Nhân giống thành công sâm Ngọc Linh thể đa bội

TMO - Các nhà khoa học thuộc Trung tâm Công nghệ Sinh học TP. HCM đã nghiên cứu nhân giống thành công sâm Ngọc Linh thể đa bội. Giống sâm Ngọc Linh này có nhiều đặc điểm vượt trội hơn so với cây lưỡng bội (cây tự nhiên). 

Sâm Ngọc Linh là loài cây đặc hữu có giá trị kinh tế cao hiện chỉ trồng được tại Quảng Nam và Kon Tum. Tính đến nay, diện tích quy hoạch vùng bảo tồn và phát triển sâm Ngọc Linh của tỉnh Quảng Nam đã được xác định hơn 15.500 ha (trong đó từ độ cao 2.000 m trở lên là hơn 2.230 ha, ở độ cao từ 1.200 - 2.000 m là hơn 13.300 ha). Bên cạnh đó, tỉnh Quảng Nam cũng đang nghiên cứu trồng di thực sâm Ngọc Linh ở một số địa phương khác có điều kiện tương đồng để mở rộng, phát triển diện tích.

Mặc dù sâm Ngọc Linh mang lại giá trị kinh tế cao, tuy nhiên để mở rộng được diện tích trồng sâm Ngọc Linh gặp rất nhiều khó khăn, vướng mắc, trong đó đứng đầu là khan hiếm nguồn cây con, cây giống. Trước thực tế đó, các nhà khoa học thuộc Trung tâm Công nghệ Sinh học TP. HCM đã nghiên cứu nhân giống thành công sâm Ngọc Linh thể đa bội. Nghiên cứu do thạc sĩ Phạm Văn Hiểu, Phòng công nghệ sinh học thực vật (Trung tâm Công nghệ Sinh học TP HCM) cùng bốn cộng sự khác thực hiện từ tháng 12/2021 đến tháng 6/2024. 

Theo nhóm nghiên cứu, sâm Ngọc Linh chứa nhiều dược chất quý như ginsenosides (khoảng 52 hợp chất saponin) và ocotillol (Majonoside R2 hay MR2) có tác dụng giúp tăng cường hệ miễn dịch và ngăn ngừa ung thư. Nguồn giống sâm Ngọc Linh sử dụng cho sản xuất hiện nay chủ yếu được thu nhận từ hạt cây trồng trong điều kiện tự nhiên với số lượng rất hạn chế.

Các nghiên cứu cho thấy cây đa bội, có nhiều hơn hai bộ nhiễm sắc thể trong tế bào, xuất hiện phổ biến ở nhiều loài thực vật, và có nhiều đặc điểm vượt trội so với cây lưỡng bội. Trong tự nhiên sâm Ngọc Linh tồn tại dạng cây lưỡng bội 2n = 24 nhiễm sắc thể (NST), sâm Ngọc Linh tứ bội được tạo ra 4n = 48 NST. Nhóm cho rằng, có nhiều nghiên cứu chứng minh, khi bộ nhiễm sắc thể tăng có thể dẫn đến tăng kích thước tế bào và cơ quan, tăng cường hoạt động trao đổi chất, dẫn đến làm tăng các hợp chất thứ cấp và tăng khả năng thích nghi với môi trường.

Thông tin từ đại diện nhóm các nhà nghiên cứu, việc áp dụng kỹ thuật đa bội để nâng cao năng suất và phẩm chất giống đã được áp dụng thành công trên nhiều loại cây trồng khác nhau. Điều này cho thấy 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. Việc phát triển dòng sâm Ngọc Linh đa bội nhằm mục đích phục vụ nghiên cứu phát triển giống cũng như sản xuất sâm Ngọc Linh trong tương lai.

Vườn sâm Ngọc Linh của người dân xã Trà Linh, huyện Nam Trà My, tỉnh Quảng Nam. (Ảnh minh hoạ). 

Để tạo dòng sâm Ngọc Linh đa bội, nhóm nghiên cứu đã sử dụng phôi ở giai đoạn phôi cầu (phôi tạo ra từ quá trình nuôi cấy mô) làm nguyên liệu ban đầu. Phôi cầu được xử lý bằng colchicine ở nhiều nồng độ khác nhau để tìm ra nồng độ và thời gian xử lý phù hợp nhất tạo sâm Ngọc Linh thể đa bội. Sau khi xử lý, các mẫu phôi được tiếp tục nuôi cấy để tăng trưởng tạo lá. Nhóm tiến hành sàng lọc mẫu đa bội bằng phương pháp dòng chảy tế bào (flow cytometry). Các mẫu đa bội sau khi sàng lọc bằng phương pháp dòng chảy tế bào sẽ được tái sinh để tạo cây đa bội hoàn chỉnh.

Trong các công đoạn trên, việc sàng lọc đa bội là công đoạn khó khăn nhất, do phải thực hiện với lượng lớn mẫu. Vấn đề này được nhóm giải quyết bằng máy đo dòng chảy tế bào. Máy này giúp sàng lọc lượng lớn mẫu trong thời gian ngắn. Dòng sâm Ngọc Linh đa bội được nhóm tạo ra bước đầu có sự gia tăng kích thước, lá dày hơn, cuống lá to hơn, cây cao hơn so với mẫu lưỡng bội. Kết quả nghiên cứu này là cơ sở bước đầu nhằm tạo ra được một số dòng sâm Ngọc Linh đa bội phục vụ cho mục đích nghiên cứu. 

Để ứng dụng sâm Ngọc Linh đa bội vào sản xuất, cần nghiên cứu sâu hơn về khả năng tăng trưởng, khả năng thích nghi cũng như đánh giá hàm lượng dược chất so với sâm lưỡng bội. Sâm Ngọc Linh đa bội trên lý thuyết giúp làm tăng hàm lượng các dược chất quý. Tuy nhiên việc này cần được đánh giá thực tế thông qua thực nghiệm để có số liệu mang tính thuyết phục. Thời gian tới nhóm các nhà khoa học sẽ tiến tục nghiên cứu phân tích một số thành phần dược chất chính trong mẫu sâm Ngọc Linh đa bội được tạo ra nhằm so sánh hàm lượng dược chất trong mẫu sâm đa bội so với dược chất trong giống sâm lưỡng bội ban đầu.

Lãnh đạo Trung tâm Công nghệ Sinh học TP. HCM đánh giá, nghiên cứu tạo dòng đa bội của sâm Ngọc Linh là hướng khá mới trong nước nhằm hướng đến tạo giống sâm Ngọc Linh có khả năng sinh trưởng nhanh, hàm lượng dược chất cao. Tuy nhiên, nhóm các nhà khoa học cần tiếp tục nghiên cứu tiến tới việc trồng sâm Ngọc Linh đa bội thực tế để có các đánh giá hàm lượng hợp chất quý trong sâm và nhân nhanh sinh khối nhằm thu hợp chất. Trung tâm Công nghệ Sinh học TP. HCM sẽ có phương án hỗ trợ nhóm về vùng trồng thử nghiệm sâm để thực hiện nghiên cứu giai đoạn tiếp theo.

Với những giá trị kinh tế và giá trị trong sản xuất dược liệu bảo vệ sức khoẻ con người, nhiều năm qua nước ta đã chú trọng công tác bảo tồn và mở rộng diện tích trồng sâm Ngọc Linh, đặc biệt là tỉnh Quảng Nam (một trong những địa phương có diện tích trồng sâm Ngọc Linh lớn nhất cả nước) đã luôn đẩy mạnh sản xuất, hướng đến ngành công nghiệp sâm theo đề án phát triển sản phẩm quốc gia của Chính phủ đến năm 2030 và tầm nhìn 2050. Việc nghiên cứu, áp dụng kỹ thuật đa bội tạo ra giống sâm Ngọc Linh có khả năng sinh trưởng và thích nghi với môi trường tốt hơn đã mở ra những cơ hội mới, với tiềm năng rộng mở để mở rộng diện tích trồng cũng như nâng cao năng suất sâm Ngọc Linh trong tương lai.

Tuấn Minh