Tài liệu Nghiên cứu nhân giống cây gấc (momordica cochinchinensis) bằng phương pháp nuôi cấy mô

®¹i häc th¸i nguyªn TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC LÊ THỊ HẢO NGHIÊN CỨU NHÂN GIỐNG CÂY GẤC (MOMORDICA COCHINCHINENSIS) BẰNG PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY MÔ Chuyên ngành : Công nghệ sinh học Mã số : 60.42.80 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học PGS. TS. Ngô Xuân Bình Thái Nguyên - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Danh môc c¸c ký hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t Danh môc c¸c b¶ng Danh môc c¸c ®å thÞ MỞ ĐẦU……………………………………………………………..........1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU…………………………….…..… 4 1. TỔNG QUAN VỀ CÂY GẤC……………………………………..…..4 1.1. Giới thiệu chung về cây Gấc…………………………………………… 4 1.2. Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm thực vật học của cây gấc………...… 5 1.2.1. Phân bố và gieo trồng…………………………………………5 1.2.2. Đặc điểm thực vật học ………………………………………… 6 1.2.3. Đặc điểm sinh trưởng, phát triển……………………………… 8 1.2.4. Công dụng của cây Gấc………………………………………9 2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM VỀ CÂY GẤC………………………………………………………………….10 2.1. Tình hình nghiên cứu về mặt dược lý của cây Gấc………………...… 10 2.2. Tình hình nghiên cứu về nhân giống cây Gấc bằng phương pháp nuôi cấy mô…………………………………………………………………. 13 3. KHÁI QUÁT VỀ NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO THỰC VẬT………….... 13 3.1. Khái niệm nuôi cấy mô tế bào thực vật…………...……………………. 13 3.2. Sơ lược lịch sử nuôi cấy mô tế bào thực vật…………...………………14 3.3. Cơ sở khoa học của phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật……… 16 3.4. Điều kiện và môi trường nuôi cấy mô tế bào thực vật………………… 17 3.5. Các công đoạn của nuôi cây mô tế bào………………………………. 25 CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… 28 1. Đối tƣợng, địa điểm và thời gian nghiên cứu……………...………… 28 1.1. Đối tượng nghiên cứu…………………………...……………………28 1.2. Thời gian nghiên cứu……………………………...……..…...……...… 28 2. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu………………...……………..… 28 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1. Nội dung nghiên cứu……………………………………...…..…...…… 28 2.2. Phương pháp nghiên cứu……………………...……………………..…28 2.3. Xử lý số liệu………………………………………………………….… 35 2.4. Điều kiện thí nghiệm……………………………………..…………….36 2.4.1. Thí nghiệm in vitro……………………………………...……36 2.4.2. Thí nghiệm thích ứng cây in vitro ngoài điều kiện tự nhiên… 36 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN…………. 37 3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của hóa chất và thời gian khử trùng đến tỉ lệ sống của mẫu Gấc……………………..………………..… 37 3.1.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của H2O2 đến tỷ lệ sống của mẫu Gấc........................................................................................ 37 3.1.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của HgCl2 đến tỷ lệ sống của mẫu Gấc..………………………………………………………… 38 3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của các chất kích thích sinh trƣởng đến khả năng tái sinh chồi cây Gấc………………………….…... 41 3.2.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của Kinetin đến khả năng tái sinh chồi cây Gấc……..………….………..…………………….…… 41 3.2.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh chồi cây Gấc……………………………………….………… 42 3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của các chất kích thích sinh trƣởng đến khả năng nhân nhanh chồi cây Gấc…..…………......……… 43 3.3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của Kinetin đến hiệu quả nhân chồi….................................................................................... 44 3.3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP đến hiệu quả nhân chồi…………………………………………………………………… 45 3.3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và Kinetin đến hiệu quả nhân chồi……….…..…………………………. 47 3.3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và nước dừa đến hiệu quả nhân chồi…………………………….……..... 48 3.3.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và IBA đến hiệu quả nhân chồi…………………………….………......... 49 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của các chất kích thích sinh trƣởng đến khả năng ra rễ chồi Gấc……………………….……………51 3.4.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của IBA đến hiệu quả ra rễ…… 51 3.4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của NAA đến hiệu quả ra rễ…53 3.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của giá thể đến tỷ lệ sống của cây con trong vƣờn ƣơm…………………….……………………………54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ………………………….… 56 1. KẾT LUẬN……………………………………………….………….. 56 2. KIẾN NGHỊ……………………………………………………………. 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN VĂN Bảng Bảng 3.1. Tên các bảng trong luận văn Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 và thời gian khử trùng đến tỷ lệ sống của mẫu gấc (Sau 15 ngày nuôi cấy)) Trang 37 Ảnh hưởng của nồng độ HgCl2 và thời gian khử trùng Bảng 3.2. đến tỷ lệ sống của mẫu gấc (Sau 15 ngày nuôi cấy) 38 Bảng 3.3. So sánh kết quả nghiên cứu khử trùng 2 loại hoá chất (Oxy già và HgCl2) 40 Bảng 3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của kinetin đến khả năng tái sinh chồi gấc 41 Bảng 3.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh chồi gấc 42 Bảng 3.6. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ kinetin đến hiệu quả nhân chồi. 44 Bảng 3.7. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của BAP đến hiệu quả nhân chồi. 45 Bảng 3.8. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng sự phối hợp giữa BAP và kinetin đến hiệu quả nhân chồi gấc. 46 Bảng 3.9. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và nước dừa đến hiệu quả nhân chồi gấc. 48 Bảng 3.10. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và IBA đến hiệu quả nhân chồi gấc. 50 Bảng 3.11. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của IBA đến hiệu quả ra rễ. 51 Bảng 3.12. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của NAA đến hiệu quả ra rễ 52 Bảng 3.13. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của giá thể đến tỷ lệ sống của cây con trong vườn ươm. 54 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN Hình Tên các Hình trong luận văn Trang Hình 3.1. Ảnh hưởng của chất khử trùng H2O2 đến tỷ lệ sống của mẫu gấc 38 Hình 3.2. Ảnh hưởng của chất khử trùng HgCl2 đến tỷ lệ sống của mẫu gấc 39 Hình 3.3. Ảnh hưởng của kinetin đến khả năng tái sinh chồi cây gấc 41 Hình 3.4. Ảnh hưởng của BAP đến khả năng tái sinh chồi cây gấc 42 Hình 3.5. Ảnh hưởng của kinetin đến hiệu quả nhân chồi cây gấc 44 Hình 3.6. Ảnh hưởng của BAP đến hiệu quả nhân chồi cây gấc 46 Hình 3.7. Ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và Kinetin đến hiệu quả nhân chồi cây gấc 47 Hình 3.8. Ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và nước dừa đến hiệu quả nhân chồi cây gấc 49 Hình 3.9. Ảnh hưởng của sự kết hợp giữa BAP và IBA đến hiệu quả nhân chồi cây gấc 50 Hình 3.10. Ảnh hưởng của IBA đến hiệu quả ra rễ cây gấc 52 Hình 3.11. Ảnh hưởng của NAA đến hiệu quả ra rễ cây gấc 53 Hình 3.12. Ảnh hưởng của giá thể đến tỷ lệ sống của cây con trong vườn ươm 55 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT BAP 6-benzylaminopurine CT Công thức ĐTST Điều tiết sinh trưởng Kinetin furfurylaminopurine MS Murashinge and Skoog, 1962 NAA Naphlene acetic acid TN Thí nghiệm IBA Indole – 3 – butyric acid Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Gấc có tên khoa học là Momordica cochinchinensis thuộc bộ Vioales, họ bầu bí (Cucurbitaceae) [8]. Trong gấc có chứa lycopen và β-caroten với hàm lượng cao gấp nhiều lần các thực phẩm đang được sử dụng phổ biến trên thế giới. Quả gấc và hạt gấc chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học có giá trị, đặc biệt hạt gấc được dùng trong nhiều bài thuốc dân tộc để chữa bệnh [5, 6, 8]. Ngoài ra, các nghiên cứu gần đây còn cho thấy dầu gấc có khả năng sửa chữa sai lệch DNA do bị chiếu tia tử ngoại [9], có tác dụng chống phóng xạ đó là những cơ sở để sử dụng dầu gấc trong việc điều trị bệnh ung thư [5]. Về mặt dinh dưỡng, tác giả Vương Thuý Lệ đã chứng minh rằng, gấc có hàm lượng β-carotene cao nhất trong các loại trái cây với hàm lượng 35,5mg/100g thịt trái [20]. Hàm lượng lycopene trong gấc cao gấp 76 lần khoai tây [18]. Vương Thuý Lệ và cs (2002) đã khảo sát thực nghiệm tác dụng của β-carotene trong gấc đến trẻ em (ở miền Bắc Việt Nam) cho thấy, lượng hồng cầu, β-carotene, vitamin A trong máu của nhóm ăn xôi gấc tăng lên rõ rệt so với hai nhóm ăn dầu gấc và β-carotene tổng hợp [19]. Aoki và cs (2002) nghiên cứu những chất màu có trong gấc. Gấc chứa β-carotene, lycopene, zeaxanthin, β-cryptoxanthin. Trong đó hàm lượng lycopene đạt 380µg/g thịt trái [14]. Ishida và cs (2004) nghiên cứu thành phần acid béo và carotenoid trong gấc cho thấy, thịt gấc chứa 22% acid béo gồm có 32% oleic acid, 29% palmitic acid và 28% linoleic acid [18]. Về mặt dược học, đã có nhiều nghiên cứu về khả năng khắc phục hậu quả chất độc màu da cam và phòng chữa ung thư gan của β-carotene có trong gấc. Thời gian gần đây , quả gấc đã bắt đầu được tiếp thị ở khu vực châu Á với nhiều dạng sản phẩm như nước ép, dầu gấc... Từ năm 2002, ở Việt Nam sản phẩm dầ u Gấc (VINAGA) được bán nhiều trên thị trường trong và ngoài nước. Nhu cầu ngày c àng tăng của sản phẩm quả g ấc làm nguyên liệu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 chế biến ở mức công nghiệp đã hì nh thành các vùng sản xuất nguyên liệu tại nhiều tỉ nh khu vực phía Bắc và phía Nam của Việt Nam. Ở Việt Nam cây gấc được trồng rải rác khắp nơi, tập trung nhiều nhất là các vùng phía Bắc. Gấc có thể trồng bằng hạt hay giâm cành nhưng cho hệ số nhân giống không cao [8]. Mặt khác, gấc là lo ại cây đơn tính khác gốc, cây mọc từ hạt sẽ phân hóa thành cây đực và cây cái ri êng biệt . Việc trồng cây gấc bằng phương pháp gieo hạt truyền thống làm giảm hiệu quả sản xuất , tốn kém về công sức và chi ph í do không thể phân biệt được đặc điểm giới tính của cây ở giai đoạn đầu trước khi cây ra hoa . Vì vậy, để phát triển vùng nguyên liệu sản xuất gấc, cần thiết phải tiến hành các kỹ thuật nhân giống vô tính từ cây cái có năng suất và chất lượng ổn định . Phương pháp này đã và đang chứng tỏ là một phương pháp có ý nghĩa quan trọng cho công tác giống cây trồng, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Xuất phát từ tính cấp thiết của đề tài, chúng tôi tiến hành: “Nghiên cứu nhân giống cây gấc (Momordica cochinchinensis) bằng phương pháp nuôi cấy mô” Mục đích nghiên cứu và nội dung nghiên cứu 1. Mục đích nghiên cứu Xây dựng thành công quy trình nhân giống gấc có năng suất cao bằng phương pháp nuôi cấy mô. Nhờ đó, người ta có thể nhân lên hàng vạn cây cái và giữ nguyên tính trạng di truyền của cây mẹ. Đồng thời, các nghiên cứu về nuôi cấy mô sẽ đặt cơ sở cho các nghiên cứu chọn giống gấc có ưu thế lai cao. 2. Nội dung nghiên cứu  Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian khử trùng và hoá chất khử trùng đến tỉ lệ sống của mẫu gấc; Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2  Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất điều tiết sinh trưởng đến khả năng tái sinh chồi gấc;  Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất điều tiết sinh trưởng đến khả năng nhân nhanh của chồi gấc;  Nghiên cứu ảnh hưởng của một số chất điều tiết sinh trưởng đến khả năng ra rễ của chồi gấc;  Xác định giá thể phù hợp cho sinh trưởng phát triển của cây in vitro ngoài vườn ươm. Ý nghĩa của đề tài: - Ý nghĩa khoa học  Kết quả nghiên cứu đưa ra một số kỹ thuật vi nhân giống cây gấc bằng phương pháp in vitro. Từ đó, đánh giá được tác động của một số chất điều tiết sinh trưởng trong nhân giống cây gấc.  Bổ sung nguồn tài liệu tham khảo phục vụ nghiên cứu, giảng dạy và sản xuất giống gấc thương phẩm có năng suất cao. - Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu góp phần hoàn thiện kỹ thuật nhân giống cây gấc nhằm cung cấp giống gấc với số lượng lớn, chất lượng đảm bảo, đồng thời giữ được đặc tính di truyền của cây chọn lọc. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ CÂY GẤC 1.1. Giới thiệu chung về cây gấc Gấc là loài cây thân thảo, dây leo thuộc chi mướp đắng, hoa sắc vàng, quả hình bầu dục, đáy nhọn, ngoài có nhiều gai, sắc xanh, khi chín chuyển sang màu đỏ cam. Thịt gấc màu đỏ cam, hạt gấc màu nâu thẫm, hình dẹp, có khía [2]. Ở miền Nam gấc có quanh năm, miền Bắc gấc thường chín vào mùa đông. Các nghiên cứu khoa học cho thấy trong quả gấc chứa nhiều vitamin, đặc biệt là rất giàu β-carotene, lycopene là các vi chất thiên nhiên rất cần thiết cho cơ thể con người. Lycopene và β-carotene được chứng minh là chất chống oxy hóa, có khả năng trung hòa các gốc tự do, chống lại sự già nua của tế bào cơ thể, giúp trẻ hóa làn da, sửa chữa những tổn thương trong cấu trúc cơ thể, giúp ngăn ngừa bệnh ung thư và các bệnh gan, mật. Lycopene là carotenoid duy nhất có khả năng ngăn ngừa được chứng nhồi máu cơ tim, bảo vệ gen khỏi bị tổn thương và có khả năng hạn chế những biến chứng của bệnh tiểu đường [9]. Các nhà nghiên cứu cũng thừa nhận gấc là loại quả sạch, an toàn và có hiệu quả chống oxy hóa cao hơn cà chua và cà rốt nhiều lần, tăng khả năng miễn dịch và sức đề kháng cho cơ thể, loại bỏ phần nào tác hại của môi trường như tia xạ, thuốc trừ sâu... giúp cơ thể khỏe mạnh, da dẻ mịn màng. Phần ăn được của gấc chứa lượng β-carotene (chiếm gần 1/2 tổng carotenoid có trong dầu gấc) cao gấp hai lần so với dầu gan cá thu và khoảng 10 lần so với cà rốt [11]. Đó là nguồn β-carotene thiên nhiên thuần túy nên có tác dụng chống lão hóa mạnh nhất, đồng thời bổ sung nguồn vitamin A hợp lý và an toàn. Khi vào cơ thể, β-carotene dưới tác dụng của men carotenase có trong Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 gan và thành ruột sẽ chuyển hóa thành vitamin A, vì vậy khi sử dụng gấc sẽ không có hiện tượng thừa vitamin A. Thành phần carotenoid có trong gấc phụ thuộc rất nhiều vào giống, đất trồng... với hàm lượng dao động 3.7687.516µg/g. Trong quả gấc thì màng hạt là bộ phận có hàm lượng acid béo cao, bao gồm các acid béo không no là các thành phần được gọi là những chất béo có lợi vì có tác dụng tốt trên hệ tim mạch thông qua việc giảm huyết áp, cải thiện cấu trúc mạch vành và giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh lý tim mạch [11]. 1.2. Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm thực vật học của cây gấc 1.2.1. Phân bố và gieo trồng Cây gấc được trồng rải rác ở khắp nước ta, ngoài ra còn thấy ở Lào, Campuchia, các nước phía Nam và Đông Nam Á như Ấn Độ, Thái Lan, nam Trung Quốc, Nhật Bản [8]. Cây gấc là một loại dây leo, mỗi năm lụi một lần, nhưng lại đâm chồi từ gốc cũ lên vào mùa xuân năm sau, hoặc thường được gieo trồng vào tháng 2, 3. Đây là loại cây ưa khí hậu ấm áp, độ ẩm không khí cao 60 - 70% và độ ẩm đất 70 - 80%, nhưng kém chịu rét, chịu được hạn nhưng không chịu được úng ngập nước. Nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng và phát triển trong khoảng 250C - 350C. Cây gấc không kén đất, đất sỏi đá, đất pha đều trồng được, tốt nhất là đất thịt nhẹ, đất phù sa bồi có đủ ẩm và thoát nước tốt, pH thích hợp trong khoảng 5,6 đến 7. Đặc biệt, cây gấc rất thích hợp với đất giàu lân do đó trên đất nghèo lân cần phải bón phân lân sẽ giúp cho gấc có nhiều quả. Lá mọc so le, chia thuỳ khía sâu tới 1/2 phiến lá. Hoa đực, hoa cái riêng biệt, cánh hoa màu vàng nhạt. Mùa hoa tháng 4, tháng 5. Quả hình bầu dục dài độ 15 - 20cm, đáy nhọn, ngoài có nhiều gai, khi chín màu vàng đỏ đẹp tươi. Mùa quả tháng 6 đến tháng 2 năm sau. Gấc nếp thì quả có gai thưa hơn gấc tẻ. Trong quả có nhiều hạt xếp thành những hàng dọc, quanh hạt có màng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 màu đỏ máu, tươi. Bóc lớp màng đỏ sẽ thấy hạt hình gần giống con ba ba nhỏ, ngoài có lớp vỏ cứng, mép có răng cưa. Trồng một năm có thể thu hoạch hàng chục năm. Ngay năm đầu đã có quả nhưng ít, càng về sau càng nhiều quả [8]. 1.2.2. Đặc điểm thực vật học Cây gấc có tên khoa học là Momordica Cochinchinensis (Lour.) Spreng thuộc: Giới: Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliosida Bộ: Cucubitales Họ: Bầu bí Cucurbitaceae Chi: Momordica Loài: M. cochinchinensis [2]. Cây gấc thuộc họ bầu bí, là cây dây leo, đa niên, đơn tính khác gốc, có cây mang hoa đực, cây mang hoa cái. Đây là cây sống nhiều năm, mỗi năm lụi một lần nhưng lại đâm chồi từ gốc cũ lên vào mùa xuân năm sau, leo cao nhờ có tua cuốn mọc từ nách lá. Mỗi gốc có nhiều dây, mỗi dây có nhiều đốt, mỗi đốt có lá. Lá gấc mọc so le có màu xanh lục đậm, đường kính của phiến lá 12 đến 20 cm, phía đáy hình trái tim, mặt trên phiến lá sờ ram ráp. Nơi tiếp giáp cuốn và phiến lá có hai tuyến to gần bằng hạt ngô nổi như hai mắt cua. Hoa nở vào tháng 4 đến tháng 5. Hoa đực cái riêng biệt, hoa đực có lá bắc to bao lại như hình tổ sâu, khi nở hoa loe ra hình phễu, màu trắng vàng mặt trong tràng hoa có lông, 5 nhị. Hoa cái có lá bắc nhỏ, bầu hình thoi rõ từ khi nụ còn non, có gai nhỏ, cánh hoa ở đầu bầu, phát triển thành quả từ tháng 6. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 Quả to hình bầu dục dài từ 15 - 20cm, đuôi nhọn có nhiều gai mềm đỏ đẹp. Quả non màu xanh, quả chín màu đỏ tươi. Bổ đôi theo chiều ngang thấy có 6 hàng hạt xếp đều nhau, mỗi hàng có từ 6 đến 10 hạt. Quanh hạt có nhiều màng màu đỏ tươi. Người ta còn dựa vào độ sai của quả (nhiều hay ít), kích thước của quả (to hay nhỏ), gai quả (dày hay thưa), màu sắc của ruột quả (đỏ hay vàng gạch), dầu (ít hay nhiều), số lượng hạt (nhiều hay ít) để phân loại: gấc tẻ, gấc nếp, gấc đá, gấc chôm chôm hay gấc lai. Có hai loại được trồng chủ yếu là: Gấc nếp: Trái to, nhiều hạt, gai to, ít gai, khi chín chuyển sang màu đỏ cam rất đẹp. Bổ trái ra bên trong cuồi (cơm) vàng tươi, màng đỏ bao bọc hạt có màu đỏ tươi rất đậm và dày thớ. Gấc tẻ: Trái nhỏ hoặc trung bình vỏ dày tương đối có ít hạt, gai nhọn, trái chín bổ ra bên trong cơm có màu vàng nhạt và màng đỏ bao bọc hạt thường có màu đỏ nhạt hoặc màu hồng không được đỏ tươi như gấc nếp, nên chọn giống gấc nếp để có trái to nhiều thịt bao quanh và chất lượng cũng tốt hơn. Hạt gấc có màng đỏ bao quanh lớp vỏ cứng đen, quanh mép có răng cưa tù và rộng, hạt dày 25 - 35mm, rộng 19 - 31mm trông gần giống con ba ba nhỏ bằng gỗ do đó gấc còn có tên gọi là mộc miết tử (mộc là gỗ, miết là con ba ba) trong hạt có nhân chứa dầu. Quả bắt đầu thu hoạch vào tháng 9, rộ vào tháng 11 đến tháng 12 và tới cuối tháng 1 vẫn còn gấc xanh trên cây. Mỗi cây cho trung bình 30 đến 60 quả mỗi năm, kích thước và khối lượng mỗi quả cũng có thể thay đổi tùy thuộc vào từng giống, trọng lượng mỗi quả có thể từ 0,5 đến 3,0kg. Quả gấc bổ đôi có các thành phần sau: Lớp vỏ cứng có gai bọc phía ngoài có màu xanh, khi chín có màu vàng đỏ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 - Lớp thịt màu vàng dày, mềm. - Lớp trong cùng là hạt và màng đỏ bao ngoài hạt gấc xếp thành 6 hàng, mỗi hàng có từ 6 - 10 hạt [17]. 1.2.3. Đặc điểm sinh trƣởng, phát triển - Ánh sáng: Cây gấc là cây ưa ánh sáng ngắn ngày, ưa khí hậu ấm áp và độ ẩm không khí cao, chịu hạn và chịu rét kém. Cây sinh trưởng tốt trong điều kiện cường độ chiếu sáng mạnh nhưng quả phát triển tốt trong điều kiện chiếu sáng giảm. Giai đoạn quả đang lớn nếu gặp ánh sáng chiếu trực tiếp quả rất dễ bị rám, thối hoặc sớm rụng. Chính vì vậy trồng gấc tốt nhất nên làm giàn để nâng cao chất lượng cũng như phẩm chất quả. Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình cho gấc phát triển là từ 25 - 270C, hạt gấc có thể nảy mầm ở nhiệt độ 13 - 150C, nhưng tốt nhất ở 250C. Đất đai: Gấc không chịu được úng ngập, đọng nước, vì vậy khi trồng tốt nhất nên làm vồng, ụ hay trồng ở nơi có khả năng tiêu thoát nước tốt. Cây gấc cần nước nhiều nhất ở giai đoạn ra hoa và phát triển trái. Thiếu nước trong giai đoạn này sẽ làm hoa rụng, trái phát triển kém, năng suất thấp. Giai đoạn từ khi mới trồng đến trước khi ra hoa yêu cầu độ ẩm đất đạt 65 - 70%, độ pH 5,6 - 7,0. Cao độ: Gấc có thể phân bố ở độ cao từ 0 - 1500m so với mặt nước biển. Để gấc cho nhiều quả nhất thiết phải làm giàn, càng có điều kiện vươn xa ánh sáng mặt trời thì gấc càng cho nhiều quả. Kĩ thuật trồng và thu hoạch: Gấc là loại cây dễ trồng có thể trồng bằng hạt hay giâm cành vào các tháng 2 - 3. Tuy nhiên, trồng bằng hạt tỷ lệ cây đực cao hơn cây cái, do đó nên trồng bằng dây. Khi trồng nên kết hợp cả hai loại để có tỷ lệ hoa đực, hoa cái phù hợp nâng cao tỷ lệ thụ phấn sẽ sai quả. Trồng 1 năm thu hoạch nhiều năm, mùa thu hoạch quả tháng 8 - 9 đến Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 tháng 1 - 3 năm sau. Sau đó, cây lụi đi sang xuân lại nẩy chồi mọc cây mới [17]. 1.2.4. Công dụng của cây gấc Quả chín hái về đem bổ, vét hạt với cả màng đỏ. Nếu để nấu xôi thì dùng tươi trộn với gạo (có thể thêm ít rượu). Nếu để chế dầu gấc thì phải sấy hay phơi khô tới khi không còn dính tay, bóc lấy màng đỏ tươi rồi lại phơi hay sấy khô ở nhiệt độ thấp (600C - 70oC). Tán nhỏ màng rồi áp dụng một trong hai phương pháp sau [8]: 1. Chiết bằng dung môi: Lấy kiệt bằng ete dầu hoả. Sau đó, thu hồi ete bằng đun cách thủy trong khí Nitơ hay khí carbonic. Cặn còn lại là dầu gấc. Để lâu dầu này sẽ để lắng một lớp tinh thể caroten thô ở dưới, bên trên là lớp dầu no caroten. Tỷ lệ dầu trong màng đỏ là 8%. Trung bình 100kg quả gấc cho độ 1,9 lít dầu gấc. 2. Ép dầu : màng đỏ đã sấy khô, tán nhỏ, đem đồ lên rồi ép lấy dầu. Để lâu cũng sẽ phân làm 2 lớp như trên. Dùng cồn 950 loại acid tự do trong dầu theo 2 phương pháp trên thì được dầu chế trung tính. Thành phần hoá học: Dầu gấc: Dầu sánh, trong, màu đỏ tím đậm, mùi thơm vị ngọt, vị béo, không khé cổ. Tỉ lệ caroten trên 0,15%. Nếu có cặn phải là cặn caroten tinh thể. Dược điển Việt Nam (1997) quy định dầu phải chứa ít nhất 0,1% βcaroten, 1ml dầu gấc có 30mg caroten tương ứng với 50.000 đơn vị quốc tế vitamin A. Hạt gấc: Khô, già, vỏ ngoài cứng đen, chắc, nặng, mép có răng cưa tù và rộng, trong có nhân trắng ngà, có dầu, không bị thối đen. Nguyên hạt, không vỡ nát, không thối nhân, không lẫn tạp chất là tốt. Trong nhân hạt gấc có: 6% nước, 2,9% chất vô cơ, 55,3% chất béo, 16,6% chất protid, 2,9% đường toàn bộ, 1,8% tanin, 2,8% cellulose và 11,7% chất không xác định Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 được. Ngoài ra, còn có các men phosphatase, invectase và peroxydase. Công dụng: 1. Màng gấc: Nhân dân ta dùng đồ xôi, ăn cả xôi và màng gấc. 2. Dầu gấc: Dầu gấc có tác dụng như những thuốc có vitamin A, dùng bôi lên các vết thương, vết loét, vết bỏng làm cho da chóng lành. Uống dầu gấc, người bệnh chóng lên cân, tăng sức chống đỡ bệnh tật của cơ thể, do chất caroten dưới tác dụng của men carotenase có nhiều trong gan sẽ tách βcaroten thành hai phần tử vitamin A. Dùng cho trẻ em chậm lớn, trong bệnh khô mắt, quáng gà. 3. Hạt gấc: Trong lịch sử các nhà đông y đã sử dụng hạt gấc để trị bệnh, uống hoặc ngâm trong cồn hoặc thuốc để xoa bóp. Hạt gấc vị đắng, hơi ngọt, tính ấm, có độc, dùng chữa các chứng bệnh mụn nhọt độc, tràng nhạt, eczema, viêm da thần kinh, trĩ, phụ nữ sưng vú. Có thể chế thuốc viên hay tán bột uống. Liều uống từ 0,8 - 1,2g. Nhưng thường dùng đắp ngoài da đồ mụn nhọt. Nhân dân ta còn dùng để đắp chữa chai bàn chân. 4. Rễ gấc: Sao vàng, tán mỏng, dùng uống chữa tê thấp sưng chân gọi là Phòng kỷ nam [13]. 5. Lá gấc: Viện Đông y dùng lá gấc với tầm gửi đắp ngoài ra làm thuốc tiêu sưng tấy [8]. 2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM VỀ CÂY GẤC 2.1. Tình hình nghiên cứu về mặt dƣợc lý của cây gấc Thực tế nghiên cứu khoa học cho thấy, công dụng của gấc với sức khỏe con người còn hơn thế rất nhiều. Trong trái gấc, dầu gấc là phương thuốc kỳ diệu. Dầu gấc sánh, trong, màu đỏ tím đậm, mùi thơm vị ngọt, béo. Dầu gấc có chức năng phòng chống thiếu vitamin, tăng khả năng miễn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 dịch, tăng sức đề kháng của cơ thể, chống oxy hoá, chống lão hóa tế bào, phòng chữa bệnh tật, loại bỏ các tác động có hại của môi trường như hóa chất độc, tia xạ... giúp cơ thể phát triển khoẻ mạnh, nhất là đối với phụ nữ và trẻ em [11]. Các nhà khoa học Mỹ sau gần chục năm nghiên cứu cây gấc và sản phẩm từ gấc đã thừa nhận: Gấc là một loại quả sạch nhất, an toàn nhất và có hiệu quả chống ôxy hóa cao hơn cà chua và cà rốt rất nhiều lần. Các hãng dược phẩm lớn của Mỹ gọi trái gấc là fruit from heaven (loại quả đến từ thiên đường). Một số nghiên cứu của Mỹ được công bố gần đây cho thấy các hợp chất của β-Caroten, Lycopen, Alphatocopherol,…có trong dầu gấc có tác dụng làm vô hiệu hóa 75% các chất gây ung thư nói chung, nhất là ung thư vú ở phụ nữ [15]. Gấc là loại thực phẩm đã được sử dụng lâu đời ở nước ta, nhưng việc nghiên cứu cây này thì mới chỉ được nghiên cứu trong những năm gần đây. Tại Việt Nam, Đại học Bách Khoa Hà Nội và Viện Dinh Dưỡng Việt Nam cũng từng có đề tài nghiên cứu về bột gấc. Nghiên cứu, cho thấy khi dùng bột gấc cho gà ăn thì thấy toàn bộ số gà được ăn bột gấc không bị chết dịch và cho chất lượng lòng đỏ trứng rất tốt. Lô gà không được ăn bột gấc để đối chứng thì bị mắc bệnh rất nhiều… Điều đó chứng tỏ gà được ăn thức ăn có bột gấc sẽ có sức đề kháng cao, không bị nhiễm dịch bệnh và chất lượng thịt và trứng cao hơn. Ở Việt Nam, Từ những năm 1941, Bùi Đình Sang và cs đã dùng dầu gấc để chế tạo son môi cho các “bà đầm” người Pháp, sau đó cả phụ nữ Tràng An dùng thì thấy môi đỏ thắm, rất “nhuận”, ướt và má hồng tươi …[8] Dầu gấc còn có thể được chế tạo làm kem dưỡng da rất tuyệt vời. Vì vậy, các hãng mỹ phẩm có thể dùng dầu gấc để sản xuất son môi, kem dưỡng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 11 da…vừa có tác dụng làm đẹp, vừa có tác dụng nâng cao sức khỏe cho phụ nữ. Từ năm 1941, Bộ môn dược liệu Đại học Dược Hà Nội đã bước đầu xác định màng đỏ bao quanh hạt gấc có chứa beta-caroten và một tỷ lệ dầu thảo mộc cao. Một số nhà khoa học Đại học y Hà Nội và Đại học Dược Hà Nội thời đó đã chứng minh dầu màng đỏ bao quanh hạt gấc có tác dụng giống như vitamin A và có tác dụng tăng trọng cho súc vật và người[8]. Năm 1951, Nguyễn Văn Đàn và cs đã mang dược liệu này sang nghiên cứu ở Đức và xác định ngoài β-caroten thì phần này của quả gấc còn chứa lycopen là một chất chống lão hóa mạnh nhất hiện nay. Ngành dược Việt Nam đã sản xuất một số chế phẩm có chứa dầu màng gấc làm thuốc bổ, điều trị suy dinh dưỡng cho trẻ em và một số bệnh về mắt, đặc biệt, trong khoảng thời gian 20 - 30 năm gần đây, các bác sĩ đã sử dụng dầu màng gấc để phòng và điều trị một số bệnh ung thư ở Việt Nam [8]. Như vậy, việc phát triển trồng rộng rãi cây gấc để cung cấp các sản phẩm có chứa β-caroten, vitamin E và vitamin F phục vụ nhu cầu phòng bệnh và chữa bệnh cho nhân dân ta là một hướng cần được khuyến khích và đầu tư. Các thuốc này không những sẽ góp phần hạn chế nhập khẩu các thuốc chống suy dinh dưỡng, phòng chống lão hóa mà còn có khả năng xuất khẩu sang các nước khác, vì cây gấc là một loại thực vật độc đáo ở nước ta. Năm 2001, Nguyễn Công Suất và cs là người đầu tiên chiết xuất dầu gấc trên dây chuyền công nghệ hiện đại để biến gấc thành “cây hàng hóa”. Ông là người khởi xướng việc sản xuất viên nang dầu gấc với thương hiệu VINAGA, được thị trường Mỹ và trong nước tin dùng. Viên nang dầu gấc VINAGA đã có mặt trên thị trường quốc tế và các hiệu thuốc trên toàn quốc, được thị trường đón nhận và tin dùng bởi hàm lượng β-Caroten của gấc cao gấp 68 lần cà chua, có tác dụng phòng chống thiếu vitamin, tăng khả năng miễn dịch, tăng sức đề kháng của cơ thể, chống oxy hóa, chống lão hóa tế Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 12 bào, loại bỏ các tác hại của môi trường: hóa chất độc hại, tia xạ, thuốc trừ sâu,…giúp cơ thể khỏe mạnh, da dẻ hồng hào, mịn màng. VINAGA rất cần thiết cho mọi gia đình, nhất là phụ nữ và trẻ em. Thương hiệu gấc Việt Nam dành cho các bà nội trợ dùng nấu xôi, chế biến các món ăn, dùng thay phẩm màu trong chế biến thức ăn, cho vào cháo, sữa cho trẻ nhỏ…để phòng chống suy dinh dưỡng, thiếu vi chất, tăng sức đề kháng cho trẻ em [8]. 2.2. Tình hình nghiên cứu về nhân giống cây gấc bằng phƣơng pháp nuôi cấy mô Hiện nay, trên thế giới và Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu về nuôi cây mô tế bào thực vật cây gấc. Năm 1996, tác giả Phan Tuấn Nghĩa và cộng sự đã hoàn thiện quy trình nhân nhanh cây gấc từ nguyên liệu ban đầu là hạt gấc bằng phương pháp nuôi cấy mô cho phép sản xuất hàng loạt cây gấc trong khoảng thời gian 10 đến 12 tuần [7]. Năm 2009, tác giả Lê Văn Hoà và cs đã thử nghiệm vi nhân giống cây gấc bằng nuôi cấy mô tế bào và đưa ra được một số môi trường nhân nhanh cơ bản và giá thể thử nghiệm ra vườn ươm, kết quả như sau: (1) Môi trường thích hợp cho sự nhân chồi gấc in vitro là môi trường cơ bản MS có bổ sung 100ml/l nước dừa, 7,5g/l agar, 25g/l đường, 0,2mg/l BA và 0,2mg/l IBA cho hiệu quả cao nhất; (2) Sử dụng môi trường cơ bản MS có bổ sung 100ml/l nước dừa, 7,5g/l agar, 25g/l đường, 0,2mg/l NAA và 2g/l than hoạt tính thích hợp cho sự tạo rễ chồi gấc in vitro; (3) Sử dụng môi trường chất nền là tro trấu có phủ màng nylon thích hợp cho bước đầu thuần dưỡng cây gấc ex vitro [3]. 3. KHÁI QUÁT VỀ NUÔI CẤY MÔ TẾ BÀO THỰC VẬT 3.1. Khái niệm nuôi cấy mô tế bào thực vật Nuôi cấy mô tế bào thực vật là phạm trù khái niệm chung cho tất cả các loại nuôi cấy nguyên liệu thực vật hoàn toàn sạch các vi sinh vật trên môi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 13