Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc và chất điều hòa tăng trưởng thực vật lên sự tăng trưởng Thài lài tím (tradescantia pallida)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA SINH HỌC – CÔNG NGHỆ SINH HỌC
----------------

DƯƠNG THỊ NGỌC ÁNH

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT ĐIỀU
HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT VÀ ÁNH
SÁNG ĐƠN SẮC LÊN SỰ TĂNG TRƯỞNG CÂY
THÀI LÀI TÍM (Tradescantia pallida)

KHÓA LUẬN CỬ NHÂN SINH HỌC
NGÀNH SINH HỌC
CHUYÊN NGÀNH: SINH LÝ THỰC VẬT

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
ThS. PHAN NGÔ HOANG

TP. HỒ CHÍ MINH - 2016


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

LỜI CẢM ƠN
----------------Đề tài được thực hiện tại Bộ môn Sinh lý Thực vật, Khoa Sinh học - Công
nghệ Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố
Hồ Chí Minh.
Để hoàn thành khóa luận này, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất:

Thầy Phan Ngô Hoang, thầy đã luôn theo sát, hướng dẫn tận tình và động
viên, cổ vũ em trong suốt thời gian ngoại khóa và định hướng, hướng dẫn em thực
hiện đề tài này.
TS. Trần Thanh Hương - trưởng bộ môn Sinh lý thực vật, TS. Đỗ Thường
Kiệt - trưởng phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật, thầy cô luôn giúp đỡ chúng em cả
về kiến thức và phương pháp cũng như các trang thiết bị và dụng cụ thí nghiệm.
PGS.TS. Bùi Trang Việt, PGS.TS. Võ Thị Bạch Mai, PGS.TS. Nguyễn Du
Sanh, ThS. Trịnh Cẩm Tú đã giảng dạy cho em những kiến thức bổ ích và kinh
nghiệm nghiên cứu khoa học.
Quý Thầy Cô đang công tác tại khoa Sinh học - Công nghệ Sinh học, Trường
Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh đã luôn
nhiệt tình giảng dạy cho em nhiều kiến thức cơ bản trong suốt thời gian qua.
Em cảm ơn các anh chị: ThS. Huỳnh Thị Xuân Quỳnh, Chị Hoàng Thị Thu
Thấm, anh Lê Anh Tuấn, chị Trần Hoài Nguyên, chị Phạm Thị Hồng Ánh và chị
Nguyễn Thị Kim Anh đã chia sẻ và giúp đỡ em rất nhiều.
Các anh chị cao học khóa 23, 24, 25, các bạn nhóm chuyên ngành và tập thể
lớp 12SHH luôn hỗ trợ động viên, chia sẻ với nhau trong suốt thời gian học tập và
làm khóa luận.

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

1


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

Em xin chân thành cảm ơn PTN vệ tinh của Trung tâm LAFTRC-CBNU
(Hàn quốc) tại Trường ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐHQG-HCM; Công ty cổ phần

bóng đèn phích nước Rạng Đông đã tài trợ thiết bị đèn LED sử dụng cho nghiên
cứu này.
Con vô vùng biết ơn bố mẹ, người đã sinh thành, nuôi dưỡng và tạo mọi điều
kiện tốt nhất cho con được theo đuổi điều con mong ước. Em cảm ơn hai chị đã
luôn bên cạnh, chia sẻ mọi khó khăn và động viên em trong suốt thời gian học tập
và cuộc sống xa nhà.

TP. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016
Dương Thị Ngọc Ánh

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

2


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. 1
MỤC LỤC .................................................................................................................... 3
BẢNG CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT ............................................................................. 6
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... 7
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................... 8
DANH MỤC ẢNH ....................................................................................................... 9
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 10
TỔNG QUAN ............................................................................................................. 12
1.1. Tổng quan về cây Thài lài tím .......................................................................... 12
1.1.1. Phân loại ..................................................................................................... 12

1.1.2. Đặc điểm hình thái ..................................................................................... 12
1.1.3. Tác dụng dược lý của Tradescantia pallida ............................................... 13
1.1.4. Sơ lược về lịch sử nghiên cứu Tradescantia pallida .................................. 13
1.2. Nguồn sáng nhân tạo trong nghiên cứu thực vật và ứng dụng. ........................ 14
1.2.1. Nguồn sáng nhân tạo. ................................................................................. 14
1.2.2. Ứng dụng đèn LED trong nghiên cứu quang hợp. ..................................... 14
1.3. Phát sinh hình thái thực vật .............................................................................. 16
1.3.1. Khái niệm ................................................................................................... 16
1.3.2. Sự phát sinh chồi. ....................................................................................... 17
1.3.3. Vai trò của ánh sáng trong phát sinh hình thái thực vật. ............................ 18
1.3. Tăng trưởng ở thực vật. ...................................................................................... 19
1.3.1. Thuật ngữ tăng trưởng. ............................................................................... 19
1.3.2. Các yếu tố tác động lên sự tăng trưởng thực vật ........................................ 19
1.4. Các hợp chất biến dưỡng thực vật .................................................................... 23
1.4.1. Anthocyanin ............................................................................................... 23
1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp anthocyanin .............................. 25
VẬT LIỆU - PHƯƠNG PHÁP ................................................................................. 28

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

3


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

2.1. Vật liệu ............................................................................................................. 28
2.1.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................... 28
2.1.2. Vật liệu sinh trắc nghiệm............................................................................ 28

2.2. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 28
2.2.1. Ảnh hưởng của TDZ và chất điều hòa tăng trưởng thực vật trên khả
năng tạo cụm chồi ...................................................................................... 28
2.2.2. Ảnh hưởng của của TDZ và ánh sáng đơn sắc đèn LED lên sự phát sinh
chồi. ................................................................................................................ 29
2.2.3. Sự tăng trưởng của Thài lài tím in vitro dưới nguồn sáng đơn sắc đèn
LED ............................................................................................................ 29
2.2.4. Ly trích và xác định hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội
sinh ............................................................................................................. 30
2.2.5. Đo cường độ quang hợp, cường độ hô hấp ................................................ 33
2.2.6. Quan sát hình thái giải phẫu ....................................................................... 33
2.2.7. Ly trích và đo hàm lượng một số hợp chất thứ cấp.................................... 33
2.2.8. Xử lý số liệu ............................................................................................... 35
KẾT QUẢ ................................................................................................................... 36
3.1 Ảnh hưởng của TDZ và chất điều hòa tăng trưởng thực vật trên khả năng
tạo cụm chồi ................................................................................................... 36
3.2 Ảnh hưởng của TDZ và ánh sáng đơn sắc đèn LED lên sự phát sinh chồi...... 40
3.3. Sự tăng trưởng của Thài lài tím in vitro dưới nguồn sáng đơn sắc đèn
LED ................................................................................................................ 45
THẢO LUẬN ............................................................................................................. 55
1. Ảnh hưởng của TDZ và chất điều hòa tăng trưởng thực vật trên khả năng
tạo cụm chồi ................................................................................................... 55
2.

Ảnh hưởng của TDZ và ánh sáng đơn sắc đèn LED lên sự phát sinh chồi...... 55

3.

Sự tăng trưởng của Thài lài tím in vitro dưới nguồn sáng đơn sắc đèn
LED ................................................................................................................ 56

KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ ........................................................................................... 59
Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

4


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 60
PHỤ LỤC ................................................................................................................... 64

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

5


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

BẢNG CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
----------------STT

VIẾT TẮT

NỘI DUNG

1

ABA

Abscisic Acid

2

BA

Benzyl Adenin

3

GA3

Giberelin Acid

4

IAA

Idol Acetic Acid

5

MS

Murashige Skoog

6

TDZ

Thiadiazuration

7

TLT

Trọng lượng tươi

8

TLK

Trọng lượng khô

9

LED

Light Emitting Diode

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

6


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

DANH MỤC BẢNG
----------------Bảng 3.1.1. Số lượng chồi mới hình thành theo thời gian. ................................ 36
Bảng 3.1.2. Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng nội sinh ở cụm chồi trên các
môi trường sau 4 tuần nuôi cấy. ......................................................................... 39
Bảng 3.2.1. Ảnh hưởng của TDZ và ánh sáng đơn sắc đèn LED lên sự hình
thành cụm chồi sau 2 tuần. ................................................................................. 42
Bảng 3.2.2. Ảnh hưởng của TDZ và ánh sáng đơn sắc đèn LED lên sự hình
thành cụm chồi sau 4 tuần. ................................................................................. 42
Bảng 3.2.3. Ảnh hưởng của TDZ và ánh sáng đơn sắc đèn LED lên sự hình
thành cụm chồi sau 6 tuần. ................................................................................. 43
Bảng 3.2.4. Hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh ở cụm chồi in
vitro trên môi trường MS ½ bổ sung TDZ 0,05mg/l dưới các nguồn sáng khác
nhau. .................................................................................................................. 44
Bảng 3.3.1. Số rễ của cây Thài lài tím in vitro tăng trưởng trên môi trường MS
½ theo thời gian dưới các ánh sáng khác nhau. .................................................. 48
Bảng 3.3.2. Chiều dài rễ (cm) cây Thài lài tím in vitro tăng trưởng trên môi
trường MS ½ theo thời gian dưới các ánh sáng khác nhau. ............................... 48
Bảng 3.3.3. Số lá của cây Thài lài tím in vitro tăng trưởng trên môi trường MS
½ theo thời gian dưới các nguồn sáng khác nhau. ............................................. 49
Bảng 3.3.4. Cường độ quang hợp và hô hấp của lá cây Thài lài tím in vitro tăng
trưởng trên môi trường MS ½ sau 4 tuần dưới các nguồn sáng khác nhau........ 49
Bảng 3.3.5. Trọng lượng tươi, trọng lượng khô cây in vitro tăng trưởng trên
môi trường MS ½ sau 4 tuần dưới nguồn sáng khác nhau. ................................ 50
Bảng 3.3.6. Hoạt tính chất điêu hòa tăng trưởng thực vật nội sinh cây 4 tuần
tuổi tăng trưởng trên môi trường MS ½ dưới các nguồn sáng khác nhau. ......... 51
Bảng 3.3.7. Hàm lượng anthocyanin ở lá các cây in vitro tăng trưởng trên môi
trường MS ½ sau 4 tuần dưới các nguồn sáng khác nhau. ................................. 53

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

7


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

DANH MỤC HÌNH
----------------Hình 1.1. Sắc tố quang hợp và trung tâm phản ứng (diệp lục tố a). .................. 15
Hình 1.3. Các bước sóng ánh sáng và sự hấp thu các bước sóng bởi các loại sắc
tố quang hợp và cường độ quang hợp của Anacharis sp. .................................. 16
Hình 1.4. Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin .................................. 25
Hình 1.5. Hai con đường sinh tổng hợp anthocyanin ....................................... 27
Hình 1.6. Sơ đồ ly trích chất điều hòa tăng trưởng nội sinh. ............................ 31

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

8


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

DANH MỤC ẢNH
----------------Ảnh 2.1. Cây cỏ thài lài tím trong tự nhiên........................................................ 28
Ảnh 3.1.1. Cụm chồi sau 2 tuần nuôi cấy trên các môi trường MS ½ (A), MS ½
+ TDZ 0,05mg/l (B), MS ½ + TDZ 0,1mg/l (C), MS ½ + IAA 1mg/l và BA

0,5mg/l (D), MS ½ + IAA 1mg/l và BA 1mg/l (E). ........................................... 37
Ảnh 3.1.2. Cụm chồi sau 6 tuần nuôi cấy trên các môi trường MS ½ (A), MS ½
+ TDZ 0,05mg/l (B), MS ½ + TDZ 0,1mg/l (C), MS ½ + IAA 1mg/l và BA
0,5mg/l (D), MS ½ + IAA 1mg/l và BA 1mg/l (E). ........................................... 38
Ảnh 3.2.1. Cụm chồi trên môi trường MS ½ bổ sung TDZ 0,05mg/l dưới ánh
sáng huỳnh quang sau 1 tuần (A), 2 tuần (B), 4 tuần (C) và 6 tuần (D). ........... 40
Ảnh 3.2.2. Cụm chồi trên môi trường MS ½ bổ sung TDZ 0,05mg/l dưới ánh
sáng LED vàng (A), LED xanh (B), LED đỏ (C), LED hồng (D) sau 6 tuần .... 41
Ảnh 3.3.2. Cây Thài lài tím in vitro tăng trưởng trên môi trường MS ½ dưới
các nguồn sáng khác nhau: huỳnh quang (A), LED trắng (B), LED vàng (C),
LED đỏ (D), LED xanh (E) sau 4 tuần. .............................................................. 46
Ảnh 3.3.3. Cây Thài lài tím in vitro tăng trưởng trên môi trường MS ½ dưới các
nguồn sáng khác nhau: huỳnh quang (A), LED trắng (B), LED vàng (C), LED
đỏ (D), LED xanh (E), sau 6 tuần. ...................................................................... 47
Ảnh 3.3.4. Cấu trúc lá cây in vitro sau 4 tuần tăng trưởng trên môi trường MS
½ dưới các nguồn sáng khác nhau: huỳnh quang (A), LED trắng (B), LED vàng
(C), LED xanh (D), LED đỏ (E) ......................................................................... 52

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

9


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam có một nền y học dân tộc lâu đời với các tri thức sử dụng các loại
dược liệu, các bài thuốc có giá trị dùng để chữa các bệnh thông thường và nan y.

Nền y học cổ truyền độc đáo đó bảo vệ sức khỏe cho dân tộc ta suốt chiều dài lịch
sử với phương châm "Nam dược trị nam nhân". Theo tổ chức y tế thế giới (WHO),
khoảng 80% dân số hiện nay trên thế giới vẫn dựa vào thuốc có nguồn gốc tự nhiên
trong chăm sóc sức khoẻ cộng đồng.
Tuy nhiên, hiện nay nguồn dược liệu trong tự nhiên đang bị khai thác nhanh
chóng dẫn đến tình trạng nguy cơ khan hiếm một số loại dược liệu thông dụng.
Anthocyanin ngoài chức năng đem lại màu sắc cho thực vật còn có những lợi ích
thiết thực cho sức khỏe con người nhờ có nhiều hoạt tính sinh học quý. Các nghiên
cứu gần đây tập trung vào hiệu quả điều trị ung thư của anthocyanin và các giá trị
dinh dưỡng đối với cơ thể người và các hoạt tính sinh học của chúng.
Bên cạnh nguồn nguyên liệu để li trích anthocyanin chủ yếu là rau, củ, quả
và các bộ phận khác của các loại thực vật như nho, các loại dâu, bắp cải tím, táo, củ
cải rất đắt tiền và không đủ nguồn nguyên liệu cung ứng thì Thài lài tím cũng là một
trong những nguyên liệu hữu hiệu không những trong công nghệ thực phẩm mà cả
dược phẩm dược liệu trong tương lai.
Nâng cao chất lượng cây giống đồng thời giảm giá thành sản xuất là mục tiêu
hàng đầu mà các phòng thí nghiệm vi nhân giống đang hướng tới. Tuy nhiên, hầu
hết các phòng vi nhân giống lại đang sử dụng hệ thống đèn huỳnh quang tiêu tốn
nhiều điện năng, chiếm khoảng không gian lớn và nhiều mặt hạn chế.
Việc sử dụng ánh sáng đơn sắc trong nuôi cấy in vitro có thể khắc phục được
các nhược điểm mà hệ thống chiếu sáng truyền thống đang gặp phải. Hơn nữa, hệ
thống chiếu sáng đơn sắc này có thể cải thiện được chất lượng cây trồng, có nhiều
ưu thế hơn đến sự sinh trưởng, phát triển và các phản ứng sinh lý tích cực đối với
nhiều loại cây trồng khác nhau. Tuy vậy, việc xác định chất lượng tia sáng nào phù

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

10

SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

hợp cho loài thực vật nào hay giai đoạn nào của một cá thể cụ thể sẽ là một vấn đề
cần đặt ra để nghiên cứu một cách nghiêm túc.
Đề tài: “Khảo sát ảnh hưởng của chất điều hòa tăng trưởng thực vật và ánh
sáng đơn sắc lên sự tăng trưởng cây Thài lài tím (Tradescantia pallida)” nhằm các
mục đích: tìm hiểu tác động của một số chất điều hòa tăng trưởng thực vật cũng như
ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc LED lên sự tăng trưởng thông qua một số chỉ tiêu
cụ thể và thông qua đó bước đầu tìm hiểu anthocyanin và một số hợp chất liên quan
tổng hợp trong quá trình tăng trưởng in vitro ở cây Thài lài tím.

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

11


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về cây Thài lài tím

1.1.1. Phân loại
Giới: Plantae
Lớp: Magnoliopsida

Bộ:

Commelinales

Họ:

Commelinacea

Chi:

Tradescantia

Loài: T. pallida
Tên khoa học: Tradescantia pallida
Tên khác: trai tím, trai đỏ, trai thái
lan,..

Ảnh 1.1. Cây Thài lài tím
(Tradescantia pallida L.)

Thài lài tím có nguồn gốc vùng vịnh Mexico, sau đó phân bố rộng khắp thế
giới mà chủ yếu là châu Á, châu Mỹ. Ngày nay, Thài lài tím được trồng ở nhiều nơi
như một loại cây cảnh hay nguyên liệu cho những bài thuốc dân gian.
1.1.2. Đặc điểm hình thái
Thài lài tím thuộc cây thân thảo sống hằng năm, mọc nằm, bò dài 20-30cm,
thân tía có sọc xanh. Lá dày, đỏ ở mặt dưới, tím ở mặt trên, mép có lông dài, gân dễ
thấy ở mặt dưới. Cụm hoa ở ngọn thân, có 2 lá bắc to, hoa đỏ thắm, nở sớm mai đến
trưa, dài 2cm, cánh hoa cỡ 1cm, chỉ nhị có ít lông (Võ Văn Chi, 2012).
Cây có nguồn gốc từ vùng bán nhiệt đới và ôn đới ẩm. Ở Việt Nam, cây mọc
tự nhiên và rải rác trên các vùng núi, ven vách đá, chịu hạn tốt. Cây có sức sống

mạnh và sinh trưởng nhanh vào mùa mưa. Ở vùng thiếu nước thân cây bò dài, rụng
lá và tàn lụi vào mùa khô. Hoa Thài lài tím không có khả năng sinh sản. Cây mới sẽ
mọc lại lên từ phần rễ khi cây mẹ bị chết đi.

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

12


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

1.1.3. Tác dụng dược lý của Tradescantia pallida
Theo các sách Đông y ghi chép, thài lài tím là cây có tính hàn, vị ngọt mát,
hơi có vị chát nhẹ. Cây có thể giúp cơ thể thanh nhiệt, giải độc, khỏi bí tiểu, giảm
ho, táo bón, giảm thiểu mụn nhọt. Cây còn giúp chữa các chứng đau đầu hay viêm
cầu thận.


Một vài bài thuốc dân gian

Chữa đái buốt: Thài lài tím 30g, mộc thông 20g, mã đề 15g, rau má 12g. Sắc
lấy nước uống, chia ngày 3 lần, dùng 3- 5 ngày liên tiếp.
Chữa kiết lỵ: Thài lài tím 25g, lá mơ 20g, vỏ quả lựu 10g, rau má 5g. Sắc lấy
nước uống, chia 3 lần trước khi ăn, dùng 5 ngày liên tiếp.
Chữa táo bón: Thài lài tím 30g, lá khoai lang non 25g. Hai nguyên liệu này
rửa sạch đun sôi kĩ, ăn cả nước lẫn cái. Ngày ăn 1 lần vào buổi sáng.
Chữa mụn nhọt sưng đau: Thài lài tím 30g, lá sống đời 25g. Hai nguyên liệu
rửa sạch giã nhỏ, cho nước sôi để nguội khuấy đều, lọc lấy nước uống và bã đắp vào

chỗ đau, ngày uống 2 lần, trong 3 ngày liên tiếp.
1.1.4. Sơ lược về lịch sử nghiên cứu Tradescantia pallida
Elder Antonio Sousa Paiva và cộng sự (2003) đã nghiên cứu ảnh hưởng của
cường độ sáng lên hình thái giải phẫu và nội dung sắc tố của Thài lài tím Tradestica
pallida.
SHI và cộng sự (1992) đã ly trích và đo hàm lượng anthocyanin từ
Tradestica pallida, bước đầu xem chúng như một phẩm màu tiềm năng.
Ngoài ra Tradestica pallida có thể xem là một loài phát hiện ô nhiễm không
khí với khả năng phân biệt các khu vực ô nhiễm khác nhau chính xác tới 97,5%
bằng các phân tích, chiếu xạ cho thấy hàm lượng các nguyên tố vi lượng độc hại
(Nairo Massakazu Sumita và cộng sự 2003).

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

13


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

1.2.

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

Nguồn sáng nhân tạo trong nghiên cứu thực vật và ứng dụng.

1.2.1. Nguồn sáng nhân tạo.
Ánh sáng là từ dùng để chỉ các bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong vùng
quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường (tức là từ khoảng 380 nm đến 720 nm).
Giống như mọi bức xạ điện từ, ánh sáng có thể được mô tả như những đợt sóng hạt
chuyển động gọi là photon. Ánh sáng do mặt trời tạo ra còn được gọi là ánh nắng

(hay còn gọi là ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc biến thiên liên tục
từ đỏ đến tím). Ánh sáng có hai tính chất là sóng và hạt.
Ánh sáng mặt trời là một dạng năng lượng (quang năng) thường được gọi là
bức xạ hay năng lượng điện từ. Năng lượng điện từ du hành trong không gian ở
dạng sóng, khoảng cách giữa hai đỉnh sóng kề nhau được gọi là độ dài sóng, dãy
sóng điện từ đầy đủ được gọi là phổ điện từ. Mắt người có thể phân biệt được các
màu khi chiếu ánh sáng qua lăng kính hay khi nhìn cầu vồng, đó là các màu: đỏ,
cam, vàng, lục, lam, chàm, tím (theo độ dài sóng giảm dần, tức năng lượng tăng
dần). Ánh sáng mặt trời giống như một làn mưa photon có độ dài sóng khác nhau,
mà mắt người chỉ nhìn thấy được một vùng hẹp. Năng lượng ánh sáng tỉ lệ nghịch
với độ dài sóng. Trong các phản ứng quang hóa, mỗi phân tử (của một chất) nhận
một photon, để chuyển sang trạng thái kích hoạt và tham gia vào phản ứng (Bùi
Trang Việt, 2005). Ánh sáng – một nhân tố quan trọng trong sự sinh trưởng và phát
triển của thực vật, nó tham gia vào nhiều quá trình sinh lý của thực vật mà cơ bản
nhất là quá trình quang hợp, ngoài ra còn có quang phát sinh hình thái, đáp ứng
hướng sáng...
1.2.2. Ứng dụng đèn LED trong nghiên cứu quang hợp.
Quang hợp là quá trình tổng hợp nhờ ánh sáng của thực vật, tảo và một số vi
khuẩn để tạo ra các hợp chất carbon phục vụ bản thân cũng như làm nguồn thức
ăn cho hầu hết các sinh vật trên trái đất. Về bản chất hóa học, quang hợp là quá
trình oxy hóa khử, trong đó H2O bị oxy hóa và CO2 bị khử, năng lượng dùng cho
quá trình này là quang năng và sản phẩm tạo ra là các hợp chất hữu cơ. Có thể khái
quát quang hợp bằng phương trình sau:
Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

14


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

CO2 + H2O

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

Ánh sáng

(CH2O) + O2

Hình 1.1. Sắc tố quang hợp và trung tâm phản ứng (diệp lục tố a).
Phân tử (CH2O)n là năng lượng để xây dựng và tổng hợp các thành phần khác
trong cơ thể thực vật.
Các bước sóng ánh sáng được sử dụng trong quang hợp chỉ là một phần nhỏ
của toàn bộ quang phổ điện từ. Ở thực vật bậc cao, ánh sáng đỏ, tím, xanh điều
khiển quá trình quang hợp hiệu quả nhất. Những màu này nằm trong vùng ánh sáng
khả kiến có bước sóng trong khoảng từ 380 đến 750 nm. Khả năng kích thích các
electron của ánh sáng liên quan đến bước sóng hơn là cường độ của chùm sáng nên
chỉ có một phần nhỏ ánh sáng được thực vật thực sự hấp thu. Do đó có thể loại bỏ
một số loại bước sóng không cần thiết bằng cách sử dụng nguồn sáng đơn sắc từ
đèn LED (Light emitting diodes).

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

15


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

Hình 1.3. Các bước sóng ánh sáng và sự hấp thu các bước sóng bởi các loại sắc

tố quang hợp và cường độ quang hợp của Anacharis sp.
Ngoài ra, chiếu sáng LED so với các nguồn chiếu sáng khác có những ưu điểm cơ
bản sau:
- Hiệu suất năng lượng sinh học cao: quang hợp của cây chủ yếu ở bước sóng
610 – 720 nm, hấp thụ sinh lý khoảng 55% và ở bước sóng ánh sáng xanh (400- 510
nm) hấp thụ sinh lý khoảng 8%. Các độ dài bước sóng khác hoặc ít tác dụng đến các
quá trình quang hợp hoặc gây hại đến sự sinh trưởng cuả cây.
- Tiết kiệm điện năng: sử dụng đèn LED cho hiệu quả tiết kiệm 50- 80%
lượng điện tiêu thụ.
1.3.

Phát sinh hình thái thực vật

1.3.1. Khái niệm
Phát sinh hình thái thực vật là quá trình phát triển của tế bào, mô, cơ quan
thực vật theo thời gian, từ lúc khởi đầu cho đến lúc trưởng thành, bao gồm phát sinh
mô, phát sinh cơ quan và phát sinh phôi, thông qua sự phân chia, sự tăng trưởng và
phân hóa tế bào (Bùi Trang Việt, 2000).
Phát sinh cơ quan có thể xảy ra ở hai con đường: phát sinh trực tiếp hoặc
phát sinh gián tiếp.
-

Phát sinh cơ quan trực tiếp: chồi nách, chồi ngọn,..

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

16


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

-

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

Phát sinh cơ quan gián tiếp bao gồm sự hình thành chồi và rễ trực tiếp từ mẫu
cấy không thông qua giai đoạn mô sẹo.

Phát sinh hình thái thực vật tùy thuộc vào hai quá trình căn bản:
-

Sự điều hòa hướng kéo dài tế bào.

-

Sự kiểm soát vị trí và hướng của mặt phẳng phân chia tế bào.
Chính kiểu tăng trưởng của mọi tế bào riêng rẽ quyết định hình thái cơ quan

và cơ thể thực vật.
1.3.2. Sự phát sinh chồi.


Sự hình thành chồi nách

Chồi nách xuất hiện ở nách lá, được tạo bởi mô phân sinh ngọn và các phát
thể lá xếp chồng lên nhau. Sự phát triển chồi nách (sự phát sinh chồi) bao gồm sự tổ
chức của một mô phân sinh chồi (có cấu trúc giống với mô phân sinh ngọn của thân
chính), sự kéo dài và phân hóa các mô (Bùi Trang Việt, 2000)
Các chồi nách thường bị cản phát triển do bị chồi ngọn ức chế (hiện tượng
ưu thế ngọn). Hiện tượng này có thể là do auxin tổng hợp ở ngọn di chuyển xuống

chồi nách và cản sự phát triển của chồi nách. Hoặc có sự cạnh tranh dinh dưỡng
(chồi ngọn thu hút dinh dưỡng mạnh về phía nó). Hoặc auxin kích thích sự tiết chất
cản (ethylene hoặc ABA) cản sự phát triển chồi.
Các chồi bên có thể được cảm ứng phát triển bằng việc loại bỏ ưu thế ngọn.
Cắt bỏ chồi ngọn để chồi nách phát triển. Trong nuôi cấy in vitro, các chồi nách có
thể được kích thích phát triển mạnh bỏi việc bổ sung cytokinin vào môi trường. Vai
trò của cytokinin lúc này là hạn chế ưu thế ngọn để các chồi bên phát triển.


Sự hình thành chồi bất định

Chồi bất định không chỉ liên hệ với mô phân sinh chóp (ngọn) mà còn có thể
xuất hiện gần vết thương, gần chỗ vết cắt, gần vùng phát sinh libe - mộc hoặc ngoài
biểu bì, vì vậy, chồi có thể có nguồn gốc nội sinh hay ngoại sinh do sự khử phân
hóa các tế bào trưởng thành. Chúng cũng khởi sự bằng những phân chia tế bào và

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

17


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

sắp xếp tế bào giống như mô phân sinh ngọn và có mạch gắn liền với mạch của thân
(Mai Trần Ngọc Tiếng, 2001).
Trước khi phân hóa để hình thành tầng phát sinh chồi, tế bào đã phân hóa
phải trải qua quá trình tái hoạt động. Sự tái hoạt động trải qua hai giai đoạn: khử
phân hóa và tái phân hóa.

- Trong giai đoạn khử phân hóa, tế bào tái lập hoạt tính phân chia, tế bào đã
phân hóa bắt đầu phân chia, ti thể và lạp thể tạo thành các bóng nhỏ, tiểu hạch lớn
dần, các cơ quan bên trong tế bào biến đổi trở về trạng thái của các tế bào mô phân
sinh thứ cấp.
- Sau đó, tế bào tiếp tục phân chia, không bào phân đoạn, kích thước tế bào
giảm dần, vách mỏng, tế bào chất đậm đặc, tiểu hạch và hạch nhân rất lớn, tế bào
chuyển sang trạng thái tế bào mô phân sinh sơ cấp có khả năng sinh cơ quan.
- Trong giai đoạn tái phân hóa, đầu tiên, không bào trương nước hợp thành
không bào trung tâm, tế bào tăng kích thước, ti thể có dạng đặc trưng dần, tế bào trở
lại trạng thái tế bào mô phân sinh cấp 2 hoạt động; sau đó, các lạp phân hóa, tổng
hợp các chất, tế bào phân hóa.
1.3.3. Vai trò của ánh sáng trong phát sinh hình thái thực vật.
Sự phát sinh hình thái thực vật bị ảnh hưởng bởi các nhân tố của môi trường
như: tuổi mô cấy, môi trường nuôi cấy, nhiệt độ, CO2, chất dinh dưỡng, chất lượng
ánh sáng, thời gian và cường độ chiếu sáng.
Quang phát sinh hình thái là quá trình kiểm soát sự sinh trưởng, phát triển và
phát sinh hình thái của thực vật dưới ánh sáng. Debergh và cộng sự (1992) và Ziv
(1991) đã chứng minh rằng cường độ chiếu sáng có tác dụng điều hòa kích thước lá
và thân cũng như con đường phát sinh hình thái đồng thời ảnh hưởng đến sự hình
thành sắc tố và thủy tinh thể của cây con. Chất lượng ánh sáng có ảnh hưởng quan
trọng trên một số đặc tính hình thái như sự kéo dài ở cây Cúc và cây Cà chua
(Mortensen và Stromme, 1987), sự hình thành chồi bất định ở cây Nho (Chee, 1986;
Chee và Pool, 1989), hình thái giải phẫu lá và kích thước lá ở cây Phong (Soebo và
cộng sự, 1995) và sự phát sinh rễ giả ở cây Lê (Bertazza và cộng sự, 1995).
Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

18


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

1.3. Tăng trưởng ở thực vật.
1.3.1. Thuật ngữ tăng trưởng.
Tăng trưởng là sự gia tăng không hoàn nghịch về kích thước (chiều dài,
chiều rộng, diện tích, thể tích) hay trọng lượng (tươi hay khô). Trong một cơ thể đa
bào, sự tăng trưởng xảy ra nhờ sự phân chia tế bào (gia tăng số tế bào) và gia tăng
kích thước tế bào (sự kéo dài tế bào). Sự phân chia tế bào xảy ra ở mô phân sinh, sự
tăng kích thước tế bào xảy ra theo mọi hướng nhưng thường hơn tế bào kéo dài theo
trục dọc cơ thể, vùng kéo dài của thân không ngừng kéo dài ra. Ở đơn tử diệp, sự
tăng trưởng theo đường kính được thực hiện nhờ sự phát triển của các tổ chức sơ
cấp có nguồn gốc từ mô phân sinh ngọn. Thuật ngữ tăng trưởng để chỉ các biến đổi
xảy ra ở các cơ quan dinh dưỡng (rễ, thân, lá) và ở các cơ quan sinh sản (hoa, trái,
hột) (Bùi Trang Việt, 2000).
Trong quá trình tăng trưởng, cơ thể thực vật cũng không ngừng phân hóa tạo
những thay đổi về chất. Hơn nữa, hai hiện tượng này xảy ra đồng thời trong cơ quan
hay cơ thể thực vật. Sự tăng trưởng ở mức độ nào đó luôn bao gồm sự phân hóa ở
mức thấp hơn (Bùi Trang Việt, 2000).
1.3.2. Các yếu tố tác động lên sự tăng trưởng thực vật


Ánh sáng

Tổng lượng ánh sáng mà cây thu nhận trong suốt quá trình chiếu sáng có tác
động trực tiếp lên quang hợp, sự tăng trưởng và năng suất của cây. Mức độ ảnh
hưởng của yếu tố ánh sáng tới thực vật phụ thuộc vào cả cường độ, chất lượng và
thời gian chiếu sáng (Dương Tấn Nhựt, 2011).


Chất điều hòa tăng trưởng thực vật

Thuật ngữ chất điều hòa tăng trưởng thực vật được dùng để chỉ một cách
tổng quát những hợp chất hữu cơ (bao gồm các sản phẩm thiên nhiên của thực vật
và các hợp chất nhân tạo) có tác dụng kích thích hay cản, nói cách khác là làm biến
đổi một quá trình sinh lý thực vật nào đó, ở nồng độ thấp. Chúng không phải là chất
dinh dưỡng, tức những vật liệu cung cấp năng lượng hay những nguyên tố khoáng
cần thiết cho thực vật (Bùi Trang Việt, 2000).
Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

19


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

Ở thực vật, các chất điều hòa tăng trưởng bao gồm chất điều hòa tăng trưởng
nội sinh và ngoại sinh. Tìm hiểu về các chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh
cần ly trích, cô lập trên một hay nhiều vật liệu thực vật khác nhau. Để ly trích các
chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh, người ta thay đổi pH của dịch hòa tan
và các dung môi thích hợp (ether, butanol bão hoà nước), trước khi áp dụng các
phương pháp sắc kí để cô lập.
Sinh trắc nghiệm dựa vào tác động riêng biệt của mỗi nhóm hormone chuyên
biệt: Sự kéo dài khúc cắt diệp tiêu lúa để đo hoạt tính auxin; sự tăng trưởng trụ hạ
diệp cây mầm xà lách (giberelin), sự tăng trưởng lá mầm dưa leo (cytokinin), sự
tách rời các khúc cắt vùng rụng (acid abscisic), hay ứng động của cuống lá cà chua
(etilen).
Việc bổ sung một hoặc nhiều chất điều hòa tăng trưởng thực vật như auxin,
cytokinin và giberelin là rất cần thiết để kích thích sự sinh trưởng, phát triển và

phân hóa cơ quan, cung cấp sức sống tốt cho mô và các tổ chức. Tuy vậy, yêu cầu
đối với những chất này thay đổi tùy theo loài thực vật, loại mô, hàm lượng, bản chất
của các chất điều hòa tăng tưởng thực vật (Bùi Trang Việt, 2000).


Auxin

Auxin là một chất điều hòa tăng trưởng thực vật điển hình cần thiết cho sự
phân chia và tăng trưởng của tế bào nên có vai trò quan trọng trong sự phát triển
hình thái thực vật. Auxin được tổng hợp trong ngọn thân, trong mô phân sinh (ngọn
và lóng) và lá non (tức các nơi có sự phân chia tế bào nhanh), trừ tryptophan được
tổng hợp trong lá trưởng thành dưới ánh sáng, sau đó auxin di chuyển xuống rễ và
tích tụ trong rễ.
Auxin có tác động mạnh mẽ lên sự tăng trưởng của tế bào, sự acid hóa vách
tế bào, cảm ứng sự phân chia tế bào, kích thích sự hình thành mô sẹo, sự phát triển
rễ và kích thích sự phân hóa mô dẫn (Bùi Trang Việt, 2000).
Sự di chuyển của auxin có vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng và phân
hóa. Sự vận chuyển thụ động (không trực tiếp cần năng lượng), không có tính hữu
cực (lên hay xuống trong cơ thể thực vật) chủ yếu trong mô libe. Ngoài ra, theo sự
Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

20


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

định hướng của mô, hầu như mọi tế bào sống đều ít có khả năng vận chuyển auxin
theo hướng hữu cực (từ ngọn đến gốc) theo mô hình hóa thẩm thấu cần năng lượng.

Auxin (phối hợp với cytokinin) giúp sự tăng trưởng chồi non và khởi phát sự
tạo mới mô phân sinh ngọn chồi từ nhu mô. Tuy nhiên, ở nồng độ cao, auxin cản sự
phát triển của các phác thể chồi vừa được thành lập hay của chồi nách; các chồi đi
vào trạng thái tiềm sinh. Auxin ở nồng độ cao kích thích sự tạo sơ khởi rễ (phác thể
non của rễ), nhưng cản sự tăng trưởng của các sơ khởi này.
Trong nuôi cấy in vitro, tùy theo mục đích mà lựa chọn loại và nồng độ
auxin thích hợp: cần xem xét kiểu tăng trưởng hoặc phát triển cần nghiên cứu, hàm
lượng auxin của mẫu cấy, sự tác động qua lại giữa auxin nội sinh và ngoại sinh.


Cytokinin

Cytokinin chỉ một nhóm chất tự nhiên hay nhân tạo, được phát hiện sau
auxin và gibberellin, có các đặc tính sinh lý giống với nước dừa, hiện diện trong tất
cả các mô thực vật.
Mô phân sinh ngọn rễ là nơi tổng hợp chủ yếu cytokinin, từ rễ cytokinin di
chuyển trong mạch mộc tới mô phân sinh ngọn chồi.
Cytokinin kích thích phân chia tế bào với điều kiện có auxin. Cytokinin tác
động trên cả hai bước của sự phân chia tế bào: phân nhân và phân bào. Trong sự
nuôi cấy các mô nghèo cytokinin, auxin kích thích sự phân đôi nhiễm sắc thể, thậm
chí tạo tế bào hai nhân nhưng không có sự phân vách, sự phân vách chỉ xảy ra khi
có cytokinin ngoại sinh. Cytokinin giúp sự gia tăng kích thước tế bào và sinh tổng
hợp protein. Trong thân và rễ, cytokinin cản sự kéo dài, nhưng kích thích sự tăng
rộng tế bào (sự tăng trưởng củ).
Tỉ lệ auxin/cytokinin rất quan trọng đối với sự phát sinh hình thái trong nuôi
cấy mô. Đối với sự phát sinh phôi, tạo mô sẹo và rễ cần có tỉ lệ auxin/cytokinin cao,
ngược lại thường kích thích sinh sản chồi bất định và chồi nách. Hiệu quả khác
nhau của việc sử dụng cytokinin phụ thuộc vào đối tượng, nồng độ và tỉ lệ của nó
trên auxin. Trong nuôi cấy in vitro, cytokinin cần cho sự phân hóa chồi từ mô sẹo
hoặc từ các cơ quan, tạo phôi vô tính, tăng cường sự phát sinh chồi phụ. Sự có mặt

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

21


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

của cytokinin trong môi trường còn có thể ức chế sự hình thành rễ và sự kéo dài
chồi (Bùi Trang Việt, 2000). Ở nồng độ cytokinin cao sẽ đưa đến kết quả là tạo
thành các cụm chồi. Tuy nhiên số lượng chồi hình thành là tùy thuộc vào nồng độ
cytokinin.
TDZ (N- phenyl-N’-1,2,3 - thidiazol-5-ylurea) là một hợp chất thay thế
phenyllurea, được dùng trong thu hoạch cơ giới cây bông vải, ngày nay được sử
dụng như một chất điều hòa sinh học hiệu quả trong sự phát sinh hình thái in vitro ở
nhiều loài thực vật. TDZ là chất có tác dụng của cả auxin và cytokinin lên sự phân
hóa của các mẫu nuôi cấy tuy về cấu trúc nó khác hoàn toàn với auxin và cytokinin
gốc purine. Trong phân tử TDZ có hai nhóm chức là phenyl và thidiazol, thay thế
một trong hai nhóm chức dẫn đến thay đổi hoạt tính của TDZ. Tuy nhiên cơ chế
hoạt động của TDZ chưa được biết rõ nhưng nhiều công trình nghiên cứu cũng cho
thấy TDZ có thể hoạt động giống như chất điều hòa tăng trưởng thực vật (Murthy
và cộng sự, 1998).


Giberelin

Giberelin là một terpenoid, kiểm soát hướng đặt của vi sợi celluloz trong
vách tế bào giúp kéo dài tế bào. Giberelin được tạo ra trong những lá non, các cực
của thân rễ, trong phôi của những hạt đang nảy mầm (Mai Trần Ngọc Tiếng, 2001).

Giberelin kích thích sự kéo dài tế bào do hạ thấp nồng độ Ca2+ trong vách do đó
giúp sự kéo dãn vách, vì Ca2+ cản sự kéo dài vách ở dicot (không cản ở monocot).
Giberelin kích thích mạnh sự phân chia của tế bào nhu mô vỏ và biểu bì, sự phân
chia tế bào mô phân sinh lóng, kéo dài các tế bào dẫn xuất từ mô phân sinh lóng.
Giberelin kích thích sự tăng trưởng chồi, gỡ sự ngủ của chồi và phôi, cảm ứng nhiều
cây tăng trưởng nhanh và trổ hoa, kích thích sự tăng trưởng trái của một số loài.


Acid Abscisic

Acid Abscisic (ABA) là một sesquiterpen (3 đơn vị isopren), là một acid yếu,
vượt qua màng tế bào dễ dàng khi ở dạng trung tính (gắn proton). ABA hiện diện ở
tỉ lệ 70% trong diệp lạp, 15% trong cystosol, 10% trong không bào và 5% trong
apoplast. Ở mức biểu bì, acid abscisic được thấy chủ yếu trong các tế bào khí khẩu
Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

22


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

Acid abscisis được sản xuất ở hầu hết các bộ phận của cây: rễ, lá trưởng thành, trái
non và hột... (Bùi Trang Việt, 2000).
Là chất đối kháng của giberelin, acid abscisic cản sự nảy mầm, kéo dài sự
ngủ của chồi và hột, làm chậm sự kéo dài lóng. Acid abscisic cản sự tăng trưởng
của diệp tiêu và mô nuôi cấy (đối nghịch với auxin) (Bùi Trang Việt, 2000). Mặc dù
ABA tham gia vào nhiều quá trình sinh lý của toàn bộ cây và được coi là một chất
ức chế tăng trưởng thực vật, do đó nó được sử dụng như một chất làm chậm tăng

trưởng trong nuôi cấy mô thực vật. Tuy nhiên, các tác giả khác nhau đã chỉ ra rằng
trong khi ABA ngoại sinh một mình ngăn chặn sự tái sinh chồi, khi thêm vào một
hệ thống nuôi trồng kết hợp với chất điều hòa tăng trưởng thực vật khác, nó có tác
dụng thúc đẩy (Manoj K. Rai và cộng sự, 2011).
1.4.

Các hợp chất biến dưỡng thực vật
Thực vật là nguồn cung cấp các hợp chất dùng làm dược liệu hoặc phụ gia

thực phẩm có giá trị. Những sản phẩm này được biết như là các chất trao đổi thứ
cấp, thường được hình thành với một lượng rất nhỏ trong cây và chức năng trao đổi
chất chưa được biết đầy đủ. Chúng dường như là sản phẩm của các phản ứng hóa
học của thực vật với môi trường hoặc là sự bảo vệ hóa học chống lại vi sinh vật và
động vật. Những nghiên cứu về các hợp chất thứ cấp có nguồn gốc thực vật đã phát
triển từ cuối những năm 50 của thế kỷ 20 (Rao và cs 2002). Các chất trao đổi thứ
cấp có thể xếp trong ba nhóm chính là alkaloid, tinh dầu và glycoside.
Các glycoside bao gồm các hợp chất phenol và flavonoid, saponin và các
cyanogenic glycoside, một số trong chúng được sử dụng làm thuốc nhuộm, chất
mùi thực phẩm và dược phẩm (Lee, 2001).
1.4.1. Anthocyanin


Khái niệm

Anthocyanin là hợp chất màu hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên, thuộc nhóm
flavonoid, có màu đỏ, đỏ tía, tạo màu cho cả bề mặt, viền sọc, hay các vết đốm trên
các bộ phân khác nhau của cây, đặc biệt ở thân, lá, hoa, quả. Chúng được tìm thấy

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

23


SVTH: Dương Thị Ngọc Ánh

Hướng dẫn khoa học: Th.S Phan Ngô Hoang

trong không bào của tế bào biểu bì, mô mạch dẫn (Hooijmaijers và cs 2007). Dựa
vào các nhóm OH của vòng B, có ba nhóm anthocyanin chính được tìm thấy trong
thiên nhiên là pelargonidin, cyanidin và delphinidin. Methyl hóa cyanidin và
delphinidin tạo ra thêm ba nhóm anthocyanin bổ sung nữa là peonidin, petudin và
malvidin. Trong các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên thì anthocyanin là
họ màu phổ biến nhất và tìm thấy được trong nhiều loại rau, hoa, quả, hạt có màu từ
đỏ đến tím như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, hoa hibicut, đậu đen, quả cà
tím, gạo nếp than, gạo đỏ...
Theo các nghiên cứu khoa học được công bố trong những năm gần đây,
anthocyanin còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí như: khả năng chống
oxy hóa cao nhờ hạn chế sự hình thành các gốc tự do, tăng cường sức đề kháng, có
tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển của các tế bào ung
thư; tác dụng chống các tia phóng xạ.
Sinh tổng hợp anthocyanin ở lá được tăng cường để đáp ứng với stress môi
trường: hạn, ánh sáng mạnh, UV-B, nhiệt độ cao, thiếu nitơ và photpho, nhiễm nấm
và vi khuẩn, tổn thương, côn trùng, ô nhiễm (Winkel-Shirley 2002). Chúng còn giữ
vai trò rất quan trọng trong tế bào thực vật: tạo điều kiện cho sự thụ phấn và phát
tán hạt nhờ màu sắc sặc sỡ trên cánh hoa và quả.


Cấu tạo phân tử

Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose và một số

gốc khác kết hợp với gốc aglucon có màu (anthocyanidin), (hình 1.4). Các gốc
đường có thể được gắn vào vị trí 3, 5, 7; thường được gắn vào vị trí 3 và 5 còn vị trí
7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn được vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và
5 gọi là diglycozit.

Khóa luận cử nhân Sinh học - 2016

24