Thăm dò ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sinh trưởng của callus nghệ đen (Curcuma zedoaria Roscoe)

Nghệ đen (Curcuma zedoaria Roscoe) là một loài cây thuốc quý với thành phần hoạt chất chính là curcumin. Để tạo nguồn nguyên liệu cho quá trình nuôi cấy tế bào huyền phù cây nghệ đen, quá trình nuôi cấy callus in vitro loài cây này đã được nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thăm dò ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sinh trưởng của callus nghệ đen (Curcuma zedoaria Roscoe) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 12, Số 2 (2018) THĂM DÒ ẢNH HƢỞNG CỦA MÔI TRƢỜNG NUÔI CẤY ĐẾN SINH TRƢỞNG CỦA CALLUS NGHỆ ĐEN (Curcuma zedoaria Roscoe) Trƣơng Thị Phƣơng Lan1,2*, Lê Thị Anh Thƣ2, Nguyễn Thị Hà Ngân2 1Trường Đại học Y Dược, Đại học Huế 2Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế *Email: phuonglan300173@gmail.com Ngày nhận bài: 23/01/2018; ngày hoàn thành phản biện: 29/01/2018; ngày duyệt đăng: 8/6/2018 TÓM TẮT Nghệ đen (Curcuma zedoaria Roscoe) là một loài cây thuốc quý với thành phần hoạt chất chính là curcumin. Để tạo nguồn nguyên liệu cho quá trình nuôi cấy tế bào huyền phù cây nghệ đen, quá trình nuôi cấy callus in vitro loài cây này đã được nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu cho thấy môi trường nuôi cấy callus thích hợp là môi trường có bổ sung 1,0 mg/L 2,4-D kết hợp với 1,5 mg/L KIN với kích thước trung bình đạt 1,564 cm, khối lượng tươi đạt 0,904 g và khối lượng khô của callus đạt 0,084 g. Đối với xử lý chất kích kháng salicilic acid (SA), môi trường có bổ sung 1,0 mg/L 2,4-D kết hợp với 1,5 mg/L SA là môi trường tốt nhất cho khả năng sinh trưởng của callus nghệ đen, kích thước trung bình đạt 1,534 cm, khối lương tươi đạt 0,832 g và khối lượng khô của callus đạt 0,078 g sau 4 tuần nuôi cấy. Từ khóa: Callus, curcumin, nghệ đen. 1. MỞ ĐẦU Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), có đến 80% dân số thế giới sử dụng dược liệu làm thuốc để chữa bệnh và chăm sóc sức khỏe. Việc khai thác nguồn dược liệu tự nhiên từ thực vật đang trở thành một vấn đề quan trọng mang tính toàn cầu và chúng ngày càng được thương mại hóa nhiều hơn. Tuy nhiên, việc cung cấp nguồn nguyên liệu thực vật cho công tác bào chế thuốc ngày một khó khăn do sự khan hiếm về nguyên liệu, khó có thể đáp ứng đủ nhu cầu dược liệu ngày càng tăng trong tương lai [19]. Điều này buộc các nhà khoa học cần phải tính đến công nghệ nuôi cấy tế bào thực vật như một con đường tiềm năng để cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp dược phẩm [12]. Thực vật không chỉ được sử dụng như là nguồn cung cấp carbohydrate, protein và chất béo mà còn là nguồn cung cấp các hợp chất tự nhiên dùng trong dược phẩm, 63 Thăm dò ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy đến sinh trưởng của callus nghệ đen … hóa chất nông nghiệp, hương liệu, chất màu, thuốc trừ sâu sinh học và các chất phụ gia thực phẩm có giá trị…[13] mà những chất này không thể sản xuất từ các tế bào vi sinh vật hoặc tổng hợp bằng con đường hóa học. Nuôi cấy tế bào thực vật để sản xuất các hợp chất thứ cấp có thể đạt được bằng con đường nuôi cấy callus là một trong những biện pháp làm tăng hiệu suất tổng hợp các hoạt chất sinh học trong tế bào, tăng hàm lượng hoạt chất sinh học cao, rút ngắn thời gian và giảm chi phí sản xuất so với thu từ cây ngoài tự nhiên. Cây nghệ đen (Curcuma zedoaria Roscoe) thuộc họ Gừng (Zingiberaceae) là một loài thân thảo, được trồng phổ biến ở các nước Đông Nam Á, Trung Quốc, Ấn Độ và Nhật Bản. Ở Việt Nam, thường gặp nghệ đen mọc tự nhiên ở nhiều địa phương miền núi và trung du phía Bắc (Hà Giang, Lào Cai, Yên Bái…) và một số tỉnh miền Trung. Từ xưa, nghệ đen được dùng như một loại dược liệu có giá trị cao để chữa nhiều bệnh như đau dạ dày, điều kinh, nôn mửa, tích máu tử cung…[2]. Curcumin là một trong những hoạt chất sinh học chính của nghệ đen. Curcumin có tác dụng chống đông máu và hạ huyết áp, sodium curcuminate có tác dụng chống co thắt ruột, curcuminoide và secquiterpen có tác dụng chống viêm nhiễm [3]. Việc thu hồi các hoạt chất từ nghệ đen ngoài thiên nhiên gặp nhiều trở ngại do nó là loài có hệ số nhân thấp và chịu nhiều tác động như điều kiện tự nhiên không thuận lợi, thời gian cây đến tuổi thu hoạch dài, năng suất phụ thuộc vào mùa vụ, …[11]. Vì vậy, nghiên cứu nuôi cấy callus nghệ đen có bổ sung chất kích thích sinh trưởng cũng như chất kích kháng nhằm tăng hiệu suất thu hồi các hoạt chất sinh học có trong tế bào nghệ đen là cần thiết. Xuất phát từ cơ sở trên, chúng tôi thực hiện nghiên cứu này nhằm cung cấp nguồn nguyên liệu in vitro cho việc tách chiết các hợp chất thứ cấp từ cây ghệ đen, góp phần định hướng cho việc sản xuất hoạt chất này trong thực tế. 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là callus nghệ đen (Curcuma zedoaria Roscoe) in vitro sinh trưởng trên môi trường cơ bản MS (Murashige và Skoog 1962) có bổ sung sucrose 3%, agar 0,8% và 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic) 1 mg/L, BAP (benzylaminopurine) 1 mg/L [18] do Bộ môn Công nghệ sinh học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế cung cấp. 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu Các loại môi trường dinh dưỡng được điều chỉnh pH đến 5,8 và khử trùng ở nhiệt độ 121oC (1 atm) trong 20 phút. Các thí nghiệm nuôi cấy được thực hiện ở 25±2oC, cường độ chiếu sáng 2000 lux và thời gian chiếu sáng 12 giờ/ngày. Kết quả nghiên cứu được đánh giá sau 4 tuần. 64 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế Tập 12, Số 2 (2018) Ảnh hƣởng của một số chất kích thích sinh trƣởng lên khả năng sinh trƣởng của callus nghệ đen Callus in vitro (0,5 cm) được cấy lên môi trường MS có sucrose 3%, agar 0,8%, 2,4-D 1,0 mg/L kết hợp với KIN (kinetin) và NAA (naphthaleneacetic acid) ở các nồng độ từ 0,5-2,0 mg/L. Đối chứng trong tất cả các thí nghiệm là môi trường chứa chất kích thích sinh trưởng 2,4-D 1,0 mg/L và BAP 1 mg/L. Ảnh hƣởng của một số chất kích kháng sinh trƣởng lên khả năng sinh trƣởng của callus nghệ đen Callus in vit ...