Khắc phục tình trạng “đỏng đảnh” của cây giống
“Nghiên cứu sử dụng colchicin để tạo dòng sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha & Grushv.) đa bội” là nhiệm vụ khoa học và công nghệ do Trung tâm Công nghệ sinh học TPHCM chủ trì thực hiện, ThS Phạm Văn Hiểu làm chủ nhiệm, thuộc Chương trình giống cây, con và nông nghiệp công nghệ cao trên địa bàn TPHCM, được nghiệm thu năm 2024.
Sinh khối sâm Ngọc Linh sử dụng cho sản xuất hiện nay chủ yếu được thu nhận từ cây trồng trong điều kiện tự nhiên với sản lượng hạn chế do cây tăng trưởng rất chậm. Các nghiên cứu cho thấy cây đa bội có nhiều đặc điểm vượt trội so với cây lưỡng bội như tăng kích thước tế bào và cơ quan, tăng cường hoạt động trao đổi chất (dẫn đến làm tăng các hợp chất thứ cấp), tăng khả năng thích nghi với môi trường.
TS Phạm Văn Hiểu và cộng sự nhận thấy, việc áp dụng kỹ thuật đa bội để nâng cao năng suất, phẩm chất giống cũng đã được áp dụng thành công trên nhiều đối tượng cây trồng khác nhau. Do vậy, có thể áp dụng kỹ thuật đa bội để tạo ra giống sâm Ngọc Linh có khả năng sinh trưởng và thích nghi với môi trường tốt hơn.
Hiện ở Việt Nam chưa có cây giống sâm Ngọc Linh đa bội nên nguồn giống còn rất hạn chế. Nhóm sử dụng sử dụng colchicin để tạo dòng sâm Ngọc Linh. Colchicin là một loại hoá chất thường được sử dụng làm dược phẩm để điều trị bệnh gút là chủ yếu. Ngoài ra colchicin được dùng trong chọn giống để gây đột biến nhân tạo. Đây vốn là một sản phẩm tự nhiên, được chiết xuất từ cây nghệ tây mùa Thu (Colchicum autumnale).
Nhóm nghiên cứu đã khảo sát điều kiện thích hợp cho việc khử trùng tạo nguồn mẫu nuôi cấy in vitro; môi trường thích hợp cho sự tạo cụm chồi từ nguồn mẫu; môi trường thích hợp cho sự tạo rễ từ chồi và thu nhận cây hoàn chỉnh; nồng độ colchicin thích hợp cho việc tạo cây sâm Ngọc Linh đa bội trong điều kiện in vitro; kiểm tra sàng lọc cây sâm Ngọc Linh đa bội bằng cách xác định hàm lượng DNA bằng phương pháp đo dòng chảy tế bào (flow cytometry) và đếm nhiễm sắc thể; nuôi cấy thu nhận dòng sâm Ngọc Linh đa bội hoàn chỉnh.
Tạo giống từ mô sẹo lá và thân rễ
ThS Phạm Văn Hiểu cho biết, nhóm nghiên cứu đã xác định được điều kiện khử trùng (nồng độ HgCl2 và thời gian xử lý) thích hợp cho việc tạo nguồn mẫu nuôi cấy in vitro (cụ thể là mẫu lá HgCl2 0,05%, 15 phút; mẫu cuống lá và thân rễ HgCl2 0,1%, 15 phút), đồng thời thu nhận được nguồn mẫu sâm Ngọc Linh vô trùng.
Nhóm cũng xác định được môi trường thích hợp để tạo mô sẹo từ lá, cuống lá, môi trường thích hợp cho sự tạo phôi và môi trường thích hợp cho sự tăng sinh phôi. Nhóm đã xác định được môi trường thích hợp cho sự tăng trưởng phôi (nẩy chồi và ra rễ).
Nhóm nghiên cứu đã xác định được nồng độ colchicin (0,1%) và thời gian (72 giờ) thích hợp cho việc xử lý đa bội mẫu phôi của sâm Ngọc Linh. Đã sàng lọc được mẫu sâm Ngọc Linh Panax vietnamensis (Ha & Grushv.) tứ bội có số lượng nhiễm sắc thể đầu rễ (4n = 48) tăng 2 lần và hàm lượng DNA tăng tỷ lệ thuận với mức độ đa bội giữa mẫu tứ bội và lưỡng bội.
Nhóm nghiên cứu cũng thu nhận 3 dòng sâm Ngọc Linh tứ bội hoàn chỉnh (cây có lá, thân, rễ) có số lượng nhiễm sắc thể đầu rễ (4n = 48) và sự gia tăng kích thước so với cây sâm lưỡng bội. Kết quả đề tài còn hoàn thành quy trình đa bội hóa sâm Ngọc Linh bằng colchicin với đầy đủ chi tiết các bước thực hiện, có khả năng áp dụng vào thực tế.
Theo nhóm nghiên cứu, sâm Ngọc Linh chứa nhiều dược chất quý như ginsenosides (saponin) và ocotillol (Majonoside R2 hay MR2) có tác dụng giúp tăng cường hệ miễn dịch và ngăn ngừa ung thư. Hiện nay, do nhu cầu sử dụng rất lớn, nguồn sâm Ngọc Linh tự nhiên đang dần bị khai thác cạn kiệt.
Kết quả của đề tài này giúp bổ sung cơ sở dữ liệu cho nghiên cứu đa bội hóa, góp phần vào việc phát triển giống cây trồng mới bằng phương pháp đa bội tại Việt Nam. Đồng thời là tiền đề cho việc nghiên cứu tạo ra giống cây sâm Ngọc Linh phục vụ sản xuất, góp phần thực hiện Chương trình giống cây, con và nông nghiệp công nghệ cao trên địa bàn TPHCM.
