Nghiên cứu đa dạng di truyền một số giống gấc (momordica cochinchinensis (lour ) spreng) thu thập ở việt nam bằng chỉ thị phân tử DNA

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng
dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được
cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 10 tháng 6 năm 2016
Tác giả luận văn

Phùng Thị Hương

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận
được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên
của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và
biết ơn sâu sắc TS. Nguyễn Văn Khiêm và TS. Nguyễn Xuân Cảnh đã tận tình
hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá
trình học tập và thực hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các anh chị, cán bộ công tác tại Bộ môn
Giống và Công Nghệ Sinh Học – Trung tâm Nghiên cứu Trồng và Chế biến cây
thuốc Hà Nội – Viện Dược Liệu, Ban giám đốc Trung tâm, đã tạo điều kiện thuận
lợi, giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Học Viện Nông Nghiệp Việt
Nam, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ sinh học cùng toàn thể các thầy, cô giáo đã
truyền đạt cho tôi những kiến thức, kĩ năng quý báu trong suốt thời gian học tập và
rèn luyện tại Học Viện Nông nghiệp Việt Nam.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức, anh chị

em công tác tại Bộ môn Đa dạng sinh học nông nghiệp – Trung tâm tài nguyên
thực vật- Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều
kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình công tác và nghiên cứu khoa học vừa qua.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, giúp
đỡ, làm động lực cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu khoa học cũng như
trong cuộc sống.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 10 tháng 6 năm 2016
Học viên

Phùng Thị Hương

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN...........................................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................................................ii
MỤC LỤC..................................................................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG....................................................................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH......................................................................................................................................v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT..............................................................................................................vii
PHẦN 1: MỞ ĐẦU......................................................................................................................................1
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI...........................................................................................................1
1.2. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI...................................................2
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU...............................................................................................................4
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY GẤC....................................................................................................4
2.2. CÁC CHỈ THỊ TRONG ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN...............................................................8
Vùng gen ITS (Internal transcribed spacer).............................................................................................12
2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU GẤC TRÊN THẾ GIỚI..........................................................................14

2.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU GẤC Ở VIỆT NAM................................................................................17
Một số nghiên cứu đã xác định trình tự vùng ITS của gen ribosome DNA nhân. Chẳng hạn, Nhân
Dũng và Đỗ Tấn Khang (2009) đã nghiên cứu đa dạng di truyền 36 giống soài ở Việt Nam và Thái Lan
bằng phân tích trình tự vùng ITS của gen ribosome nhân và AFLP. .........................................................20
PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP......................................................................21
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.......................................................................................................29
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................................................55

iii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1.

Danh sách nguồn gốc các mẫu giống gấc và nguồn gốc thu thập.Error:
Reference source not found

Bảng 3.2.

Các cặp mồi sử dụng trong nghiên cứu......Error: Reference source not
found

Bảng 3.3.

Thành phần và nồng độ các chất cho phản ứng PCR...Error: Reference
source not found

Bảng 4.1.

Hàm lượng DNA tổng số trong mẫu giống gấc..........Error: Reference

source not found

Bảng 4.2.

Mức độ tương đồng các giống gấc đã giải trình tự đối với gen ITS
..........................................................Error: Reference source not found

Bảng 4.3.

Mức độ tương đồng các giống gấc đã giải trình tự trên gen rbcL.Error:
Reference source not found

Bảng 4.4.

Mức độ tương đồng các giống gấc đã giải trình tự trên gen rpl20 Error:
Reference source not found

Bảng 4.5.

Mức độ tương đồng các giống gấc đã giải trình tự trên gen psbA Error:
Reference source not found

Bảng 4.6.

Mức độ tương đồng các giống gấc đã giải trình tự trên gen trnL. Error:
Reference source not found

iv

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1.

Hình thái cây gấc (bên trái), hoa gấc (ảnh phải)...........Error: Reference
source not found

Hình 2.2.

Phân biệt gấc nếp, gấc tẻ...................Error: Reference source not found

Hình 2.3.

Các công dụng của gấc.....................Error: Reference source not found

Hình 2.4.

Sơ đồ vùng ITS của gen ribosome trong DNA nhân thực vật bậc cao.
..........................................................Error: Reference source not found

Hình 2.5.

Mô hình không gian của RuBisCO với các tiểu phần lớn, tiểu phần nhỏ
..........................................................Error: Reference source not found

Hình 2.6.

Cấu trúc hóa học của β-carotene và lycopen trong quả gấc..........Error:
Reference source not found

Hình 4.1.

Ảnh điện di sản phẩm DNA tổng số của các giống gấc................Error:
Reference source not found

Hình 4.2.

Ảnh điện di sản phẩm PCR khuếch đại gen ITS các mẫu giống gấc
M1-M14). M: DNA Marker.............Error: Reference source not found

Hình 4.3.

Ảnh điện di sản phẩm PCR khuếch đại gen rbcL ở các mẫu giống gấc
(M1-M14). M: DNA Marker...........Error: Reference source not found

Hình 4.4.

Ảnh điện di sản phẩm PCR khuếch đại gen rbl20 ở các mẫu giống gấc
(M1-M14). M: DNA Marker...........Error: Reference source not found

Hình 4.5.

Ảnh điện di sản phẩm PCR khuếch đại gen psbA ở các mẫu giống gấc
khác nhau (M1-M14). M: DNA Marker.....Error: Reference source not
found

Hình 4.6.

Ảnh điện di sản phẩm PCR khuếch đại gen trnL ở các mẫu giống gấc
khác nhau (M1-M14). M: DNA Marker.....Error: Reference source not
found

Hình 4.7.

Trình tự các gen đích ở mẫu giống gấc M1 trên máy đọc trình tự. (A):
ITS, (B): rpl20, (C): psbA, (D): trnL, (E): rbcL...........Error: Reference
source not found

Hình 4.8:

Kết quả Blast mẫu M1 với các gen đích khác nhau. (A): Blast gen
ITS, (B): Blast gen rbcL, (C): Blast gen rpl20, (D): Blast gen psbA,
(E): Blast gen trnl.............................Error: Reference source not found

Hình 4.9.

Căn trình tự gen ITS.........................Error: Reference source not found

Hình 4.10. Cây phát sinh di truyền các giống gấc dựa trên trình tự ITS.........Error:
Reference source not found
Hình 4.11. Căn trình tự gen rbcL.......................Error: Reference source not found

v


Hình 4.12. Cây phát sinh di truyền các giống gấc dựa trên trình tự gen rbcl..Error:
Reference source not found
Hình 4.13. Căn trình tự gen psbA......................Error: Reference source not found
Hình 4.14. Cây phát sinh di truyền các giống gấc dựa trên trình tự gen psbA
..........................................................Error: Reference source not found
Hình 4.15. Căn trình tự trên gen rpl20...............Error: Reference source not found

Hình 4.16. Cây phát sinh di truyền các giống gấc dựa trên trình tự gen rpl20
..........................................................Error: Reference source not found
Hình 4.17. Căn trình tự trên gen trnL.................Error: Reference source not found
Hình 4.18. Cây phát sinh di truyền các giống gấc dựa trên trình tự gen rpl20
..........................................................Error: Reference source not found

vi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
bp:

Base pair (Cặp bazơ)

CS:

cộng sự

DNA:

Deoxyribonucleic axit

dNTPs:

Deoxyribonucleotide triphosphates

kb:

Kilobase

RNA:

Ribonucleic axit

PCR:

Polymerase chain reaction

PCR-RFLP:

Polymerase chain reaction – Restriction fragment length polymorphism

OD:

Mật độ quang

Na2EDTA:

Ethylene diamine tetra acetate sodium

SDS:

Sodium dodecyl sulfate

TE:

Tris EDTA

TAE:

Tris Acetate EDTA

BLAST:

Basic Local Alignment Search Tool

vii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Nghiên cứu đa dạng di truyền một số giống gấc (Momordica cochinchinensis
(Lour.) Spreng) thu thập ở Việt Nam bằng chỉ thị phân tử DNA”
Gấc là một loại quả giàu dinh dưỡng và là một loại dược liệu tốt, vì thế nhu
cầu sản xuất dược liệu từ gấc ngày càng cao trong đời sống. Gấc trồng chủ yếu từ
nguồn gen hỗn tạp của địa phương nên năng suất, chất lượng chưa cao. Hiểu biết
thông tin di truyền là cơ sở cho chiến lược chọn tạo giống gấc thế nhưng nghiên cứu
đa dạng di truyền nguồn gen gấc ở nước ta còn ít được quan tâm. Từ thực tế đó,
chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu đa dạng di truyền một số giống gấc
(Momordica cochinchinensis (Lour.) Spreng) thu thập ở Việt Nam bằng chỉ thị
phân tử DNA”. Đề tài đánh giá đa dạng di truyền 14 mẫu giống gấc trên cơ sở phân
tích trình tự các gen ở DNA nhân như ITS, và DNA lục lạp là trnL, rpl20, rbcL,
psbA; từ đó hỗ trợ công tác chọn giống gấc năng suất cao, chất lượng tốt phục vụ
ngành sản xuất, chế biến gấc ở Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu đã khuếch đại và giải trình tự thành công 5 vùng gen của
14 mẫu giống gấc là ITS kích thước 727 bp, rbcL kích thước 703 bp, rpl20 kích
thước 765 bp, psbA kích thước 277-279 kb và trnL kích thước 939 bp. Các mẫu
giống đã giải trình tự đều tương đồng với loài Momordica cochinchinensis.
Phân tích trình tự các mẫu giống gấc cho thấy có sự đa dạng di truyền cao
giữa các mẫu nghiên cứu: M13 (Gia Lai) khác biệt nhất so với các mẫu giống còn
lại, nhưng có trình tự psbA giống hệt M14 (TP.HCM). M14 (TP.HCM) và M5 (Từ

Sơn, Bắc Ninh) có trình tự ITS và rbcL giống nhau. Điều này cho thấy các mẫu
giống này có thể có nguồn gốc chung. M2, M4, M5, M6, M8, M9, M11, M12, M13
có trình tự pspA và rpl20 giống nhau. M7 có nhiều sai khác so với các mẫu giống
còn lại nhưng lại có 2 vị trí sai khác giống hệt nhau so với M2 ở trình tự ITS, nên
có thể coi các mẫu giống này khá gần nhau trong đó M8 (Hải Dương), M9 (Hà
Nam) gần nhau hơn cả.

THESIS ABSTRACT

viii


RESEARCH ON GENETIC DIVERSITY OF SOME VARIETIES GAC
(MOMORDICA COCHINCHINENSIS (LOUR.) SPRENG) IN VIETNAM BY
DNA MOLECULAR MARKERS
Gac (Momordica cochinchinensis) is a nutritious fruit and is also a good
medicine. Gac is grown in Vietnam using mainly from the local resources with high
heterogeneity. Threrefore, the productivity, the quality is not high. Understanding about
genetic information of gac genetic resources is important for breeding research.
However, up to now there is not much about genetic information in our
country other countries. From this fact, we have carried out the project "Research
on genetic diversity of some varieties Gac (Momordica cochinchinensis (Lour.)
Spreng.) in Vietnam by DNA molecular markers". Genetic diversity of 14 isolates
collected from 12 provinces in Vietnam analyzed on the basis of the DNA sequence
of genomic DNA such as ITS region, and chloroplast DNA such as trnL, rpl20,
rbcL, psbA genes.
These genes were isolated, amplified and sequenced from isolates. ITS
region is 727 bp, genes such as rbcL is 703 bp, rpl20 is 765 bp, psbA is 277-279 bp
and trnLis 939 bp in length. All genes sequences are matched with genes sequences
of Momordica cochinchinensis, that submitted on NCBI, respectively.

M13 (derived from Gia Lai province) is different compared with the other
isolates, but identical sequences of psbA of M14 (derived from HCM city). M14
and M5 (from Tu Son, Bac Ninh province) have ITS region and rbcL gene
sequence of similarity. M5 (from Tu Son, Bac Ninh) and M6 (from Thuan Thanh,
Bac Ninh province) have identical sequences of psbA gene. This suggests that they
could be have common origin. M2, M4, M5, M6, M8, M9, M11, M12, have
sequence similarity of rpl20 and pspA genes. M7 is different from other isolates
based on ITS region.
Our sequence analysis results have showed that high genetic diversity
among Gac isolates in Vietnam.

ix


PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cây gấc với tên khoa học Momordica cochinchinensis (Lour.) Spreng
thuộc họ Cucurbitaceae, là một loại thực vật có nguồn gốc ở Việt Nam và các nước
Đông Nam Á. Gấc là một loại quả giàu dinh dưỡng và là một loại dược liệu tốt. Tại
Việt Nam, thịt gấc được sử dụng chủ yếu để nhuộm màu xôi gọi là xôi gấc, còn từ
cách đây rất lâu, dân gian ta đã biết dùng quả gấc để giúp sáng mắt và phòng ngừa
các bệnh về mắt như nhức mỏi mắt, khô mắt. Quả gấc còn có hàm lượng lycopen
cao, là chất chống oxy hóa liên quan đến việc ngăn chặn sự phát triển tế bào ung
thư trong cơ thể con người.
Gần đây, quả gấc đã bắt đầu được tiếp thị ra ngoài khu vực châu Á trong
dạng nước ép trái cây bổ dưỡng, dầu gấc do nó có chứa hàm lượng tương đối cao
các dinh dưỡng. Gấc đặc biệt giàu lycopene. Theo tỷ lệ khối lượng, nó chứa nhiều
lycopene gấp 70 lần cà chua. Người ta cũng phát hiện thấy nó chứa β-caroten nhiều
gấp 10 lần cà rốt hoặc khoai lang. Ngoài ra, các carotenoit có mặt trong gấc liên kết
với các axít béo mạch dài, tạo ra kết quả là nó có tính hoạt hóa sinh học cao hơn.

Một nghiên cứu gần đây cho thấy gấc chứa các loại protein có thể ngăn cản sự phát
triển của các tế bào ung thư. (Ishida et al., 2004).
Với nhận thức về các công dụng gấc mang lại cho con người, nhu cầu sản
xuất dược liệu từ gấc để sản xuất thuốc và thực phẩm chức năng ngày càng cao
trong đời sống. Gấc được trồng ở nhiều tỉnh trong phạm vi cả nước để phục vụ nhu
cầu trong nước và xuất khẩu. Các nghiên cứu cho thấy năng suất và chất lượng gấc
phụ thuộc nhiều vào giống, canh tác, vùng sản xuất. Gấc được trồng ở nước ta chủ
yếu lấy từ nguồn gen hỗn tạp của địa phương. Nhìn chung, các giống gấc chưa
được tuyển chọn, chọn lọc do đó năng suất, chất lượng chưa cao. Tuy nhiên, nghiên
cứu đánh giá, chọn lọc các giống gấc cho năng suất và hàm lượng hoạt chất cao theo
phương pháp cổ điển tốn nhiểu thời gian và cho kết quả kém chính xác do phụ thuộc
vào ngoại cảnh. Vấn đề đặt ra là cần tuyển chọn được các giống gấc có tiềm năng
năng suất và hàm lượng hoạt chất cao phục vụ nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng và
xuất khẩu.
Hiểu biết thông tin di truyền là rất quan trọng, làm cơ sở cho chiến lược
chọn tạo giống gấc. Nói chung nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen gấc ở nước
ta còn ít được quan tâm.

1


Trong công tác kiểm nghiệm dược liệu hiện nay, phương pháp được dùng
chủ yếu dựa trên phân tích hình thái vĩ mô (quan sát bằng mắt) và vi mô (quan sát
tiêu bản hiển vi) của mẫu vật. Tuy vậy, phương pháp hình thái học gặp trở ngại sau
khi các nguyên liệu thực vật đã qua xử lý hoặc sơ chế. Vì vậy, các phương pháp bổ
sung giúp xác định chính xác các giống, loài cây thuốc dựa trên hệ gen DNA đặc thù
của chúng đã được phát triển vào cuối những năm 1990s. Trong thực tế, các nhà
phân loại học phân tử hiện nay đang hình dung ra danh mục tất cả các loài sinh vật
sống trên trái đất bằng cách sử dụng các chỉ thị phân tử DNA thông qua việc xác
định được các trình tự DNA ngắn đặc trưng của chúng và sử dụng chúng như mã

vạch để nhận biết các mẫu sinh học kể cả khi chúng đã được sơ chế hoặc bảo quản
lâu dài. Từ thực tế đó, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu đa dạng di truyền
một số giống gấc (Momordica cochinchinensis (Lour.) Spreng) thu thập ở Việt
Nam bằng chỉ thị phân tử DNA”. Đề tài sẽ đánh giá đa dạng di truyền các giống
gấc trên cơ sở phân tích trình tự các gen ở DNA nhân như ITS, và DNA lục lạp là
trnL, rpl20, rbcL, psbA; từ đó hỗ trợ cho công tác chọn giống gấc năng suất cao, chất
lượng tốt phục vụ cho ngành sản xuất, chế biến gấc ở Việt Nam.
1.2. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1.1. Mục đích
Giải trình tự được một số vùng gen đặc thù của các giống gấc như ITS,
trnL, rpl20, rbcL, psbA và đánh giá được mối quan hệ di truyền giữa các giống gấc
thu thập từ một số tỉnh khác nhau ở Việt Nam.
1.1.2. Ý nghĩa khoa học
Gấc là loài cây đặc hữu của Việt Nam, tuy nhiên cho đến nay có ít nghiên
cứu về các vùng gen ở cây gấc. Nghiên cứu thành công của đề tài góp phần đánh
giá quan hệ di truyền, nhận dạng các giống gấc phục vụ công tác bảo tồn, chọn tạo
gấc cho năng suất và hoạt chất cao. Để tài nghiên cứu này sẽ cung cấp thông tin
khoa học về trình tự một số gen mã vạch như vùng ITS của gen ribosome nhân, và
các gen khác nhau trong DNA lục lạp của các giống gấc thu thập từ các tỉnh khác
nhau ở nước ta. Trên cơ sở đó có thể xác định được quan hệ di truyền của các giống
gấc cũng như mối liên quan với năng suất, hàm lượng hoạt chất trong quả gấc.
Thông tin về vùng gen mã vạch của các giống gấc cũng sẽ được gửi tới ngân hàng
gen thế giới (NCBI) cho các nhà nghiên cứu tham khảo.

2


1.1.3. Ý nghĩa thực tiễn
Thông tin về mối quan hệ di truyền các giống gấc trên cơ sở phân tích trình
tự vùng gen đặc thù sẽ làm cơ sở cho công tác bảo tồn, nhận dạng và chọn tạo

giống gấc có năng suất và hoạt chất cao ở nước ta.

3


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÂY GẤC
2.1.1. Nguồn gốc và phân bố cây gấc
Cây gấc có nguồn gốc ở Việt Nam và các nước Đông Nam Á với tên khoa
học là Momordica cochinchinensis (Lour.) Spreng, họ Cucurbitaceae. Hiện nay,
gấc cũng được trồng ở một số nước châu Á như Bangladesh (Hasan et al., 1987),
Trung Quốc (Iwamoto et al., 1985), và Ấn Độ (Shadeque and Baruah, 1984). Tuy
nhiên, gấc trồng ở miền Bắc Việt Nam cho năng suất, chất lượng cao (Vuong,
2000). Gấc được gọi với các tên khác nhau như “Gấc” ở Việt Nam, “Fak Kao” ở
Thái Lan, “Bhat Kerala” ở Ấn Độ, “Moc Niet Tu” ở Trung Quốc và “Mak Kao” ở
Lào. Gấc cũng được sử dụng như là cây lương thực và cây thuốc ở Tây và Đông
Nam Á (Kubota & Siriamornpun, 2011).
2.1.2. Phân loại thực vật và đặc điểm hình thái cây gấc
Cây gấc thuộc loại cây thân dây leo, mỗi năm lụi một lần nhưng lại đâm
chồi từ gốc cũ lên vào mùa xuân năm sau. Đây là loại cây đơn tính khác gốc, tức là
có cây cái và cây đực riêng biệt. Cây gấc leo khỏe, chiều dài có thể đạt đến 15 mét
(Hình 2.1).

Hình 2.1: Hình thái cây gấc (bên trái), hoa gấc (ảnh phải).

Thân dây có tiết diện góc. Lá mọc so le, chia thùy khía sâu tới ½ phiến lá.
Hoa đực, hoa cái riêng biệt trên thân cây, cánh hoa màu vàng nhạt. Mùa hoa vào
tháng 4 – 5. Quả hình bầu dục dài độ 15-20cm, đáy nhọn, ngoài có nhiều gai, khi
chín màu vàng đỏ đẹp tươi. Mùa quả vào tháng 6 đến tháng 2 năm sau. Gấc nếp thì
thưa gai hơn gấc tẻ. Trong quả có nhiều hạt xếp thành những hàng dọc, quanh hạt

4


có màng màu đỏ máu, tươi. Bóc lớp màng đỏ sẽ thấy hạt hình gần giống con ba ba
nhỏ, ngoài có lớp vỏ cứng, mép có răng cưa. Trong hạt có nhân trắng chứa nhiều
dầu. Nghiên cứu hiện đại cho biết trong nhân hạt gấc có 55,3% chất lipit (béo),
16,6% chất protit (đạm), 1,8% tanin, 2,8% cenluloza, 6% nước, 2,9% chất vô cơ,
2,9% đường, 11,7% chất khoáng... Gấc có thể mọc hoang và được trồng khắp nơi ở
nước ta (Đỗ Huy Bích và cs., 2003).
Có nhiều giống cây gấc đang được trồng ở nước ta. Tuy nhiên, trong sản xuất
hiện nay chỉ phân biệt có hai loại gấc sau đây. Sự phân biệt này chỉ có thể thực hiện
khi cây gấc đã ra quả, phân biệt gấc nếp, gấc tẻ dựa vào đặc điểm quả gấc (Hình
2.2).
Gấc tẻ: Quả to có vỏ nhiều hạt, vỏ trái có màu xanh gai to, ít gai, khi chín
chuyển sang màu đỏ cam rất đẹp. Bổ trái ra bên trong trái có màu vàng tươi, màng
đỏ bao bọc hạt có màu đỏ tươi rất đậm. Nên chọn giống gấc nếp để có trái to nhiều
nạc bao quanh và chất lượng màu cũng tốt hơn.
Gấc nếp: Quả nhỏ hoặc trung bình, vỏ dày tương đối, ít hạt, gai nhọn, trái
chín bổ ra bên trong cơm có màu vàng nhạt và màng đỏ bao bọc hạt thường có màu
đỏ nhạt hoặc màu hồng không được đỏ tươi đậm như gấc nếp

Hình 2.2. Phân biệt gấc nếp, gấc tẻ
2.1.3. Trồng trọt giống gấc
Cây gấc được trồng bằng hạt hoặc giâm cành. Tuy nhiên gấc có thể được
nhân bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào cho hệ số nhân cao (Lê Văn Hòa và
cs., 2009). Trồng bằng hạt có thể có cây toàn hoa đực không có quả, nhưng trồng
bằng dây đã cho quả, sẽ đảm bảo cây có quả 100%. Gấc được trồng vào tháng 2 – 3
dương lịch, chọn dây gần gốc có chiều dài 40-60cm, 2- 4 đốt tẩm vôi ở 2 đầu và đặt
vào hố sâu, đã bón phân chuồng, rồi phủ một lớp đất mỏng. Từ tháng 5 – 11, gấc sẽ

5


ra hoa, tạo quả, và chín dần từ tháng 7 tới tháng 1 – 2 năm sau. Để gấc nhiều quả,
nhất thiết phải tạo giàn, cây mọc không cao quá cho gấc leo. Càng có điều kiện
vươn xa, và có ánh nắng mặt trời, gấc càng cho nhiều quả. Mỗi cây gấc có thể tạo
ra 100-150 quả. Cây gấc chu kỳ sống khoảng 10 – 20 năm. Vào tháng 1, 2 khi gấc
đã rụng lá, có thể vẫn để dây gấc trên giàn, chỉ đốn các dây nhánh để nhân giống
hoặc đốn tới gốc, chỉ để lại 5-10cm, sang năm gốc lại phát triển và có thể sai quả
hơn năm trước, nếu được bón đủ phân và tưới nước khi thời tiết nắng nhiều (Đỗ
Huy Bích và cs., 2003).
Thời vụ trồng gấc: Nếu chủ động tưới nước thì có thể trồng gấc quanh năm.
Ở miền Bắc thời vụ trồng thường vào đầu tháng 2 dương lịch khi trời bắt đầu ấm áp
và đã có mưa xuân.
2.1.4. Thành phần dinh dưỡng, công dụng, tác dụng của một số nhóm chất chính
2.1.4.1. Thành phần dinh dưỡng
Theo Stephen et al. (2002), thành phần dinh dưỡng chính trong quả gấc
gồm: ß- carotene (175 µg/g thịt quả), lycopene (802 µg/g thịt quả), tổng
carotenoids (977 µg/g thịt quả), lipid (102 µg/g thịt quả), hàm lượng nước của thịt
quả (78 % khối lượng). Theo Vuong (2003), gấc có hàm lượng ß-carotene cao nhất
trong tất cả các loại trái cây với nồng độ 35,5 mg/100 g thịt quả. Thịt quả gấc chứa
nhiều axít béo (đa số là các axít béo chưa no) như oleic axít, palmitic axít, linoleic
axít. Ngoài ra, phần thịt quả còn chứa nhiều dưỡng chất khác như: lycopene,
zeaxanthin, ß-cryptoxanthin. Trong đó, hàm lượng lycopene đạt đến 380 µg/g thịt
quả, cao gấp 76 lần khoai tây (Ishida et al., 2004).
Trong quả gấc có dầu gấc. Màng đỏ bao quanh hạt (áo hạt) của quả gấc chứa
đựng một lượng dầu gấc màu đỏ sẫm, chất sánh có mùi vị thơm đặc biệt, 100 g dầu
gấc có 150- 175 mg β-carotene, 4 g lycopene và 12 g α-tocopherol (vitamin E thiên
nhiên), 33,4% palmitic acid, 7,9% stearic acid. Đặc biệt là 44% oleic acid và 14,7%

linoleic acid là hai loại acid béo rất cần thiết cho cơ thể. Dầu gấc còn chứa các
nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể như: sắt, đồng, colbalt, kali, và kẽm,…
Hàm lượng vitamin A trong dầu gấc cao gấp 1,8 lần so với dầu gan cá thu, gấp 15
lần so với củ cà rốt và gấp 68 lần so với quả cà chua (Đỗ Tất Lợi, 2003). Trong 1
ml dầu gấc có 30 mg β-carotene tương ứng với 50.000 đơn vị quốc tế vitamin A,
cao hơn so với gan cá thu (1ml dầu cá chứa 1.000 đơn vị vitamin A).

6


Trong nhân hạt gấc chứa 2,61% protein, 55,3% lipid, 2,9% đường, 1,8%
tannin, 2,8 % cellulose. Trong lá gấc có chứa vitamin E. Trong rễ gấc chứa một số
saponin triterpenoid: monordin I, monordin II, monordin III, monordin Ia,
monordin Ib, monordin Ic,monordin Id, monordin Ie, monordin IIa, monordin IIb,
monordin IIc, monordin IId, monordin IIe. Trong thân củ gấc chứa chondrilasterol,
momorcochin (Hasan et al.,1987); cucurbitadienol, glucoprotein và glycosid (Đỗ
Tất Lợi, 2003).
2.1.4.2. Công dụng
Theo cách truyền thống người dân trồng gấc dùng quả để nấu xôi vì cho
màu đỏ rất đẹp lại bổ dưỡng hoặc dùng để nhuộm màu. Hiện nay, việc sử dụng màu
tự nhiên của quả gấc trong chế biến thực phẩm để thay thế cho các phẩm màu hoá
học dùng trong thực phẩm, nấu nướng, … là điều vô cùng quan trọng vì rất có lợi
cho sức khoẻ. Trong công nghiệp chế biến thực phẩm, quả gấc được ứng dụng để
chế biến ra nhiều sản phẩm là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao (Hình 2.3).

Hình 2.3. Các công dụng của gấc
Theo Đỗ Tất Lợi (2003), dầu gấc có tác dụng như những vị thuốc có
vitamin A, dùng bôi lên các vết thương, vết loét, vết bỏng làm cho da mau lành.
Uống dầu gấc, người bệnh chóng lên cân, tăng sức đề kháng cho cơ thể, chống oxy
hoá, làm chậm quá trình lão hoá kéo dài tuổi thanh xuân của con người, dùng cho

trẻ em chậm lớn, phòng trị các chứng bệnh khô mắt, quáng gà. Dầu gấc có những
tác dụng tuyệt vời như thế là do trong dầu gấc có nhóm carotenoid. Đây là những
sắc tố tự nhiên có tác dụng kích thích sự tạo lập melanin và chống lại các gốc tự do.
Chúng kích thích hệ miễn dịch và góp phần vào sự đổi mới các tế bào. β-carotene
là tiền chất của vitamin A giúp chống lại sự hình thành collagen là loại enzyme huỷ

7


hoại cấu trúc của làn da. Khi vào cơ thể, β-carotene trong quả gấc sẽ biến thành
carotene kích thích sự phân chia các tế bào ở đáy biểu mô làm cho tế bào da luôn
được tái tạo. Vì thế nếu thiếu vitamin A thì da dễ bị hiện tượng tăng sừng da vảy
cá, dày sừng chân lông, rụng tóc, tóc bạc sớm. Trẻ em thiếu vitamin A sẽ giảm sức
đề kháng, khô mắt dẫn tới mù loà, … Vitamin A còn giúp tạo lập tế bào lympho
làm tăng khả năng kháng nhiễm của cơ thể, do đó hạn chế các bệnh nhiễm trùng. αtocopherol có trong dầu gấc phòng ngừa sự lão hoá tế bào bằng cách khử các hoá
chất độc hại cho cơ thể và cho da do tia cực tím và cải thiện sự dung nạp của da với
ánh nắng mặt trời. Ngoài vai trò chống lão hoá toàn diện, α-tocopherol còn tác
dụng tương hỗ với các tác dụng của vitamin C để phòng ngừa sự thoái hoá các acid
béo chính yếu của cơ thể. Các bộ phận khác của cây gấc cũng có nhiều tác dụng
tích cực:
Rễ gấc: vị đắng, tính mát, có tác dụng trừ thấp nhiệt, hoạt huyết, lợi tiểu,
chữa tê thấp, sưng chân.
Hạt gấc: vị đắng, hơi ngọt, tính ôn, hơi có độc, vào 2 kinh can và đại tràng.
Dùng chữa các chứng bệnh ung thũng, mụn nhọt độc, tràng nhạt, eczema, viêm da
thần kinh, trĩ, phụ nữ sưng vú, hậu môn sưng thũng, chữa chai chân, chữa sang
chấn đụng giập trong những trường hợp bị ngã, bị thương, tụ máu.
Lá gấc: dùng làm thuốc tiêu sưng tấy.
2.1.4.3. Tác dụng của một số nhóm chất chính trong gấc
Màng hạt gấc và dầu gấc là nguồn chính cung cấp β-carotene và lycopene.
Phân tích 3 quả gấc trồng ở Việt Nam (Vuong và cs., 2003) đã thu được hàm lượng

trung bình của carotene là 83,3 µg/g và lycopene là 408 µg/g trọng lượng tươi. Có
một số nghiên cứu phân tích hàm lượng carotenoids trong quả gấc chỉ ra sự khác
nhau đáng kể trong số các nghiên cứu này. Chẳng hạn, Vien (1995) phát hiện mức
độ β-carotene tổng số là 458 µg/g trong phần ăn được, trong khi Aoki et al. (2002)
thông báo hàm lượng là 101 µg/g. Hàm lượng carotenoid tổng số dao động từ 481
(Aoki et al., 2002) đến 2.926 µg/g (Ishida et al., 2004).
2.2. CÁC CHỈ THỊ TRONG ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN
2.2.1. Chỉ thị hình thái
Phương pháp phân loại hình thái có lịch sử phát triển lâu đời và đã xây dựng
được một hệ thống phân loại sinh vật nói chung và thực vật nói riêng tương đối đầy

8


đủ và toàn diện. Phương pháp phân loại này chủ yếu dựa vào sự đa dạng giữa các
cá thể trong quần thể và giữa các quần thể được xác định thông qua đánh giá các
đặc điểm hình thái nổi trội (hình dạng, kích thước, đặc điểm các bộ phận…). Với
ưu điểm như dễ dàng tiếp cận và nghiên cứu, không đòi hỏi thiết bị đặc biệt cũng
như quy trình thực hiện phức tạp, chỉ thị hình thái được sử dụng khá rộng rãi trong
nghiên cứu đa dạng di truyền thực vật. Trong đánh giá và chọn tạo giống truyền
thống, chỉ thị hình thái được áp dụng phổ biến và khá hiệu quả ở một số loại cây
trồng như lúa, ngô, đậu tương.
Tuy nhiên, còn có những nhược điểm ảnh hưởng đến tính chính xác cũng
như hiệu quả của chỉ thị hình thái. Thứ nhất, số lượng chỉ thị rất hạn chế (so với các
loại chỉ thị khác) trong khi các đặc điểm hình thái lại chịu tác động rất lớn của môi
trường cũng như phụ thuộc vào giai đoạn sinh trưởng phát triển của đối tượng
nghiên cứu. Mức độ tin cậy của công tác đánh giá đa dạng di truyền phụ thuộc vào
số lượng các chỉ thị được xét tới, do số lượng chỉ thị hình thái không đủ nhiều nên
kết quả thu được cũng không chính xác. Bên cạnh đó, do tính biến thiên của các
đặc điểm hình thái theo điều kiện môi trường và giai đoạn sinh trưởng nên kết quả

thường có sự sai lệch giữa các lần đánh giá hoặc trong điều kiện đánh giá khác
nhau. Thứ hai, việc đánh giá kiểu hình mang tính chất thống kê nên cần thực hiện
trên số lượng lớn đối tượng để đảm bảo độ chính xác. Chính vì vậy sẽ cần diện tích
đất đai lớn cũng như nhiều nhân lực và thời gian để gieo trồng và đánh giá đối
tượng. Cuối cùng, do đặc điểm dựa trên kiểu hình để đánh giá kiểu gen nên chỉ thị
hình thái không thể là thước đo chính xác để đánh giá tính đa dạng di truyền giữa
các cá thể, nhất là khi không phải toàn bộ các gen đều thể hiện ra kiểu hình có thể đo
đếm được. Hiện nay, tuy có nhiều nhược điểm và trong bối cảnh chỉ thị DNA được sử
dụng phổ biến hơn, nhưng chỉ thị hình thái vẫn được áp dụng khá hiệu quả trong đánh
giá đa dạng di truyền (đặc biệt đối với các đối tượng mà chỉ thị phân tử chưa có
nhiều) hoặc trong nghiên cứu lập bản đồ liên kết phục vụ chọn tạo giống cây trồng
như ở lúa (Lã Tuấn Nghĩa và cs., 2000; Zeng et al. 2003, Hugo et al. 2005).
2.2.2. Chỉ thị hóa sinh
Protein và các hoạt chất trao đổi khác là sản phẩm của quá trình biểu hiện
gen ở sinh vật. Nghiên cứu sự khác biệt trong thành phần của các sản phẩm này có
thể giúp xác định những khác biệt về mặt di truyền giữa các cá thể và loài khác
nhau. Josh and Ranjekar khẳng định điện di protein trên gel là phương pháp hữa
hiệu có thể giúp phân biệt, nhận diện giữa các loài và phân loại sinh vật. Các

9


protein, sản phẩm trao đổi chất… được sử dụng như những chỉ tiêu đánh giá, phân
biệt các sinh vật được gọi là chỉ thị hóa sinh. Chỉ thị hóa sinh được sử dụng phổ
biến nhất là các isozyme (các enzyme có trình tự amio acid khác nhau nhưng cùng
xúc tác cho một phản ứng hóa học). Isozyme được trích ly, tinh sạch và điện di trên
gel. Các thành phần trong gel biến tính (thường là SDS) phá vỡ các cấu trúc bậc
cao của chuỗi amino acid và khi đó dưới tác động của điện trường, các isozyme
biến tính sẽ phân tách trên gel dựa trên khối lượng và độ tích điện. Từ sự đa hình
giữa các băng điện di thu được sẽ giúp nhận diện từng các thể và đánh giá được sự

đa dạng trong quần thể nghiên cứu.
So với chỉ thị hình thái thì chỉ thị hóa sinh đáng tin cậy hơn bởi mỗi protein
là sản phẩm của một gen, do đó sự đa hình các protein cũng phản ánh gián tiếp sự
đa hình trong kiểu gen của sinh vật. Tuy nhiên, đối với các cá thể có quan hệ di
truyền gần gũi (đặc biệt là giữa các giống cây trồng) thì các sản phẩm biểu hiện gen
(protein, enzyme ...) không cho sự đa hình rõ ràng. Đây là một nhược điểm của chỉ
thị hóa sinh cùng với tính không độc lập với điều kiện môi trường (do quá trình
biểu hiện gen thay đổi ở các điều kiện sinh trưởng khác nhau) và số lượng chỉ thị
đa hình không phong phú. Bởi vậy trong hầu hết những nghiên cứu đa dạng di
truyền ngày nay, chỉ thị DNA được sử dụng phổ biến hơn cả.
2.2.3. Chỉ thị phân tử DNA
Chỉ thị phân tử DNA là đoạn DNA hoặc trình tự gen nằm trên NST của nhân
hoặc ty thể, lạp thể liên kết với gen hoặc tính trạng (Srivatsava et al, 2009). Chỉ thị
phân tử DNA có chính xác và tin cậy cao bởi vì thông tin di truyền là duy nhất
không phụ thuộc vào tuổi, các điều kiện sinh lý và môi trường. Chỉ thị phân tử
DNA là công cụ rất hữu ích trong nghiên cứu phân loại, nhận dạng, sinh lý học,
phôi học, chọn tạo giống cây trồng, sinh thái học, kỹ thuật di truyền. Chúng cũng
được sử dụng để xác định độ thuần của hạt giống và phân tích tiến hóa, quan hệ họ
hàng (Tharachand et al, 2012). Các loại chỉ thị này đang được sử dụng để nhận biệt
loài, phân tích mối liên quan di truyền giữa các loài, giữa các giống trong loài, các
cá thể trong một loài, mối quan hệ di truyền với hàm lượng các hoạt chất có hoạt
tính sinh học trong cây thuốc. Chỉ thị DNA dựa trên nguyên lý của phản ứng PCR,
sử dụng các loại mồi oligonucleotide khác nhau (mồi ngẫu nhiên, mồi đặc hiệu)
nhằm nhân lên các vùng trình tự DNA, nhiều chỉ thị DNA đã được phát triển và
ứng dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền như RAPD (Williams et al, 1990;
Caetanos-Anolles et al, 1991), SSR (Litt & Luty, 1989), AFLP (Zabeau et al,

10

1993), SNP (Lai et al., 1998). Các chỉ thị này đã được ứng dụng và mang lại
những kết quả đáng tin cậy, có giá trị không chỉ với nghiên cứu đa dạng di truyền
mà còn với nhiều lĩnh vực công nghệ sinh học nông nghiệp khác. Nghiên cứu tổng
hợp của Joshi (1995) và Weising (2005) đã đề ra những đặc điểm và cũng là tiêu
chuẩn cho các loại chỉ thị DNA như sau:
Có mức độ đa hình cao
Di truyền đồng trội (cho phép phân biệt cá thể đồng hợp tử- dị hợp tử)
Phân định rõ ràng giữa các alen
Tần suất xuất hiện trong hệ gen cao
Phân bố đều trên hệ gen
Có trạng thái trung tính (không chịu tác động đa gen)
Dễ dàng tiếp cận đánh giá
Có thể phân tích nhanh và đơn giản
Khả năng tái lặp cao
Kết quả có thể trao đổi dễ dàng giữa các cơ sở nghiên cứu
Có chi phí phát triển và thực hiện thấp
Cho đến nay có thể khẳng định rằng không một chỉ thị DNA nào có thể đáp
ứng được đầy đủ các tiêu chuẩn trên. Tuy nhiên hoàn toàn có thể chọn lựa trong số
những chỉ thị này một hay một vài chỉ thị mang những đặc điểm đáp ứng được yêu
cầu nghiên cứu với từng đối tượng cụ thể.
Thực vật dùng làm thảo dược luôn cần được xác định ở cấp độ loài, vì vậy,
xác định chính xác là một bước quan trọng để có thể đảm bảo về chất lượng sản
phẩm và có tầm quan trọng trong việc nghiên cứu các đặc tính của sự đa dạng di
truyền, phát sinh loài và phát sinh vùng địa lý cũng như bảo vệ các loài có nguy cơ
tuyệt chủng. Cùng với sự phát triển của thị trường thảo dược, sự giả mạo các
nguyên liệu thảo dược thuốc cũng trở thành vấn đề toàn cầu. Các nguyên liệu thảo
dược này có thể được thay thế bằng các loại thảo mộc khác có quan hệ họ hàng gần
gũi, thậm chí từ những nguyên liệu giả mạo. Việc giả mạo các nguyên liệu thảo
dược thường là do: (i) vật liệu không phân biệt được bằng đăc điểm hình thái (ii)
những vật liệu có tên tương tự nhau, và (iii) việc thay thế những nguyên liệu có giá

trị kinh tế bằng nguyên liệu khác rẻ tiền hơn. Tuy nhiên, việc xác định chính xác
các nguyên liệu thảo dược làm thuốc theo phương pháp truyền thống như sự đánh

11


giá cảm quan và phương pháp hóa học đôi khi gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là
những nguyên liệu có nguồn gốc từ thực vật đã được chế biến một phần hoặc ở
dạng bột. Vì vậy, phương pháp sử dụng các dấu chuẩn phân tử rõ ràng là chính xác
và phổ biến hơn. Việc nhận biết các nguyên liệu thảo dược sử dụng các chỉ thị phân
tử DNA có thể bảo vệ người dụng tránh khỏi tác dụng độc hại của các loại thuốc
giả mạo, đặc biệt trong nhiều trường hợp có thể nguy hiểm đến tính mạng. Dưới
đây trình bày một số vùng gen đặc thù đã được nghiên cứu và ứng dụng đối với các
cây dược liệu, trong đó có gấc.
2.2.4. Đặc điểm một số gen sử dụng trong nghiên cứu.
Vùng gen ITS (Internal transcribed spacer).
rDNA là nhóm gen mã hoá rRNA của ribosome và đóng vai trò quan trọng
trong các nghiên cứu quan hệ phát sinh loài. rDNA được nghiên cứu vì nó là gen có
nhiều bản sao và đặt biệt không mã hoá cho bất kỳ protein nào. Các bản sao của
gen nằm liên tiếp trên một locus và liên quan mật thiết tới quá trình tiến hoá.
Ribosome hầu như tồn tại trong mọi sinh vật và có cùng nguồn gốc. Phần lớn phân
tử rDNA tương đối bảo tồn nên được xem là cơ sở để tìm ra sự tương đồng và các
khác biệt khi so sánh các sinh vật khác nhau. Các primer thiết kế dựa trên những
Oligonucleotide có tính bảo tồn cao được sử dụng cho tất cả sinh vật nhằm khuếch
đại các vùng tương đương dùng trong so sánh. Ngoài ra, nhiều primer và probe
cũng được thiết kế dựa trên các vùng không bảo tồn dùng trong phát hiện và định
danh vi sinh vật (Howe et al., 2008).
rDNA chứa vùng 18S, ITS1, 5,8S (một tiểu đơn vị ribosome nhỏ hơn trở
thành một phần của LSU), ITS2, 28S và vùng IGS (intergenic spacer). Vùng phiên
mã 18S kết thúc tiểu đơn vị nhỏ (SSU), trong khi 28S cộng với 5,8S và một gen 5S

thêm vào từ những phần khác của genome hình thành tiểu đơn vị lớn (LSU) của
ribosome RNA. Những vùng ITS được phiên mã (tổng hợp từ RNA), nhưng bị cắt
trước khi rRNA hoàn thiện được hình thành, tuy nhiên ITS lại có chức năng trong
sự hình thành ribosome (Rainey et al., 1996). Sơ đồ vùng ITS (Rainey et al., 1996).
được mô tả như trong Hình 2.4

12


Hình 2.4. Sơ đồ vùng ITS của gen ribosome trong DNA nhân thực vật bậc cao.
Vùng ITS là vùng có rất nhiều biến đổi, mặc dù vùng ITS thường được sử
dụng trong nghiên cứu tiến hoá của sinh vật tuy nhiên phần lớn các so sánh trên
vùng này chỉ thường sử dụng ở mức độ xác định các biệt hoá trong cùng loài ( Howe
et al.., 2008).
Phân loại và nhận dạng các giống cây thuốc dựa vào đặc điểm hình thái, sinh
hóa thường không chính xác. Việc so sánh dựa trên trình tự nucleotid vùng ITS –
rDNA có thể sử dụng để phân loại, nhận dạng các giống cây thuốc chính xác
hơn, cũng như xác định tính đa dạng di truyền của các quần thể trong cùng loài.
Vùng ITS1 và ITS2 được tìm thấy giữa gen của tiểu đơn vị ribosome nhỏ (18S)
và tiểu đơn vị ribosome lớn (28S) chỉ ra sự khác nhau của các giống, quần thể
trong cùng loài.
Gen psbA
Gen psbA nằm trong DNA của lục lạp. Ở thực vật bậc cao, gen psbA mã hóa
cho protein D1 là trung tâm phản ứng quang hóa II. Vùng đệm psbA - trnH thường
được sử dụng cho nghiên cứu phân loại. Vùng này có kích thước xấp xỉ 450 bp, xác
suất nhân bản thành công rất cao (100% với các loài đã được nghiên cứu). Mức độ
khác biệt trình tự nucleotide giữa các loài là 1,24% và sự khác biệt bên trong loài
rất thấp từ 0,00% – 0,08%. Trình tự psbA - trnH cũng đã được công bố trên ngân hàng
gen với nhiều loài khác nhau thuộc thực vật hạt trần, dương xỉ, rêu và rêu tản Trìn tự
gen trnH, psbA được coi là trình tự hữu ích để phân biệt các loài thảo mộc với loài giả

mạo nó. Nó được dùng để phân biệt loài giả mạo Shihu Bulbophyllum odoratissimum
(Sm.) Lindl. ex. Hook.f. (Orchidaceae) có nguồn gốc từ chi Dendrobium Sw. với tỷ lệ
sai khác trong trình tự là từ 2% đến 3,1% (Rogers et al., 2009).

13


Gen trnL
Là gen mã hoá cho tRNA vận chuyển Leucine trong lục lạp, có kích thước
từ 452 bp đến 528 bp với các loài thuộc họ đậu. Gen này được sử dụng nhiều trong
nghiên cứu phân loại phân tử. Các kết quả thu được trong các nghiên cứu nguồn
gốc phát sinh loài sử dụng gen trnL cho thấy đây là một vùng DNA hữu ích cho
phân loại và đánh giá đa dạng di truyền ở nhiều loài thực vật.
Gen rbcL (Ribulose – 1,5 – Bisphosphate Carboxylase/oxygenase (Rubisco))
Đây là gen mã hóa cho protein đệm trong lục lạp. Protein này có 8 tiểu phần
lớn (trọng lượng 55 kDa) và 8 tiểu phần nhỏ (12 kDa) giống nhau. Các tiểu phần
lớn được mã hoá bằng gen lục lạp (rbcL), còn các tiểu phần nhỏ mã hoá bằng gen
nhân. Riêng đối với tảo nâu và tảo đỏ đã phát hiện thấy gen lục lạp mã hoá cho tiểu
phần nhỏ. Các gen rbcL ở thực vật bậc cao không có intron. Các gen này được
dùng nhiều trong nghiên cứu mối quan hệ phát sinh chủng loại. Hình 2.5 mô tả mô
hình không gian Rubisco với các tiểu phần lớn màu trắng và xám, tiểu phần nhỏ
màu xanh và cam (Cooper and Geoffrey, 2000).

Hình 2.5: Mô hình không gian của RuBisCO với các tiểu phần lớn, tiểu phần nhỏ
Vùng rbcL nằm trong DNA của lục lạp. Mức độ biến đổi thấp giữa các loài
khác nhau nhưng rbcL vẫn có thể cho phép nhận dạng dược liệu thảo dược với loại
giả mạo nó. Ví dụ, thảo dược dương xỉ "Mianmaguanzhong" có nguồn gốc từ
Dryopteris crassirhizoma Nakai (Dryopteridaceae) có 19 nucleotide là đa hình
trong trình tự rbcL khi đối chiếu với loài giả mạo.
2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU GẤC TRÊN THẾ GIỚI

Màng hạt gấc và dầu gấc là nguồn chính cung cấp β-carotene và lycopene.
Phân tích 3 quả gấc trồng ở Việt Nam (Vuong et al., 2003) đã thu được hàm lượng
trung bình của carotene là 83,3 ug/g và lycopene là 408 ug/g trọng lượng tươi. Có

14


một số nghiên cứu phân tích hàm lượng carotenoids trong quả gấc chỉ ra sự khác
nhau đáng kể trong số các nghiên cứu này. Chẳng hạn, Vien (1995) phát hiện mức
độ β-carotene tổng số là 458 ug/g trong phần ăn được, trong khi Aoki et al. (2002)
thông báo hàm lượng là 101 ug/g. Hàm lượng carotenoid tổng số dao động từ 481
(Aoki et al. 2002) đến 2.926 ug/g (Ishida et al. 2004).
Tại Hoa Kỳ, nghiên cứu sử dụng liều cao β-caroten trong điều trị bệnh
nhân HIV pha II 120mg/ngày và tăng nhiệt độ cơ thể 42 oC trong 1h, tắm hơi đã
tăng khả năng phục hồi T-helper CD4/CD8 đáp ứng tốt miễn dịch, giảm quá trình
tiến triển HIV - AIDS, đồng thời tăng khả năng đáp ứng miễn dịch của văcxin.
Vitamin E và Lycopen cùng với lutein, zeaxanthin, β-cryptoxanthin trong quả gấc
có tác dụng trung hòa các gốc tự do, gốc peroxyt trong cơ thể, phòng và điều trị
nhồi máu cơ tim, đột quỵ, nguy cơ gãy xương ở phụ nữ, đặc biệt phụ nữ sau mãn
kinh, bị bệnh đái tháo đường, ung thư vú, tuyến tiền liệt, dạ dày, ung thư gan, xơ
gan và phòng bệnh mãn tính, kéo dài tuổi thọ. Acid lonoleic (omega-6) còn gọi là
vitamin F, acid linolenic (omega- 3) có ít hơn trong dầu gấc đã giúp sự phát triển
sớm về trí tuệ và thể lực, đặc biệt đối với trẻ em, giúp phòng bệnh tim mạch, huyết
áp, xơ vữa động mạch, do điều hoà chuyển hoá, giảm hàm lượng colesterol trong
cơ thể, chữa bệnh ngoài da, bệnh rối loạn, thoái hoá thần kinh trung ương, bệnh
Ahzheimer sa sút trí tuệ ở tuổi trung niên và miễn dịch. Dầu gấc còn kích thích sự
phát triển hình thành lớp mô mới làm cho vết thương mau lành, dùng điều trị rất tốt
các vết bỏng, loét và nứt kẽ vú, dùng cho bệnh nhân bị ung thư sau khi cắt bỏ khối
u, sau hoá trị và xạ trị (Ishida et al. 2004). Hình 2.6 mô tả cấu trúc hóa học của βcarotene và lycopene.

β–carotene

Lycopene
Hình 2.6. Cấu trúc hóa học của β-carotene và lycopen trong quả gấc.

15


Các nhà khoa học Mỹ nghiên cứu dầu gấc Việt Nam đã kết luận: Các hợp
chất β-caroten, lycopen, α-tocopherol có trong dầu gấc có khả năng làm vô hiệu
hoá 75% các chất gây ung thư trong cơ thể, nhất là ung thư vú ở phụ nữ. Với thế
giới hiện nay, quả cà chua là cứu cánh cho vấn đề ung thư tiền liệt tuyến bởi hàm
lượng lycopen chứa trong quả. Quả gấc Việt nam có hàm lượng lycopen và βcaroten cao gấp 70 lần cà chua (Vuong et al. 2002).
Nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học Mỹ cho thấy quả gấc được trồng
tại miền Bắc Việt nam có hàm lượng β-caroten cao nhất so với quả gấc được trồng
ở các nước khác như Trung Quốc và Ấn Độ. Bởi vì miền Bắc Việt Nam hội tụ bởi
thời tiết của 4 mùa Xuân, Hạ, Thu, Đông. Quả gấc là một trong những nguồn dược
liệu tốt nhất do thiên nhiên ban tặng cho con người. Quả gấc chứa hàm lượng βcaroten cao gấp 15 lần so với củ cà rốt và gấp 68 lần so với quả cà chua. Ngoài ra,
quả gấc cũng chứa các chất với hàm lượng cao như lycopen, Alphatocopherol, các
chất béo. Quả gấc được chế biến làm thực phẩm, thuốc có khả năng miễn dịch,
chống oxi hoá, tăng sức đề kháng cho cơ thể và làm vô hiệu hoá các chất gây ung
thư, chống lão hoá tế bào, đặc biệt làm chế phẩm dưỡng da, giúp da hồng hào, tươi
trẻ (Vuong et al. 2002).
Lớp màng mỏng bọc hạt của quả Momordica cochinchinensis chứa giữa
17,000 - 35,000.mu.g β-carotene /100 g trọng lượng tươi, phụ thuộc vào sự chín
của quả. Số lượng lycopen trong lớp màng mỏng bọc hạt của quả gấc thay đổi giữa
2 -5 lần của chất β-caroten (35,000 -175,000.mu.g/ 100g). Khoảng 40% trọng
lượng khô là dầu. β-carotene có tác dụng giúp tăng cường thị lực, tăng sức đề
kháng, giảm LDL cholesterol và phòng ngừa các bệng lý tim mạch. Lycopene có
tác dụng phòng chống ung thư, các bệnh tim mạch, lão hóa...Hàm lượng lycopene

trong gấc khoảng 308μg/g, gấp mười lần so với trái cây giàu lycopene như cà chua.
Trái gấc cũng có hàm lượng acid béo rất cao, từ 17 - 22% (tính theo trọng lượng)
(Vuong và King., 2003; Ishida et al. 2004). Dầu gấc có chứa nồng độ carotenoids
cao, giàu β-caroten và rất giàu vitamine E, acid béo trong quả gấc rất quan trọng
cho việc hấp thu các chất dinh dưỡng hòa tan trong dầu (Vuong & King., 2003).
Gấc có màu đỏ của lycopen và màu vàng của β-caroten với hàm lượng cao
gấp nhiều lần so với các loại thực phẩm khác đang được sử dụng phổ biến trên thế
giới. Năm 1941, lần đầu tiên Bùi Đình Sang và F. Guichard, trường ĐH Dược Hà
Nội đã chiết từ màng đỏ quả gấc và nhận thấy hàm lượng carotenoid (tiền vitamin

16