NGHIÊN CỨU SỰ KHÁC BIỆT TRÌNH TỰ NUCLEOTIDE CỦA CÁC VÙNG GENE CHỈ THỊ Ở CÁC MẪU SEN TRỒNG TẠI HUẾ VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT CHIẾT TÁCH TỪ HẠT SEN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẶNG THANH LONG

NGHIÊN CỨU SỰ KHÁC BIỆT TRÌNH TỰ NUCLEOTIDE
CỦA CÁC VÙNG GENE CHỈ THỊ Ở CÁC MẪU SEN TRỒNG
TẠI HUẾ VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA
MỘT SỐ HỢP CHẤT CHIẾT TÁCH TỪ HẠT SEN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

ĐÀ NẴNG - 2023


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẶNG THANH LONG

NGHIÊN CỨU SỰ KHÁC BIỆT TRÌNH TỰ NUCLEOTIDE
CỦA CÁC VÙNG GENE CHỈ THỊ Ở CÁC MẪU SEN TRỒNG
TẠI HUẾ VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA
MỘT SỐ HỢP CHẤT CHIẾT TÁCH TỪ HẠT SEN
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Mã số: 94 20 201

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS.TS. HOÀNG THỊ KIM HỒNG
2. TS. LÊ LÝ THÙY TRÂM

ĐÀ NẴNG - 2023


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng
dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám
ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 06 năm 2023
Tác giả luận án

Đặng Thanh Long


ii

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận án, tơi đã nhận
được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự giúp đỡ, động viên của
bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận án, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và biết
ơn sâu sắc tới cơ PGS.TS. Hồng Thị Kim Hồng, TS. Lê Lý Thùy Trâm đã tận tình
hướng dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt q
trình học tập và thực hiện đề tài.
Tơi xin gửi lời cám ơn chân thành đến Sở khoa học và Công nghệ tỉnh Thừa
Thiên Huế và Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF), Viện Nghiên cứu Dữ liệu

lớn (VINBIGDATA) đã hỗ trợ kinh phí cho tơi để thực hiện đề tài luận án.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Ban Quản lý đào
tạo, Khoa hóa, Bộ mơn Cơng nghệ sinh học trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà
Nẵng, Viện Công nghệ sinh học, Đại học Huế đã tận tình giúp đỡ tơi trong q trình
học tập, thực hiện đề tài và hồn thành luận án.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn
thành luận án.
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 06 năm 2023
Nghiên cứu sinh

Đặng Thanh Long


iii

MỤC LỤC
Số trang
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. ix
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. xi
DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ BIỂU ĐỒ ......................................................................xii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 3
2.1. Mục tiêu chung .............................................................................................. 3
2.2. Mục tiêu cụ thể .............................................................................................. 3

3. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 4
4. Những đóng góp mới của đề tài .............................................................................. 4
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................ 5
5.1. Ý nghĩa khoa học ........................................................................................... 5
5.2. Ý nghĩa thực tiển ........................................................................................... 5
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 6
1.1. Giới thiệu về cây sen ............................................................................................ 6
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại .............................................................................. 6
1.1.2. Đặc điểm chung của cây sen ...................................................................... 6
1.1.3. Đặc điểm hệ gene cây sen .......................................................................... 8
1.2. Nghiên cứu ứng dụng chỉ thị DNA ở thực vật trên thế giới và Việt Nam................ 14
1.2.1. Nghiên cứu trên thế giới ........................................................................... 14
1.2.2. Nghiên cứu ở Việt Nam............................................................................ 23
1.3. Nghiên cứu đa dạng di truyền cây sen trên thế giới và Việt Nam ..................... 25
1.3.1. Nghiên cứu trên thế giới ........................................................................... 25
1.3.2. Nghiên cứu ở Việt Nam............................................................................ 32


iv
1.4. Nghiên cứu hợp chất và hoạt tính sinh học từ cây sen ....................................... 34
1.4.1. Nghiên cứu phân lập và xác định các hợp chất từ cây sen ....................... 34
1.4.2. Nghiên cứu hoạt tính của dịch chiết và cao chiết từ cây sen .................... 38
1.4.3. Nghiên cứu hoạt tính sinh học của hợp chất tinh khiết từ cây sen ........... 43
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................50
2.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................ 50
2.1.1. Nguyên liệu cây sen .................................................................................. 50
2.1.2. Nguồn vật liệu sử dụng trong các thí nghiệm sinh học phân tử ............... 54
2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 55
2.2.1. Phương pháp thu mẫu ............................................................................... 55
2.2.2. Phương pháp sinh học phân tử ................................................................. 56

2.2.3. Phương pháp phân lập hợp chất và thử nghiệm hoạt tính sinh học.......... 60
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................ 67
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 68
3.1. Kết quả khuếch đại PCR và phân tích trình tự nucleotide một số vùng gene chỉ
thị............ .................................................................................................................. 68
3.2. Kết quả phân tích đặc tính di truyền một số mẫu sen trồng tại Huế dựa trên 10
vùng gene chỉ thị ....................................................................................................... 70
3.2.1. Kết quả phân tích đặc tính phân tử 10 vùng gene chỉ thị thu được từ một
số mẫu sen trồng tại Huế .................................................................................... 70
3.2.2. Kết quả phân tích đặc tính di truyền 10 vùng gene chỉ thị thu được từ một
số mẫu sen trồng tại Huế .................................................................................... 71
3.3. Kết quả phân tích đặc tính di truyền giữa nhóm sen trắng và nhóm sen hồng
dựa trên tổ hợp 9 vùng gene chỉ thị lục lạp ............................................................... 86
3.4. Phân tích q trình tiến hóa của một số mẫu sen trồng tại Huế dựa trên 10 vùng
gene chỉ thị ................................................................................................................. 88
3.4.1. Chỉ thị vùng gene nhân ............................................................................. 88
3.4.2. Chỉ thị vùng gene lục lạp .......................................................................... 90
3.5. Kết quả khảo sát dung môi chiết cao tổng số từ hạt Sen Trắng Trẹt Lõm......... 95


v
3.6. Kết quả định tính và định lượng alkaloid và flavonoid trong một số cao chiết
thu được từ hạt Sen Trắng Trẹt Lõm......................................................................... 96
3.7. Kết quả phân lập hợp chất tinh khiết ở phân đoạn n-B thu được từ hạt Sen
Trắng Trẹt Lõm ......................................................................................................... 98
3.8. Kết quả thử nghiệm hoạt tính sinh học ............................................................ 103
3.8.1. Hoạt tính kháng oxy hóa......................................................................... 103
3.8.2. Hoạt tính gây độc trên một số dịng tế bào ung thư................................ 106
CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................... 114
4.1. Kết luận ............................................................................................................ 114

4.2. Kiến nghị .......................................................................................................... 115
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ ........................................... 116
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 117
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 139


vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ACN

: Acetonitril

AFLP

: Amplified Fragment Length Polymorphism (Đa hình độ dài nhân
bản chọn lọc)

AS-PCR

: Allele specific polymerase chain reaction (Nhân bản allen đặc
biệt)

ASO

: Allele specific oligo (Các oligo allen đặc biệt)

AP-PCR

: Arbitrarily primed PCR (Tạo ra do phản ứng PCR với các mồi tùy

tiện)

ACN

: Acetonitril

BLAST

: Basic Local Alignment Search Tool (Cơng cụ tìm kiếm đối chiếu
cơ bản)

CBOL

: Consortium for the Barcode of Life (Hiệp hội Mã vạch sự sống)

CCC

: Counter-current chromatography (Sắc ký ngược dòng hay đối lưu)

COI

: Cytochrome c oxidase subunit I

DNA

: Deoxyribonucleic acid

DPPH

: 2,2-diphenyl-1picrylhydrazyl

EtOAc

: Ethyl acetat

EtOH

: Ethanol

ESI-MS

: Electron Spray Ionisation - Mass Spectrometry (Khối phổ - ion
hóa phun mù electron)

GC

: Gas Chromatography (Sắc ký khí)

HPLC

: High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng hiệu năng
cao)

HPLC-MS : High Performance Liquid Chromatography– Mass Spectrometry
(Sắc ký lỏng - khối phổ)
HSV-1

: Virus herpes simplex virus-1

IC50

: Half maximal inhibitory concentration (Nồng độ gây ức chế 50%
hoạt tính sinh học hoặc hóa sinh)


vii

LPS

: Lipopolysaccharides

ITS

: Internal transcribed spacers

mRNA

: Messenger RNA (RNA thông tin)

mg

: miligam

mL

: Mililit

n-Bu

: n-Buthanol

NCBI

: GenBank database (Ngân hàng gene Mỹ)

NGS-Next

: Next-generation sequencing (Giải trình tự thế hệ thứ hai)

OD

: Optical Density (Mật độ quang học)

PCR

: Polymerase Chain Reaction (Phản ứng chuỗi polymerase)

RFLP

: Restriction fragment length polymorphism (Đa hình độ dài các
đoạn cắt hạn chế)

RAPD

: Randomly Amplified Polymorphic DNA (DNA đa hình được nhân
bản ngẫu nhiên)

rRNA

: Ribosome rRNA

RE

: Restriction enzyme (Enzyme cắt hạn chế)

SSR

: Simple Sequence Repeats (Các chuỗi lặp lại đơn giản)

SCAR

: Sequence Characterised Amplification Regions (Vùng nhân bản
chuỗi được mô tả)

SCoT
SSCP

Start Codon Targeted (Vị trí codon mã hố)
: Single stranded conformation polymorphism (Đa hình cấu tạo sợi
đơn)

STS

: Sequence tagged site (Vị trí chuỗi đánh dấu)

STMS

: Sequence tagged microsatellite site (Vị trí trình tự tiểu vệ tinh
được đánh dấu)

TLC

: Thin Layer Chromatography (Sắc ký bản mỏng)

tRNA

: Transfer RNAs (RNA vận chuyển)

UHPLC

: Ultra-High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng siêu
hiệu năng)


viii

UV-VIS

: Ultraviolet - Visible (Tử ngoại - khả kiến)

UV

: Ultraviolet (Tử ngoại)

VNTR

: Variable number tandem repeat (Số lượng thay đổi các chuỗi lặp
lại liền kề)

µg

: microgram

μL

: microlit


ix

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. So sánh các bộ gene giữa các giống sen được lắp ráp dựa trên các công
nghệ giải trình tự khác nhau. .......................................................................................... 9
Bảng 1.2. Danh sách các gene trong bộ gene lục lạp của loài N. nucifera ................. 13
Bảng 2.1. Danh sách và vị trí thu mẫu sen tại Huế...................................................51
Bảng 2.2. Trình tự nucleotide các cặp mồi đặc hiệu cho một số vùng gene chỉ thị ...54
Bảng 2.3. Ảnh hưởng của dung môi đến chiết tách cao tổng số từ hạt Sen Trắng
Trẹt Lõm....................................................................................................................60
Bảng 2.4. Điều kiện tiến hành sắc ký cột cổ điển phân lập hợp chất tinh khiết từ
phân đoạn n-Bu hạt Sen Trắng Trẹt Lõm .................................................................63
Bảng 2.5. Chương trình gradien dung mơi sử dụng trong phân tích khối phổ
MS/MS ...................................................................................................................... 65
Bảng 3.1. Kết quả phân tích đặc tính phân tử và đặc tính di truyền 10 vùng gene chỉ
thị thu được từ một số mẫu sen trồng tại Huế ...........................................................71
Bảng 3.2. Kết quả vị trí thay đổi các biến thể nucleotide trong trình tự vùng gene
chỉ thị matK giữa một số mẫu sen trồng tại Huế .......................................................73
Bảng 3.3. Kết quả phân tích đặc điểm di truyền 10 vùng gene và tổ hợp các vùng
gene chỉ thị thu được từ một số mẫu sen trồng tại Huế ............................................75
Bảng 3.4. Kết quả phân tích sự phân bố các mẫu sen về các kiểu đơn bội ..............78
Bảng 3.5. Kết quả kiểm tra tính trung lập giữa một số mẫu sen trồng tại Huế dựa

trên các vùng gene và tổ hợp vùng gene chỉ thị ........................................................85
Bảng 3.6. Kết quả phân tích đặc tính di truyền giữa nhóm sen trắng và nhóm sen
hồng ...........................................................................................................................86
Bảng 3.7. Kết quả kiểm tra tính trung lập giữa nhóm sen trắng và nhóm sen hồng 87
Bảng 3.8. Kết quả giá trị Fst giữa nhóm sen trắng và nhóm sen hồng .....................88
Bảng 3.9. Kết quả chiết cao tổng số, định tính alkaloid và flavonoid từ hạt Sen
Trắng Trẹt Lõm .........................................................................................................96
Bảng 3.10. Kết quả định lượng alkaloid và flavonoid trong cao tổng số và các cao
phân đoạn tinh sạch thu được từ hạt Sen Trắng Trẹt Lõm........................................97
Bảng 3.11. Kết quả tính chất của các hợp chất phân lập từ phân đoạn n-Bu của hạt
Sen Trắng Trẹt Lõm ..................................................................................................99


x
Bảng 3.12. Kết quả phân tích phổ khối lượng của các hợp chất tinh khiết ..............99
Bảng 3.13. Kết quả hoạt tính bắt gốc tự do DPPH của cao chiết tổng ethanol 70%
thu được từ hạt Sen Trắng Trẹt Lõm.......................................................................104
Bảng 3.14. Kết quả hoạt tính bắt gốc tự do DPPH các hợp chất tinh khiết ...........105
Bảng 3.15. Kết quả giá trị IC50 của các hợp chất tinh khiết ...................................105
Bảng 3.16. Kết quả gây độc tế bào của cao chiết tổng ethanol 70% thu được từ hạt
Sen Trắng Trẹt Lõm ................................................................................................107
Bảng 3.17. Kết quả giá trị IC50 của cao chiết tổng ethanol 70% thu được từ hạt Sen
Trắng Trẹt Lõm .......................................................................................................108
Bảng 3.18. Kết quả gây độc tế bào của các hợp chất tinh khiết .............................110
Bảng 3.19. Kết quả giá trị IC50 của các hợp chất tinh khiết ...................................111


xi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Bản đồ hệ gene lục lạp của lồi N. nucifera từ PacBio RS II. ................. 12
Hình 2.1. Bản đồ vị trí thu mẫu sen tại Huế .............................................................50
Hình 2.2. Hình thái hoa giống Sen Trắng Trẹt Lõm .....................................................53
Hình 2.3. Nguồn nguyên liệu hạt Sen Trắng Trẹt Lõm............................................56
Hình 3.1. Điện di đồ sản phẩm PCR. .......................................................................68
Hình 3.2. Điện di đồ sản phẩm PCR.. ......................................................................69
Hình 3.3. Kết quả phân tích và so sánh trình tự nucleotide vùng gene chỉ thị ITS4-5
giữa một số mẫu sen ..................................................................................................72
Hình 3.4. Kết quả phân tích và so sánh trình tự nucleotide vùng gene chỉ thị matK
giữa một số mẫu sen trồng tại Huế............................................................................74
Hình 3.5. Kết quả phân tích và so sánh trình tự nucleotide các vùng gene chỉ thị
giữa một số mẫu sen trồng tại Huế............................................................................77
Hình 3.6. Kết quả phân tích và so sánh trình tự nucleotide vùng gene chỉ thị trnHpsbA giữa một số mẫu sen trồng tại Huế...................................................................82
Hình 3.7. Cây quan hệ phát sinh dựa trên vùng gene chỉ thị ITS4-5 giữa một số mẫu
sen trồng tại Huế .......................................................................................................89
Hình 3.8. Cây quan hệ phát sinh dựa trên tổ hợp 5 vùng gene chỉ thị có sự sai khác
nucleotide giữa một số mẫu sen trồng tại Huế ..........................................................91
Hình 3.9. Cây quan hệ phát sinh dựa trên tổ hợp 9 vùng gene chỉ thị lục lạp giữa
một số mẫu sen trồng tại Huế ....................................................................................92
Hình 3.10. Hình thái Sen Trắng Trẹt Lõm được trồng tại hồ Tịnh Tâm ..................95
Hình 3.11. Kết quả định tính alkaloid và flavonoid.. ...............................................97
Hình 3.12. Sắc ký đồ bản mỏng (TLC) của các hợp chất tinh khiết.. ......................98
Hình 3.13. Cơng thức hóa học của hợp chất nuciferine .........................................100
Hình 3.14. Cơng thức hóa học của hợp chất armepavine .......................................101
Hình 3.15. Cơng thức hóa học của hợp chất anonaine ...........................................102
Hình 3.16. Các dòng tế bào ung thư khi thử nghiệm gây độc với chất thử với cao
chiết tổng ethanol 70% ............................................................................................109
Hình 3.17. Các dòng tế bào ung thư khi thử nghiệm gây độc với chất thử là hoạt
chất tinh khiết ..........................................................................................................113

xii

DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ BIỂU ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Sơ đồ các bước chính thực hiện các nội dung đề tài luận án ................. 49
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ thí nghiệm chiết tách, tinh sạch hợp chất ...................................... 62


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nguồn tài nguyên di truyền thực vật đóng một vai trị quan trọng đối với sản
xuất nơng nghiệp theo hướng đa dạng hóa, hiện đại hóa…Trong cơng tác khai thác
và sử dụng bền vững tài nguyên di truyền thực vật, việc đánh giá đặc điểm kiểu
gene là công đoạn vô cùng quan trọng không chỉ phục vụ cho việc xác định, phân
biệt các giống/lồi khác nhau mà cịn giúp tìm hiểu mối quan hệ di truyền của
chúng. Sự phát triển mạnh mẽ của các phương pháp và kỹ thuật sinh học phân tử đã
tạo ra các cơng cụ hữu hiệu và nhanh chóng được ứng dụng trong nghiên cứu đa
dạng di truyền về kiểu gene, nhằm khắc phục nhược điểm của phương pháp đánh
giá sự đa dạng di truyền dựa vào kiểu hình [14], [15]. Hiện nay, phương pháp sử
dụng chỉ thị phân tử trong việc định danh và nghiên cứu di truyền ngày càng được
sử dụng phổ biến. Trong đó, sử dụng vùng gene chỉ thị DNA barcode là một công
cụ mới, đang được ứng dụng rộng rãi trên thế giới, dựa trên sự tiến hóa và sự khác
biệt trình tự của các nucleotide cho phép phân loại và xác định mối quan hệ di
truyền giữa các giống/loài khác nhau. Kết quả nghiên cứu từ các cơng cụ này đã
góp phần vào công tác đánh giá nguồn gene, tuyển chọn giống tiêu biểu để nghiên
cứu khai thác giá trị kinh tế và sử dụng bền vững các nguồn gene có giá trị, các
giống cây trồng quý, đặc hữu của Việt Nam [52], [158].
Nelumbo nucifera Gaertn. (N. nucifera) là lồi sen thuộc nhóm thực vật thủy

sinh lâu năm sống trong các ao hồ, đầm lầy, được trồng ở nhiều nơi trên thế giới
[93]. Loài sen này rất được chú trọng phát triển ở nước ta trong những năm gần đây.
Ở Việt Nam loài sen N. nucifera được phân bố rộng rãi khắp mọi nơi và được trồng
trên các hệ thống ao hồ và trên đất ruộng. Các tỉnh trồng nhiều sen phổ biến ở nước
ta là Bắc Ninh, Bắc Giang, Hà Nội, Thanh Hóa, Thừa Thiên Huế, Nghệ An và khu
vực Đồng bằng Sơng Cửu Long như Đồng tháp, An Giang, Sóc Trăng, Long
An...[9]. Ở Thừa Thiên Huế, hiện nay có nhiều giống sen màu sắc hoa khác nhau
đang được trồng tại nhiều nơi ở các khu vực ngoại thành và nội thành. Trong các
giống sen trồng ở Huế thì Sen Trắng Trẹt Lõm là giống sen Huế bản địa xưa, được
biết đến như một giống sen cung đình rất nổi tiếng, đã được trồng từ xa xưa trên các


2
hồ sen của khu vực nội thành, hồ lăng tẩm và các hồ sen thuộc vùng di tích của Cố
đơ Huế. Đây là giống sen đặc trưng ở Huế cho hạt nhiều nhưng nhỏ, thơm ngon,
dẻo ăn bùi không bở, chất lượng và giá thành cao hơn nhiều so với các giống sen
khác đang được trồng ở Huế. Giống sen này có hương thơm dịu dàng, hoa trắng
thanh khiết, củ và hạt sen có hương vị và chất lượng đặt biệt, mang thương hiệu
“sen Huế”, rất được du khách ưa chuộng [19].
Trong những năm gần đây, phong trào trồng sen ở Huế đã được đầu tư và phát
triển mạnh. Trước đây sen chỉ được trồng trên hồ nhưng hiện nay sen còn được
trồng trên đất ruộng. Một số địa phương đã chuyển đổi diện tích trồng lúa kém hiệu
quả sang trồng sen lấy hạt. Do vậy, ngoài việc trồng các giống sen trắng có nguồn
gốc lâu năm ở Huế, người dân cũng đã du nhập một số giống sen hồng từ các địa
phương khác nhau về trồng ở Huế, đặc biệt là giống Sen Hồng Cao Sản – một giống
sen chuyên cho hạt, mang nhiều đặc tính vượt trội về điều kiện sống và cho năng
suất cao hơn các giống sen địa phương [12], [18]. Việc trồng và phát triển nhiều
loại sen nội nhập ở Huế đã dẫn tới hiện trạng gây lẫn giống, thối hóa giống và có
nguy cơ làm giảm đi số lượng các giống sen bản địa, quý hiếm ở Huế. Do vậy cần
thiết phải nghiên cứu ứng dụng các vùng gene chỉ thị để khảo sát sự khác biệt về

kiểu gene, xác định nguồn gốc và mối quan hệ di truyền ở cấp độ phân tử của các
giống sen trồng tại Huế, làm cơ sở khoa học cho việc tuyển chọn giống đặc trưng có
sự khác biệt nổi trội về mặt di truyền để khai thác và phát triển tiềm năng kinh tế
của các giống sen này tại Thừa Thiên Huế.
Cây sen đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống như trang
trí nghệ thuật, hoa cảnh, văn hóa tâm linh, ẩm thực và y học… Nhiều nghiên cứu
trong những năm gần đây cho thấy các bộ phận khác nhau của cây sen có thể được
sử dụng làm món ăn và vị thuốc có giá trị trong y học cổ truyền do có chứa nhiều
hợp chất có bản chất là alkaloid và flavonoid với nhiều hoạt tính dược lý như chống
viêm [61], bệnh tim mạch, cải thiện trí nhớ [182], chống oxy hóa [104], và hoạt tính
ức chế khối u [109], và tác dụng trong việc cải thiện sức khỏe của con người [110].
Tuy nhiên việc nghiên cứu về tách chiết, phân lập các hợp chất có hoạt tính sinh
học, đánh giá tiềm năng ứng dụng các hoạt chất này chưa được triển khai nhiều ở


3
các bộ phận của cây sen, đặc biệt ở hạt sen của các giống sen địa phương trồng tại
Huế. Vì thế, việc nghiên cứu sự sai khác di truyền giữa các mẫu sen trồng tại Huế
dựa trên một số vùng gene chỉ thị, tuyển chọn giống có sự khác biệt di truyền về
kiểu gene đặc trưng để đánh giá hoạt tính sinh học của một số hợp chất tách chiết từ
hạt sen của giống sen được tuyển chọn là việc làm rất cần thiết, phục vụ cho việc
tuyển chọn giống để khai thác tiềm năng của cây sen và bảo tồn các giống sen địa
phương quý. Xuất phát từ cở sở khoa học nêu trên, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên
cứu sự khác biệt trình tự nucleotide của các vùng gene chỉ thị ở các mẫu sen
trồng tại Huế và khảo sát hoạt tính sinh học của một số hợp chất chiết tách từ
hạt sen”. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cơ sở dữ liệu về cấp độ phân tử của một số
vùng gene chỉ thị, xác định giống đặc trưng, thiết lập mối quan hệ di truyền ở các
mẫu sen khác nhau trồng tại Huế, đồng thời cung cấp dữ liệu khoa học liên quan
đến hoạt tính sinh học của một số hợp chất chiết tách từ hạt sen của giống sen địa
phương được tuyển chọn.

2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu chung
Nghiên cứu sự khác biệt di truyền giữa các mẫu sen trồng tại Huế dựa trên một
số vùng gene chỉ thị và khảo sát hoạt tính sinh học của một số hợp chất chiết tách từ
hạt sen giống sen địa phương.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Cung cấp dữ liệu khoa học về sự khác biệt trình tự các nucleotide của các
vùng gene chỉ thị thu được từ các mẫu sen trồng ở các địa điểm khác nhau tại Huế,
ký gửi dữ liệu và được cấp mã số trên GenBank.
- Đánh giá việc ứng dụng một số vùng gene chỉ thị của hệ gene nhân và hệ gene
lục lạp trong nghiên cứu phát hiện sự khác biệt trình tự các nucleotide của các vùng
gene thu được từ các mẫu sen trồng ở các địa điểm khác nhau tại Huế. Khảo sát qui
luật khác biệt, thiết lập mối quan hệ phát sinh dựa trên các vùng gene chỉ thị có sự sai
khác nucleotide giữa một số mẫu sen trồng ở Huế, làm cơ sở khoa học cho việc tuyển
chọn giống khác biệt đặc trưng để nghiên cứu các hợp chất có hoạt tính sinh học.


4
- Nghiên cứu phân lập các hợp chất tinh khiết và thử nghiệm hoạt tính sinh học
của các hợp chất tách chiết từ hạt sen của giống sen khác biệt đặc trưng được tuyển
chọn, tạo tiền đề cho việc khai thác và sử dụng bền vững giống sen này tại Huế.
3. Phạm vi nghiên cứu
Về thời gian: Các nghiên cứu được thực hiện từ 2017-2022, tại Bộ môn Công
nghệ sinh học, Khoa Hóa, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng và Viện
Công nghệ sinh học, Đại học Huế.
Về không gian: Đề tài được thực hiện với nguồn nguyên liệu thu thập tại những
địa điểm trồng sen khác nhau tại Huế.
Về lĩnh vực nghiên cứu: Trong nghiên cứu này, bước đầu ứng dụng phương
pháp giải trình tự gene đối với một số vùng gene chỉ thị trên cây sen trồng tại Huế
đồng thời sử dụng phương pháp chiết tách hợp chất cổ điển dựa trên các hệ dung

mơi có độ phân cực khác nhau nhằm phân lập một số hợp chất có trong hạt sen
trắng địa phương và thử nghiệm hoạt tính sinh học của chúng.
4. Những đóng góp mới của đề tài
- Đề tài đã đóng góp một số kết quả mới sau đây:
1. Xây dựng được bộ dữ liệu về sự khác biệt trình tự các nucleotide của 1 vùng
gene chỉ thị từ hệ gene nhân và 9 vùng gene chỉ thị từ hệ gene lục lạp của 33 mẫu
sen trồng tại các địa điểm khác nhau ở Huế. Từ đó đã ký gửi và được cấp mã số truy
cập của 330 trình tự nucleotide của 10 vùng gene chỉ thị thu được từ 33 mẫu sen ở
Huế trên GenBank.
2. Bước đầu phát hiện được qui luật khác biệt trình tự các nucleotide của một số
vùng gene chỉ thị của 33 mẫu sen trồng tại các địa điểm khác nhau ở Huế, xây dựng
được cây quan hệ phát sinh giữa 33 mẫu sen trồng ở Huế dựa trên các vùng gene chỉ
thị có sự sai khác nucleotide, và tuyển chọn được giống Sen Trắng Trẹt Lõm có sự
khác biệt đặc trưng về trình tự các nucleotide để nghiên cứu các hợp chất có hoạt
tính sinh học trong hạt sen.
3. Bước đầu phân lập được ba hợp chất tinh khiết từ phân đoạn n-Butanol của
hạt Sen Trắng Trẹt Lõm có bản chất alkaloid: nuciferine (NH2:C19H21NO2),
armepavine (NH8:C19H23O3N), và anonaine (NH11:C17H15NO2).


5
4. Bước đầu ghi nhận ba hợp chất này có hoạt tính chống oxy hóa mạnh nhưng
khơng thể hiện hoạt tính gây độc lên ba dịng tế bào ung thư MKN7, SK-Mel-2 và
KB ở các nồng độ được nghiên cứu.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5.1. Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã cung cấp dẫn liệu khoa học mới có giá trị về
sự khác biệt ở mức độ di truyền phân tử của các mẫu sen trồng tại Huế dựa trên một
số vùng gene chỉ thị, hợp chất có hoạt tính sinh học trong hạt sen quý của địa
phương. Luận án là tài liệu tham khảo hữu ích cho cơng tác nghiên cứu, đào tạo,

bảo tồn, phát triển và khai thác tiềm năng nguồn gene cây sen ở Huế nói riêng và ở
Việt Nam nói chung.
5.2. Ý nghĩa thực tiển
Kết quả nghiên cứu của đề tài bước đầu đã tìm ra được 7 trong tổng số 10 vùng
gene chỉ thị có sự sai khác nucleotide giữa các mẫu sen như là một công cụ để phân
biệt, nhận diện một số mẫu sen thuộc hai nhóm sen chính hiện trồng tại Huế.
Đề tài đã phân lập và xác định được 3 hợp chất có hoạt tính sinh học trong hạt
Sen Trắng Trẹt Lõm là giống sen địa phương - Làm cơ sở cho việc khai thác và phát
triển và bảo tồn giống sen này ở Huế.
Đề tài bước đầu giới thiệu được sự kết hợp nghiên cứu giữa sinh học phân tử
với công nghệ chiết tách, phân lập hợp chất thiên nhiên ứng dụng trên cây sen - Đây
là một hướng nghiên cứu mới có tính ứng dụng trong việc khai thác tiềm năng của
cây sen và bảo tồn các giống sen q địa phương ở Huế nói chung và các lồi thực
vật khác nói riêng.


6

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về cây sen
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại
Cây sen là loài thực vật thủy sinh lâu năm có nguồn gốc từ châu Á, xuất phát từ
Ấn Độ [156], sau đó lan qua Trung Quốc, Nhật Bản, vùng Đông Bắc Châu Úc và
nhiều nước khác. Ngày nay, cây sen được trồng phổ biến tại Ấn Độ, Nhật Bản, Trung
Quốc, đồng thời các sản phẩm từ cây sen cũng được tiêu thụ mạnh khắp châu Á [13].
Loài sen N. nucifera, thuộc chi Nelumbo Adans, họ sen-Nelumbonaceae, bộ
sen-Nelumbonales, phân lớp Mộc Lan Magnoliales, lớp hai lá mầm-Dicotyledonae,
ngành thực vật hạt kín-Angiospermea. Trong bộ sen chỉ có duy nhất một họ sen và
chỉ có một chi Nelumbo với hai loài rất gần nhau là N. nucifera và Nelumbo lutea
Willd. (N. lutea) [139], [72]. Ngồi ra, cịn có một số giống sen cảnh được hình

thành do sự lai tạo giữa loài N. lutea với N. nucifera [166]. Đặc điểm hình thái của
hai lồi sen này khác biệt nhau về kích cỡ cây, hình dạng lá, hình dạng và màu sắc
cánh hoa [173]. Ở Việt Nam, cây sen chủ yếu là loài N. nucifera, phân bố rộng rãi
khắp mọi nơi trong các ao, hồ, đầm lầy hay ruộng sâu. Trước đây cây sen chủ yếu
mọc hoang dại theo trạng thái tự nhiên và đã có từ lâu, nhưng hiện nay ở một số nơi
sen là cây trồng mang lại hiệu quả kinh tế cao [9].
1.1.2. Đặc điểm chung của cây sen
Cây sen thường được trồng trong ao, ruộng lúa, thùng chứa, hồ nước cạn, trong
chậu cảnh, hồ cảnh, hoặc trên cánh đồng tùy thuộc vào các mục đích khác nhau để
làm đẹp cảnh quan, giúp bảo vệ môi trường, phục vụ giáo dục và khách du lịch [9].
Thời gian tối ưu để trồng sen là từ cuối tháng 3 và đầu tháng 5 tùy thuộc vào khí
hậu địa phương [148]. Một chu kỳ sống của cây sen thường chưa tới 12 tháng,
thông thường cây sen cần phải mất từ 4 - 6 tháng để hình thành lá, nụ, hoa, hạt, củ,
trưởng thành trước khi bước sang giai đoạn ngừng sinh trưởng của cây. Cây sen phổ
biến được trồng và canh tác bằng các phương pháp nhân giống thông thường như
trồng từ củ sen, ngó sen hay hạt sen, ni cấy mơ tế bào [148].
Cây sen là lồi thực vật hai lá mầm, cây thủy sinh đa niên. Rễ sen thuộc dạng rễ
chùm. Khi cịn non rễ có màu trắng kem, mang ít lơng hút. Khi già rễ chuyển sang


7
màu nâu, kích thước rễ có thể dài tới 15 cm [79]. Củ sen có cấu tạo xốp, màu trắng
kem xen lẫn màu nâu, được hình thành từ một đoạn rễ. Mỗi củ sen thường có 3 - 4
lóng, dài 60 - 90 cm tùy từng giống và điều kiện môi trường ở các vùng sinh thái
khác nhau. Cây sen có thân rễ to nằm trong bùn cịn gọi là ngó sen [148]. Cuống lá
(hay thân) dài 1,0 - 1,5 m, nhiều gai, thường xốp, đường kính và chiều cao thay đổi
tùy vào tuổi cây. Khi còn non thân cây sen màu xanh, nhỏ, mềm và xốp, chuyển
màu nâu, cứng và có gai khi già [13]. Lá sen được hình thành trực tiếp từ thân củ, lá
non trải trên mặt nước, lá trưởng thành vươn thẳng, thoát khỏi mặt nước [13]. Lá
sen trưởng thành có hình khiên, trong lịng hơi lõm, tạo cảm giác giống như một cái

bát, đường kính dao động từ 30 - 60 cm, gân tỏa tròn nổi rõ ở mặt dưới [11]. Hoa
sen thuộc loại hoa lưỡng tính, mọc đơn, thường có màu hồng, hoặc trắng nằm trên
một cuống dài. Hoa sen có từ 4 - 6 lá đài màu xanh hoặc đỏ tía, khó phân biệt giữa
đài và tràng do đài có dạng cánh [119]. Cuống hoa sen có màu xanh, dài 1,3 - 1,5 m,
già chuyển sang màu nâu, có nhiều gai nhọn, Cuống hoa và cuống lá sen bên trong
có nhiều khoang rỗng. Hoa sen có đế lồi, dạng hình nón ngược, mép lồi lõm, xốp,
khi non có màu vàng và chuyển sang màu xanh khi về già, chứa nhiều hạt sen [1].
Gương sen được đính vào phần cuối cùng của cuống hoa, nằm phía trong cánh sen.
Gương sen chứa nhiều khoang nhỏ, mỗi khoang chứa một noãn riêng biệt và mỗi
noãn sẽ phát triển thành một hạt duy nhất sau khi được thụ phấn [13]. Hạt sen
trưởng thành có dạng quả bế với núm nhọn, phần ngồi mỏng và cứng, có màu lục,
phần giữa chứa tinh bột màu trắng ngà và trong cùng là tâm sen. Hạt sen lép chỉ
chứa nước và khơng khí. Tâm sen chứa hai chồi mầm màu xanh do có chứa chất
diệp lục (chlorophyll), giúp cây có thể quang hợp ngay khi vừa mới nảy mầm [13].
Loài sen N. nucifera có lá gần trịn với đường kính lớn, thân cao, dày và nhiều
gai. Cây sen non có khả năng thích nghi nhanh trong mơi trường nước sâu. Cây sen
thuộc loài N. nucifera thường được trồng làm cảnh, lấy củ và lấy hạt. Lồi sen N.
lutea hình thành ở tầng nước nông rồi phát triển ra vùng nước sâu hơn. Lá sen lồi
N. lutea có hình chiếc lọng với hai thùy sâu đối xứng nhau, mép lá hơi uốn lượn,
phiến lá bóng nhẵn, mặt trên lá có màu xanh đậm, mặt dưới có màu xanh sáng,
nhám. Gân lá sen tỏa tròn xung quanh và nổi rõ ở mặt dưới. Lá sen có cuống thẳng,


8
màu xanh thẫm, bao phủ xung quanh là một lớp gai nhỏ. Thời gian nở hoa của cây
sen từ tháng 6 - 9. Hoa sen có màu vàng hoặc màu kem [79].
Nước, nhiệt độ và ánh sáng là những yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp đến sinh
trưởng và phát triển của cây sen và quá trình nẩy mầm của hạt sen. Cây sen cần
nguồn nước sạch, không bị ô nhiễm, ở các giai đoạn phát triển khác nhau thì có nhu
cầu về nước cũng khác nhau. Các giống sen lấy củ có nhu cầu nước lớn hơn so với

các giống sen lấy hoa và sen lấy hạt. Ngoài ra, cây sen cũng có thể chịu được nồng
độ muối nhất định, pH thích hợp là 6 - 6,5 [79]. Cây sen sinh trưởng tốt nhất ở nhiệt
độ ấm của vùng nhiệt đới (25oC) và sinh trưởng chậm ở vùng lạnh. Ở nhiệt độ 40oC,
cây sen xuất hiện triệu chứng mầm chết do nóng [119]. Sen là cây ưa sáng, ở điều
kiện cường độ ánh sáng giảm và nhiệt độ thấp, sự phân hóa của củ bị kích ứng [79].
Cây sen sinh trưởng và phát triển thích hợp nhất trên vùng đất ít ngấm nước, lớp
đất mặt phải có cấu trúc mịn. Đáy hồ, ao chứa một lượng lớn các chất hữu cơ, giàu
dinh dưỡng là mơi trường thích hợp cho cây sen sinh trưởng và phát triển. Đối với
giống sen lấy củ, đất thịt pha sét là loại thích hợp nhất cho sự sinh trưởng và phát
triển của chúng [13]. Ở các giai đoạn sinh trưởng và phát triển khác nhau, cây sen có
nhu cầu đạm rất lớn và phụ thuộc vào hàm lượng phân lân và kali [13].
1.1.3. Đặc điểm hệ gene cây sen
1.1.3.1. Hệ gene nhân của cây sen
Cây sen chiếm một vị trí phát sinh lồi quan trọng trong các lồi thực vật có
hoa. Hệ gene cây sen là tài liệu tham khảo chất lượng đóng một vai trò quan trọng
trong việc nghiên cứu nguồn gốc của thực vật hai lá mầm nói chung và nhân giống
in vitro cây sen nói riêng [130]. Lồi sen N. nucifera có bộ nhiễm sắc thể 2n = 16
[139]. Trong thập kỷ trước, một số giống sen có xuất xứ khác nhau được giải trình
tự hệ gene dựa trên những kỹ thuật và nền tảng khác nhau, dẫn đến thu được các kết
quả khác nhau về hệ gene cây sen (bảng 1.1). Dựa trên kỹ thuật giải trình tự gene
thế hệ mới (NGS - next generation sequencing), giống sen hoang dại “CA” “sen cổ
ở Trung Quốc (CA)” đã được giải trình tự và lắp ráp thành công bởi Ming và cộng
sự (2013). Tổng chiều dài bộ gene của giống sen “CA” thu được là 804 Mb, trong
đó có 543,4 Mb (67,6%) được neo vào 9 giá đỡ. Khung N50 có kích thước 3,4 Mb


9
được hình thành từ tập hợp các đoạn DNA khác nhau sắp xếp chồng chéo lên nhau
đại diện cho một vùng đồng thuận DNA có kích thước là 38,8 Kb. Bộ gene giống
sen “CA” có tỷ lệ dị hợp tử là 0,03% và sự lặp lại trình tự nucleotide chiếm khoảng

57%. Bộ gene giống sen “CA” có tổng cộng 26.685 gene mã hóa protein được dự
đốn, với chiều dài trung bình của mỗi gene là 6.561 bp [110].
Dựa trên kỹ thuật này, giống sen hoang dại Trung Quốc “Taizi Trung Quốc” đã
được giải trình tự và lắp ráp thành cơng bởi Wang và cộng sự (2013), với kích
thước bộ gene thu được là 792 Mb. Khung N50 có kích thước 986,5 Kb được hình
thành từ tập hợp các đoạn DNA khác nhau sắp xếp chồng chéo lên nhau đại diện
cho một vùng đồng thuận DNA có kích thước là 39,3 Kb [165]. Chiều dài của các
đoạn DNA có thể chuyển vị là 392 Mb (49,48%). Bộ gene giống sen Taizi Trung
Quốc có tổng cộng 36.385 gene mã hóa protein đã được chú thích chức năng của nó
[110], [165]. Hai bộ gene của hai giống sen này đều được gắn vào 8 nhiễm sắc thể
giả dựa trên bản đồ di truyền và bản đồ vật lý có độ phân giải cao [53].
Bảng 1.1. So sánh các bộ gene giữa các giống sen đƣợc lắp ráp dựa trên các
cơng nghệ giải trình tự khác nhau.
Giống sen

Năm Cơng nghệ Kích thƣớc Khung
cơng
bố

China
Antique v1.0
Taizi

2013

2013

China
Antique

NO.3
American
lotus

tự gene
Illumina,
454
Illumina
Hiseq2000

2020

Sequel,

804

792

821,2

2022

Nanopore
Pacbio RSII,
Hi-C

38,8
Kb
39,3
Kb

484,3

Trình Tài liệu

lƣợng

tự lặp

tham

gene

lại (%)

khảo

26685

57,00

[110]

40348

49,48
(TEs)

[165]

32124

58,50

[146]

807

5,1 Mb 28274

63,11

[190]

843

1,34 Mb 31382

81,00

[189]

Illumina
2022

N50

cùng (Mb)

Pacbio

v2.0
Taikonglian

giải trình bộ gene cuối

Số

Kb


10
Các kỹ thuật giải trình tự thế hệ mới ra đời và phát triển mạnh mẽ trong thời
gian gần đây như phương pháp PacBio Sequel (phân tích trình tự nucleotide dựa
trên các đoạn DNA có kích thước lớn) kết hợp với kỹ thuật giải trình tự gene thế hệ
mới - NGS (phân tích trình tự dựa trên các đoạn DNA có kích thước nhỏ) đã giúp
cho các nhà khoa học kiểm tra và lắp ráp lại bộ gene của giống sen hoang dại “CA”
[146]. Kết quả thu được bộ gene giống sen “CA” hồn chỉnh có kích thước là 807,6
Mb với khung N50 có kích thước là 484,3 Kb mang nhiều thơng tin rõ ràng và có
độ tin cậy cao. Tuy nhiên kết quả thu được về tỷ lệ trình tự lặp lại (58,5%) chứa
trong bộ gene của giống sen này khơng có sự sai khác giữa hai kỹ thuật khi tiến
hành phân tích [190].
Bằng kỹ thuật giải trình tự Oxford Nanopore, Zheng và cộng sự (2022a) đã tiến
hành trên giống sen trồng “Taikonglian NO.3”. Kết quả nhóm nghiên cứu đã lắp ráp
thành công bộ gene thô của giống sen này với kích thước thu được là 57,9 Gb,
khung N50 có kích thước là 5,1 Mb và có 8 nhiễm sắc thể được neo lại với nhau
[190]. Bằng phương pháp phân tích trình tự PacBio RSII, Zheng và cộng sự (2022b)
đã tiến hành giải trình tự và lắp ráp thành cơng một bộ gene giống sen có xuất xứ từ
Mỹ. Kết quả thu được bộ gene thơ có kích thước là 74,6 Gb, khung N50 có kích
thước là 1,34 Mb và Hi-C thu được dữ liệu thơ có kích thước 50,32, với tổng chiều
dài là 843 Mb [189].

Qua những kết quả này cho thấy rằng, sự phát triển của các cơng nghệ giải trình
tự khác nhau đã góp phần cải thiện đáng kể chất lượng của bộ gene cây sen. Nhiều
bộ gene của nhiều giống sen khác nhau, có xuất xứ khác nhau đã được giải trình tự
và lắp ráp thành công là nền tảng hỗ trợ cho các nhà khoa học tiếp tục thực hiện
những nghiên cứu về chức năng của các gene cũng như việc ứng dụng một số vùng
gene chỉ thị nhằm xác định loài, phân định ranh giới lồi và nghiên cứu về sự tiến
hố, nhân giống phân tử ở cây sen [130].
1.1.3.2. Hệ gene lục lạp cây sen
Bộ gene lục lạp đóng vai trị quan trọng đối với sự phát triển và quá trình tiến hố
của thực vật. Lồi sen N. nucifera là một trong số lồi thực vật bị huỷ hoại cịn sót lại
sau kỷ phấn trắng [173]. Gần đây, phương pháp giải trình tự gene thế hệ mới PacBio


11
RS II hay có tên gọi khác là phương pháp giải trình tự dựa trên các đơn phân tử, thời
gian thực - MSTR (Single Molecule, Real-Time) đã được phát triển. Phương pháp
MSTR đã được sử dụng để nghiên cứu về bộ gene lục lạp của lồi sen N. nucifera sẽ
góp phần làm rõ sự tiến hóa của hệ gene lục lạp (plastid) của loài cây trồng này. Kết
quả bộ gene lục lạp hoàn chỉnh của loài sen N. nucifera lắp ráp được dựa trên ba
phương pháp giải trình tự Sanger, Illumina MiSeq và PacBio RS II có kích thước lần
lượt là 163.307 bp, 163.747 bp và 163.600 bp với độ sau trung bình phạm vi tin cậy
tương ứng là 7x, 712x và 105x [173].
Bộ gene lục lạp chính xác của loài sen N. nucifera được thu thập từ dữ liệu phân
tích bằng phương pháp PacBio RS II dựa trên hệ thống đọc Illumina MiSeq, với cấu
trúc bậc bốn có chứa một vùng sao chép lớn (91.846 bp) và một vùng sao chép nhỏ
(19.626 bp) được phân cách bởi hai vùng lặp lại đảo ngược nhau (26.064 bp). Bộ
gene lục lạp của lồi N. nucifera có chứa 113 gene khác nhau, bao gồm 4 rRNA khác
nhau, 30 tRNA khác nhau và 79 gene mã hóa cho các peptide khác nhau (hình 1.1 và
bảng 1.2). Thơng tin chính xác về bộ gene lục lạp của lồi sen N. nucifera sẽ cung cấp
thơng tin mới về sự biến đổi cấu trúc bộ gene lục lạp và cái nhìn sâu sắc mới về sự

tiến hố của các lồi thực vật ở cấp độ sơ cấp và cấp độ cấu trúc phân tử của nó
[173]. Những kết quả này là cơ sở, là nguồn tài liệu tham khảo đáng tin cậy để tôi
tiến hành nghiên cứu ứng dụng một số vùng gene chỉ thị thuộc hệ gene lục lạp cây
sen nhằm phân tích sự sai khác nucleotide đối với một số mẫu sen đang trồng ở Thừa
Thiên Huế, Việt Nam. Qua đó xác định giống đặc trưng, thiết lập mối quan hệ di
truyền ở các mẫu sen khác nhau trồng tại Huế.