đoạn cảm ứng tạo rễ và tăng trưởng rễ.
2. Những kết quả mới của luận án 
- Mô sẹo từ thân rễ Tam thất hoang cần được nuôi với 2,4-D 0,5 mg/L tối thiểu 26 tuần để có thể tạo rễ trên môi trường tạo rễ chứa NAA 0,5 mg/L. Mô sẹo 4 tuần sau mỗi lần cấy chuyền có tỷ lệ lớn các tế bào kích thước 20 µm với lượng saponin tích lũy cao. Sự bổ sung TDZ 0,1 mg/L giúp gia tăng khả năng tạo rễ của nhóm mô sẹo loại này.
- Cuống lá in vitro cần được nuôi với NAA 5 mg/L tối thiểu 1 tuần và cần duy trì liên tục để tạo rễ với số lượng cao. Acid jamonic 2 mg/L giúp gia tăng sự tích lũy saponin tổng trong cả giai đoạn cảm ứng tạo rễ và tăng trưởng rễ.
- Hàm lượng acid oleanolic tích lũy nhiều trong mô sẹo có sơ khởi rễ và tăng dần khi rễ phát triển. Cao saponin toàn phần của rễ bất định từ mô sẹo có hoạt tính gây độc cho tế bào ung thư cổ tử cung dòng HeLa cao hơn mẫu rễ từ cuống lá.
3. Các ứng dụng/ khả năng ứng dụng trong thực tiễn hay những vấn đề còn bỏ ngỏ cần tiếp tục nghiên cứu
Ứng dụng nhân nhanh rễ bất định từ mô sẹo:
Trong sự tạo rễ từ mô sẹo thân rễ của Tam thất hoang, sau khi mô sẹo tăng trưởng 4 tuần trong môi trường MS ½ có bổ sung 2,4-D 0,5 mg/L, việc áp dụng TDZ 0,1 mg/L trong 6 tuần kế tiếp giúp tăng tỷ lệ hiện diện các cụm tế bào có khả năng hình thành rễ bất định. Áp dụng NAA 0,5 mg/L ngay sau đó giúp sự phát triển của các sơ khởi rễ đã được hình thành.
Ứng dụng thu nhận saponin từ rễ bất định cuống lá in vitro:
NAA 5 mg/L thích hợp cho sự tạo rễ từ cuống lá, thời gian cảm ứng tạo rễ ít nhất 1 tuần và cần duy trì NAA suốt thời gian nuôi cấy để đạt số rễ cao nhất.
Acid jamonic 2 mg/L giúp gia tăng sự tích lũy saponin tổng trong cả giai đoạn cảm ứng tạo rễ và tăng trưởng rễ.