Luận án Nghiên cứu quá trình phát sinh phôi soma Sâm Lang Bian (Panax vietnamensis var. langbianensis)

Tên luận án: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH PHÁT SINH PHÔI SOMA SÂM LANG BIAN (Panax vietnamensis var. langbianensis)

Ngành: Sinh lý học Thực vật

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu quá trình phát sinh phôi soma sâm Lang Bian (Panax vietnamensis var. langbianensis)" được thực hiện nhằm giải quyết vấn đề khan hiếm và nguy cơ tuyệt chủng của sâm Lang Bian, một loài dược liệu quý hiếm, mới được phát hiện tại Việt Nam, do khai thác quá mức và hạn chế trong nhân giống truyền thống.

Mục tiêu của đề tài bao gồm việc tạo nguồn mẫu in vitro ban đầu, phát sinh và nhân nhanh phôi soma sơ cấp từ mẫu cấy lớp mỏng, phát sinh và nhân nhanh phôi soma thứ cấp từ phôi soma sơ cấp, và tạo thân rễ sâm Lang Bian in vitro có hàm lượng saponin tích lũy.

Những đóng góp mới của luận án là việc sử dụng AgNPs (nồng độ 0,15%) để khử trùng mẫu thân rễ, tạo nguồn mẫu ban đầu sạch và kích thích phát sinh chồi bất định. Đồng thời, đề tài đã đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát sinh phôi soma sơ cấp bằng kỹ thuật TCL.

Kết quả nghiên cứu cho thấy AgNPs không chỉ hiệu quả trong khử trùng mà còn kích thích tái sinh chồi. Auxin đóng vai trò tích cực trong sự phát sinh phôi soma sơ cấp, với nồng độ tối ưu là 7,0 mg/L NAA cho mẫu L-tTCL và 1,0 mg/L 2,4-D cho mẫu P-ITCL. Việc bổ sung 1,5 mg/L spermidine mang lại hiệu quả tốt nhất cho sự phát sinh phôi soma sơ cấp từ cả hai loại mẫu, thông qua việc tăng cường tổng hợp các enzyme chống oxy hóa và giảm tác dụng phụ của ROS. Các hormone nội sinh cũng được điều chỉnh để tối ưu hóa quá trình này.

Phôi soma thứ cấp được phát sinh hiệu quả nhất ở dạng lá mầm trên môi trường 1/2 MS bổ sung 1,0 mg/L 2,4-D, 40 g/L đường sucrose và 15% nước dừa, cung cấp nguồn vật liệu quan trọng cho nhân nhanh sinh khối. Cuối cùng, luận án đã thành công trong việc tạo cây con từ phôi soma thứ cấp với sự sinh trưởng khỏe mạnh, hình thành thân rễ in vitro trong môi trường có 1,2 mg/L AgNPs, hứa hẹn khả năng sống sót cao khi chuyển ra vườn ươm. Phân tích cho thấy thân rễ in vitro chứa các saponin Rg1, Rd, Rb1 có giá trị dược liệu.

Luận án kiến nghị tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng nhân nhanh phôi soma sâm Lang Bian ở quy mô lớn để bảo tồn và phát triển, cũng như đánh giá khả năng thích nghi của cây con in vitro trong điều kiện vườn ươm.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

  • Tổng quan về chi Panax và Panax vietnamensis var langbianensis
  • Sự phát sinh phôi soma sơ cấp và thứ cấp
  • Kỹ thuật lớp tế bào mỏng (TCL)
  • Vai trò của nano bạc trong khử trùng và phát sinh hình thái

• CHƯƠNG 2. NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1. Vật liệu nghiên cứu
  • 2.2. Nội dung nghiên cứu
  • Nội dung 1: Tạo nguồn mẫu in vitro.
  • Nội dung 2: Phát sinh phôi soma sơ cấp thông qua nuôi cấy TCL
  • Nội dung 3: Phát sinh phôi soma thứ cấp
  • Nội dung 4: Tạo cây sâm từ phôi soma thứ cấp và tích lũy saponin cây sâm Lang Bian in vitro
  • 2.3. Phương pháp nghiên cứu
  • 2.3.1. Cách tiếp cận
  • 2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm
  • 2.3.2.1. Nội dung 1: Tạo nguồn mẫu in vitro
  • Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của AgNPs trong khử trùng bề mặt mẫu thân rễ và sinh trưởng tiếp theo
  • Thí nghiệm 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của cytokinin đến sự nhân nhanh chồi in vitro
  • 2.3.2.2. Nội dung 2: Phát sinh phôi soma thông qua nuôi cấy TCL
  • Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của auxin đến sự phát sinh phôi soma sơ cấp từ các mẫu L-tTCL hoặc P-ITCL
  • Thí nghiệm 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của proline, glutamine hoặc spermidine đến sự phát sinh phôi soma sơ cấp từ các mẫu L-tTCL và P-ITCL
  • 2.3.2.3. Nội dung 3: Phát sinh phôi soma thứ cấp
  • Thí nghiệm 5: Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường khoáng đến sự phát sinh phôi soma thứ cấp
  • Thí nghiệm 6: Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng đường đến sự phát sinh phôi soma thứ cấp
  • Thí nghiệm 7: Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng nước dừa đến sự phát sinh phôi soma thứ cấp
  • 2.3.2.4. Nội dung 4: Hình thành thân rễ từ phôi soma thứ cấp và tích lũy saponin cây sâm Lang Bian in vitro
  • Thí nghiệm 8: Tạo cây từ phôi soma thứ cấp và tích lũy saponin cây sâm Lang Bian in vitro
  • Thí nghiệm 9: Sự sinh trưởng tiếp theo của phôi soma sâm Lang Bian trong môi trường có bổ sung AgNPs
  • 2.4. Quan sát hình thái giải phẫu
  • 2.5. Xác định các chỉ tiêu theo dõi
  • 2.5.1. Xác định các chỉ tiêu phát sinh hình thái và tăng trưởng
  • 2.5.2. Xác định hoạt tính enzyme chống oxy hóa bằng phương pháp quang phổ tử ngoại khả kiến (UV-vis)
  • 2.5.3. Định lượng hormone nội sinh bằng sắc ký lỏng siêu hiệu năng
  • 2.5.4. Xác định hàm lượng một số saponin trong thân rễ và rễ bất định của cây sâm Lang Bian in vitro
  • 2.6. Điều kiện nuôi cấy
  • 2.7. Xử lý số liệu

• CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu tạo nguồn mẫu ban đầu
  • 3.1.1. Ảnh hưởng của AgNPs trong khử trùng bề mặt mẫu thân rễ và sinh trưởng tiếp theo
  • 3.1.2. Ảnh hưởng của cytokinin đến khả năng nhân nhanh chồi sâm Lang Bian
  • 3.2. Nội dung 2: Phát sinh phôi soma sơ cấp thông qua nuôi cấy TCL
  • 3.2.1. Ảnh hưởng của auxin đến sự phát sinh phôi soma sơ cấp từ các mẫu L-tTCL hoặc P-ITCL
  • 3.2.2. Ảnh hưởng của proline, glutamine hoặc spermidine đến sự phát sinh phôi soma sơ cấp từ các mẫu L-tTCL hoặc P-ITCL
  • 3.2.2.1. Ảnh hưởng của glutamine, proline hoặc spermidine đến sự phát sinh phôi soma sơ cấp từ mẫu L-tTCL in vitro
  • 3.2.2.2. Ảnh hưởng của glutamine, proline hoặc spermidine đến sự phát sinh phôi soma sơ cấp từ mẫu P-ITCL in vitro
  • 3.2.2.3. Ảnh hưởng của glutamine, proline hoặc spermidine đối với hoạt tính các enzyme chống oxy hóa
  • 3.2.2.4. Sự biến động của các hormone nội sinh trong quá trình phát sinh phôi soma
  • 3.3. Nội dung 3: Sự phát sinh phôi soma thứ cấp
  • 3.3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng khoáng đến sự phát sinh phôi soma thứ cấp
  • 3.3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng đường đến sự phát sinh phôi soma thứ cấp
  • 3.3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng nước dừa đến sự phát sinh phôi soma thứ cấp
  • 3.4. Nội dung 4: Tạo cây từ phôi soma thứ cấp và tích lũy saponin ở cây sâm Lang Bian in vitro
  • 3.4.1. Tạo cây từ phôi soma thứ cấp
  • 3.4.2. Xác định hàm lượng một số saponin trong thân rễ và rễ bất định của cây sâm Lang Bian in vitro
  • 3.4.3. Sự sinh trưởng tiếp theo của phôi soma sâm Lang Bian trong môi trường có bổ sung AgNPs

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • 1. Kết luận
  • Tạo nguồn mẫu in vitro
  • Phát sinh hình thái thông qua nuôi cấy TCL
  • Phát sinh phôi soma thứ cấp
  • Tạo cây sâm từ phôi soma thứ cấp và tích lũy saponin cây sâm Lang Bian in vitro
  • 2. Kiến nghị