nghiên cứu nuôi cấy mô sẹo và dịch huyền phù cây bắt ruồi drosera indica l.. nhằm thu nhận plumbagin

TÓM TẮT

i

TÓM TẮT TIẾNG VIỆT
Loài cây bắt ruồi Drosera đã đƣợc chứng minh là có giá trị dƣợc tính trong điều trị
các căn bệnh nhƣ: lao, ung thƣ, HIV, tim mạch, ho gà, hen suyễn…kể cả những căn
bệnh do đột biến [Samaj J., 1999]. Thế nhƣng, trong tự nhiên Drosera tƣơng đối
hiếm, là loài có nguy cơ tuyệt chủng, nhiều quốc gia đã phải ban hành luật để bảo
vệ chúng [Blehova A, 1995], [Bonnet M, 1984].Ở Việt Nam, có 3 loài Drosera
[Phạm Hoàng Hộ, 1995]; chƣa loài nào đƣợc nghiên cứu về thành phần hóa học
cũng nhƣ dƣợc tính [Đỗ Tất Lợi]. Do vậy, đề tài đã ra đời với nhu cầu thiết yếu của
nó nhằm bảo tồn nguồn cây Drosera vốn khan hiếm; khai thác tiềm năng dƣợc tính
của 1 loài cây hoang dại ở Việt Nam; đáp ứng nhu cầu thực vật cũng nhƣ về dƣợc
chất 1 cách chủ động. Với đại diện là cây bắt ruồi D. burmanii Vahl đƣợc thu hái ở
Việt Nam, chúng tôi đã thiết lập thành công quy trình vi nhân giống; sàng lọc, thu
nhận và chứng minh cấu trúc của plumbagin, vốn là hoạt chất có giá trị dƣợc tính
cao từ nguồn nguyên liệu in vitro của loài Drosera này. Trong đề tài này, chúng tôi
tập trung nghiên cứu tạo hệ thống nuôi cấy dịch huyền phù tế bào D. burmanii
(thông qua mô sẹo và trực tiếp từ lớp mỏng tế bào) và ứng dụng 1 số kỹ thuật tăng
sinh plumbagin trên dịch huyền phù tế bào: điều kiện nuôi cấy thích hợp (ủ tối, tốc
độ lắc 125 vòng/phút, mật độ tế bào nuôi cấy ban đầu là 2,6×10
4
tế bào/ml), bổ sung
tiền chất (phenylalanine 0,3mM hay tyrosine 0,3mM); chất cảm ứng (acid salicylic
1,5mg/l trong 4 ngày khi dịch huyền phù tế bào đƣợc 8 ngày tuổi); và loại bỏ 2,4-D
trong thành phần môi trƣờng nuôi cấy đều là những kỹ thuật giúp gia tăng tích lũy
plumbagin trong dịch huyền phù tế bào D. burmanii. Trong đó, việc loại bỏ 2,4-D
(từ ngày thứ 8 trở đi) có ảnh hƣởng rõ nhất đến khả năng tích lũy plumbagin trong
dịch huyền phù tế bào D. burmanii, giúp tăng hàm lƣợng plumbagin lên gấp 2,58
lần.

TÓM TẮT

ii

TÓM TẮT TIẾNG ANH
Species of Drosera have been proved to have important phamacognostical
evaluation in treatment of ailments like: tuberculosis, cancer, HIV, cardiovascular,
asthma, whooping cough, without exception of mutation related diseases [Samaj J.,
1999]. Beingrelatively rare in nature, Droseraare such endangered species that
many countries have enacted legislation to protect them [Blehova A, 1995], [Bonnet
M, 1984]. However, among three known species of Drosera in Vietnam
[Pham Hoang Ho, 1995], it is the fact that there has been no publication studying
these species on the chemistry, pharmacology [Do Tat Loi]. There is an urgent need
to adopt conservation measure regionally, which may preserve these valuable
species from being vanished. Moreover, studying in specific potential medicinal
properties of these wild plants may suggest a source of fresh biomass and their
extracted substances for interesting industrial employment. Focusing on D. burmani
Vahl collected inVietnam, the micro propagation has been successfully established.
From these in vitro materials, the screening, isolating and elucidating (both
structural and bioactive properties) of quercertine and plumbagin have also been
carried out.Especially in this thesis is successful application of cell suspension
cultures strategies for D. burmani(via callus and directly via thin cell layers of
tissue) to improve plumbagin yields:choosing appropriate culture conditions (dark
incubation, shaking speed 125 round/minute, cell concentration 2,6×10
4
cells/ml),
precursor addition (phenylalanine 0,3mM or tyrosine 0,3mM); elicitation (salicylic

acid 1,5mg/l in 4 days) on 8 day old cell suspension;2,4-D elimination from media
of 8 day old cell suspesion.Among these, the last strategy is reported to increasing
plumbagin yield to the highest level (2.58 times than control).
MỤC LỤC

iii

MỤC LỤC

MỤC LỤC iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU vi
DANH MỤC BẢNG viii
DANH MỤC HÌNH x
PHẦN MỞ ĐẦU 1
1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1 Đặc điểm giống thực vậtDrosera 4
1.1.1 Đặc điểm phân loại 4
1.1.2 Đặc điểm phân bố 6
1.1.3 Đặc điểm hình thái 7
1.1.4 Đặc tính sinh học 12
1.1.5 Hiện trạng của Drosera trên thế giới [112] 14
1.1.6 Thành phần hóa học 15
1.1.7 Giá trị và tầm quan trọng 18
1.1.8 Tình hình nghiên cứu 21
1.2 Nuôi cấy tế bào thực vật (plant cell cultures) 23
1.2.1 Sự phát sinh cơ quan 23
1.2.2 Sự phát sinh phôi thể hệ 24
2 VẬT LIỆU PHƢƠNG PHÁP 26
2.1 Nuôi cấy in vitrođể tạo nguồn nguyên liệu khởi đầu 26
2.1.1 Vật liệu 26

MỤC LỤC

iv

2.1.2 Phƣơng pháp 26
2.2 Sàng lọc và thu nhận plumabgin từ nguồn nguyên liệu in vitrocủa D.burmani: tìm hợp
chất có khả năng ức chế tăng sinh tế bào bằng phƣơng pháp Sulforhodamine B (SRB)28
2.2.1 Các bƣớc tiến hành sàng lọc để cô lập hoạt chất từ nguồn nguyên liệu in vitro của D.
burmani 30
2.2.2 Xác định cấu trúc và hàm lƣợng hợp chất 31
2.3 Nuôi cấy mô sẹo và dịch huyền phù tế bàoD. burmani nhằm thu nhận plumbagin33
Vật liệu 33
Phƣơng pháp 33
2.3.1 Tạo mô sẹo 33
2.3.2 Tạo dịch huyền phù tế bào 34
2.3.3 Ứng dụng một số kỹ thuật tăng năng suất thu nhận plumbagin lên hệ thống nuôi cấy dịch
huyền phù tế bào 36
2.4 Xử lý thống kê 39
3 KẾT QUẢ -THẢO LUẬN 40
3.1 Nuôi cấy in vitrođể tạo nguồn nguyên liệu khởi đầu 40
3.1.1 Khử trùng nguyên liệu nuôi cấy 40
3.1.2 Nhân giống bằng chồi bên 40
3.1.3 Nhân giống bằng tạo chồi bất định từ lớp mỏng tế bào 43
3.1.4 Tạo rễ và phát triển cây con hoàn chỉnh 45
3.2 Sàng lọc và thu nhận plumbagin từ nguồn nguyên liệu in vitro 46
3.2.1 Xử lý mẫu và điều chế các loại cao chiết 46
3.2.2 Sàng lọc và cô lập hợp chất có khả năng ức chế tăng sinh tế bàoin vitrotheo phƣơng pháp
Sulforhodamine B (SRB) 47
MỤC LỤC

v

3.3 Khảo sát việc ứng dụng một số kỹ thuật làm tăng năng suất thu nhận hoạt chất lên hệ
thống nuôi cấy dịch huyền phù tế bào 52
3.3.1 Tạo mô sẹo 52
3.3.2 Tạo dịch huyền phù tế bào 59
3.3.3 Ứng dụng một số kỹ thuật tăng năng suất thu nhận hoạt chất lên hệ thống nuôi cấy dịch
huyền phù tế bào 63
4 KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 77
4.1 Kết luận 77
4.2 Đề nghị 77
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79
PHỤ LỤC a













DANH MỤC

vi

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
CHỮ VIẾT TẮT
2,4-D : 2,4-dichlorophenoxy acetic acid
ABS : Absorbent
BA : 6-benzylaminopurine
BSA : Bovine Serum Albumine
COSY : COrelation SpectroscopY
DEPT : Distortionless Enhancement by Polarization Transfer
DLD-1 : dòng tế bào ung thƣ ruột kết ở ngƣời
DMSO : Dimethyl sulphoxide
DTT : 1, 4-DiThioTreitol
DW : Dry weight (trọng lƣợng khô)
FBS : Fetal Bovine Serum
FW : Fresh weight (trọng lƣợng tƣơi)
GB5 : Gamborg B5
HMBC : Heteronuclear Multiple Quantum Correlation.
HMQC : Heteronuclear Multiple Bond Correlation.
HPLC : High Performane Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng cao áp)
I : tỷ lệ ức chế sự tăng sinh tế bào (%)
IAA : indoleacetic acid
IBA : 3-indolebutyric acid
IR : Infrared
KN : Kinetine
LB : Luria – Bertani
MS : Murashige & Skoog, 1962
NAA : Naphthalene Acetic Acid
NMR : Nuclear Magnetic Resonance
DANH MỤC

vii

OD : Optical Density
PAL : Phenylamine ammonia lysase
PBS : Phosphate Buffer Saline
PVP : Poly Vinyl Pyrrolidone
SRB : SulfoRhodamine B
TAL : Tyrosine ammonia lyase
TBS : Tris Buffered Saline
TCA : Trichloroacetic acid
TTC : TriphenylTetrazolium Chloride
UV : Ultra Violet

KÍ HIỆU
J : Hằng số ghép cặp
MHz : Megahertz
s, d, t : Singlet (mũi đơn), Doublet (mũi đôi), Triplet (mũi ba)
DANH MỤC

viii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các loài Drosera thiên nhiên chứa plumbagin và 7-methyljuglone [99] 16
Bảng 1.2. Các loài Drosera in vitro chứa plumbagin và 7-methyljuglone [99] 16
Bảng 1.3. Các naphthoquinone vi lượng được tách chiết từ Drosera [99] 16
Bảng 1.4. Dược tính và các hoạt tính ứng dụng khác của dịch chiết Drosera [99] 19
Bảng 1.5. Hoạt tính chống thụ thai công bố gần đây nhất của D. burmani [73] 20
Bảng 1.6. Những nghiên cứu về nhân giống in vitro giống Drosera 21
Bảng 1.7. Những nghiên cứu ứng dụng công nghệ nuôi cấy tế bào thực vật trong thu
nhận hoạt chất từ các loài thực vật cùng họ với Drosera 22

Bảng 2.1. Các nghiệm thức được bố trí việc bổ sung hay không bổ sung 2,4-D 38
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của BA (mg/l) lên sự nhân chồi bên 41
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của BA (mg/l) lên sự tạo chồi bất định từ phát hoa 43
Bảng 3.3. Phần trăm nước của hai loại nguyên liệu tươi Drosera in vitro (%) 46
Bảng 3.4. Thu suất các loại cao từ bột cây D.burmani 46
Bảng 3.5. Tỷ lệ (%) ức chế sự tăng sinh dòng tế bào ung thư ruột kết DLD-1 sau khi cảm
ứng 48 giờ của các cao chiết (100µg/ml) 47
Bảng 3.6. Kết quả sắc ký cột silica gel trên cao chloroform của D. burmani 48
Bảng 3.7. Tỷ lệ (%) ức chế sự tăng sinh dòng tế bào ung thư ruột kết DLD-1 sau khi cảm
ứng 48 giờ của các phân đoạn (100µg/ml) 49
Bảng 3.8. Kết quả sắc ký cột phân đoạn 3 của bảng 3.14 50
Bảng 3.9. Phổ
1
H-NMR,
13
C-NMR và HMBC của hợp chất B 51
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của nền khoáng, nồng độ đường lên khả năng sống của lớp
mỏng tế bào 53
DANH MỤC

ix

Bảng 3.11 . Tỷ lệ mẫu tạo mô sẹo từ lá và rễ D. burmani 54
Bảng 3.12. Tỷ lệ % mẫu tạo mô sẹo từ lá dưới ảnh hưởng của 2,4-D, KN, NAA 56
Bảng 3.13. Tỷ lệ mẫu tạo mô sẹo từ rễ dưới ảnh hưởng của 2,4-D, KN, NAA 57
Bảng 3.14. Hàm lượng plumbagin tích lũy trong các loại mô khác nhau 63
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của mật độ tế bào nuôi cấy ban đầu đến thời gian tăng trưởng
của dịch huyền phù tế bào rễ Drosera 64
Bảng 3.16. Ảnh hưởng ánh sáng và tốc độ lắc lên sự tăng trưởng và tích lũy plumbagin
66

Bảng 3.17. Ảnh hưởng của 2,4-D lên sự tăng trưởng và sự tích lũy plumbagin của dịch
huyền phù tế bào 68
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của phenylalanine và tyrosine lên sự tăng trưởng và sự tích lũy
plumbagin của dịch huyền phù tế bào D. burmani 71
Bảng 3.19.Ảnh hưởng của acid salicylic lên lên sự tăng trưởng và sự tích lũy plumbagin
của dịch huyền phù tế bào 74
Bảng 3.20. Kết quả định lượng plumbagin trong dịch huyền phù tế bào D. burmani đã
được ứng dụng kỹ thuật làm tăng năng suất thu nhận plumbagin bằng HPLC 75

DANH MỤC

x

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cây phát sinh loài trong các phân giống thuộc giống Drosera dựa trên trình tự
DNA chloroplast rbcL và DNA nhân 18S ribosome [122] 5
Hình 1.2. Sự phân bố Drosera trên thế giới (vùng có màu xanh lá) [121] 6
Hình 1.3. Các dạng cấu trúc thân của Drosera 7
Hình 1.4. Các hình dạng khác nhau của lá và lông tuyến Drosera [127] 8
Hình 1.5. Màu sắc đa dạng của hoa Drosera [130] 10
Hình 1.6. Mặt cắt ngang của hoa Drosera 10
Hình 1.7. Các dạng nang chứa hạt của Drosera [125] 11
Hình 1.8. Hình thái hạt Drosera [56] 11
Hình 1.9. Phương tiện và cơ chế bắt côn trùng của D. indica L. 13
Hình 1.10. Cấu trúc hóa học của các naphthoquinone và naphthoquinone-glucoside tách
chiết từ các loài Drosera [22]. 17
Hình 1.11. Một số flavonoid và flavonoid glucoside có trong Drosera 17
Hình 1.12. Một số hình thái lạ mắt của Drosera [131] 20
Hình 2.1 . Sơ đồ phương pháp nhân giống bằng chồi bên [7] 27
Hình 2.2. Sơ đồ phương pháp nhân giống bằng chồi bất định [64] 28

Hình 2.3. Buồng đếm tế bào và quy tắc đếm trong 1 ô lớn có thể tích 0,1mm
3
37
Hình 3.1. Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của BA lên sự tạo chồi bên của D. burmani 41
Hình 3.2.Ảnh hưởng của BA lên sự nhân chồi bên từ đốt thân D. burmani sau 5 tuần 42
Hình 3.3. Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của BA lên sự tạo chồi bên của D. burmani 44
Hình 3.4. Sự tái sinh chồi bất định từ ngọn phát hoa D. burmani 44
DANH MỤC

xi

Hình 3.5. Cây con hoàn chỉnh với đầy đủ các bộ phận, kể cả rễ trên môi trường MS lỏng
45
Hình 3.6. Biều đồ thể hiện tỷ lệ % ức chế tăng sinh tế bào DLD-1 của các loại cao chiết
47
Hình 3.7. Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ (%) ức chế tăng sinh dòng tế bào DLD-1sau khi cảm
ứng 48 giờ của các phân đoạn 49
Hình 3.8. Cô lập và thu nhận hoạt chất B 50
Hình 3.9. Biều đồ thể hiện ảnh hưởng của nền khoáng và nồng độ đường lên khả năng
sống của lớp mỏng tế bào 53
Hình 3.10. Hình thái mô sẹo được tạo thành từ lá D.burmani 55
Hình 3.11. Hình thái mô sẹo được tạo thành từ rễ D.burmani 55
Hình 3.12. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ mẫu tạo mô sẹo dưới ảnh hưởng của 2,4-D, NAA, KN 57
Hình 3.13. Hình thái mô sẹo dưới tác động kết hợp của 3 loại hormone 58
Hình 3.14. Dịch huyền phù tế bào được tạo thành từ mô sẹo 60
Hình 3.15. Dịch huyền phù tế bào được tạo thành trực tiếp từ lớp mỏng tế bào 61
Hình 3.16. Tế bào D. burmani bắt màu hồng khi nhuộm TTC – A: tế bào trong dịch
huyền phù từ mô sẹo; B: tế bào trong dịch huyền phù từ lớp mỏng tế bào. 62
Hình 3.17. Đường cong tăng trưởng của các dịch huyền phù tế bào D. burmani có mật
độ tế bào ban đầu khác nhau 64

Hình 3.18. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của ánh sáng và tốc độ lắc lên sự tăng trưởng và
sự tích lũy plumbagin 66
Hình 3.19. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của 2,4-D lên sự tăng trưởng và tích lũy
plumbagin 69
Hình 3.20. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của phenylalanine và tyrosine lên sự tăng trưởng
và tích lũy plumbagin của dịch huyền phù tế bào D. burmani 72
DANH MỤC

xii

Hình 3.21. Con đường tổng hợp plumbagin từ tiền chất tyrosine thông qua các đơn vị
acetate [39] 73
Hình 3.22. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của acid salicylic lên sự tăng trưởng và sự tích
lũy plumbagin của dịch huyền phù tế bào 74
Hình 3.23. Sinh tổng hợp plumbagin ở Drosera và một số yếu tố tác động lên quá trình
sinh tổng hợp 76

PHẦN MỞ ĐẦU

1

PHẦN MỞ ĐẦU
Tên đề tài/dự án: NGHIÊN CỨU NUÔI CẤY MÔ SẸO VÀ DỊCH HUYỀN PHÙ
CÂY BẮT RUỒI DROSERA BURMANI VAHL NHẰM THU NHẬN
PLUMBAGIN
Chủ nhiệm đề tài/dự án: QUÁCH NGÔ DIỄM PHƢƠNG
Cơ quan chủ trì: Trung tâm phát triển khoa học và công nghệ trẻ
Thời gian thực hiện: 12 tháng
Kinh phí được duyệt: 80 triệu đồng
Kinh phí đã cấp: 70 triệu đồng theo TB số: TB-SKHCN ngày /

Mục tiêu:
Do vậy, đề tài đã ra đời với nhu cầu thiết yếu của nó nhằm mục tiêu:
Bảo tồn nguồn cây Drosera vốn khan hiếm;
Khai thác tiềm năng dƣợc tính của 1 loài cây hoang dại ở Việt Nam;
Đáp ứng nhu cầu thực vật cũng nhƣ về dƣợc chất 1 cách chủ động.
Nội dung thực hiện:
Với đại diện là cây bắt ruồi D. burmani Vahl đƣợc thu hái ở Việt Nam, chúng tôi đã
thành công:
Thiết lập thành công quy trình vi nhân giống;
Sàng lọc, thu nhận và chứng minh cấu trúc của plumbagin, vốn là hoạt chất
có giá trị dƣợc tính cao từ nguồn nguyên liệu in vitro của loài Drosera này.
Áp dụng đƣợc 1 quy trình định lƣợng plumbagin thích hợp bằng phƣơng
pháp HPLC
Tạo hệ thống nuôi cấy dịch huyền phù tế bào D. burmani (thông qua mô sẹo
và trực tiếp từ lớp mỏng tế bào)
Tối ƣu hóa đƣợc điều kiện nuôi cấy dịch huyền phù D. burmani để thu đƣợc
dịch huyền phù có hàm lƣợng plumbagin cao nhất:
PHẦN MỞ ĐẦU

2

Điều kiện nuôi cấy thích hợp (ủ tối, tốc độ lắc 125 vòng/phút, mật độ tế bào
nuôi cấy ban đầu là 2,6×10
4
tế bào/ml),
Bổ sung tiền chất (phenylalanine 0,3mM hay tyrosine 0,3mM); chất cảm
ứng (acid salicylic 1,5mg/l trong 4 ngày khi dịch huyền phù tế bào đƣợc 8
ngày tuổi);
Loại bỏ 2,4-D trong thành phần môi trƣờng nuôi cấy đều là những kỹ thuật
giúp gia tăng tích lũy plumbagin trong dịch huyền phù tế bào D. burmani.

Trong đó, việc loại bỏ 2,4-D (từ ngày thứ 8 trở đi) có ảnh hƣởng rõ nhất đến
khả năng tích lũy plumbagin trong dịch huyền phù tế bào D. burmani, giúp
tăng hàm lƣợng plumbagin lên gấp 2,58 lần.
Sản phẩm:
Quy trình tạo dịch huyền phù D. burmani làm nguồn nguyên liệu thu nhận
plumbagin:
1. Sinh khối tế bào D. burmani trong dịch huyền phù đạt 64.3g/lít
2. Hoàn toàn không bị tạp nhiễm
3. Thời gian nuôi cấy từ cây con in vitro cho đến khi thu đƣợc dịch
huyền phù ổn định là 3 tháng
4. Hàm lƣợng plumbagin đƣợc xác định khoảng 0.05% FW (so với trọng
lƣợng tƣơi sinh khối)
Bài báo: 3 bài
1. Nhân giống in vitro Cây Bắt ruồi Drosera burmani Vahl để thu nhận
một hợp chất quinone có hoạt tính sinh học. Tạp chí Phát triển Khoa
học & Công nghệ, ĐH Quốc gia TP. HCM.Tập 10, tháng 4/2007,
trang 59-66.
2. Nuôi cấy mô sẹo và dịch huyền phù tế bào cây Bèo đất Drosera
burmani Vahl cho mục tiêu thu nhận quinone. Tạp chí Phát triển Khoa
học & Công nghệ, ĐH Quốc gia TP. HCM. Tập 13, tháng 2/2010,
trang 53-61
PHẦN MỞ ĐẦU

3

3. Thử nghiệm tăng sinh hàm lƣợng quinone trong cây Drosera burmani
VAHL in vitro bằng phƣơng pháp sử dụng tác nhân cảm ứng
(elicitor). Tạp chí Công Nghệ Sinh Học, 8(3B)/2010:1439-1444
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

4

1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Đặc điểm giống thực vậtDrosera
1.1.1 Đặc điểm phân loại
Theo hệ thống phân loại thực vật của Takhtajan, Droserathuộc: [9]
Giới: Plantae (Thực vật)
Ngành: Magnoliophyta (Ngọc Lan)
Lớp: Magnoliopsida (Ngọc Lan)
Phân lớp: Rosidae (Hoa Hồng)
Bộ: Caryophyllales
Họ: Droseraceae
Giống: Drosera
Tên tiếng Anh: Sundew, Sondou, Doublom
Droseralà giống thực vật chiếm số lƣợng loài nhiều nhất trong nhóm thực vật ăn
thịt, với hơn 188 loài [77]. Năm 1994, Seine và Barthlott đã chia các loài thuộc
giống Droseravào 11 nhóm (section) thuộc 3 phân giống (subgenus) (hình 1.1)
Phân giống Drosera: là phân giống lớn nhất, các loài thuộc phân giống này
đƣợc chia thành 7 section gồm Drosera, Ptycnostigma, Thelocalyx,
Phycopsis, Bryastrum, Lasiocephala, Coelophylla
Phân giống Ergaleium: các loài thuộc phân giống này đƣợc chia thành 3
section gồm Stoloniferae, Erythrorhizae, Ergaleium
Phân giống Regiae: chỉ gồm 1 loài duy nhất là D. regiae thuộc section
Regiae

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

5

Hình1.1. Cây phát sinh loài trong các phân giống thuộc giống Drosera dựa trên trình
tự DNA chloroplast rbcL và DNA nhân 18S ribosome [122]

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

6


Hình 1.2. Sự phân bố Drosera trên thế giới (vùng có màu xanh lá) [121]
1.1.2 Đặc điểm phân bố
1.1.2.1 Trên thế giới
Các loài Drosera phân bố rộng rãi khắp nơi trên thế giới (hình 1.2).Trong đó, đa số
các loài Drosera có nhiều ở Úc (trong hơn 188 loài thì có hơn 115 loài đƣợc phát
hiện ở Úc), Châu Phi (28 loài), Brazil và một số nƣớc khác ở Bắc Mỹ (17 loài),
Venezuela (17 loài), Châu Á (chủ yếu ở Đông Nam Á) phát hiện khoảng 3-4 loài,
Châu Âu (Pháp, New Zealand ) có khoảng 2-3 loài [31].








1.1.2.2 Trong nước
Theo sách Phạm Hoàng Hộ, ngƣời ta đã từng tìm thấy 3 loài Droseraở Việt Nam là
D. indica L, D. peltata, D. burmaniVahl [4]. Tuy nhiên, cho đến nay, ngƣời dân chỉ
tìm thấy và sử dụng 2 trong số 3 loài này (D. indica, D. burmani) nhƣ những vị
thuốc dân gian [5]. Hai loài Droseranày xuất hiện nhiều ở các tỉnh miền Bắc, Bắc

Trung Bộ (Thái Nguyên, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh), khu bảo tồn thiên nhiên
Bình Châu-Phƣớc Bửu thuộc tỉnh Bà Rịa Vũng Tàuvà khu du lịch sinh thái Bắc
Bình, Bình Thuận.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

7

1.1.3 Đặc điểm hình thái
1.1.3.1 Thân
Hầu hết các loài Droserađều là thân thảo, mềm, mảnh, hình dạng nhỏ. Tuy nhiên,
hình thái của chúngrất đa dạng tùy vào kết cấu của thân:
Thân trên mặt đất, phân nhánh hay không phân nhánh, thân có thể ngắn hay dài
(chiều cao có thể từ 1cm đến 2-3m tùy loài), thẳng hay ở dạng xoắn (hình 1.3a)
Thân tiêu biến, chỉ có lá kết cụm từ một điểm tạo thành dạng hoa hồng úp xuống
hay ngƣợc lên trên mặt đất (hình 1.3b)
Thân rễ hay thân củ ở dƣới đất, lá và cuống lá tủa ra từ thân tạo thành các phiến
mỏng xòe rộng ra từ một điểm (hình 1.3c)

Hình 1.3. Các dạng cấu trúc thân của Drosera

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

8

1.1.3.2 Lá
Lá có chiều dài lá từ 0,5cm (D. pygmaea) đến 60cm (D. binata). Lá có nhiều hình
dạng khác nhau tùy từng loài (hình 1.4), chủ yếu ở 2 dạng: hình ovale (D.
erythrorhiza) hay hình kim (D. binata). Lá mọc cụm về một điểm nhƣ dạng hoa
hồng hay mọc luân phiên đối với loài có thân trên không. Lá kèm có thể phát triển
hay kém phát triển, đôi khi tiêu biến tùy từng loài. Đặc trƣng của lá Drosera là có
nhiều lông tơ có tuyến bao phủ khắp bề mặt phiến lá của chúng.Lông tơ mang nhiều
tuyến tiết này đƣợc tạo bởi một cuống dài, nhỏ, có cấu trúc đa bào và đầu mút tua
cuốn đƣợc tạo bởi 2 lớ ến. Chất keo dính đƣợc tiết ra từ các tế bào tuyến
xuyên qua lớp biểu bì tạo thành những giọt keo (dạng dịch nhầy) ở đầu mút tua
cuốn giúp cây bắt dính và tiêu hóa con mồi.

Hình 1.4. Các hình dạng khác nhau của lá và lông tuyến Drosera [127]
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

9

1.1.3.3 Rễ
Hệ thống rễ của hầu hết các loài Droseratƣơng đối đơn giản: rễ chùm nhƣng chỉ có
một vài nhánh. Ở một số loài, rễ của chúng đƣợc gọi là rễ giả vì chủ yếu chỉ giữ
chức năng nhƣ 1 cơ quan hút nƣớc, cung cấp nƣớc cho cây và giúp cho cây bám
đƣợc vào đất, hoàn toàn không có vai trò trong hấp thu dinh dƣỡng cho cây.
Drosera ở Nam Phi sử dụng rễ của chúng chỉ để trữ nƣớc và chất dinh dƣỡng do
cây chuyển hóa. Một số loài có hệ thống rễ thô và rắn chắc có thể sống sót qua mùa
đông lạnh cho dù thân cây của chúng đã chết.Một số loài khác nhƣ D. adelae và D.
hamiltonii sử dụng rễ của chúng cho mục tiêu nhân giống vô tính thông qua sự nẩy
chồi bất định dọc trên rễ.Còn Drosera ở Úc có thể tạo thành những dạng thân hành
dƣới đất giúp cây sống sót qua mùa hè khô hạn. Rễ của loài Drosera có sắc tố
thƣờng phát triển dài hơn nhiều so với chiều cao thân cây, một cây cao 1cm có thể
có rễ dài đến 15cm bám sâu dƣới lòng đất. D. lasiantha và D. scorpioides cũng có
khả năng hình thành rễ bất định.D. intermedia và D. rotundifolia từng đƣợc công bố
có thể hình thành dạng cộng sinh với nấm Arbuscular mycorrhizas (AMs), giúp cây
dễ dàng hấp thu dinh dƣỡng từ đất [77].
1.1.3.4 Hoa(hình 1.6)
Lƣỡng tính, nhỏ, có dạng tỏa tia, mỗi phát hoa có 3-20 hoa [127].Cũng nhƣ hoa của
các loài thực vật ăn thịt khác, hoa Droserathƣờng đƣợc giữ ở vị trí cao hơn nhiều so
với lá của chúng nhờ cuống hoa hay thân. Sự sắp đặt tự nhiên này ban đầu đƣợc cho

là sự thích nghi của cây để tránh bắt nhầm những tác nhân gây thụ phấn tiềm năng.
Nhƣng gần đây, nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng Droseracuốn hút côn trùng làm
tác nhân thụ phấn và bẫy con mồi làm thức ăn với hai kiểu khác nhau [82]. Do đó,
có thể nói rằng sự sắp đặt tự nhiên của vị trí hoa Drosera(cuống hoa dài) nhằm giúp
nâng hoa lên một vị trí mà ở đó có thể nhận diện đƣợc tác nhân thụ phấn cho chúng
một cách an toàn. Hoa nở chỉ khi chúng đáp ứng với sự nhạy cảm ánh sáng trực tiếp
và toàn bộ hoa tự cũng có tính hƣớng quang, thƣờng di chuyển đến vị trí có ánh
sáng mặt trời [27].
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

10


Hình 1.5. Màu sắc đa dạng của hoa
Drosera [130]




Hình 1.6. Mặt cắt ngang của hoa Drosera
(D. peltata, D. spathulata) [124], [126]
Cánh hoa: 5 cánh rời, hình nêm hay hình trứng, kích thƣớc 5-10 x 3-4mm.Nói
chung, hoa thƣờng có màu trắng, hồng hay hoa cà, có vân. Các loài Droseraở Úc có
dãy màu hoa rộng hơn, bao gồm cam (D. callistos), đỏ (D. adelae), vàng (D.
zigzagia), tím (D. microphylla) (hình 1.5). Hầu hết đều có cánh nhỏ (< 1.5cm),
ngoại trừ 1 số loài đặc biệt nhƣ D. regia và D. cistiflora có cánh rộng (>4cm) [27].
Đài hoa: 5 cánh, màu xanh ngả vàng, mọc từ đế, hình ngọn giáo ở đỉnh rồi thuôn
hẹp dần, kích thƣớc 3-5x 1-2mm, mép liền, có tuyến tiết [127].
Bộ phận sinh dục đực: 5 chỉ nhị hình sợi, dài 3-5mm [127]. Hạt phấn thƣờng kết
lại với nhau thành từng đơn vị bộ bốn nhờ sự kết dính giữa các vách, đây là một cấu

trúc duy nhất có ở thực vật hạt kín. Bộ bốn hạt phấn này hoạt động nhƣ một đơn vị
riêng biệt và một lƣợng nhiều hơn số hạt phấn này đƣợc xem nhƣ để tăng cƣờng
khả năng tự thụ phấn, vì mỗi hoa trong cụm hoa Drosera nở ra chỉ trong vài giờ vào
buổi sáng.Hầu hết hoa tự thụ phấn nhờ côn trùng. Nếu sự thụ phấn không diễn ra,
hạt phấn và nhụy sẽ tự thụ phấn khi hoa khép cánh [99]
Bộ phận sinh dục cái: bầu nhụy dạng ống, trứng hay dạng cầu méo, có 3 thai tòa, 3
vòi nhụy dính nhau ở đế, thƣờng uốn cong, hƣớng vào trong, đầu nhụy đơn giản
[127]. Bầu noãn thƣợng và chia ngăn, đính noãn ở vách.Noãn đƣợc xác định nhờ sự
kéo dài của phôi tâm và những tế bào biểu bì mở rộng [99].








TỔNG QUAN TÀI LIỆU

11

1.1.3.5 Quả nang và hạt
Quả nang: đƣờng kính 2-6mm (hình 1.7), chứa nhiều hạt [127].
Hạt: hình ellip, hẹp nhƣ một đƣờng thẳng hay hình cánh quạt.Droseracó vỏ hạt ít
phức tạp hơn so với Drosophyllum hay Dionaea. Hạt có vẩy hình mắc lƣới, cấu tạo
gồm 3 phần: 1 lớp vỏ hạt có nhiều lignin, 1 lớp nội nhũ có nhiều tinh bột, và 1 phôi
nhỏ [99], [128] (hình 1.8).Hạt thu đƣợc sau một tuần từ khi hoa nở.

Hình 1.7. Các dạng nang chứa hạt của Drosera [125]


Hạt non và chín

Hình 1.8. Hình thái hạt Drosera [56]

Hình thái hạt D. indica (mắc lƣới 6 canh thẳng) và D.
burmani (mắc lƣới 4 cạnh không thẳng)
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

12

1.1.4 Đặc tính sinh học

1.1.4.1 Điều kiện sống
Khí hậu: Drosera thích nghi với các vùng khí hậu khác nhau.Chủ yếu là những nơi
ẩm ƣớt nhƣ những vùng đất thấp lầy, bờ ao, bờ sông hay những vùng đất cao,
thoáng đãng nhƣng có độ ẩm cao; thậm chí có thể chịu đƣợc úng ngập nhƣng không
thể chịu đƣợc khô hạn do hệ thống rễ của chúng cạn, khó ăn sâu vào trong đất tìm
mạch nƣớc ngầm [99], [123].
Đất đai:sống đƣợc ở hầu hết các điều kiện đất đầm lầy, sỏi, cát, đất acid. Đất trồng
Drosera là một hỗn hợp gồm 3/4 đất mùn + 1/4 cát, cát sạch, cát trộn bột than gỗ.
pH: cây chịu đƣợc môi trƣờng acid (pH3) đến môi trƣờng trung tính (pH7), nhờ đó
cây có thể sống đƣợc trên những vùng đất than bùn, có tốc độ phân giải của các hợp
chất hữu cơ thấp [99].
Độ ẩm: 50 - 80%, độ ẩm thấp hơn sẽ làm mất giọt keo dính đầu lông tiết.
Nhiệt độ: chịu đƣợc nhiệt độ cao (>30
0
C) vào mùa hè, và thấp ( 5
0
C) vào mùa
đông [99].
Ánh sáng:cây thích hợp với ánh sáng trực tiếp, tối thiểu từ 6 - 8 giờ chiếu sáng một
ngày. Khi cây sống ở nơi có cƣờng độ ánh sáng cao thì toàn bộ cây sẽ chuyển sang
màu đỏ. Nếu cây không nhận đủ ánh sáng thì tua cuốn sẽ có màu xanh.
Nhu cầu dinh dưỡng: trong những điều kiện tự nhiên, Drosera mọc hầu hết trên
các cơ chất acid, thƣờng thiếu nitrogen và phosphor.Mặt khác, nồng độ muối cao sẽ
ngăn cản sự tăng trƣởng của cây, ảnh hƣởng này biểu hiện rõ hơn sự thiếu hụt côn
trùng trong môi trƣờng [105]. Côn trùng là một nguồn bổ sung nitrogen có giá trị.
Cây sẽ tăng trƣởng tối đa khi đƣợc cung cấp côn trùng; trong khi đó nếu bổ sung
nitrogen vô cơ, cây sẽ tăng trƣởng chậm hơn và sự trổ hoa thƣờng sẽ bị ức chế.
Nhiều nghiên cứu cho thấy nitrogen là một nguồn dinh dƣỡng rất quan trọng cho
Drosera [60].
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

13

1.1.4.2 Cơ chế bắt côn trùng














Phương tiện bẫy mồi:cáibẫy mồi của những loài cây này bao gồm rất nhiều những
lông tơ mang tuyến tiết trên bề mặt lá và thân cây (hình 1.9A), những tuyến tiết này
tiết ra nhiều giọt giống nhƣ keo (dew-drop) (hình 1.9B) thu hút côn trùng. Giọt keo
này không bị khô và mất đi dƣới ánh nắng mặt trời, chính vì lý do này mà loài cây
này đƣợc đặt tên “sundew” [32]. Tế bào tiết của những tuyến tiết sản sinh ra nhiều
enzyme thủy phân protein, chẳng hạn nhƣ protease, acid phosphatase.Khi tuyến tiết
đƣợc kích hoạt, các enzyme này sẽ đƣợc hoạt hóa và đƣợc tiết ra ngoại bào cùng với
một dịch nhầy.Dịch nhầy đƣợc tiết ra bởi tuyến lông (không có những tuyến riêng
biệt để tiết enzyme và chất nhầy), chính chất nhầy này sẽ giữ vai trò bẫy mồi cũng
nhƣ tiêu hóa chúng [99].

Hình 1.9. Phƣơng tiện và cơ chế bắt côn trùng của D. indica L.

A: Lông tơ trên bề mặt lá và thân cây [129], B: Giọt keo dew-drop [129], C:
Con mồi bị thu hút và đến gần lá cây [120], D: Giọt keo bắt dính con mồi
[120], E: Lông tiết cúi gập, giữ chặt con mồi [120]

A

B

E

C
D