Nghiên cứu nhân giống vô tính cây húng chanh ấn độ (coleus forskohlii) bằng kỹ thuật nuôi cấy mô và phương pháp giâm ngọn trong hệ thống khí canh

B GIÁO D C VÀ ðÀO T O
TRƯ NG ð I H C NÔNG NGHI P HÀ N I
---------------- ------------------

NGUY N XN HƯƠNG

NGHIÊN C U NHÂN GI NG VƠ TÍNH CÂY HÚNG CHANH
Nð

(COLEUS FORSKOHLII) B NG K THU T

NUÔI C Y MÔ VÀ PHƯƠNG PHÁP GIÂM NG N
TRONG H TH NG KHÍ CANH

LU N VĂN TH C SĨ

HÀ N I – 2013


B GIÁO D C VÀ ðÀO T O
TRƯ NG ð I H C NÔNG NGHI P HÀ N I
---------------- ------------------

NGUY N XN HƯƠNG

NGHIÊN C U NHÂN GI NG VƠ TÍNH CÂY HÚNG CHANH
Nð

(COLEUS FORSKOHLII) B NG K THU T

NUÔI C Y MÔ VÀ PHƯƠNG PHÁP GIÂM NG N

TRONG H TH NG KHÍ CANH

CHUN NGÀNH : CƠNG NGH SINH H C
MÃ S : 60.42.02.01

NGƯ I HƯ NG D N KHOA H C:
GS.TS. NGUY N QUANG TH CH

HÀ N I – 2013


L I CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan s li u và các k t qu nghiên c u trong lu n n này là
trung th c và chưa ñư c s d ng trong b t kì m t h c v nào.
Tơi xin cam đoan m i s giúp ñ cho vi c th c hi n lu n án này đã đư c c m
ơn và các thơng tin trích d n trong lu n n đ u ñư c ch rõ ngu n g c.

Tác gi

Nguy n Xuân Hương

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

ii


L I C M ƠN
ð hoàn thành lu n văn t t nghi p này, ngoài s c g ng c a b n thân, tơi đã
nh n đư c r t nhi u s quan tâm, giúp ñ và t o m i ñi u ki n thu n l i t các th y
cơ, gia đình, b n bè và ñ ng nghi p trong su t quá trình h c t p và nghiên c u.

Trư c tiên, tơi xin bày t lịng bi t ơn sâu s c t i th y giáo GS.TS. Nguy n
Quang Th ch, ngư i đã t n tình dìu d t, d y b o và t o m i ñi u ki n t t nh t ñ tôi
th c hi n đ tài và hồn thành lu n văn t t nghi p này.
Tôi xin c m ơn s nhi t tình ch b o, giúp đ c a Ban lãnh ñ o cùng các anh
ch Vi n Sinh h c Nông nghi p – Trư ng ð i h c Nơng nghi p Hà N i đã dành cho
tôi trong su t th i gian th c hi n đ tài.
Tơi cũng xin g i l i bi t ơn sâu s c đ n gia đình cùng tồn th b n bè đã
đ ng viên giúp đ tơi trong su t q trình h c t p cũng như trong q trình hồn
thành khóa lu n.

Tác gi

Nguy n Xuân Hương

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

iii


M CL C
L i cam ñoan

ii

L i c m ơn

iii

M cl c

iv

Danh m c ch vi t t t

vi

Danh m c b ng

vii

Danh m c hình

ix

M ð U

1

Chương 1 T NG QUAN TÀI LI U

4

1.1

Gi i thi u v cây húng chanh n ð

4

1.1.1

Ngu n g c và ñ c ñi m th c v t h c cơ b n c a cây húng chanh n ð

4

1.1.2

B ph n s d ng chính và thành ph n hóa h c

5

1.1.3

Tác d ng dư c lý

8

1.2

T ng quan tình hình nghiên c u húng chanh n ð

11

1.2.1

Nhân gi ng b ng phương pháp truy n th ng

11

1.2.2

Nhân gi ng in vitro

12

1.3

Phương pháp khí canh

13

1.3.1

Khái ni m

13

1.3.2

Ưu, như c đi m c a phương pháp khí canh

14

1.3.3

M t s nhân t k thu t nh hư ng đ n q trình nhân gi ng và tr ng
tr t b ng phương pháp khí canh

15

Chương 2 V T LI U – N I DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U

20

2.1

ð i tư ng và v t li u nghiên c u

20

2.1.1

ð i tư ng nghiên c u

20

2.1.2

V t li u nghiên c u

20

2.2

Th i gian và ñ a ñi m nghiên c u

21

2.3

N i dung nghiên c u

21

2.3.1

Nghiên c u nhân gi ng cây húng chanh n ð b ng k thu t nuôi c y mô

21

2.3.2

Nghiên c u k thu t tr ng cây húng chanh

n ð b ng phương pháp

khí canh
Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

22
iv


2.4

Phương pháp nghiên c u

22

2.4.1

Phương pháp b trí thí nghi m

22

2.4.2

Các ch tiêu theo dõi và phương pháp xác ñ nh

26

2.4.3

Phương pháp x lý s li u

27

Chương 3 K T QU VÀ TH O LU N

28

3.1

28

3.1.1

Nghiên c u nhân gi ng cây húng chanh n ð b ng nuôi c y mơ
nh hư ng c a BA và Kinetin đ n kh năng phát sinh ch i húng
chanh n ð

28

3.1.2

nh hư ng c a IAA và Kinetin ñ n h s nhân ch i húng chanh n ð

32

3.1.3

nh hư ng c a α-NAA ñ n t l ra r ra r ch i húng chanh n ð

35

3.1.4

nh hư ng c a mơi trư ng ra cây đ n s sinh trư ng, phát tri n c a
cây húng chanh n ð

3.2

Nghiên c u nh hư ng c a m t s y u t ñ n kh năng sinh trư ng, phát
tri n c a cây húng chanh n ð tr ng b ng phương pháp khí canh

3.2.1

48

nh hư ng c a nhi t ñ dung d ch ñ n kh năng sinh trư ng, phát
tri n c a cây húng chanh n ð trong v Hè

3.3

46

nh hư ng kho ng cách gi a hai l n phun ñ n kh năng sinh trư ng,
phát tri n c a cây húng chanh n ð

3.2.5

43

nh hư ng c a pH dung d ch ñ n kh năng sinh trư ng, phát tri n c a
cây húng chanh n ð

3.2.4

40

nh hư ng c a ngư ng EC dung d ch dinh dư ng ñ n kh năng sinh
trư ng, phát tri n c a cây húng chanh n ð

3.2.3

39

nh hư ng c a dung d ch dinh dư ng ñ n kh năng sinh trư ng, phát
tri n c a cây húng chanh n ð

3.2.2

37

50

nh hư ng c a phương th c tr ng tr t ñ n kh năng sinh trư ng, phát
tri n c a cây húng chanh n ð

52

K T LU N VÀ ð NGH

56

1

K t lu n

56

2

ð ngh

56

TÀI LI U THAM KH O

57

PH L C

61

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

v


DANH M C CH

VI T T T

TT

Ch vi t t t

T vi t t t

1

2,4 D

2

α-NAA

3

AMP

4

BA

5

cAMP

Cyclic adenosine monophosphate

6

cGMP

Cyclic guanosine monophosphate

7

CT

Công th c

8

ðC

ð i ch ng

9

EC

(Electrical conductivity)- ñ d n ñi n c a dung d ch

10

IAA

Indol 3-acetic acid

11

IBA

Indol 3-butyric acid

12

Kinetin

13

MS

Murashinge and Skoog, 1962

14

NST

Ngày sau tr ng

2.4 dichlorophenoxyacetic acid
α-naphlene acetic acid
Adenosine monophosphate
6 – benzylaminopurine

6-Furfurylaminopurine

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

vi


DANH M C B NG
STT
1.1
3.1

Tên b ng

Trang

Th n ph n hóa h c phân l p đư c t cây húng chanh n ð
nh hư ng c a n ng ñ BA ñ n kh năng phát sinh ch i húng chanh
n ð (sau 30 ngày)

3.2

29

nh hư ng c a n ng ñ Kinetin ñ n kh năng phát sinh ch i húng
chanh n ð (sau 30 ngày)

3.3

30

nh hư ng c a t h p n ng ñ BA và Kinetin ñ n kh năng phát sinh
ch i húng chanh n ð (sau 30 ngày)

3.4

nh hư ng c a t h p IAA và Kinetin ñ n hi u qu

31
nhân ch i húng

chanh n ð (sau 30 ngày)
3.5

46

nh hư ng c a pH dung d ch ñ n kh năng tích lũy v t ch t khơ c a
cây húng chanh n ð

3.13

45

nh hư ng c a pH dung d ch ñ n kh năng sinh trư ng, phát tri n
c a cây húng chanh n ð (sau 13 tu n tr ng)

3.12

43

nh hư ng c a n ng ñ dung d ch đ n kh năng tích lũy v t ch t khô
c a cây húng chanh n ð

3.11

42

nh hư ng c a n ng ñ dung d ch dinh dư ng ñ n kh năng sinh
trư ng, phát tri n c a cây húng chanh n ð (sau 13 tu n tr ng)

3.10

41

nh hư ng c a lo i dung d ch dinh dư ng ñ n kh năng tích lũy v t
ch t khơ c a cây húng chanh n ð

3.9

38

nh hư ng c a lo i dung d ch dinh dư ng ñ n kh năng sinh trư ng,

phát tri n c a cây húng chanh n ð (sau 13 tu n tr ng)

3.8

35

nh hư ng c a mơi trư ng ra cây đ n s sinh trư ng, phát tri n c a
cây húng chanh n ð (sau 30 ngày)

3.7

33

nh hư ng c a n ng ñ α-NAA ñ n hi u qu ra r cây húng chanh
n ð (sau 30 ngày)

3.6

6

47

nh hư ng c a th i gian ngh phun ñ n kh năng sinh trư ng, phát
tri n c a cây húng chanh n ð (sau 13 tu n tr ng)

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

48
vii

3.14

nh hư ng c a th i gian ngh phun đ n kh năng tích lũy v t ch t
khơ c a cây húng chanh n ð

3.15

Theo dõi di n bi n nhi t đ vùng r cây húng chanh

49
nð

các

cơng th c thí nghi m
3.16

nh hư ng c a nhi t ñ ñ n kh năng sinh trư ng, phát tri n c a cây
húng chanh n ð (sau 13 tu n tr ng)

3.17

51

nh hư ng c a nhi t ñ dung d ch ñ n kh năng tích lũy v t ch t khô
c a cây húng chanh n ð

3.18

51

52

nh hư ng c a phương th c tr ng tr t ñ n sinh trư ng, phát tri n c a
cây húng chanh n ð (sau 13 tu n tr ng)

3.19

nh hư ng c a phương th c tr ng tr t đ n di n tích lá

3.20

53

nh hư ng c a phương th c tr ng tr t đ n kh năng tích lũy v t ch t
khơ c a cây húng chanh n ð

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

53
54

viii


DANH M C HÌNH

STT

Tên hình

Trang

1.1

Cây húng chanh n ð

4

1.2

C húng chanh n ð

7

1.3

H p ch t forskolin

7

1.4

Ru ng tr ng húng chanh n ð

11

1.5

Sơ đ h th ng khí canh

14

2.1

Các d ng thi t b khí canh t thi t k c a Vi n Sinh h c Nông nghi p

21

2.2

B khí canh nh có thi t k b ph n làm mát dung d ch

21

3.1

nh hư ng c a n ng ñ BA ñ n t l m u b t ch i

29

3.2

nh hư ng c a n ng ñ kinetin ñ n t l m u b t ch i

30

3.3

nh hư ng c a t h p BA và Kinetin ñ n t l m u b t ch i

31

3.4

nh hư ng ph i h p c a n ng ñ IAA và Kinetin ñ n h s nhân
nhanh ch i húng chanh n ð

33

3.5

Ch i húng chanh n ð phát sinh trong môi trư ng nhân nhanh

34

3.6

Ch i d d ng

34

3.7

nh hư ng c a n ng ñ α-NAA ñ n t l ra r húng chanh n ð

3.8

nh hư ng c a n ng ñ α-NAA ñ n s sinh trư ng, phát tri n c a

ch i húng chanh n ð

36
37

3.9

nh hư ng c a n ng ñ α-NAA ñ n hi u qu ra r

37

3.10

nh hư ng c a môi trư ng ra cây ñ n t l s ng c a húng chanh n ð

38

3.11

Húng chanh n ð tr ng trên ñ t

39

3.12

Húng chanh n ð trên h th ng khí canh

39

3.13

Húng chanh n ð

EC=500 S/cm

44

3.14

Húng chanh n ð

EC=1000 S/cm

44

3.15

nh hư ng c a phương th c tr ng tr t ñ n di n tích lá húng chanh n ð

3.16

nh hư ng c a phương th c tr ng tr t ñ n kh năng tích lũy v t ch t
khơ c a cây húng chanh n ð

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

54
55

ix

M

ð U

1. ð t v n ñ
Cây húng chanh n ð (coleus forskohlii) là m t lo i th o dư c có xu t x t
n ð , là m t lo i cây có th phát tri n ñư c trong th i ti t khí h u khô c n (R.
Praveena, 2012) [37]. Húng chanh n ð là lồi cây duy nh t có kh năng sinh t ng
h p forskolin, hàm lư ng forskolin trong c húng chanh n ð chi m kho ng 0,07%
- 0,58% hàm lư ng ch t khô (Virbala Shah và c ng s , 1994) [49]. ðây là m t h p
ch t diterpenoid có nhi u tác d ng trong phòng và tr b nh như b nh hen suy n, b nh
béo phì… tham gia đi u tr b nh r i lo n tim m ch và cao huy t áp.
Hi n nay, ngu n cung c p ngun li u thơ cho q trình đi u ch thu c trên
th gi i ñang tr nên c p thi t. Trong khi đó tình hình s n xu t húng chanh

nð

chưa ñáp ng ñ cho nhu c u s n xu t thu c và th c ph m ch c năng c a loài cây
này.

Vi t Nam t i th i ñi m hi n nay cũng chưa có cơng b nào v v n đ nghiên

c u nhân gi ng, canh tác và bào ch thu c b ng cây húng chanh
cây gi ng húng chanh

n ð . S n xu t

n ð s là bư c kh i đ u quan tr ng cho cơng tác s n xu t

và bào ch thu c ñ ch a m t s b nh b ng thu c có ngu n g c t nhiên.
Trong cơng tác s n xu t, gi ng là m t v n ñ quan tr ng ñ ñ nh hư ng và
phát tri n cho lồi này. ð có th t o ra m t s lư ng l n cây con s ch b nh có đ l n
và đ ng đ u v kích thư c và s c s ng, ngư i ta s d ng phương pháp nuôi c y mô
in vitro. Tuy nhiên vi c nuôi c y mơ g p khá nhi u khó khăn trong vi c ra cây nên
c n có bi n pháp ñ kh c ph c như c ñi m này. Vi c k t h p gi a bi n pháp nuôi
c y mô v i bi n pháp nhân gi ng b ng khí canh là m t bi n pháp h u hi u, có th
làm tăng nhanh s lư ng cây, ñ m b o ñ s ch b nh và gi m giá thành cây gi ng…
Khí canh là k thu t m i đư c c i ti n t h th ng th y canh khi r cây
không nhúng tr c ti p vào dung d ch dinh dư ng mà ph i qua h th ng bơm phun
ñ nh kỳ, nh v y mà ti t ki m ñư c dinh dư ng và hơ h p c a b r đư c thu n l i
nh t. Cơng ngh khí canh ñư c Richard J. Stoner (1983, ñ i h c Colorado, M )
[46] ñưa ra và áp d ng thành công trong nhân gi ng cây tr ng b ng cách s d ng

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

1


vi c phun dinh dư ng kèm ch t kích thích ra r ng t quãng cho ph n g c c a cành
giâm trong các h p nhân gi ng. Cơng ngh này cho phép nhân đư c nhi u lo i cây
tr ng, chu kỳ nhân gi ng nhanh và nhi u hơn, g p 30 l n so v i k thu t truy n
th ng.
T nh ng ưu đi m c a k thu t ni c y mơ cùng phương pháp khí canh và
xu t phát t nhu c u th c ti n nh m tăng h s nhân gi ng cây húng chanh

nð ,

chúng tơi ti n hành nghiên c u đ tài:

2. M c đích và u c u nghiên c u
2.1. M c đích
-

Xác đ nh đư c các khâu k thu t cơ b n làm cơ s cho vi c hình thành quy

trình nhân gi ng in vitro.
-

ðánh giá ñư c kh năng tr ng cây húng chanh

n ð trong h th ng khí

canh.
2.2. u c u
2.2.1. Xác đ nh ñư c các khâu cơ b n c a qui trình nhân gi ng cây húng chanh n
ð b ng phương pháp ni c y mơ:
-

Xác đ nh đư c lo i và n ng ñ ch t ñi u ti t sinh trư ng thích h p cho các

cơng đo n ni c y kh i đ ng và nhân nhanh c m ch i.
-

Xác ñ nh ñư c nh hư ng c a m t s ch t b sung vào mơi trư ng t o r

thích h p cho ch i in vitro.
-

ðánh giá ñư c hi u qu ra cây in vitro trên ñ t và trên h th ng khí canh.

2.2.2. Xác đ nh đư c các thơng s k thu t thích h p cho vi c tr ng húng chanh n
ð trong h th ng khí canh:
Lo i dung d ch dinh dư ng, pH, EC, nhi t ñ dung d ch, ch ñ phun dinh
dư ng. ðánh giá ñư c kh năng sinh trư ng, phát tri n c a cây húng chanh

nð

ñư c nhân b ng giâm ng n trên h th ng khí canh.
3. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n
3.1. Ý nghĩa khoa h c
-

Nghiên c u và đưa ra đư c qui trình nhân gi ng vơ tính cây húng chanh

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

n

2


ð b ng k thu t nuôi c y mô.
-

Các k t qu nghiên c u s cung c p nh ng d li u cơ b n v s sinh trư ng,

phát tri n c a cây húng chanh

n ð trong đi u ki n khí canh, đ ng th i là cơ s

khoa h c ñ ñ xu t bi n pháp nhân gi ng m i ñ i v i cây dư c li u.
3.2. Ý nghĩa th c ti n
Cung c p phương pháp m i ñ nhân gi ng cây húng chanh

n ð , t o cây

gi ng có ch t lư ng cao. Xác ñ nh ñư c kh năng tr ng cây húng chanh b ng
phương pháp khí canh.

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

3


Chương 1. T NG QUAN TÀI LI U
1.1. Gi i thi u v cây húng chanh n ð
1.1.1 Ngu n g c và ñ c ñi m th c v t h c cơ b n c a cây húng chanh n ð
Húng chanh n ð có tên khoa h c là Coleus forskohlii Briq, có xu t x t ti u
l cña

n ð (Valdes và c ng s , 1987) [47]. T i

n ð cây đư c tìm th y ch y u

trên nh ng ng n ñ i khô c n dư i chân núi Himalayas (Anonylous, 1950) [17]. Ngồi
ra nó cũng đư c tìm th y

các khu v c có khí h u m áp như

Nepal, Sri Laka,

Myanmar (Burma) và mi n ðơng châu Phi.

Hình 1.1: Cây húng chanh n ð
(Ngu n: [53]

Ngày nay cây húng chanh
Gujarat,

n ð ñư c tr ng trên m t vùng ñ t r ng l n

n ð . Lo i cây này ñư c tr ng b ng thân ho c r cây vào mùa xuân hay

mùa hè, cây s ng ñư c

vùng ñ t khô ráo dư i ánh n ng c a m t tr i. R cây ñư c

thu ho ch vào mùa thu.
Húng chanh n ð là m t thành viên c a h Lamiaceae
Nhóm: Magnolophyta
L p: Magnoliopsida
B : Lamiales

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

4


H : Lamiaceae

Chi: Coleus
Lồi: Forskohlii
Lo i cây này đư c mơ t l n đ u tiên b i Loureiro vào năm 1790 [31] và tên
g i chung ñư c b t ngu n t ti ng Hy L p “coleos”. Tên Forskohlii ñư c ñ t ñ tư ng
nh ñ n nhà th c v t h c Ph n Lan, Forskel. Coleus có t t c 150 lồi và ph bi n là
các loài C. amboinicus, C. forskohlii, C. spicatus và C. malabaricus.
Húng chanh

n ð là m t lo i cây lâu năm có th phát tri n ñ n ñ cao 45,00

– 60,00 cm. Lá có chi u dài 7,50 - 12,50 cm và chi u r ng 3,00 - 5,00 cm, có lơng tơ
và thu h p v phía cu ng lá. C m hoa có chi u dài 15,00 - 30,00 cm, r ng 2,00 - 2,50
cm, đài hoa có lơng bên trong. Cánh mơi trên đài hoa phát tri n thành hình tr ng.
Hoa có màu xanh ho c màu hoa cà. Nh y hoa ñư c chia làm 4 ph n và ñ u nh y là 2
thùy. Hoa ñư c th ph n chéo nh gió và cơn trùng (Bailey, 1942) [18]. R có màu
vàng nâu, hình s i và lan to tròn. Nhi u r t l i thành c dài 20,00 cm và đư ng
kính 0,50 - 2,50 cm, hinh nón hay hình thoi, th ng và có mùi thơm gi ng mùi chanh.
Húng chanh n ð là loài duy nh t có r t l i thành c .
1.1.2. B ph n s d ng chính và thành ph n hóa h c
Húng chanh

n ð (Coleus forskohlii) có ch a nhi u h p ch t hóa h c là các

diterpens. Nó g m có 2 nhóm là abietane diterpenoids (abietanoids) và 8,13-epoxylabd-14 en-11-one diterpenoids. Trong đó h p ch t ñư c nghiên c u nhi u nh t là
forskolin. Ban đ u nó đư c đ t tên là colenol. Sau khi xác ñ nh ñư c các colenols và
diterpenoids khác nó đư c đ i tên thành forskolin (Saksena A.K và c ng s , 1985)
[40]. Các diterpenoids phân l p ñư c t cây ñư c t ng h p trong B ng 1.1.

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

5


B ng 1.1: Th n ph n hóa h c phân l p ñư c t cây húng chanh n ð
(Theo Mariya Paul và c ng s , 2013)[32]
TT

Tên

Abietane diterpenoids
1
Abietatriene (dehydroabietane)
2
7β-Acetyl-12deacetoxycyclobutatusin
3
(+)-Allylroyleanone
(plectranthone J)
4
Barbatusin
5
11. 6

Barbatusol
Cariocal

13. 7
15. 8
17. 9
19. 10

Coleon C
Coleon E,F,O,S,T
Cyclobutatusin
Demethylcryptojaponol (11hydroxysugiol)
20-Deoxocarnosol
14-Deoxycoleon U

21. 11
23. 12

B
ph n
ch a

TT

R
L

35
36

Deacetyl-1-deoxyforskolin
Deoxycoleonol

R
R

L

37

9-Deoxyforskolin

R

L

38

1,6-Diacetoxy-9deoxyforskolin
1,6-Di-O-acetylforskolin
1,9-Dideoxy-7deacetylforskolin
1,9-Dideoxyfoskolin
1,9-Dideoxycoleonol B
Forskolin
Forskolin E, F, G, H, I

S 10. 39
S 12. 40
WP14. 41
L 16. 42
L 18. 43
R 20. 44

Tên

B
ph n
ch a

R, WP
R, WP
R
R
R
R
R, WP

S 22. 49
R 24. 50

Forskolin J
R
6β-Hydroxy-8,13-epoxyR
labd-14-en-11-one
25. 13 Ferruginol
S 26. 51 Isoforskolin
R
27. 14 6β-Hydroxycarnosol
S 28. 52 11-Oxomanoyloxide
R
29. 19 3β-Hydroxy-3-deoxybarbatusin
L
8,13-Epoxy-labd-diterpenoids
30. 20 Plectrin
L 31. 53 Coleonol
R
32. 21 (16R)-Plectrinon A
L 33. 54 Coleonone

R
34. 22 Plectrinon B
L 35. 55 13-Epi-9-deoxycoleonol
R
36. 23 6,7-Secoabitane diterpene I
S 37. 56 3-Hydroxyforskolin
WP
38. 24 6,7-Secoabitane diterpene II
S 39. 57 3-Hydroxyisoforskolin
WP
40. 25 Sugiol
WP41. 58 Manoyl oxide
R
8,13-Epoxy-labd-14-en-11-one-diterpenoids Miscellaneous labdane diterpenoids
42. 26 1-Acetoxy coleosol
R 43. 59 Coleolic acid
WP
44. 27 6-Acetyl-1-deoxyforskolin
WP45. 60 Coleonic acid
WP
46. 28 1-Acetylforskolin
R, WP 61 Forskoditerpene A
47.
WP
48. 29 6-Acetyl-1,9-dideoxyforskolin
WP49. 62 12-Hydroxy-8,13EWP
labdadien-15-oic-acid
50. 30 Coleol, Coleonol E,F
R 51. 63 13-Epi-sclareol
R

52. 33 Coleosol
R
8,13-Epoxy-labd-14-en-11-one-diterpene
glycosides
53. 34 7-Deacetylforskolin
R 54. 64 Forskoditerpenoside A, B, C,
WP
D, E

Ghi chú: L = leaf (lá), R = root (r ), WP = whole plant (toàn b cây)
Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

6


B ph n s d ng chính c a cây húng chanh n ð là c .

Hình 1.2: C húng chanh n ð
(Ngu n: [53]

Trong r

c

c a cây có ch a m t lo t các h p ch t forskolin như

deactylforskolin, 9-deoxyforskolin; 1,9-deoxyforskolin; 1, 9 - dideoxy - 7 –
deacetylforskolin (Ammon và Kemper, 1982) [14], (De Souza và Shah, 1988) [22].
H p ch t forskolin chính đư c s d ng trong nghiên c u có tên là 7 β - acetoxy - 8,
13-epoxy-1α, 6 β, 9 α- trihydroxylabd-14-ene-11-one (Alasbahi RH và Melzig MF,

2012) [13].

Hình 1.3: H p ch t forskolin
Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

7


Forskolin hay cịn g i là colforsin, coleonol đươc phát hi n ñ u tiên vào năm
1974 (Saksena và c ng s , 1985) [40] có cơng th c phân t : C22H34O7; đi m nóng
ch y: 230 – 232oC; tr ng lư ng phân t : 410,5 (anhydrous). Forskolin có th hịa tan
trong

các

dung

mơi

h u

cơ

như

ethanol,

chloroform

và

DMSO

(www.sigmaaldrich.com)[54] .
Shah và c ng s (1980) [42] đã ch ra r ng forskolin ch có trong C. forskohlii
mà khơng h có trong các lồi Coleus khác như C. amboinicus, C. blumei, C. canisus,
C. malabaricus, C. parviflorus và C. spicatus.
Forskolin là m t labdane diterpenoid có tác d ng làm gi m huy t áp, kích ho t
men andenylate cyclase và làm tăng n ng ñ AMP vòng (adenosine monophosphate)
(De Souza và c ng s , 1983) [23]. AMP ñư c coi là m t s gi truy n tín hi u t t
bào này sang t bào khác.
D n xu t c a forskolin: 5-6-deoxy-7-deacetyl-7-methyl amino carbon forskolin
(HIL 568), là m t ch t có ti m năng trong vi c ñi u tr b nh tăng nhãn áp và 6-3dimethylaminopropionyl forskolin hydrochloride (NKH 477) là ch t có kh năng ch a
b nh tim (Hosono và c ng s , 1990) [28].
Các labdan diterpene glycosides g m forskoditerpenoside A, B, C, D và E
(Shan và c ng s ., 2007) [43].
Ngoài ra trong r húng chanh

n ð còn ch a m t s h p ch t khác như: 14-

deoxycoleon U, demethylcryptojaponol, alpha-amyrin, betylic acid, alpha-cedrol and
betasitosterol (Xu LL và c ng s , 2005) [50].
1.1.3. Tác d ng dư c lý
1.1.3.1. Tác d ng chung
n ð , tác d ng ch a b nh chính c a Coleus là

c c a C. forskohlii. C.

amboinicus, C. blumei, C. malabaricus and C. scutellaroides. Chúng ch y u ñư c s
d ng ñ ñi u tr b nh l và r i lo n tiêu hóa (De Souza và c ng s , 1983) [23]. Húng

chanh n ð ñư c s d ng r ng rãi
khác nhau.

nhi u nư c khác nhau cho vi c ñi u tr các b nh

Châu Phi lá cây ñư c s d ng như m t ch t long ñ m, thu c ñi u kinh

và thu c l i ti u. T i Brazil nó l i đư c s d ng trong vi c ñi u tr r i lo n ñư ng ru t

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

8


(Valdes và c ng s , 1987) [47]. Ngoài ra nó cịn đư c s d ng như m t lo i rau thơm
nð .
Trong h th ng y h c Ayurvedic, húng chanh

n ð ñư c s d ng ñ ñi u tr

b nh tim, ñau b ng, r i lo n đư ng hơ h p, m t ng , co gi t, hen suy n, viêm ph qu n,
r i lo n ñư ng ru t, táo bón, đ ng kinh, đau th t ng c (Ammon và Muller, 1985) [15].
R cây cũng ñư c s d ng ñ ñi u tr trong vi c t y giun và ñi u tr nh t mưng
m , khi tr n v i mù t t nó cịn đư c dùng ñ ñi u tr b nh chàm và nhi m trùng da.
Forskolin cũng ñư c s d ng trong các lo i thu c ngăn ng a b c tóc, và giúp
khơi ph c l i mái tóc bình thư ng.
Ngồi tác d ng là m t cây thu c, c lồi cây này cịn ch a tinh d u có m t mùi
khá h p d n. Vì v y nó cịn đư c s d ng làm ch t t o hương trong ngành công nghi p
th c ph m, và có th dư c s

d ng như m t ch t kháng khu n (Chowdhary và

Sharma, 1998) [21].
Cơ ch tác đ ng chính c a forskolin là làm tăng n ng ñ cyclic adenosine
monophosphate (cAMP) thơng qua vi c kích ho t tr c ti p các enzyme adenyl cyclase
(Metzger H và c ng s , 1981) [33]. Forskolin ñư c ch ng minh là làm tăng n ng đ
cAMP hình thành trong t t c các t bào nhân chu n.
1.1.3.2. Cơ ch
• Húng chanh n ð và r i lo n tim
H p ch t forskolin trong c húng chanh
adenylate cyclase và làm tăng n ng đ AMP vịng

n ð kích ho t tr c ti p lên men
nhi u mô và t bào, AMP vịng là

m t h p ch t đi u hịa quan tr ng trong t bào, nó ho t hóa nhi u enzyme khác có liên
quan t i nhi u ch c năng ña d ng c a t bào. Các tác d ng sinh lý và sinh hóa c a vi c
tăng n ng đ AMP vịng bao g m: c ch s ho t hóa ti u c u, c ch quá trình phá
v các h t trong đ i th c bào và phóng thích histamin, làm tăng l c co bóp c a cơ tim,
làm giãn các ñ ng m ch và các cơ trơn khác, làm tăng ti t insulin và làm tăng ch c
năng tuy n giáp tr ng. ( [51]

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

9


• Húng chanh n ð và các b nh v hơ h p
Forskolin có tác d ng t t đ i v i các b nh v đư ng hơ h p như hen suy n và
viêm ph qu n vì v y forskolin đư c s d ng trong ñi u tr hen suy n (Bruka, 1986)

[19]. Nó có tác d ng ch n các cơn co th t ph qu n.
• Húng chanh n ð và b nh tăng nhãn áp
B nh tăng nhãn áp (glocom) là b nh trong đó áp su t trong m t q cao, do s
m t cân b ng lư ng th y d ch trong m t, lư ng th y d ch đư c th i ra ngồi ít hơn
lư ng th y d ch ñư c ti t ra, gây t n thương th n kinh th giác d n đ n mù lịa n u
khơng đư c ch a tr k p th i.
Húng chanh

n ð ñư c dùng trong vi c làm nh b t ch ng năng nhãn áp.

nh hư ng c a forskolin ñ n b nh này đư c mơ t l n đ u tiên b i Caprioli J. (1983)
[20]. Các nghiên c u đã ch ra r ng nó có kh năng làm gi m áp l c trong m t

th ,

kh , và con ngư i.
• Húng chanh n ð và ung thư
Nghiên c u cho th y coleus là m t ch t c ch m nh kh i u

chu t. ðây là căn c

cho th y Húng chanh n ð có th đư c s d ng đ ngăn ch n các kh i u di căn ngư i.
• Húng chanh n ð và b nh béo phì
Henderson và c ng s cho r ng, Húng chanh n ð có th giúp gi m thi u vi c
tăng cân

nh ng ph n th a cân mà khơng có tác d ng ph v m t lâm sàng. Tác

d ng gi m cân c a chúng ñã ñư c nghiên c u

chu t (Kavitha C và c ng s , 2010)

[30]; (Han L.K và c ng s 2005) [25] và Húng chanh

n ð ñã làm gi m tr ng lư ng

cơ th , gi m lư ng ch t béo tích t trong nh ng con chu t.
Trong m t nghiên c u g n ñây, 6 ph n s d ng 25 mg Húng chanh

nð 2

l n m i ngày trong 8 tu n đã gi m trung bình 10 pounds và gi m g n 8% lư ng ch t
béo c a cơ th .
• Húng chanh n ð và ch c năng mi n d ch
Húng chanh

n ð tăng cư ng h mi n d ch b ng cách kích ho t các đ i th c

bào và t bào lympho.
• Húng chanh n ð và b nh v y n n
Trong b nh v y n n, t bào phân chia nhanh hơn bình thư ng kho ng 1000 l n.
Húng chanh

n ð giúp gi m b t b nh v y n n b ng cách bình thư ng hóa t l

cAMP/cGMP.
Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

10

Ngồi ra Húng chanh

n ð cịn đư c s d ng trong ngành m ph m như ng d ng

ñ s n xu t kem ch ng n ng, thu c dư ng tóc, kem dư ng da…

1.2. T ng quan tình hình nghiên c u húng chanh n ð
Húng chanh n ð (Coleus forskohlii) là m t loài th c v t có nhi u tác d ng dư c
lý. Do đó, các nghiên c u t p trung ch y u ñ n nhân gi ng, tách chi t, phân tích dư c lý
và áp d ng h p ch t forskolin trên các phương th c ñi u tr các b nh khác nhau

con

ngư i như b nh eczema, b nh hen suy n, b nh v y n n, b nh r i lo n tim m ch và cao
huy t áp. Trong nhân gi ng húng chanh n ð hi n nay có hai bi n pháp nhân gi ng là
nhân gi ng b ng phương pháp truy n th ng và nhân gi ng in vitro.
1.2.1. Nhân gi ng b ng phương pháp truy n th ng
Cây ñư c nhân gi ng b ng h t và giâm cành. Nhân gi ng b ng h t khá khó
khăn, t c đ nhân gi ng ch m và g p b t l i v i s phân ly tính tr ng cịn giâm cành là
m t bi n pháp hi u qu và kinh t hơn. Khi giâm cành ngư i ta c t 1 ño n dài 10,00 –
12,00 cm v i 3 - 4 c p lá r i ñem tr ng trong vư n ươm đ kích thích ra r . Khi ng n
c t ñư c 1 tháng tu i và đ r chúng đư c đem ra tr ng

ngồi ñ ng. Th i gian thích

h p nh t cho canh tác là t tháng 6 ho c tháng 7 ñ n tháng 9 ho c tháng 10 và cây t
cành giâm có chi u dài thích h p là 60,00 cm. C n ph i thư ng xuyên chăm sóc, làm
c , tư i nư c và th c hi n các bi n pháp b o v (Rajamani và Vadivel, 2009) [38].

Hình 1.4: Ru ng tr ng húng chanh n ð
(Ngu n: [53]

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

11


Cây tr ng c n ñư c ñáp ng ñ v phân bón h u cơ và vơ cơ. Lư ng phân h u
cơ c n thi t là 140 kg/ha bón vào ngày th 30 đ n ngày 45 sau khi tr ng cây. ð ñ t
năng su t t i ña v i kh i lư ng c tươi là 120 t n/ha kh i lư ng khô là 3982 t n/ha
nên k t h p gi a N, P2O5, K2O v i lư ng bón tương ng là 40 kg/ha, 60 kg/ha và
50kg/ha (Veeraragavathatham và c ng s , 1985) [48].
Cây tr ng có th đư c thu ho ch sau 4,5 – 5 tháng sau khi tr ng. Ph n c húng
chanh

n ð ñư c thu ho ch, r a s ch và phơi khô. Trung bình có th thu đư c 800 –

1000kg/ha c khơ. Tuy nhiên n u vi c canh tác ñư c th c hi n thích h p năng su t có
th lên đ n 2000 – 2200 kg/ha c khơ (Rajamani và Vadivel, 2009) [38].
1.2.2. Nhân gi ng in vitro
S d ng k thu t nuôi c y mô t bào, quy trình t o cây hồn ch nh ch c n 35 40 ngày khi nuôi c y khúc c t ch i trên môi trư ng MS b sung 0,57 M IAA (Indole3-Acetic Acid) và 0,46 M Kinetin v i h s nhân ch i tr c ti p là 12,50 ch i/m u.
Sau đó, các ch i non ñ u ra r v i t l 100% và đ t t l s ng sót cao sau khi thu n
hóa và tr ng trên đ t. S thành cơng c a s nhân nhanh này đư c quy t ñ nh b i các
hormone th c v t, th i gian gi m xu ng còn 1/3 so v i phương pháp truy n th ng.
Nhân gi ng in vitro ñư c s d ng nhi u trong nhân gi ng và b o t n lo i húng
chanh

n ð v i v t li u ña d ng như ch i m m, lá, ng n. Sen và Sharma (1991) [41]

s d ng Kinetin 2 ppm và IAA 1 ppm kích thích s t o r c a khúc c t ch i và sau đó
cây con ñư c tr ng trên ñ ng ru ng cho kh năng phát tri n r t t t. Tương t , ng n ch i
t cây con 30 ngày tu i t h t, vơ trùng đư c s d ng ñ nhân nhanh v i 2 ppm 6benzylaminopurine (Sen và Sharma, 1991) [41].
Ngoài ra Reddy và c ng s (2001) [39] đưa ra quy trình t o cây con t mơ s o
có ngu n g c t lá khi nuôi c y trên môi trư ng MS có b sung 1 ppm BAP v i 2 ppm
NAA (1-naphthalene acetic acid) và s tái sinh c a ch i có th quan sát sau 7 tu n nuôi
c y (Anbazhagan và c ng s , 2005) [16]. Lư ng forskolin c a cây húng chanh

nð

có ngu n g c in vitro tương ñương v i cây tr ng t nhiên.
Quá trình t o cơ quan ch i và cây con v i hi u su t cao khi ti n hành trên mô
s o t lá c a lồi. Mơ s o đư c hình thành trên mơi trư ng MS có b sung 2,40 M
Kinetin. Sau đó, ch i đư c t o thành t mơ s o khi nuôi c y trên môi trư ng b sung
Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

12


0,46 M Kinetin và 0,54 M NAA v i t l nhân ch i cao nh t ñ t ñư c sau l n c y
chuy n th 6 v i hơn 150 ch i trên m t c m mô s o. Cu i cùng, ch i con ra r trên
mơi trư ng MS ½ khơng b sung hormone và t l tái sinh cây trên ñ t r t cao. Lư ng
ho t ch t forskolin thu ñư c

r khô cây t nhân gi ng in vitro và cây ngồi đ ng sau

6 tháng tr ng ngang nhau khi ñ nh lư ng b ng phương pháp TLC và HPLC (Inamdar
và c ng s , 1984) [29].
ð i v i nư c ta, húng chanh
t

n ð là m t gi ng cây tr ng m i ñư c nh p v

n ð , do đó thơng tin v lồi cây này chưa nhi u. Phía B c Trung tâm cây thu c

thu c Vi n dư c li u cũng ñang ti n hành tr ng và kh o sát, phía Nam hi n chưa có
đơn v nào tr ng lo i cây húng chanh l y c này.
1.3. Phương pháp khí canh
1.3.1. Khái ni m
Khí canh là h th ng mà r cây ñư c ñ t trong mơi trư ng bão hịa v i các gi t
dinh dư ng ñư c phun liên t c hay gián ño n dư i d ng sương mù (Steiner, 1997)
[45].

h th ng này cây ñư c tr ng trong nh ng l

các t m polystyrene ho c v t

li u khác, nhưng r cây ch ñư c treo lơ l ng trong mơi trư ng khơng khí phía dư i
t m đ . Trong h p có h th ng phun mù, h p đư c che kín sao cho r n m trong h p
ñư c phun ñ nh kỳ vài phút m t l n. V i h th ng này không ph i dùng giá th trơ,
dinh dư ng ñư c phun tr c ti p ñ n r , oxy ñư c cung c p ñ y ñ .
Ho t ñ ng c a h th ng khí canh d a trên nguyên t c: dung d ch dinh dư ng
ñư c phun tr c ti p vào h th ng r c a cây tr ng dư i d ng sương mù theo ch ñ
ng t quãng (Hason, 1980) [26], (Soffer và Burger, 1998) [44].
Cơng ngh này đư c xem như là bư c ñ t phá trong lĩnh v c nghiên c u và s n
xu t gi ng vơ tính cây tr ng. Các nhà nhân gi ng in vitro g i k thu t này là th h
m i c a cơng ngh nhân gi ng và cho r ng đây s là phương pháp nhân gi ng vơ tính
cây tr ng quan tr ng c a th k 21. K thu t này có th thay th phương pháp nhân
gi ng b ng k thu t nuôi c y mô t bào do có l p đ t h th ng l c kh trùng dung d ch
và khơng khí bu ng tr ng. Tồn b các khâu đi u khi n pH, ñ EC c a dung d ch,

nhi t đ c a dung d ch và mơi trư ng đ u đư c t đ ng hóa nh các ph n m m
chuyên d ng. Công ngh này là s ph i h p gi a công ngh sinh h c, công ngh tin
Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

13


h c, công ngh v t li u m i và cơng ngh t đ ng hóa. Cơng ngh này cho phép nhân
ñư c nhi u lo i cây tr ng, chu kỳ nhân gi ng nhanh hơn nhi u hơn, công su t tăng 30
l n so v i k thu t truy n th ng, lo i b khâu kh trùng (môi trư ng, m u v t) r t
ph c t p trong nuôi c y mô, ti t ki m lao ñ ng, v t li u, gi m giá thành.

Cây
con

Màng ph
nilon

H p
x p

Vòi phun
dung
d ch
d ng
sương
mù
Máy
bơm
ng h i

dinh
dư ng

B dung
d ch dinh
dư ng

ng d n
dinh
dư ng

Hình 1.5: Sơ đ h th ng khí canh
(Theo Soffer, H. & Burger D.W 1988) [44]
1.3.2. Ưu, như c ñi m c a phương pháp khí canh
1.3.2.1. Ưu đi m
-

Mơi trư ng hồn tồn s ch b nh, khơng c n dùng thu c tr sâu b nh, chu trình

khép kín t tr ng đ n thu ho ch, ti t ki m ñư c nư c và dinh dư ng, cây sinh trư ng
nhanh và cho năng su t cao, đi u khi n đư c mơi trư ng ni tr ng. Ngồi ra cịn có
nh ng l i ích: gi m chi phí v nư c 98%, gi m chi phí v phân bón 95%, gi m chi phí
v thu c b o v th c v t 99%, tăng năng su t cây tr ng lên 45% ñ n 75% (Nguy n
Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

14


Quang Th ch, 2006) [7].
-

Không ph i tư i nư c, d thanh trùng và ki m soát d ch b nh.

-

Gi m b t cơng lao đ ng do khơng ph i làm đ t, x i xáo và làm s ch c d i

trong q trình canh tác.
-

Có th

ng d ng s n xu t gieo ươm cây gi ng s ch b nh tr ng trong nhà kính,

nhà lư i hi n đ i.
-

Thúc đ y trình ñ s n xu t nông nghi p ngày càng phát tri n theo hư ng nông

nghi p công ngh cao.
1.3.2.2. Như c ñi m
-

ð u tư ban ñ u l n.

-

u c u v trình đ k thu t cao v công ngh s n xu t cũng như vi c hi u bi t

ñ y ñ v ñ c tính sinh v t, hóa h c c a cây tr ng, phân bón, hóa ch t… cho cây.

-

Ngư i s n xu t ph i có nh ng hi u bi t cơ b n ñ ñi u khi n h th ng.

-

Ngu n nư c ñưa vào ph i ñ m b o nh ng tiêu chu n nh t ñ nh và trư c khi ñưa

vào canh tác ph i kh trùng c n th n.
-

H th ng này c n ph i có ngu n ñi n n ñ nh, m t ñi n s gây ngưng tr ho t

đ ng c a tồn b h th ng, hao t n ñi n năng.
1.3.3. M t s nhân t k thu t nh hư ng ñ n quá trình nhân gi ng và tr ng tr t
b ng phương pháp khí canh
1.3.3.1. Dung d ch dinh dư ng
Dung d ch dinh dư ng nh hư ng quan tr ng ñ n s sinh trư ng và phát tri n
c a cây tr ng, là cơ s quy t ñ nh s t n t i, sinh trư ng, phát tri n, năng su t và ph m
ch t c a cây. Theo Galston (1980), cây c n 16 nguyên t thi t y u cho s sinh trư ng
phát tri n: ña lư ng: N, P, K, Ca, Mg, S; vi lư ng: Mn, Fe, B, Cu, Zn, Mo, Cl l y t
dung d ch ñ t, còn l i C, H, O l y t khơng khí. M t s cây cịn địi h i Co và Na
(Adam, 1989) [12]. Năm 1998, Lincoln Taiz ñã b sung thêm 3 nguyên t thi t y u là
Na, Si, Ni. Khi có đ các ngun t thi t y u và năng lư ng ánh sáng thì cây m i có th
t ng h p các ch t h u cơ c n thi t cho các ho t đ ng sinh lý, q trình sinh trư ng, phát
tri n c a cây và hoàn thành chu kỳ s ng c a mình.

Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s khoa h c Nông nghi p ………………………

15