Tóm tắt luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu ảnh hưởng của chất kích kháng lên sự biểu hiện của một số gen tham gia quá trình sinh tổng hợp curcuminoid ở tế bào nghệ đen (Curcuma zedoaria Roscoe)

Mục tiêu nghiên cứu của luận án này là tăng hiệu suất sinh tổng hợp curcumin, một thành phần chính của nhóm chất curcuminoid được ứng dụng nhiều trong dược phẩm, ở tế bào nghệ đen nuôi cấy in vitro.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu ảnh hưởng của chất kích kháng lên sự biểu hiện của một số gen tham gia quá trình sinh tổng hợp curcuminoid ở tế bào nghệ đen (Curcuma zedoaria Roscoe) 1 MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài Cây nghệ đen (Curcuma zedoaria Roscoe) thuộc họ Gừng(Zingiberaceae), từ lâu đã được sử dụng trong y học cổ truyền củanhiều nước để điều trị các chứng viêm, đau nhức, các bệnh về da nhưcác vết thương và các vết lở loét, cũng như sự bất thường của chu kỳkinh nguyệt. Nhóm chất màu curcuminoid bao gồm curcumin và cácdẫn xuất của nó như demethoxycurcumin và bisdemethoxycurcuminlà nhóm hợp chất chính tạo nên các hoạt tính sinh học quan trọng củacủ nghệ. Các nghiên cứu gần đây cho thấy curcuminoid, đặc biệt làcurcumin, có phạm vi tác dụng dược lý rộng như kháng viêm, khángkhuẩn, kháng virus, chống oxy hóa mạnh, chống tia tử ngoại, ức chếphát triển khối u và bảo vệ thần kinh (kháng β-amyloid). Hiện nay, các gen tham gia trong quá trình chuyển hóacurcuminoid ở nghệ vàng (C. longa) đã được xác định và phân tíchmức độ biểu hiện, bao gồm hai nhóm gen type III polyketide synthaselà gen diketide-CoA synthase (DCS) và các gen curcumin synthase(CURS1, CURS2 và CURS3). Tuy nhiên, các gen tham gia tổng hợpcurcuminoid ở loài nghệ đen đến nay vẫn chưa được công bố. Elicitor là những chất hóa học được dùng để tác động vào conđường chuyển hóa thứ cấp nhằm tăng cường sinh tổng hợp các chất cógiá trị dược phẩm hoặc các dược phẩm thực vật trong nuôi cấy tế bàothực vật. Từ những lý do trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnhhưởng của chất kích kháng lên sự biểu hiện của một số gen tham giaquá trình sinh tổng hợp curcuminoid ở tế bào nghệ đen (Curcumazedoaria Roscoe)” nhằm xác định các loại elicitor và nồng độ thíchhợp của chúng để điều hòa tăng biểu hiện của các gen type III 2polyketide synthase trong con đường phenylpropanoid ở tế bào nghệđen. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi sẽ cung cấp bằng chứng đầutiên về vai trò của SA, YE và MeJA như là những chất điều hòa dươngtính của biểu hiện gen ở loài dược liệu có giá trị này.2. Mục tiêu nghiên cứuMục tiêu lý thuyết Cải thiện mức độ biểu hiện của các gen CzDCS, CzCURS1,CzCURS2 và CzCURS3 tham gia trong con đường chuyển hóaphenylpropanoid sinh tổng hợp curcuminoid ở tế bào nghệ đen nuôicấy in vitro bằng một số elicitor.Mục tiêu thực nghiệm Tăng hiệu suất sinh tổng hợp curcumin, một thành phần chínhcủa nhóm chất curcuminoid được ứng dụng nhiều trong dược phẩm, ởtế bào nghệ đen nuôi cấy in vitro.3. Nội dung và phạm vi nghiên cứuNội dung nghiên cứu - Nuôi cấy sinh khối tế bào nghệ đen in vitro hiệu suất cao bằngcách bổ sung AgNO3 vào môi trường nuôi cấy ở quy mô phòng thínghiệm. - Phân lập các gen CzDCS, CzCURS1, CzCURS2 và CzCURStham gia trong quá trình tổng hợp curcuminoid (các gen curcuminoid)ở nghệ đen. - Nghiên cứu ảnh hưởng của một số elicitor như YE, SA vàMeJA lên mức độ biểu hiện của các gen tổng hợp curcuminoid và khảnăng tích lũy curcumin trong tế bào nghệ đen nuôi cấy in vitro.Phạm vi nghiên cứu Các nghiên cứu được tiến hành trong phạm vi phòng thínghiệm./. 34. Đóng góp mới của luận án - Các nghiên cứu nuôi cấy mô và tế bào cây nghệ đen trướcđây đều chưa sử dụng AgNO3 để tăng hiệu quả nuôi cấy, trong nghiêncứu này, bổ sung AgNO3 1,5 mg/L vào môi trường nuôi cấy (bao gồmtạo cây in vitro, nuôi cấy callus) đều làm tăng hiệu quả của quá trìnhnuôi cấy so với các nghiên cứu trước đây. - Đã phân lập thành công 4 gen tham gia vào quá trình tổng hợpcurcuminoid, các gen này tương đồng 99% so với các gen tương ứngở cây nghệ vàng và đã được đăng ký trên ngân hàng gen với các mãsố lần lượt là MF663785, MF402846, MF402847 và MF987835. Cácgen này đều có sự biểu hiện ở trong củ và callus của cây nghệ đen. - Gen DCS có vai trò lớn nhất trong các gen tham gia vào quátrình sinh tổng hợp curcumin ở cây nghệ đen, mức độ biểu hiện củagen này quyết định trực tiếp đến hàm lượng curcumin thu được. - Đã nghiên cứu được ảnh hưởng của một số loại elicitor (dịchchiết nấm men và salicilic acid) lên khả năng tích lũy curcumin vàmức độ biểu hiện của các gen liên quan. Giá trị tốt nhất thu được khixử lý dịch chiết nấm men (1 g/L) sau 5 ngày nuôi cấy, mức độ biểuhiện cao hơn 2,78 lần so với đối chứng.5. Cấu trúc luận án Luận án được trình bày trong trang A4, không bao gồm Phụ lục.Trong đó, phần Mở đầu 4 trang, phần Tổng quan tài liệu 33 trang, phầnĐối tượng và Phương pháp nghiên cứu 11 trang, phần Kết quả nghiêncứu 40 trang, phần Bàn luận 16 trang, Kết luận và Kiến nghị 1 trang,Danh mục các công trình công bố 1 trang, Tài liệu tham khảo 21 trangvà phần Phụ lục 13 trang. Luận án có 169 tài liệu tham khảo, trong đócó 161 tài liệu tiếng Anh. Phần kết quả nghiên cứu có 9 bảng và 26hình. 4 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU1. Cây nghệ đen Nghệ đen là cây thân thảo sống nhiều năm hoặc hàng năm, caokhoảng 1-1,5m; có củ (thân rễ) hình trứng, có khía chạy dọc, củ tỏatheo hình chân vịt; cây mẫm và chắc. Cây có nhiều củ, ngoài củ chínhra còn có những củ phụ, vỏ củ có màu xám, bên trong củ có màu vànglưu huỳnh nhạt hoặc vàng sáng, khi già có nhiều vòng màu xanh tím.Củ nghệ khô có mùi thơm camphor nhẹ và có vị đắng hơi cay. Nghệ đen là loài thảo dược có củ chứa các nhóm chất chủ yếunhư tinh dầu (sesquiterpene và monosesquiterpene) và curcuminoid(curcumin, demethoxy-curcumin và bisdemethoxycurcumin). Ngoàira, củ nghệ còn chứa một số hợp chất khác như tinh bột, chất dẻo vàcác chất có vị đắng như tannin, flavonoiod.2. Nuôi cấy mô tế bào thực vật trong sản xuất hợp chất thứ cấp Kỹ thuật nuôi cấy tế bào thực vật có nhiều triển vọng và ứngdụng lâu dài trong việc sản ...