Nghiên cứu ứng dụng phương pháp công nghệ sinh học và truyền thống trong nhân giống, tạo sinh khối rễ và trồng trọt cây Đan sâm tại Gia Lâm Hà Nội

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

LÊ TIẾN VINH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ
SINH HỌC VÀ TRUYỀN THỐNG TRONG NHÂN GIỐNG,
TẠO SINH KHỐI RỄ VÀ TRỒNG TRỌT CÂY ĐAN SÂM
(SALVIA MILTIORRHIZA BUNGE) TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016


HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

LÊ TIẾN VINH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP CÔNG
NGHỆ SINH HỌC VÀ TRUYỀN THỐNG TRONG
NHÂN GIỐNG, TẠO SINH KHỐI RỄ VÀ TRỒNG
TRỌT CÂY ĐAN SÂM (SALVIA MILTIORRHIZA
BUNGE) TẠI GIA LÂM, HÀ NỘI

Chuyên ngành: khoa học cây trồng
Mã số: 62.62.01.10

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
1. PGS.TS. Nguyễn Thị Phƣơng Thảo
2. TS. Ninh Thị Phíp

HÀ NỘI - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu đƣợc trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chƣa từng để bảo vệ ở bất
kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã đƣợc cám ơn,
các thông tin trích dẫn trong luận án này đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả luận án

Lê Tiến Vinh

i


LỜI CẢM ƠN
Trƣớc hết, tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới Ban Giám đốc Học Viện,
Ban Quản lý đào tạo, Khoa Nông học, Khoa Công nghệ Sinh học, Bộ môn Cây công
nghiệp và cây thuốc đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu thực hiện
luận án này.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thị
Phƣơng Thảo, TS. Ninh Thị Phíp là những ngƣời hƣớng dẫn khoa học đã tận tâm giúp
đỡ, hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu, thực hiện luận án này.
Cảm ơn Lãnh đạo Cục An toàn thực phẩm đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn
thành chƣơng trình học tập và nghiên cứu.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn các thành viên trong gia đình, bạn bè, đồng
nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.

Tác giả luận án

Lê Tiến Vinh

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan

i

Lời cảm ơn

ii

Mục lục

iii

Danh mục các từ viết tắt

vi

Danh mục các bảng

vii

Danh mục các hình

ix

Trích yếu luận án tiến sĩ

xi

Thesis abstract

xiii

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1

1.1

Đặt vấn đề

1

1.2

Mục tiêu

2

1.3

Những đóng góp mới của luận án

3

1.4

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

3

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

5

2.1

Giới thiệu về cây Đan sâm

5

2.1.1

Nguồn gốc

5

2.1.2

Đặc điểm thực vật học

5

2.1.3

Phân bố

6

2.1.4

Yêu cầu điều kiện sinh thái của cây Đan sâm

7

2.1.5

Giá trị dƣợc liệu

8

2.2

Tình hình sản xuất và tiêu thụ dƣợc liệu Đan sâm

10

2.2.1

Trên thế giới

10

2.2.2

Tại Việt Nam

11

2.3

Cơ sở xác định các biện pháp kỹ thuật trồng

12

2.3.1

Cơ sở xác định thời vụ, mật độ và phân bón cho cây trồng

12

2.3.2

Phƣơng pháp nhân giống cây Đan sâm

14

2.3.3

Mật độ trồng

15

2.3.4

Phân bón

16

2.4

Kỹ thuật nhân giống in vitro

18

iii


2.4.1

Khái niệm và cơ sở của khoa học của phƣơng pháp nhân giống in vitro

18

2.4.2

Tổng quan tài liệu về nghiên cứu nhân giống in vitro

20

2.4.3

Ứng dụng công nghệ nhân giống in vitro trên cây Đan sâm

23

2.5

Tạo và nhân nuôi sinh khối rễ tơ thu nhận hợp chất thứ cấp

24

2.5.1

Cơ chế tạo rễ tơ

25

2.5.2

Các yếu tố ảnh hƣởng tới khả năng cảm ứng tạo rễ tơ nhờ vi khuẩn
Agrobacterium rhizogenes

2.5.3

26

Các yếu tố ảnh hƣởng tới sự tăng sinh khối và khả năng tổng hợp hoạt
chất thứ cấp của rễ tơ

2.5.3

2.5.4

28

Các nghiên cứu tạo và nhân nuôi sinh khối rễ tơ thu nhận hợp chất thứ
cấp ở cây Đan sâm

31

Những nghiên cứu về cây Đan sâm ở Việt Nam

35

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

37

3.1

Vật liệu nghiên cứu

37

3.2

Địa điểm và thời gian nghiên cứu

37

3.2.1

Địa điểm nghiên cứu

37

3.2.2

Thời gian nghiên cứu

37

3.3

Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu

37

3.3.1

Nội dung nghiên cứu

37

3.3.2

Phƣơng pháp nghiên cứu

45

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

51

4.1

Xây dựng quy trình nhân nhanh in vitro cây Đan sâm

51

4.1.1

Tạo vật liệu khởi đầu

51

4.1.2

Nhân nhanh chồi

52

4.1.3

Tạo cây hoàn chỉnh

58

4.1.4

Thích nghi cây ngoài vƣờn ƣơm

63

4.1.5

Quy trình nhân giống in vitro cây Đan sâm

66

4.2

Tạo dòng rễ tơ và nhân nuôi sinh khối rễ tơ in vitro cây Đan sâm

67

4.2.1

Ảnh hƣởng của vật liệu lây nhiễm đến khả năng tạo rễ tơ cây Đan sâm

68

4.2.2

Ảnh hƣởng của mật độ vi khuẩn A.rhizogenes đến khả năng tạo rễ tơ từ

4.2.3

mô lá Đan sâm

69

Xác định dòng rễ tơ chuyển gen bằng phƣơng pháp PCR

70

iv


4.2.4

Ảnh hƣởng của thành môi phần môi trƣờng đến sinh khối rễ tơ Đan sâm
dòng A5.14

4.2.5

72

Ảnh hƣởng của trạng thái môi trƣờng đến sinh khối rễ tơ Đan sâm dòng
A5.14

4.2.6

74

Ảnh hƣởng của loại bình nuôi cấy đến sinh khối rễ tơ Đan sâm dòng
A5.14

4.2.7

75

Ảnh hƣởng của điều kiện chiếu sáng đến sự tăng trƣởng và sự tích lũy
hoạt chất mục tiêu của dòng rễ tơ Đan sâm A5.14

76

4.2.8

Ảnh hƣởng của thời gian nuôi cấy đến tốc độ tăng sinh khối rễ tơ Đan sâm

78

4.2.9

Ảnh hƣởng của một số chất điều tiết sinh trƣởng đến sự tăng trƣởng và
sự tích lũy hoạt chất mục tiêu của rễ tơ Đan sâm dòng A5.14

4.2.10

80

Ảnh hƣởng của một số yếu tố elicitor đến sự tổng hợp hoạt chất mục tiêu
của rễ tơ Đan sâm dòng A5.14

82

4.2.11

Quy trình cảm ứng và nhân nuôi rễ tơ cây Đan sâm

85

4.3

Nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật trồng cây Đan sâm từ cây giống in vitro

86

4.3.1

Ảnh hƣởng của thời vụ đến sinh trƣởng, phát triển và năng suất, chất
lƣợng dƣợc liệu cây Đan sâm

4.3.2

87

Ảnh hƣởng của mật độ trồng đến sinh trƣởng, phát triển và chất lƣợng
dƣợc liệu Đan sâm

4.3.3

91

Ảnh hƣởng của phân bón đến sinh trƣởng, phát triển và chất lƣợng dƣợc
liệu Đan sâm

94

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

102

5.1

Kết luận

102

5.2

Đề nghị

102

Danh mục các công trình đã công bố liên quan đến luận án

104

Tài liệu tham khảo

105

Phụ lục

116

v


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

α - NAA
ABA
atm
AUD
B5
BPS
CAM
CHM
CT
CV%
DXS
ĐTST
Đ/c
GA3
ha
HMGR
HPLC
IAA
IBA
LAB
LSD0,05
MS
PA
PEG
Put
RA
ROS
rpm
SM
Spd

Spe
STS
TAE
TCM
USD
YE
YM

Axít alpha-naphtyl acetic
Axít Abscisic
Atmosphere
Đô - la c
Gamborg‟s B5
B. cereus exopolysaccharide - Polysaccharide của vi khuẩn nốt sần Bacillus cereus
Complementary and Alternative Medicine - Thuốc bổ sung và thay thế
Chinese Herbal Medicine - Thuốc thảo dƣợc Trung Quốc
Công thức
Coefficient of variation – hệ số biến động
l-deoxy-D-xylulose 5-phosphate synthase
Điều tiết sinh trƣởng
Đối chứng
Gibberellic acid - Axít gibberellic
Hecta
3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Indole-3-acetic acid - axít Β - indol acetic
Indole-3-butyric acid - Axít β - indol butyric
Lithospermic axit B
Mức sai khác nhỏ nhất có ý nghĩa 5%
Murashige and Skoog

Polyamine
Polyethylene glycol
Putrescine
Rosmarinic axit
Reactive oxygen species
Rounds per minute
Salvia miltiorriza
Spermidine
Spermine
Sodium tanshinone IIA sulfonate
Tris-acetate-EDTA
Y học cổ truyền Trung Quốc
Đô - la Mỹ
Dịch chiết nấm men
Yeast medium

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG

TT

Tên bảng

Trang

2.1

Một số thực phẩm chức năng chứa dƣợc liệu Đan sâm tại Việt Nam

12

2.2

Các phƣơng pháp nhân giống cây Đan sâm

14

3.1

Các cặp mồi sử dụng cho phản ứng PCR

46

3.2

Thành phần phản ứng PCR

46

4.1

Ảnh hƣởng của GA3 đến khả năng nảy mầm của hạt Đan sâm sau 2 tuần
nuôi cấy

4.2

51

Ảnh hƣởng của BA đến hiệu quả nhân nhanh chồi Đan sâm sau 4 tuần
nuôi cấy

4.3

53

Ảnh hƣởng của kinetin đến hiệu quả nhân nhanh chồi Đan sâm sau 4 tuần
nuôi cấy

4.4

54

Ảnh hƣởng của tổ hợp BA và kinetin đến hiệu quả nhân nhanh chồi Đan
sâm sau 4 tuần nuôi cấy

4.5

56

Ảnh hƣởng của tổ hợp BA và α-NAA đến hiệu quả nhân nhanh chồi Đan
sâm sau 4 tuần nuôi cấy

4.6

57

Ảnh hƣởng của α-NAA tới khả năng ra rễ của chồi Đan sâm sau 4 tuần
nuôi cấy

59

4.7

Ảnh hƣởng của IBA tới khả năng ra rễ của chồi Đan sâm sau 4 tuần nuôi cấy

61

4.8

Ảnh hƣởng của IAA tới khả năng ra rễ của chồi Đan sâm sau 4 tuần nuôi cấy

62

4.9

Ảnh hƣởng của thời gian nuôi cấy cây in vitro trên môi trƣờng ra rễ đến
tỷ lệ sống của cây con ngoài vƣờn ƣơm trên giá thể xơ dừa: cát (1:1) sau
4 tuần

4.10

64

Ảnh hƣởng của giá thể đến khả năng sống và sinh trƣởng của cây Đan
sâm 30 ngày tuổi

65

4.11

Ảnh hƣởng của vật liệu lây nhiễm đến khả năng tạo rễ tơ Đan sâm sau 4 tuần

68

4.12

Ảnh hƣởng của mật độ vi khuẩn A. rhizogenes đến khả năng tạo rễ tơ từ
mô lá Đan sâm

4.13

69

Ảnh hƣởng của môi trƣờng nuôi cấy đến sinh khối rễ tơ Đan sâm dòng
A5.14 sau 4 tuần nuôi cấy

72

vii


4.14

Ảnh hƣởng của trạng thái môi trƣờng đến sinh khối rễ tơ Đan sâm dòng
A5.14 sau 4 tuần nuôi cấy

4.15

74

Ảnh hƣởng của các loại bình nuôi đến sự tăng sinh khối rễ tơ dòng A5.14
sau 10 tuần nuôi cấy

4.16

75

Ảnh hƣởng của điều kiện chiếu sáng đến sinh khối rễ tơ dòng A5.14 sau
8 tuần nuôi cấy

4.17

76

Ảnh hƣởng của điều kiện chiếu sáng đến sự tích lũy các hoạt chất mục
tiêu của dòng rễ tơ A5.14 sau 8 tuần nuôi cấy

4.18

Ảnh hƣởng của thời gian nuôi cấy đến tốc độ tăng sinh khối rễ tơ Đan
sâm dòng A5.14

4.19

79

Ảnh hƣởng của tổ hợp của tổ hợp TDZ, ABA và BA đến sự tăng sinh
khối rễ tơ Đan sâm dòng A5.14

4.20

80

Ảnh hƣởng của tổ hợp TDZ, ABA và BA đến sự tích lũy các hoạt chất
mục tiêu dòng A5.14 sau 8 tuần nuôi cấy

4.21

84

Ảnh hƣởng của thời vụ đến sinh trƣởng, phát triển cây Đan sâm tại thời
điểm 10 tháng sau trồng

4.24

87

Ảnh hƣởng của thời vụ đến các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất
dƣợc liệu Đan sâm

4.25

83

Ảnh hƣởng của các elicitor đến sự tích lũy các hoạt chất mục tiêu dòng
A5.14 sau 39 ngày nuôi cấy

4.23

81

Ảnh hƣởng của một số yếu tố elicitor đến sự tăng sinh khối rễ tơ Đan
sâm dòng A5.14 sau 39 ngày nuôi cấy

4.22

78

88

Ảnh hƣởng của thời vụ đến sự tích lũy ba hoạt chất mục tiêu của cây Đan
sâm (sau 10 tháng trồng)

90

4.26

Ảnh hƣởng của mật độ trồng đến sinh trƣởng, phát triển cây Đan sâm

91

4.27

Ảnh hƣởng của mật độ trồng đến năng suất dƣợc liệu Đan sâm

92

4.28

Ảnh hƣởng của phân bón đến sinh trƣởng, phát triển cây Đan sâm

95

4.29

Ảnh hƣởng của phân bón đến mức độ nhiếm sâu bệnh trên cây Đan sâm

96

4.30

Ảnh hƣởng của phân bón đến năng suất dƣợc liệu Đan sâm

97

4.31

Ảnh hƣởng của phân bón đến sự tích lũy ba hoạt chất mục tiêu của cây
Đan sâm sau trồng 10 tháng

98

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH

TT

Tên hình

Trang

2.1

Cây và rễ cây Đan sâm

5

2.2

Cấu trúc Ri – plasmid

26

2.3

Con đƣờng sinh tổng hợp tanshinones trong rễ Đan sâm

34

3.1

Hạt Đan sâm sử dụng trong nghiên cứu

37

3.2

Chu kỳ nhiệt phản ứng PCR kiểm tra gen rolA

47

3.3

Chu kỳ nhiệt phản ứng PCR kiểm tra gen virD

47

4.1

Ảnh hƣởng của GA3 đến khả năng nảy mầm của hạt Đan sâm

51

4.2

Ảnh hƣởng của BA đến khả năng nhân nhanh chồi Đan sâm

53

4.3

Ảnh hƣởng của kinetin đến khả năng nhân nhanh chồi Đan sâm

55

4.4

Một số hình thái chồi Đan sâm trong quá trình nhân nhanh: (A): Chồi
Đan sâm sinh trƣởng, phát triển bình thƣờng; (B): Chồi biến dị, chồi mọc
thành cụm, không tăng trƣởng về chiều cao; (C): chồi biến dị, chồi mọc
thành cụm, thấp, lá xoăn; (D): chồi biến dị, chồi thấp, thân và lá mọng
nƣớc; (E): chồi biến dị, chồi bạch tạng.

57

4.5

Ảnh hƣởng của α-NAA đến khả năng ra rễ của chồi Đan sâm

59

4.6

Ảnh hƣởng của IBA đến khả năng ra rễ của chồi Đan sâm

61

4.7

Ảnh hƣởng của IAA đến khả năng ra rễ của chồi Đan sâm

62

4.8

Ảnh hƣởng của giá thể đến khả năng thích nghi cây Đan sâm ngoài vƣờn ƣơm

66

4.9

Ảnh hƣởng của vật liệu lây nhiễm đến khả năng tạo rễ tơ cây Đan sâm:
A: mô lá; B: cuống lá; C: đoạn thân.

4.10

68

Ảnh hƣởng của mật độ vi khuẩn A. rhizogenes đến khả năng tạo rễ tơ từ
mô lá Đan sâm

69

4.11

Ảnh điện di kết quả tách chiết DNA tổng số từ rễ Đan sâm

70

4.12

Kết quả khuếch đại gen rolA (A) và gen virD (B) bằng phƣơng pháp
PCR: L: GeneRuler 1kb DNA Ladder; ( ): Đối chứng dƣơng, sản phẩm
PCR của Ri plasmid 15834; (-): Đối chứng âm, sản phẩm PCR của DNA
genome rễ bất định Đan sâm; H2O: Đối chứng âm, nƣớc; Giếng 1-10 (A):
Sản phẩm PCR của DNA genome 10 dòng rễ tơ Đan sâm; Giếng 1, 3, 4,

ix


6, 9, 10 (B): sản phẩm PCR với cặp mồi virDF và virDR của 6 dòng rễ tơ
có mang gen rolA.
4.13

71

Ảnh hƣởng của môi trƣờng nuôi cấy đến sinh khối rễ tơ Đan sâm dòng
A5.14

73

4.14

Ảnh hƣởng của trạng thái môi trƣờng đến sinh khối rễ tơ Đan sâm

74

4.15

Ảnh hƣởng của loại bình nuôi cấy đến sinh khối rễ tơ Đan sâm

75

4.16

Ảnh hƣởng của điều kiện chiếu sáng đến sinh khối rễ tơ Đan sâm

77

4.17

Rễ tơ Đan sâm ở các thời điểm nuôi cấy khác nhau trên môi trƣờng B5

79

4.18

Ảnh hƣởng của chất điều tiết sinh trƣởng đến sự tăng sinh khối rễ tơ Đan sâm:
(A): B5; (B): B5 + 0,5 mg/l TDZ + 0,5 mg/l BA; (C): B5 + 0,5 mg/l TDZ
+ 0,5 mg/l ABA.

81

4.19

Củ Đan sâm thu hoạch ở các thời vụ khác nhau

89

4.20

Ảnh hƣởng của phân bón đến sinh trƣởng, phát triển của cây Đan sâm

95

x

TRÍCH YẾU LUẬN ÁN TIẾN SĨ
1. Tên nghiên cứu sinh: Lê Tiến Vinh
2. Tên luận án: Nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp công nghệ sinh học và truyền thống
trong nhân giống, tạo sinh khối rễ và trồng trọt cây Đan sâm (Salvia miltiorrhiza Bunge)
tại Gia Lâm Hà Nội.
3. Chuyên ngành: Khoa học cây trồng;
Mã số: 62.62.01.10
4. Cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
5. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng quy trình nhân giống in vitro cây Đan sâm có hệ số nhân cao, chất
lƣợng cây giống tốt và các biện pháp kỹ thuật phù hợp trồng cây Đan sâm ngoài đồng
ruộng. Tạo các dòng tế bào rễ tơ và xác định đƣợc một số yếu tố môi trƣờng ảnh hƣởng
đến việc nhân nuôi rễ tơ cây Đan sâm in vitro.
6. Các phƣơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phƣơng pháp nuôi cấy mô hiện hành để xây dựng quy trình nhân giống in
vitro cây Đan sâm.
Cảm ứng rễ tơ cây Đan sâm bằng phƣơng pháp chuyển gen nhờ vi khuẩn
Agrobacterium rhizogenes. Kiểm tra sự có mặt của gen chuyển trong rễ tơ bằng phƣơng
pháp PCR sử dụng các cặp mồi đặc hiệu. Rễ tơ chuyển gen đƣợc nuôi cấy trong môi
trƣờng MS/B5 với các trạng thái môi trƣờng khác nhau (đặc, lỏng, bán lỏng và phân
lớp) để khảo sát khả năng tăng trƣởng của rễ tơ Đan sâm. Khối lƣợng rễ tƣơi đƣợc xác
định bằng cách cân sau khi đã loại bỏ hoàn toàn môi trƣờng. Rễ tƣơi sau khi thu đƣợc
sấy ở nhiệt độ 450C đến khối lƣợng không đổi để xác khối lƣợng rễ khô (Ge et al.,
2005). Ba hoạt chất mục tiêu gồm tanshinone I, tanshinone IIA và cryptotanshinone,
trong rễ tơ Đan sâm đƣợc xác định bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC).
Các thí nghiệm nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật trồng ở ngoài đồng ruộng đƣợc
bố trí theo phƣơng pháp khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD), mỗi công thức nhắc lại 3 lần,
diện tích mỗi ô thí nghiệm 5 m2. Đo đếm các chỉ tiêu sinh trƣởng, phát triển, năng suất

củ Đan sâm. Phân tích hoạt chất trong rễ củ Đan sâm bằng phƣơng pháp sắc ký lỏng cao
áp (HPLC).
7. Kết quả đạt chính và kết luận
- Xây dựng thành công quy trình nhân giống in vitro cây Đan sâm với các thông
số nhƣ sau: Môi trƣờng gieo hạt Đan sâm là MS 1,0 mg/l GA; Môi trƣờng nhân nhanh
chồi: MS 0,5 mg/l BA; Môi trƣờng tạo cây hoàn chỉnh: ½ MS + 0,75 mg/l IAA; Giá
thể tiếp nhận cây Đan sâm ngoài vƣờn ƣơm: xơ dừa: cát (1:1).
- Xác định đƣợc vật liệu và điều kiện thích hợp để cảm ứng và nhân nuôi rễ tơ
cây Đan sâm: Mô lá là vật liệu thích hợp để cảm ứng tạo rễ tơ cây Đan sâm; Nồng độ
dịch khuẩn cho tỷ lệ mô lá cảm ứng tạo rễ đạt cao nhất tƣơng ứng với giá trị mật độ
quang OD600 = 0,2; Môi trƣờng và điều kiện nuôi cấy nuôi cấy rễ tơ cây Đan sâm thích
hợp là B5 100 mg/l YE 0,1 mM Methyl Jasmonate, trong điều kiện 16h sáng/8h tối,

xi


cho tốc độ tăng trƣởng rễ mạnh, khối lƣợng rễ tƣơi tăng 13,96 lần sau 8 tuần nuôi cấy,
đồng thời cho hoạt chất mục tiêu tích lũy cao nhất.
- Xác định đƣợc một số các biện pháp kỹ thuật phù hợp cho sự sinh trƣởng, phát
triển, năng suất và chất lƣợng dƣợc liệu Đan sâm khi trồng trên đồng ruộng tại Hà Nội
sử dụng cây giống có nguồn gốc nuôi cấy mô. Trồng cây Đan sâm vào tháng 3 với
khoảng cách 30 cm x 35 cm, liều lƣợng phân bón là 2 tấn phân vi sinh + 90 kg N + 120
kg P2O5 + 90 kg K2O/ha cho cây sinh trƣởng, phát triển tốt, năng suất dƣợc liệu cao.

xii


THESIS ABSTRACT
1. Name of PhD student: Le Tien Vinh
2. Title of thesis: Application of biotechnology and traditional breeding methods on in

vitro propagation, root production and field cultivation of Salvia miltiorrhiza Bunge in
Gia Lam - Ha Noi.
3. Specialization: Plant Science;
Code: 62.62.01.10
4. Training institution: Vietnam National University of Agriculture
5. Research Objectives
Establish the procedure for in vitro propagation of Salvia miltiorrhiza Bunge
which shows high multiplication rate, good quality seedlings as well as determine
optimal techniques to cultivate Danshen on the field. Induce in vitro hairy roots of
Danshen and identify some cultural factors affecting hairy root culture.

6. Materials and Methods
The in vitro propagation of Salvia miltiorrhiza Bunge was carried out based on
plant tissue culture techniques. Putative hairy root lines were detected by PCR
technique using specific primers. Transgenic hairy roots were cultured on MS/B5
medium with different medium states (solid, liquid, semi-liquid and layered) to examine
the growth and development of Danshen hairy roots. Fresh weight was determined after
completely removing the medium and then kept in an oven at 45°C until constant
weight to determine dry weigh (Ge et al., 2005). Three secondary metabolites including
tanshinone I, tanshinone IIA and cryptotanshinone were quantitative using High
Performance Liquid Chromatography (HPLC) methods.
Randomized Complete Block Design (RCBD) was applied in field experiments,
three replications (three 5 m2 plots). Data reflect plant growth and development as well
as root yield were collected and analyzed.

7. Main results and conclusions
- A simple and reliable in vitro regeneration procedure for Salvia miltiorrhiza
Bunge was established as follows: The optimal medium for seed germination was MS +
1.0 mg/l GA; the most suitable medium for shoot multiplication was MS + 0.5 mg/l BA;
The optimal medium for in vitro rooting was ½ MS + 0.75 mg/l IAA; The best substrate

to acclimatize in vitro plantlets was 50% of coconut fiber and 50% of sand.
- Some factors affecting in vitro hairy root induction and culture of Salvia
miltiorrhiza Bunge were identified: Leaf was found to be the most efficient explant for
transforming and inducing hairy roots; Concentration of bacteria at optical density of
600nm (OD600 = 0.2 indicated maximum percentage of root induction; The optimal
cultural medium and conditions for hairy root growth were B5 + 100 mg/l YE + 0.1 mM
Methyl Jasmonate with a 16h photoperiod which shows maximum root biomass (13.96fold higher) after 8 weeks of culture.
- Some optimal techniques to plant Danshen using in vitro plantlets on the field in

xiii


Hanoi were determined: The best season to plant Danshen was in March (2014); A
planting distance of 30 cm x 35 cm was suitable for Danshen cultivation; Two tons of
biofertilizers + 90 kg N + 120 kg P2O5 + 90 kg K2O/ha was found to be the most
efficient fertilizers for good growth and development of Danshen, high yield as well as
good accumulation of secondary metabolites.

xiv


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Đan sâm (Salvia miltiorrhiza Bunge) cây thuốc quý trong y học cổ truyền.
Ngƣời xƣa có câu “Nhất vị Đan sâm, cộng đồng tứ vật thang”, nghĩa là một vị
Đan sâm công dụng bằng bốn vị: đƣơng quy, địa hoàng, xuyên khung, bạch
thƣợc - vốn là bài thuốc bổ huyết kinh điển của Đông y. Các nghiên cứu y học
hiện đại cho thấy Đan sâm đặc biệt tốt cho tim mạch, làm giãn mạch và tăng lƣu
động mạch vành, cải thiện vi tuần hoàn, phòng chống tích cực tình trạng thiếu
máu, làm chậm việc hình thành các mảng xơ vữa động mạch và nhiều bệnh khác

(Du and Zhang, 2015). Ngày nay, con ngƣời đang hƣớng tới sử dụng các hợp
chất thiên nhiên có trong cây cỏ để làm thuốc chữa bệnh và nâng cao sức khỏe.
Chính vì vậy, nhu cầu sử dụng dƣợc liệu nói chung và cây Đan sâm nói riêng
trong hai thập kỷ gần đây gia tăng nhanh chóng. Nếu nhƣ năm 1998, nhu cầu
Đan sâm trên thế giới mới chỉ ở mức 4.500 tấn/năm thì nay con số đã lên tới
15.000 tấn/năm (Qin, 2006).
Mặc dù giá trị và nhu cầu Đan sâm tăng cao nhƣ vậy nhƣng nguồn Đan
sâm sử dụng làm thuốc ở Việt Nam chủ yếu nhập khẩu từ Trung Quốc. Việc
nghiên cứu và trồng trọt cây Đan sâm ở Việt Nam còn rất hạn chế. Theo báo cáo
tại Hội nghị Dƣợc liệu toàn quốc năm 2003 về Phát triển dƣợc liệu bền vững
trong thế kỷ 21, trên thị trƣờng dƣợc liệu Việt Nam, nguyên liệu cây thuốc Đan
sâm phải nhập khẩu 100% từ Trung Quốc. Trong danh mục dƣợc liệu nhập khẩu
những năm gần đây, chỉ riêng chi nhánh công ty Nam Hà tỉnh Lạng Sơn đã nhập
khẩu lên tới trên 50 tấn dƣợc liệu Đan sâm mỗi năm. Nếu nhƣ trong nƣớc tự sản
xuất đƣợc loại dƣợc liệu quý này, thì ngành dƣợc liệu không những sẽ chủ động
đƣợc nguồn nguyên liệu sản xuất thuốc, mà còn tiết kiệm đƣợc một khoản ngoại
tệ đáng kể, đồng thời góp phần làm tăng thu nhập cho ngƣời nông dân.
Để đáp ứng và chủ động về dƣợc liệu Đan sâm trong nƣớc, nghiên cứu để
đẩy mạnh nhân nuôi là con đƣờng tất yếu. Cây Đan sâm có thể nhân giống theo
phƣơng pháp truyền thống bằng hạt hoặc vô tính từ củ mẹ. Tuy nhiên, phƣơng
pháp nhân giống bằng hạt cây Đan sâm gặp nhiều khó khăn nhƣ khả năng thụ
phấn, tỷ lệ kết hạt thấp, hạt chín rải rác nên khó thu hái và đặc biệt là cây Đan
sâm trồng từ hạt mất tới 2 năm mới cho dƣợc liệu. Đào Văn Núi và cs. (2014) đã
thử nghiệm phƣơng pháp nhân giống cây Đan sâm từ củ. Tuy nhiên, tỷ lệ củ Đan

1


sâm nảy mầm chƣa thực sự khả quan khi chỉ đạt cao nhất 61,11% với hệ số nhân
1,0 chồi/củ. Một nhƣợc điểm khác của phƣơng pháp nhân giống truyền thống là

rất khó khăn trong việc phòng trừ các loại dịch bệnh, xử lý tồn dƣ của thuốc bảo
vệ thực vật hoặc kim loại nặng. Hơn nữa, năng suất dƣợc liệu và hàm lƣợng sản
phẩm mục tiêu là các chất có hoạt tính sinh học phụ thuộc nhiều vào điều kiện
sinh thái và kỹ thuật trồng trọt.
Sử dụng kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật, kỹ thuật cảm ứng và nuôi
cấy rễ tơ in vitro và tối ƣu kỹ thuật trồng trọt cây Đan sâm trên đồng ruộng là
những giải pháp hiệu quả nhằm khắc phục khó khăn trong việc cung cấp dƣợc liệu
Đan sâm hiện nay. Phƣơng pháp nhân giống vô tính in vitro có nhiều ƣu điểm nhƣ
hệ nhân giống cao, cây giống giữ nguyên đƣợc các đặc tính của cây mẹ, đồng đều,
sạch bệnh, sức sống cao khi đƣa ra trồng trên đất… đã và đang đƣợc ứng dụng
rộng rãi vào sản xuất nhiều loại cây trồng, trong đó có cây dƣợc liệu. Trong khi đó,
nuôi cấy rễ tơ cảm ứng nhờ vi khuẩn Agrobacterium rhizogenes để thu nhận các
hợp chất mục tiêu có những ƣu điểm vƣợt trội nhƣ rễ phát triển nhanh, không
hƣớng đất, không phụ thuộc vào chất điều hòa tăng trƣởng ngoại sinh, bền vững về
mặt di truyền và tổng hợp hợp chất thứ cấp với hàm lƣợng cao hơn hoặc bằng với
cây mẹ giúp giảm thời gian sản xuất, giảm giá thành sản phẩm… hứa hẹn là một
hƣớng đi đầy triển vọng (Zhao et al., 2010; Gupta et al., 2010; Kai et al., 2011).
Việc áp dụng kỹ thuật công nghệ sinh học vào sản xuất, thu nhận các hợp
chất có hoạt tính sinh học cao đã và đang đƣợc nghiên cứu, thử nghiệm rộng rãi
trên thế giới nhƣ một trong những giải pháp tiềm năng để đáp ứng nhu cầu thảo
dƣợc. Tuy nhiên, tại Việt Nam chƣa có bất kỳ công trình nghiên cứu nào áp dụng
các kỹ thuật công nghệ sinh học vào sản xuất cây giống và nhân nuôi sinh khối rễ
Đan sâm nhằm thu nhận các hợp chất thứ cấp. Do vậy, đề tài này đƣợc tiến hành
có ý nghĩa lớn về mặt khoa học và thực tiễn.
1.2. MỤC TIÊU
1.2.1. Mục tiêu chung
Góp phần hoàn thiện quy trình kỹ thuật nhân giống in vitro cây Đan sâm
có hệ số nhân cao, chất lƣợng cây giống tốt và các biện pháp kỹ thuật phù hợp
trồng cây Đan sâm ngoài đồng ruộng. Đồng thời, tạo đƣợc các dòng tế bào rễ tơ
Đan sâm và xác định đƣợc một số yếu tố môi trƣờng ảnh hƣởng đến việc nhân

nuôi rễ tơ in vitro làm tiền đề cho việc xây dựng qui trình sản xuất các hợp chất
thứ cấp phục vụ công nghiệp dƣợc liệu ở Việt Nam.
2


1.2.2. Mục tiêu cụ thể
(1) Xác định đƣợc các thông số kỹ thuật trong quy trình nhân giống in
vitro cây Đan sâm.
(2) Xác định đƣợc các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng chuyển gen nhờ vi
khuẩn Agrobacterium rhizogenes nhằm tạo đƣợc các dòng rễ tơ cây Đan sâm và
một số thông số của quá trình nhân nuôi sinh khối rễ tơ Đan sâm.
(3) Xác định đƣợc các biện pháp kỹ thuật trồng cây Đan sâm (thời vụ, mật
độ trồng, dinh dƣỡng) thích hợp cho sinh trƣởng, phát triển, năng suất và chất
lƣợng dƣợc liệu rễ cây Đan sâm.
1.3. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Nghiên cứu đã xác định đƣợc các yếu tổ ảnh hƣởng đến quá trình nhân
nhanh in vitro cây Đan sâm, từ đó xây dựng đƣợc quy trình vi nhân giống cây
Đan sâm có hệ số nhân giống cao, chất lƣợng cây giống tốt, đáp ứng nhu cầu cây
giống Đan sâm hiện nay trên thị trƣờng. Đồng thời, nghiên cứu đã thiết lập đƣợc
quá trình tạo và nhân nuôi sinh khối rễ tơ cây Đan sâm trong điều kiện in vitro,
góp phần chủ động tạo ra nguồn dƣợc liệu Đan sâm sạch làm tiền đề cho quy
trình sản xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học từ cây Đan sâm. Đề tài cũng
cũng đã xác định đƣợc một số biện pháp kỹ thuật trồng trọt ảnh hƣởng đến năng
suất, chất lƣợng dƣợc liệu Đan sâm, góp phần xây dựng quy trình trồng trọt cây
Đan sâm cho hiệu quả kinh tế cao. Do vậy, có thể nói, đây là công trình nghiên
cứu một cách có hệ thống và công phu về nhân giống in vitro, in vivo cây Đan
sâm, cảm ứng và nhân nuôi rễ tơ cây Đan sâm.
1.4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài cung cấp những dẫn liệu khoa học về nghiên cứu cây Đan sâm và

xây dựng cơ sở lý luận cho việc nhân giống in vitro và sản xuất sinh khối cây
Đan sâm bằng công nghệ sinh học và công nghệ truyền thống. Từ đó, góp phần
giúp cho các nhà khoa học dễ dàng tìm hiểu và nghiên cứu các loại cây này trong
tƣơng lai.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của đề tài là cho phép hình thành đƣợc: (1) Quy trình nhân giống
in vitro cây Đan sâm ; (2) Quy trình tạo, nhân nuôi sinh khối rễ tơ cây Đan sâm
và (3) Một số biện pháp kỹ thuật trồng trọt cây Đan sâm. Các quy trình, kỹ thuật
trên có khả năng ứng dụng thực tiễn cao, góp phần chủ động di thực, bảo tồn,
3


phát triển đƣợc nguồn giống cây dƣợc liệu quý Đan sâm tại Việt Nam. Bên cạnh
đó, các sản phẩm do đề tài tạo ra bao gồm nguồn cây giống chất lƣợng cao và
lƣợng sinh khối rễ lớn. Nhƣ vậy, đây là những đóng góp thiết thực, góp phần
quan trọng trong việc phát triển dƣợc liệu Đan sâm một cách chủ động, bền vững
ở nƣớc ta. Chính vì vậy, đề tài có ý nghĩa thực tiễn to lớn.

4


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. GIỚI THIỆU VỀ CÂY ĐAN SÂM
2.1.1. Nguồn gốc
Cây Đan sâm có tên khoa học là Salvia miltiorrhiza Bunge thuộc ngành Hạt
kín – Angiospermae, lớp 2 lá mầm - Dicotyledones, phân lớp Cúc - Asteridae, bộ
Hoa môi – Lamiales, họ Hoa môi – Lamiaceae, chi Salvia (Hình 2.1).
Đan sâm (Salvia miltiorrhiza Bunge) còn đƣợc biết đến với tên gọi là
Radix Salviae Miltiorrhizae, huyết sâm, huyết căn, xôn đỏ… là một loài thực vật
sống lâu năm, loài bản địa của cả Trung Quốc và Nhật Bản. Đan sâm sinh sống

tại các khu vực có độ cao từ 90 tới 1.200 m trên mực nƣớc biển, ƣa các môi
trƣờng nhiều cỏ trong rừng, sƣờn núi, dọc các bờ suối. Từ Salvia có nguồn gốc từ
tiếng Latinh, "salveo" có nghĩa là "để chữa lành”. Tính năng phòng bệnh "ma
thuật" của nó là có thể chữa nhiều loại bệnh và phổ biến trong y học cổ truyền
(Kasimu et al., 1998). Phần tên gọi cho loài miltiorrhiza có nghĩa là “nƣớc màu
đỏ chiết ra từ rễ”.

Hình 2.1. Cây và rễ cây Đan sâm
Nguồn dẫn theo Lê Phƣợng dịch (2015)

2.1.2. Đặc điểm thực vật học
Đan sâm là cây thảo, lâu năm, cao khoảng 30 - 70 cm. Thân phát triển
thẳng đứng và vuông cạnh, phía trên thân cây phân nhánh. Toàn thân đƣợc bao
phủ bởi lớp lông mềm màu vàng và lông tuyến. Lá kép lông chim lẻ mọc đối, 3-

5


5 lá chét, lá chét giữa thƣờng lớn hơn. Xung quanh cuống lá thƣờng có 5 lá nhỏ,
ít khi 3 lá, lá ở đỉnh thƣờng lớn hơn các lá bên. Phiến lá hình trứng, chiều dài 2
- 7 cm, chiều rộng 0,8 - 5 cm; phần đỉnh nhọn, mép lá có nhiều răng cƣa. Mặt
phải phiến lá màu xanh lục, mặt trái màu nhạt hơn, trên mặt phiến lá phủ một
lớp lông mịn. Chùm hoa ô tròn, mọc ở đầu cành hoặc trên nách lá, gồm nhiều
vòng chỗ dày, chỗ thƣa xếp thành tầng dọc, dài 10 - 15 cm. Cụm hoa mọc vòng,
với 6 vòng hoa, mỗi vòng 3 - 10 hoa, thông thƣờng là 5. Các bẹ hoa dạng mác
ngƣợc và bao phủ bởi lông tuyến. Đài hoa màu tím, hình chuông và một phần
ống của nó đƣợc bao phủ dày đặc với những sợi lông mềm màu trắng. Tràng
hoa chẻ đôi, dài 2 - 2,7 cm và có màu xanh tím. Môi trên phát triển và có hình
dạng liềm, đầu có một vết nứt nhỏ. Môi dƣới ngắn hơn so với môi trên, đầu có
ba vết nứt, đoạn giữa dài hơn và lớn hơn so với hoa bên. Ống tràng hoa có một

vòng lông. Hoa nở có hai nhị phát triển ở giữa của môi dƣới và mở rộng ra từ
các tràng hoa. Hai nhị hình dạng tuyến tính và phát triển với các bên của môi
trên ống. Bao phấn bị suy thoái thành hình cánh hoa. Bầu nhụy với bốn vết nứt
lớn, dài hơn nhị hoa. Mỗi hoa nở phát triển thành bốn quả hạch có hình elip với
màu nâu sẫm. Quả nhỏ xíu, dài, thuôn, dài 3 mm, rộng 1,5 mm. Cây ra hoa vào
tháng 4 - 6, hình thành quả tháng 7 - 9.
Đan sâm có 13 - 21 rễ đỏ, đƣợc phát triển từ thân rễ chính. Rễ Đan sâm
nhỏ dài hình trụ, dài 10 - 20 cm, đƣờng kính 0,5 - 1,5 cm, ăn sâu xuống đất, cong
queo, có khi phân nhánh và có rễ con dạng tua nhỏ. Rễ có màu đỏ tƣơi, mặt ngoài
nhăn nheo tạo thành rãnh nhỏ song song xuôi theo chiều dài của rễ.
Về mặt vi phẫu rễ, lớp bần gồm nhiều lớp tế bào có thành dày. Mô mềm
vỏ dày cấu tạo bởi tế bào hình tròn hay bầu dục, thành mỏng, xếp đều đặn theo
hƣớng tiếp tuyến. Libe cấp 2 gồm những tế bào nhỏ, thành mỏng, xếp đều đặn và
liên tục thành vòng tròn và tập trung dày hơn ở những chỗ tƣơng ứng với các
nhánh gỗ. Tia ruột rộng, mỗi tia gồm 6 – 35 dãy tế bào có thành mỏng, xếp theo
hƣớng xuyên tâm từ gần trung tâm xuyên qua gỗ đến libe cấp 2.
2.1.3. Phân bố
Cây Đan sâm Salvia miltiorrhiza (SM, Danshen) là cây thuốc có nguồn
gốc ở Trung Quốc đƣợc trồng hàng trăm năm để điều trị các bệnh về tim mạch
(Gao et al., 2014; Long et al., 2014). Tại Trung Quốc, Đan sâm đƣợc trồng ở tỉnh
Tứ Xuyên khoảng 100 năm về trƣớc (Wang et al., 2004) và đƣợc trồng phổ biến
ở các tỉnh Sơn Đông, Hà Nam, Hà Bắc, Liêu Ninh, Giang Tô, Chiết Giang,

6


Giang Tây, Tứ Xuyên, Hồ Bắc, Quý Châu, Quảng Đông, Sơn Tây. Các tỉnh Hà
Bắc, Hà Nam, Sơn Đông, Tứ Xuyên, Sơn Tây đƣợc coi là nơi sản xuất Đan sâm
với chất lƣợng cao, tốt nhất là ở Tứ Xuyên. Đan sâm cũng đƣợc trồng ở Nhật
Bản, Triều Tiên và Đức (Võ Văn Chi, 2004). Đan sâm phân bố chủ yếu ở vùng

ôn đới ẩm, cận nhiệt đới và nhiệt đới, là cây ƣa ẩm, thích hợp trồng trên đất phù
sa, nhiều mùn. Đan sâm đƣợc di thực vào Việt Nam khoảng những năm 1960,
đƣợc trồng ở Tam Đảo (Vĩnh Phúc), Văn Điển (Hà Nội), Bắc Hà (Lào Cai) và
một số vƣờn thuốc khác. Hiện nay, Đan sâm đƣợc chú ý phát triển để nhân rộng
tại Tam Đảo, Sapa và Trung tâm nghiên cứu trồng chế biến cây thuốc Hà Nội. Rễ
Đan sâm đƣợc thu hoạch vào mùa đông, rễ đƣợc đào về sau đó rửa sạch, cắt bỏ
cây và rễ con, đem đi phơi hoặc sấy khô.
2.1.4. Yêu cầu điều kiện sinh thái của cây Đan sâm
2.1.4.1. Nhiệt độ
Nhiệt độ thích hợp cho hạt Đan sâm nảy mầm là 15 - 25oC, cây sinh
trƣởng, phát triển tốt ở nhiệt độ 20 - 26oC kết hợp với độ ẩm 80%. Cây ngừng sinh
trƣởng khi nhiệt độ không khí dƣới 10oC (Shu et al., 2004). Cây bắt đầu phát triển
khi nhệt độ đất đạt 10oC trong mùa xuân. Trong mùa thu, khi nhiệt độ xuống dƣới
10oC, các phần trên mặt đất se bị héo. Tuy nhiên rễ Đan sâm có thể qua đông an
toàn ngay cả khi nhiệt độ đất dƣới - 15 oC. Hạt nảy mầm tốt trong điều kiện nhiệt
độ từ 18 - 22 oC, thời gian kéo dày 15 ngày. Mầm bất định bắt đầu hình thành khi
nhiệt độ đất đạt 15 - 17oC. Trong điều kiện thiếu nắng và nhiệt độ thấp làm chậm
quá trình sinh trƣởng và gây ra phát triển dị dạng (Huang et al., 2015)
2.1.4.2. Ánh sáng
Giống với cây thuộc họ hoa môi, Đan sâm là cây ƣa sáng thích hợp trồng
có ánh nắng chiếu trực tiếp. Cây Đan sâm sinh trƣởng tốt trong điều kiện đầy đủ
ánh sáng (Huang et al., 2015)
2.1.4.3. Nước
Nƣớc đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của cây Đan sâm,
ảnh hƣởng đến sự hấp thu và sử dụng các chất dinh dƣỡng đất và điều chỉnh sự
phát triển rễ. Đan sâm có nhu cầu nƣớc khác biệt (Gao et al., 2004). Nói chung,
Đan sâm ƣa môi trƣờng ẩm ƣớt vừa phải, khả năng chống chịu lũ lụt và ngập úng
kém. Khả năng chống chịu hạn kém (Huang et al., 2015). Những đặc điểm này
làm cơ sở để lựa chọn vùng sinh thái thích hợp cho cây. Vì vậy, địa hình trũng

7


thấp với hệ thống thoát nƣớc kém không thích hợp cho phát triển Đan sâm. Mặt
khác, điều kiện thời tiết và đất quá khô không thích hợp cho sự phát triển của
Đan sâm, đặc biệt là ở giai đoạn nảy mầm vào mùa Xuân và giai đoạn tăng
trƣởng nhanh về gốc vào mùa Thu (Jiang and Wei, 2004).
Các đặc tính nhu cầu nƣớc và hiệu quả sử dụng nƣớc của cây Đan sâm
trong điều kiện đất đai khác nhau đã đƣợc nghiên cứu. Nƣớc cần thiết trong toàn
bộ chu kỳ tăng trƣởng của cây, nhu cầu nhiều nhất thƣờng xảy ra từ tháng sáu
đến tháng tám và độ ẩm đất nên đƣợc duy trì mức tối đa khoảng 70% ở các giai
đoạn (Gao et al., 2004).
2.1.4.4. Điều kiện thổ nhưỡng
Các nguyên tố vô cơ trong rễ Đan sâm, đƣợc thu thập từ khu vực sản xuất
khác nhau, và các tính chất hóa lý của đất ở các vùng đã đƣợc phân tích. Các
thuộc tính chính của đất trồng Đan sâm trong khu vực sản xuất khác nhau là thịt
pha cát và sét, và độ pH của đất trong khoảng 6,0 - 8,7. Không có thành phần
chính rõ ràng cho sự phát triển của Đan sâm đã đƣợc tìm thấy trong đất. Do đó,
Đan sâm có khả năng thích ứng tốt trong môi trƣờng sinh thái đất khác nhau
(Zhao et al., 2004).
Nghiên cứu của Zhao et al.,(2004) cũng chỉ ra rằng thành phần dinh dƣỡng
trong các loại đất khác nhau là không cao và thậm chí rất thấp trong một số khu vực
sản xuất nhất định. Ví dụ, các chất hữu cơ của đất ở tỉnh Sơn Đông là dƣới 1%, và
tổng nitơ chỉ là 0,04%. Bên cạnh đó, một vài địa phƣơng trồng Đan sâm ở tỉnh Tứ
Xuyên và tỉnh Hà Nam nơi mà có phốt pho hữu hiệu trong đất nhiều hơn 15ppm,
các địa phƣơng trồng khác ở mức thấp (5-10 ppm). Liên quan đến nguyên tố vi
lƣợng, có sự tƣơng quan có thể đƣợc tìm thấy giữa các khu vực sản xuất và số lƣợng
nguyên tố vi lƣợng.
Theo Huang et al.,(2015) Đan sâm phát triển tốt trên đất cát pha giàu dinh
dƣỡng và thích nghi rộng với điều kiện pH từ hơi a xít đến hơi kiềm. Đất trồng

Đan sâm thƣờng đƣợc chọn là đất có tầng canh tác dày và thoát nƣớc tốt.
2.1.5. Giá trị dƣợc liệu
Những nghiên cứu về thành phần hóa học trên Đan sâm bắt đầu từ năm
1930 (Zhou et al., 2005). Ban đầu, ngƣời ta quan tâm hơn tới các thành phần hòa
tan trong lipid (Chang et al., 1990). Kể từ khi danshensu đƣợc phân lập từ nƣớc
sắc thuốc Đan sâm trong những năm đầu của thập niên 1980, các nghiên cứu

8


đƣợc mở rộng thêm trên các thành phần hòa tan trong nƣớc. Ngoài ra, Đan sâm
cũng có một số flavonoids, triterpenoids và sterols. Một số các hợp chất này đã
đƣợc biết tới là các chất hoạt tính sinh học có thuộc tính dƣợc liệu (Lu and Foo,
2002; Jiang et al., 2005).
Dịch chiết Đan sâm khi đƣợc chiết xuất bằng rƣợu đặc biệt có nhiều các
sắc tố diterpene nhƣ phenanthrenequinones (Chang et al., 1990), trong khi đó khi
đƣợc chiết xuất bằng nƣớc thì dịch chiết thu đƣợc chứa nhiều các hợp chất
phenolic (Lu and Foo, 2002).
Các thành phần hóa học chính trong rễ cây Đan sâm gồm các chất hòa tan
trong lipid nhƣ tanshinone I, tanshinone II, tanshinone II, cryptotanshinone…
Đây là các hợp chất có hoạt tính dƣợc học có tác dụng chống thiếu máu cục bộ,
kháng khuẩn, chống oxy hóa và các đặc tính kháng u…. (Gordon and Weng,
1992; Sze et al., 2005; Wang et al., 2005). Các thành phần hòa tan trong nƣớc
trong rễ cây Đan sâm gồm axit caffeic, các dẫm xuất của axit caffeic, axit
salvianolic …. Các hợp chất này có khả năng chống oxy hóa, ức chế adenylate
cyclase … (Kohda et al., 1989; Petersen and Simmonds, 2003).
Trong những năm gần đây, các hoạt tính dƣợc lý của Đan sâm đã đƣợc
nghiên cứu rộng rãi (Zhou et al., 2005). Hoạt tính dƣợc lý chính của nó bao gồm
chống thiếu máu cục bộ (Ji et al., 2000), chống oxy hóa (Zhao et al., 2005),
chống khuẩn (Fang et al., 1976) và chống ung thƣ (Yang et al., 2005). Các tính

năng này chủ yếu đƣợc thực hiện thông qua hoạt tính sinh học của các thành
phần hòa tan trong lipid nhƣ tanshinone I, tanshinone IIA và cryptotanshinone (Ji
et al., 2000) và các thành phần hòa tan trong nƣớc nhƣ axít salvianolic B (Lay et
al., 2003). Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể trong hoạt tính dƣợc lý giữa các
thành phần hòa tan trong lipid và các thành phần hòa tan trong nƣớc. Trƣớc đây
chủ yếu ngƣời ta thấy tác dụng kháng khuẩn và điều chỉnh nội tiết, sau này hoạt
tính chống oxy hóa mới đƣợc thấy rõ ràng hơn (Zhou et al., 2005). Thêm vào đó,
mỗi thành phần hoạt tính sinh học cụ thể lại có hoạt tính dƣợc lý độc đáo riêng
của nó. Do đó, một số thành phần hoạt tính sinh học và dẫn xuất của nó nhƣ
Sodium tanshinone IIA sulfonate (STS) đã phát triển thành các loại thuốc cụ thể
với hiệu quả điều trị nhất định (Wu et al., 1993).
Các hoạt tính chống vi khuẩn của Đan sâm đƣợc tìm thấy đầu tiên từ
cryptotanshinone và dihydrotanshinone I (Fang et al., 1976). Sau đó, các hoạt

9