Khảo sát sự phát sinh hình thái từmẫu cấy lớp mỏng đế tép củ tỏi lý sơn (allium sativum l )

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT SỰ PHÁT SINH HÌNH THÁI TỪ MẪU CẤY
LỚP MỎNG ĐẾ TÉP CỦ TỎI LÝ SƠN
(Allium sativum L.)

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : ThS. Trần Trọng Tuấn
ThS. Nguyễn Thị Huyền Trang
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1151110183

: Đoàn Phạm Khánh Linh
Lớp: 11DSH04

TP. Hồ Chí Minh, 2015


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài này là do chính tôi thực hiện, các số liệu thu thập và
kết quả phân tích trong đề tài là trung thực, không sao chép từ bất kỳ nghiên cứu
nào của tác giả khác, đề tài không trùng với bất kỳ đề tài nghiên cứu khoa học nào.
Nội dung đề tài có tham khảo và sử dụng một số thông tin, tài liệu. Những thông tin

tham khảo trong khóa luận đều được trích dẫn cụ thể nguồn sử dụng và được liệt kê
trong danh mục các tài liệu tham khảo.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 8 năm 2015

Đoàn Phạm Khánh Linh


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn thầy ThS. Trần Trọng Tuấn và ThS. Nguyễn Thị
Huyền Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hiện đề tài này với sự tân tình
hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình nghiên cứu.
Xin gửi đến chị Thuý, anh Thăng, chị Tâm, em Tuyền, em Dương và các anh
chị cán bộ tại phòng Thí nghiệm Trọng điểm, Viện Sinh học Nhiệt đới lòng biết ơn
của em vì đã tận tâm giúp đỡ em hoàn thành báo cáo này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô khoa Công nghệ
sinh học – Thực phẩm – Môi trường đã giảng dạy và cung cấp cho em những kiến
thức quý báu trong suốt thời gian em theo học tại trường.
Cảm ơn những người bạn thực hiện đồ án tốt nghiệp cùng phòng đã giúp đỡ
mình, đặc biệt là bạn Thái và bạn Tiên đã cùng mình chia sẻ những khó khăn trong
thời gian thực hiện đồ án và những buồn vui trong cuộc sống. Cảm ơn tập thể lớp
11DSH04 đã tạo những kỷ niệm đẹp bên nhau trong suốt quãng đời sinh viên ngắn
ngủi này.
Trên tất cả, con xin gửi lời cảm ơn từ tận đáy lòng với sự kính trọng yêu
thương sâu sắc đến ba mẹ vì đã luôn ủng hộ và tạo những điều kiện tốt nhất cho con
theo đuổi ước mơ của mình và là chỗ dựa vững chắc nhất.
Cuối cùng, em xin kính chúc quý thầy cô, quý cơ quan cùng gia đình, bạn bè
luôn khoẻ mạnh, hạnh phúc và thành công.

Đoàn Phạm Khánh Linh

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................... iv
DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................v
DANH MỤC BIỂU ĐỒ ............................................................................................ vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................ vii
LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................1
1.

Đặt vấn đề ......................................................................................................1

2.

Đối tƣợng và mục đích nghiên cứu ...............................................................2

3.

Nhiệm vụ nghiên cứu ....................................................................................2

4.

Phƣơng pháp nghiên cứu ...............................................................................3

5.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.......................................................3

6.

Kết quả đạt đƣợc ............................................................................................3

7.

Kết cấu của đề tài...........................................................................................4

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................5
1.1 Giới thiệu chung về cây tỏi ...............................................................................5
1.1.1 Nguồn gốc, phân loại .................................................................................5
1.1.2 Đặc điểm hình thái .....................................................................................7
1.2 Thành phần hóa học và công dụng của cây tỏi .................................................8
1.2.1 Thành phần hóa học ...................................................................................8
1.3 Tình hình sản xuất tỏi trên thế giới và tại Việt Nam.......................................12
1.3.1 Trên thế giới .............................................................................................12
1.3.2 Tại Việt Nam ............................................................................................13
1.4 Giới thiệu nuôi cấy lớp mỏng tế bào ...............................................................14
1.4.1 Định nghĩa hệ thống lớp mỏng tế bào (TCL)...........................................14
1.4.2 Một số nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp nuôi cấy lớp mỏng tế bào....15
1.5 Giới thiệu về hiện tƣợng xuân hóa ..................................................................17
1.5.1 Định nghĩa xuân hóa ................................................................................17
1.5.2 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiện tƣợng xuân hóa ..................................17
1.5.3 Một số nghiên cứu về hiện tƣợng xuân hóa .............................................18

i


Đồ án tốt nghiệp

1.6 Giới thiệu về chất điều hòa sinh trƣởng ..........................................................19

1.6.2 Cytokinin ..................................................................................................21
1.7 Tình hình nghiên cứu cây tỏi trên thế giới và Việt Nam ................................22
1.7.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới ...........................................................22
1.7.2 Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam .........................................................24
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP ......................................................26
2.1 Thời gian và địa điểm thực hiện......................................................................26
2.2 Nội dung nghiên cứu .......................................................................................26
2.3 Vật liệu ............................................................................................................26
2.3.1 Nguồn mẫu ...............................................................................................26
2.3.2 Môi trƣờng ...............................................................................................26
2.3.3 Điều kiện nuôi cấy ...................................................................................26
2.3.4 Trang thiết bị và dụng cụ .........................................................................27
2.3.5 Xử lý thống kê ..........................................................................................27
2.4 Phƣơng pháp....................................................................................................27
2.4.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng chế độ khử trùng tạo mẫu sạch........27
2.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ BA và nhiệt độ xử lý
mẫu lên sự phát sinh hình thái từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi .......................28
2.4.3 Thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ NAA và nhiệt độ xử lý mẫu
lên sự phát sinh hình thái từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi ...............................31
2.4.4 Thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ BA, NAA kết hợp lên sự phát
sinh hình thái từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi ở nhiệt lạnh 5C.......................33
2.5 Cách thu các chỉ tiêu khảo sát .........................................................................34
2.5.1 Tỷ lệ mẫu nhiễm và tỷ lệ mẫu sống vô trùng ...........................................34
2.5.2 Tỷ lệ mẫu tạo mô sẹo, tỷ lệ mẫu tạo chồi và tỷ lệ mẫu tạo rễ ..................34
2.5.3 Số lƣợng chồi trung bình, số lƣợng rễ trung bình ....................................35
2.5.4 Giải phẫu, quan sát phát sinh hình thái ....................................................35
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................37
3.1 Ảnh hƣởng chế độ khử trùng tạo mẫu.................................................... 37

ii

Đồ án tốt nghiệp

3.2 Ảnh hƣởng nồng độ BA và nhiệt độ xử lý mẫu lên sự phát sinh hình thái từ
mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi .................................................................................40
3.3 Ảnh hƣởng nồng độ NAA và nhiệt độ xử lý mẫu lên sự phát sinh hình thái từ
mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi .................................................................................46
3.4 Ảnh hƣởng nồng độ BA, NAA kết hợp lên sự phát sinh hình thái từ mẫu cấy
lớp mỏng đế tép tỏi với nguồn mẫu đƣợc xử lý ở nhiệt độ lạnh 5C ....................51
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................59
4.1 Kết luận ...........................................................................................................59
4.2 Kiến nghị .........................................................................................................59

iii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

2,4 - D

: 2,4-dichlorophenoxyacetic acid

2ip

: 6-(3-methyl-2-butenylamino)purine

B5

: Môi trƣờng Gamborg

BA

: Benzyladenine

ĐC

: Đối chứng

CĐHSTTV

: Chất điều hòa sinh trƣởng thực vật

KIN

: Kinetin

lTCL

: Long Thin Cell Layer

MS

: Môi trƣờng Murashige và Skoog (1962)

NAA

: Naphthalene acetic acid

SD-dome

: Stem-disc dome

TCL

: Thin Cell Layer

tTCL

: Transverse Thin Cell Layer

Tp.HCM

: Thành Phố Hồ Chí Minh

iv


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Giá trị dinh dƣỡng của tỏi ..................................................................... 9
Bảng 1.2 Top 10 nƣớc sản xuất tỏi lớn nhất thế giới trong năm 2010 ....................... 13
Bảng 2.1 Các nghiệm thức thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng thời gian khử
trùng mẫu………. ......................................................................................................... 28
Bảng 2.2 Các nghiệm thức thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ BA và
nhiệt độ xử lý mẫu lên sự phát sinh hình thái từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi ............ 30
Bảng 2.3 Các nghiệm thức thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NAA và

nhiệt độ xử lý mẫu lên sự phát sinh hình thái từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi ............ 32
Bảng 2.4 Các nghiệm thức thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng nồng độ BA và
NAA kết hợp lên sự phát sinh hình thái từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi với
nguồn mẫu đƣợc xử lý ở nhiệt độ lạnh 5C ................................................................. .34
Bảng 3.1 Ảnh hƣởng của thời gian khử trùng mẫu ..................................................... 39
Bảng 3.2 Ảnh hƣởng nồng độ BA và nhiệt độ xử lý mẫu lên sự phát sinh
hình thái từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi ..................................................................... 41
Bảng 3.3 Ảnh hƣởng nồng độ NAA và nhiệt độ xử lý mẫu lên sự phát sinh
hình thái từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi ..................................................................... 47
Bảng 3.4 Ảnh hƣởng nồng độ BA và NAA két hợp lên sự phát sinh hình thái
từ mẫu cấy lớp mỏng đế tỏi với nguồn mẫu ở nhiệt độ lạnh 5ᵒC.................................. 53

v


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1 Ảnh hƣởng của thời gian khử trùng mẫu ................................................. 39
Biểu đồ 3.2 Ảnh hƣởng nồng độ BA và nhiệt độ xử lý mẫu lên sự phát sinh hình
thái từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi với nguồn mẫu ở nhiệt độ phòng. ........................ 42
Biểu đồ 3.3 Ảnh hƣởng nồng độ BA và nhiệt độ xử lý mẫu lên sự phát sinh hình
thái từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi với nguồn mẫu ở nhiệt độ lạnh 5C. .................... 42
Biểu đồ 3.4

Ảnh hƣởng nồng độ NAA và nhiệt độ xử lý mẫu lên sự phát sinh tạo

mô sẹo từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi. ........................................................................ 48
Biểu đồ 3.5 Ảnh hƣởng nồng độ NAA và nhiệt độ xử lý lên sự phát sinh tạo chồi
từ mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi. ..................................................................................... 48

Biểu đồ 3.6 Ảnh hƣởng nồng độ NAA và nhiệt độ xử lý lên sự phát sinh tạo rễ từ
mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi. ......................................................................................... 49

vi


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1

Hình thái tỏi (Allium sativum) ........................................................... 6

Hình 3.1

Mẫu cấy lớp mỏng đế trên môi trƣờng bổ sung BA ....................... 44

Hình 3.2

Mẫu cấy lớp mỏng đế trên môi trƣờng bổ sung NAA .................... 50

Hình 3.3

Hình thái mẫu cấy trên môi trƣờng bổ sung BA và NAA kết hợp . 55

Hình 3.4

Hình thái mô sẹo trên môi trƣờng bổ sung BA và NAA kết hợp
dƣới kính soi nổi. ............................................................................. 56

Hình 3.5

Hình thái giải phẫu mẫu cấy tỏi sau 4 tuần nuôi cấy ..................... 57

vii


Đồ án tốt nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Ngày nay, khoa học kỹ thuật ngày càng tiến bộ và phát triển, bên cạnh đó nhu
cầu tăng cƣờng sức khỏe, làm đẹp gia tăng. Khuynh hƣớng quay về với thiên nhiên,
thảo mộc, thảo dƣợc tìm tòi ra các phƣơng thức truyền thống an toàn, đảm bảo sức
khỏe ngày càng đƣợc chú trọng. Thảo dƣợc đƣợc ƣa chuộng bởi tính an toàn sinh
học, không có hay ít có tác dụng phụ, thậm chí chƣa tìm thấy vi khuẩn kháng thuốc
(Seyyednejad và cộng sự, 2010) [38]. Bởi lý đó thảo dƣợc, thảo mộc thiên nhiên
ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc phòng, chữa bệnh và làm đẹp cho mọi
ngƣời.
Nhiều loài thực vật là nguồn nguyên liệu quý cho ngành y học dân tộc cũng
nhƣ y học hiện đại và cũng là nguồn có giá trị kinh tế trong dƣợc phẩm, mỹ phẩm,
thực phẩm, hƣơng liệu,…
Tỏi là một dƣợc liệu quý trong ngành dƣợc phẩm, với vô vàn công dụng. Từ
xa xƣa tỏi đã đƣợc mệnh danh là thần dƣợc, thuốc bách bệnh, là món quà kì diệu
của thiên nhiên ban tặng. Không chỉ là một loại gia vị quen thuộc hằng ngày để
tăng cƣờng mùi vị món ăn nhờ vào mùi thơm đặc trƣng, mà theo kinh nghiệm dân
gian và những nghiên cứu đã chứng minh ngoài tính kháng khuẩn tỏi còn có tác
dụng chữa trị rất nhiều loại bệnh từ đƣờng tiêu hóa cho đến các loại bệnh nhƣ: tim
mạch, huyết áp, phòng chống ung thƣ, giảm viêm khớp và đặc biệt là tỏi có khả
năng kháng khuẩn rất tốt. Vào năm 1944, Cavallito và cộng sự phát hiện trong khi

nghiền nát củ tỏi (Allium sativum L.) có chất allicin, là một hợp chất kháng sinh và
kháng nấm (phytoncide) [19]. Nghiên cứu của Yamada và cộng sự (1977) cho thấy
allicin nguyên chất trong điều kiện in vitro ức chế cả sự nảy mầm của bào tử lẫn
phát triển sợi nấm [37]. Một bác sĩ thuộc Viện y học Sơn Đông Trung Quốc xác
nhận rằng tỷ lệ ung thƣ dạ dày ở những ngƣời thƣờng xuyên ăn tỏi thấp hơn 60%
so với những ngƣời khác cùng khu vực. Ở trƣờng Đại học tại bang Texas và Los
Angeles (Mỹ) đã phát hiện nƣớc tỏi chiết có tác dụng ức chế một số bệnh ung thƣ
ác tính và đề phòng ung thƣ da.

1


Đồ án tốt nghiệp

Việt Nam ta có rất nhiều vùng trồng tỏi, nhƣng nổi tiếng thơm ngon nhất và
có giá trị kinh tế là tỏi Lý Sơn – Quảng Ngãi, đƣợc mệnh danh là “Vua tỏi” Lý Sơn.
Tỏi Lý Sơn thơm, có vị cay đặc trƣng, củ nhỏ, đều, các nhánh tỏi (tép tỏi) rất đều
nhau. Với những điều kiện đặc trƣng về thổ nhƣỡng, khí hậu, cùng với hƣơng vị và
chất lƣợng của giống cây, tỏi Lý Sơn đã mang lại thƣơng hiệu riêng cho mình. Với
những công dụng thần kỳ mà hiếm có loài cây nào có đƣợc đã thu hút sự chú ý của
nhiều nhà nghiên cứu, với mục đích tìm ra các phƣơng thức thức truyền thống an
toàn, đảm bảo sức khỏe. Những sản phẩm thƣơng mại hóa đƣợc ra đời, nhằm đáp
ứng nhu cầu sử dụng của con ngƣời.
Hiện nay, thời tiết luôn diễn biến thất thƣờng, cùng với sự cạn kiệt nguồn cát
trắng, việc nhân giống gặp nhiều trở ngại, đặc biệt cây tỏi dễ mắc các bệnh do
tuyến trùng, nấm, virus khiến cho việc thu trồng tỏi Lý Sơn trở nên ngày càng khó
khăn hơn. Bên cạnh đó nhu cầu sử dụng ngày càng cao không chỉ dùng làm gia vị,
mà còn đƣợc dùng làm mỹ phẩm, thuốc chữa nhiều loại bệnh. Vì vậy giống tỏi Lý
Sơn luôn cần đƣợc đáp ứng và bảo vệ nguồn giống.
Với thực tiễn đó, chúng tôi đã chọn đề tài “Khảo sát sự phát sinh hình thái từ

mẫu cấy lớp mỏng đế tép củ tỏi Lý Sơn (Allium sativum L.)”, nhằm góp phần tạo ra
những cây tỏi khỏe mạnh sạch bệnh, nâng cao chất lƣợng và có thể sản xuất quanh
năm, góp phần cùng ngƣời dân trên Đảo Lý Sơn tìm lối thoát cho cây tỏi.
2. Đối tƣợng và mục đích nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Củ tỏi đƣợc thu hoạch ở Lý Sơn – Quảng Ngãi.
- Mục đích nghiên cứu:
Khảo sát sự phát sinh hình thái từ nguồn mẫu là đế tép tỏi Lý Sơn (Allium
sativum L.), làm tiền đề cho các nghiên cứu về vi nhân giống, nuôi cấy tế bào hay
tạo phôi vô tính. Giai đoạn đầu của quá trình vi nhân giống từ đó nhằm tạo ra số
lƣợng lớn, đồng nhất về chất lƣợng, rút ngắn thời gian nhân giống, góp phần tạo
những cây giống khỏe mạnh và sạch bệnh.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ khử trùng mẫu.

2


Đồ án tốt nghiệp

- Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ BA và nhiệt độ xử lý mẫu lên sự phát sinh hình
thái từ lớp cắt mỏng đế tép tỏi.
- Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ NAA và nhiệt độ xử lý mẫu lên sự phát sinh
hình thái từ lớp cắt mỏng đế tép tỏi.
- Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ BA và NAA kết hợp lên sự phát sinh hình thái từ
lớp cắt mỏng đế xử lý ở nhiệt độ lạnh (5C).
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Các thí nghiệm đƣợc bố trí theo kiểu đơn yếu tố hoàn toàn ngẫu nhiên LSD.
Mỗi nghiệm thức lặp lại 3 lần, mỗi bình cấy 3 mẫu, kết quả là trị số của 3 lần lặp
lại. Các số liệu thu thập đƣợc xử lý bằng phần mềm Statgraphics Centurion XV.I và
Microsoft Excel 2010.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài đã đƣa ra đƣợc các minh chứng về tác động của phƣơng pháp khử trùng
đến tỷ lệ sống của mẫu cấy, tác động của CĐHSTTV và hiện tƣợng xuân hóa đến
khả năng phát sinh hình thái.
Kết quả nghiên cứu đề tài có thể sử dụng nguồn nguyên liệu để nghiên cứu
trong nuôi cấy huyền phù tế bào và phôi. Góp phần sản xuất cây giống có hiệu quả
cao, chất lƣợng tốt, ứng dụng vào sản xuất nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế của
ngành sản xuất tỏi Lý Sơn.
6. Kết quả đạt đƣợc
‒ Xác định đƣợc thời gian khử trùng thích hợp nhất cho việc khử trùng tạo mẫu
sạch.
‒ Xác định ảnh hƣởng nồng độ BA và nhiệt độ lên sự phát sinh hình thái từ mẫu
cấy lớp mỏng đế tép tỏi ở nhiệt độ phòng.
‒ Xác định ảnh hƣởng nồng độ NAA và nhiệt độ lên sự phát sinh hình thái từ
mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi ở nhiệt độ lạnh (5C).
‒ Xác định ảnh hƣởng nồng độ BA, NAA kết hợp lên sự phát sinh hình thái từ
mẫu cấy lớp mỏng đế tép tỏi ở nhiệt độ lạnh (5C).

3


Đồ án tốt nghiệp

7. Kết cấu của đề tài
Đề tài bao gồm các chƣơng sau:
Chƣơng 1: Tổng quan tài liệu.
Chƣơng 2: Vật liệu và phƣơng pháp.
Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận.
Chƣơng 4: Kết luận và kiến nghị.

4


Đồ án tốt nghiệp

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Giới thiệu chung về cây tỏi

1.1.1 Nguồn gốc, phân loại
1.1.1.1 Nguồn gốc
Giới

: Plantae

Bộ

: Asparagales

Họ

: Alliaceae

Phân họ

: Allioideae

Chi

: Allium

Loài

: A. sativum

Tỏi có tên khoa học là Alliums sativum L. thuộc họ Hành tỏi (Alliaceae) và có
nguồn gốc ở Trung cận Đông: (Afghanistan, Iran). Đó là những vùng có nắng
nhiều, độ ẩm không khí thấp, biên độ nhiệt ngày và đêm giữa các mùa chênh lệch
rõ rệt.
‒ Tên gọi khác: Tỏi ta, Hồ (vị thuốc), Đại toán (vị thuốc).
‒ Tên tiếng anh: Garlic, (Leek – chỉ loại tỏi khác).
‒ Tên đồng nghĩa: Allium sativum var sativum.

5


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.1 Hình thái tỏi (Allium sativum L.). a) Cây tỏi; b,c) Mô phỏng cấu trúc chi
tiết cắt dọc củ tỏi.
1.1.1.1 Phân loại [39]
Theo các nhà phân loại thực vật, trong loài Allium sativum có 2 thứ (loài phụ).
Trong đó, thứ Allium sativum var. ophioscorodon, còn đƣợc gọi là nhóm tỏi cổ
cứng, bao gồm: tỏi sứ (porcelain garlics); tỏi tầm (rocambole garlics) và tỏi sọc tía
(purple stripe garlics). Thứ Allium sativum var. sativum, còn đƣợc gọi là nhóm tỏi
cổ mềm, bao gồm: tỏi atisô (artichoke garlics), tỏi bạc (silverkin garlics) và tỏi
creole. Đặc biệt, nhóm tỏi cổ cứng là nguồn gốc tổ tiên ban đầu của loài Allium
sativum, còn nhóm tỏi cổ mềm là nhóm giống đã cải tiến thông qua quá trình phát
triển và chọn lọc của tự nhiên.

6

Đồ án tốt nghiệp

1.1.1.2 Phân bố [43]
Chi Hành (Allium) là chi thực vật có chứa hành, tỏi với khoảng 1.250 loài,
thông thƣờng đƣợc phân loại trong họ Hành (Alliaceae). Một số nhà thực vật học đã
từng phân loại nó trong họ Loa kèn (Liliaceae).
Các cây thuộc chi hành là các loại thực vật sống lâu năm có thân phình ra
thành củ giống nhƣ củ hành. Chúng phát triển tốt trong vùng ôn đới của Bắc bán
cầu, ngoại trừ một số loài có mặt ở Chile (loài Allium juncifolium), Brazil (loài
Allium sellovianum) hoặc nhiệt đới châu Phi (loài Allium spathaceum).

1.1.2 Đặc điểm hình thái
Chiều cao thân cây của chúng dao động từ 5 – 150 cm. Các hoa tạo thành
dạng hoa tán ở trên đỉnh của thân cây không có lá. Các chồi (thân cây có lá đã biến
đổi hay các gốc lá dày đặc, trong cách gọi thông thƣờng là củ) dao động về kích
thƣớc giữa các loài, từ rất nhỏ (đƣờng kính khoảng 2 – 3 mm) đến rất lớn (8 – 10
cm). Một số loài (chẳng hạn hành tăm A. schoenoprasum) phát triển các gốc lá dày
đặc chứ không tạo ra chồi nhƣ những loài khác.
Phần lớn các chồi cây trong các loài thuộc chi hành đều gia tăng bằng cách
tạo ra các chồi nhỏ hay “mầm cây” xung quanh chồi già, cũng nhƣ bằng cách phát
tán hạt. Mỗi vài loài có thể tạo ra nhiều củ (quả) nhỏ trong cụm hình đầu ở gốc lá;
tạo ra cụm nhỏ gọi là “mắt hành (tỏi)” (chẳng hạn A.cepa nhóm Proliferum). Các
mắt này có thể phát triển thành cây.
Chi này chứa một số loài cây có giá trị nhƣ hành, hẹ tây, tỏi tây, tỏi và hành
tăm. Mùi của “hành” là đặc trƣng cho cả chi nhƣng không phải mọi loài đều có mùi
giống nhau.
‒ Thân: Thân thật của tỏi rất ngắn đã thoái hóa. Trên thân thật có mầm sinh
dƣỡng và sinh thực, những mầm này đƣợc che phủ bởi những bẹ lá dày mọng nƣớc.

Thân củ bao gồm một số nhánh (ánh, tép) đƣợc liên kết với nhau bởi những màng
mỏng.

7


Đồ án tốt nghiệp

‒ Lá: Lá thật đầu tiên của tỏi là một lá mầm, sau khi nảy mầm đƣợc 10 – 15
ngày tùy theo điều kiện thời tiết mà lá tỏi có dạng hình bản bằng phẳng, trên lá có
phủ lớp sáp. Thời kỳ đầu lá tỏi sinh trƣởng rất chậm sau khi nảy mầm chỉ vài cm.
‒ Hoa: Hoa tỏi thuộc hoa đầu trạng, hoa có 6 lá đài, 6 nhị và nhụy. Hoa thụ
phấn chéo, có màu trắng xám, phớt tím hoặc hồng.
‒ Củ: Tỏi trắng củ to có đƣờng kính khoảng 4 cm và có vỏ màu trắng. Tỏi tía củ
nhỏ hơn, đƣờng kính 3,5 – 4 cm, củ chắc và cay, dọc thân gần củ có màu tía.
Trong củ tỏi chứa 60 – 70 % nƣớc, 35 – 42 % chất khô, 6,7 – 8,0 % chất béo,
0,3 – 3,2 % đƣờng, 0,1% chất sơ hữu cơ, 0,1 – 0,5 % dầu este, 0,06% mỡ, các chất
khoáng Ca, Na, Mn, P, Fe và các Vitamin C, E, B1, B6, B12.
‒ Rễ: Rễ tỏi thuộc loại rễ chùm, khả năng chịu hạn kém. Rễ tỏi có nhiều sợi dài
phân nhánh yếu, chúng đƣợc bao phủ bởi một số lƣợng lớn lông hút.
1.2 Thành phần hóa học và công dụng của cây tỏi

1.2.1 Thành phần hóa học
Theo phân tích của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ:

8


Đồ án tốt nghiệp

Bảng 1.1 Giá trị dinh dƣỡng của tỏi
Giá trị dinh dƣỡng 100 g (3,5oz) tỏi tƣơi
Năng lƣợng
623 kJ (149 kcal)
Cacbohydrat
33,06 g
Đƣờng
1,00 g
Chất xơ thực phẩm
2,1 g
Chất béo
0,5 g
Protein
6,39 g
Beta – carotene
5 g (0%)
Thiamin (Vit. B1)
0,2 mg (15%)
Riboflavin (Vit. B2)
0,11 mg (7%)
Niacin (Vit. B3)
0,7 mg (5%)
Axit pantothenic (Vit. B5)
0,596 mg (12%)
Vitamin B6
1,235 mg (95%)
Axit folic (Vit. B9)
3 g (1%)
Vitamin C
31,2 mg (52%)

Canxi
181 mg (18%)
Sắt
1,7 mg (14%)
Magie
25 mg (7%)
Mangan
1,672 mg (84%)
Phospho
153 mg (22%)
Kali
401 mg (9%)
Natri
17 mg (1%)
Kẽm
1,16 mg (12%)
Selen
14,2 g
Tỷ lệ % theo lƣợng hấp thụ hàng ngày của ngƣời lớn.
Nguồn: Cơ sở dữ liệu USDA [42]
Theo các kết quả phân tích khác: Thành phần trong củ tỏi khoảng 84,09%
nƣớc, 13,38% chất hữu cơ và các chất vô cơ 1,53%. Trong khi lá tỏi là 87,14%
nƣớc, 11,27% chất hữu cơ, các chất vô cơ 1,59%.
Tỏi tƣơi hoặc nghiền chứa nhiều hợp chất lƣu huỳnh nhƣ: alliin, ajoene,
polysulfides diallyl, vinyldithiins, S – allylcysteine và các enzyme, vitamin nhóm
B, protein, khoáng chất, saponin, flavonoid và các sản phẩm phản ứng Maillard
không phải là các hợp chất có chứa lƣu huỳnh.[40]

9

Đồ án tốt nghiệp

Trong củ tỏi có 3 hoạt chất chính là allicin, diallyl sulfide và ajoene.
Cavallito và cộng sự (1994) phát hiện trong khi nghiền nát củ tỏi (Allium sativum
L.) có chất allicin, là một hợp chất kháng sinh và kháng nấm (phytoncide) [19].
Allicin không hiện diện sẵn trong tỏi. Tuy nhiên, khi đƣợc cắt mỏng hoặc đập
dập và dƣới sự xúc tác của phân hóa tố anilaza, chất aliin có sẵn trong tỏi biến
thành allicin. Do đó, càng cắt nhỏ hoặc càng đập nát, hoạt tính allicin càng cao.
Một ký tỏi có thể cho ra từ 1 – 2 g allicin. Song, allicin dễ biến chất sau khi đƣợc
sản xuất ra. Càng để lâu sẽ càng mất bớt hoạt tính. Khi đun nấu sẽ đẩy nhanh quá
trình mất chất này, đun qua lò vi sóng sẽ phá hủy hoàn toàn chất allicin. Nƣớc tỏi
pha loãng 125.000 lần vẫn có dấu hiệu ức chế nhiều loại vi trùng gram âm và gram
dƣơng nhƣ Staphylococcus, Streptococcus, Samonella, V.cholerae, B.dysenteriae,
Mycobacterium tuberculosis. Tỏi cũng ức chế sự phát triển của nhiều loại siêu vi
nhƣ siêu vi trái rạ, bại liệt, cúm và một số loại nấm gây bệnh ở da hoặc bộ phận
sinh dục nữ nhƣ candida. [41].
1.2.1.1 Lá và cụm hoa tỏi dùng làm rau
Ở Châu Âu và Trung Đông lá và cụm hoa (bulbils) của cây tỏi đôi khi đƣợc
dùng làm rau để ăn sống hay xào nấu, có hƣơng vị nhƣ hành, ít cay nồng so với củ
tỏi.
Ngoài ra, lá và cuống hoa non (Scapes) của cây tỏi đôi khi đƣợc dùng làm rau
“tỏi xanh”, tƣơng tự nhƣ măng tây xào.
1.2.1.2 Củ tỏi được dùng làm gia vị
Củ tỏi là loại gia vị đƣợc sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới do hƣơng vị cay
nồng của nó nhƣ là một chất khử mùi tanh và kích thích tiêu hóa.
Các dạng đƣợc dùng phổ biến là củ tỏi tƣơi, củ tỏi khô, bột tỏi, củ tỏi ngâm
giấm, muối chua, đóng hộp, dầu tỏi, hỗn hợp sa tế tỏi ớt,…
1.2.1.3 Tỏi được dùng làm đẹp
Tỏi có tác dụng làm tăng tuần hoàn máu, tăng lƣợng hồng cầu trong máu, giúp

sản sinh thêm lƣợng máu tƣơi mới trong cơ thể, làm trẻ hóa tế bào, chống lão hóa,
duy trì sức khỏe và sự trẻ trung.

10


Đồ án tốt nghiệp

Chống lão hóa: tỏi có tác dụng tăng cƣờng bài tiết hormone, tăng sức sống cho
tế bào và thúc đẩy quá trình tái tạo tế bào mới giúp da đẹp hơn.
Giúp da trắng mịn, trị mụn: chất allicin trong tỏi có tác dụng khử trùng, bảo vệ
tế bào da, tăng cƣờng sức đề kháng, hạn chế sự phát triển của vi khuẩn, giúp da
trắng mịn.
1.2.1.4 Tỏi được dùng làm thuốc
a. Tác dụng kháng sinh
Allicin là một chất kháng sinh tự nhiên rất mạnh, có khả năng ức chế tới hơn
70 loại vi khuẩn ở các nồng độ khác nhau. Allicin nguyên chất trong thử nghiệm in
vitro có tác động chống lại các loài Candidal, Cryptococcus, Trichophyton,
Epidermophyton và Microsprorum ở nồng độ thấp (Yamada và cộng sự, 1977) [38].
Tỏi có thể ngăn ngừa đƣợc một số bệnh gây ra do virus nhƣ cúm, cảm lạnh, kể
cả virus gây lở mồm long móng bò, ngựa, trâu. Tỏi còn có tác dụng diệt giun sán
nhƣ giun đũa, giun kim, giun móc và trứng của chúng.
b. Tác dụng phòng chống các bệnh tim mạch
- Tỏi làm giảm cholesterol để phòng bệnh tim mạch.
Nhiều nghiên cứu thấy rằng nƣớc chiết từ tỏi để lâu ngày làm giảm 30% lƣợng
cholesterol nên giúp phòng ngừa xơ cứng động mạch nhờ khả năng làm tăng
albunin mật độ cao (HDL), hoặc giảm mật độ thấy albunin (LDL).
c. Tỏi đề phòng tắc nghẽn mạch máu.
Nhiều nghiên cứu đã cho thấy nƣớc tỏi có tác dụng phòng tắc nghẽn mạch
máu nhờ khả năng phân giải và hòa tan một loại protein dễ gây tắc. Nhiều chứng

minh qua nghiên cứu đã thấy thuốc hỗn hợp có tỏi có tác dụng nhƣ aspirin. Vì vậy,
các chuyên gia y tế đã khuyên ngƣời bệnh tăng mỡ máu cần ăn từ 3 – 4 nhánh tỏi
mỗi ngày.
d. Tác dụng giảm đƣờng huyết
Tỏi có tác dụng gia tăng sự phóng thích Insulin tự do trong máu, tăng cƣờng
chuyển hóa glucose trong gan, giảm lƣợng đƣờng trong máu và trong nƣớc tiểu (tác
dụng tƣơng đƣơng với tolbutamid, một loại sunfamid chữa tiểu đƣờng type II).

11


Đồ án tốt nghiệp

e. Tác dụng tăng cƣờng hệ miễn dịch
Tỏi có tác dụng đáng kể lên hệ miễn dịch; tăng hoạt tính các thực bào
lymphocyte nhất là với thực bào CD4 giúp cơ thể bảo vệ màng tế bào chống tổn
thƣơng nhiễm sắc thể ADN; kháng virus; phòng chống nhiễm trùng.
f. Tác dụng phòng chống ung thƣ
Chất phytoalexin (allicin) đã đƣợc tìm thấy, một hợp chất nonsulfur với γ –
pyrone có tác dụng chống oxy hóa, kháng khuẩn, tác dụng chống ung thƣ, sự ức chế
của DNA B2 aflatoxin ràng buộc, tác dụng dinh dƣỡng thần kinh và allixin cho thấy
tác dụng kháng u trong cơ thể, ức chế sự bắt đầu hình thành khối u da TPA và
DMBA chuột.
Các chất tƣơng tự của hợp chất này đã thể hiện tác dụng kháng khối u thúc đẩy
trong điều kiện thí nghiệm in vitro. Ở đây, allicin và các chất tƣơng tự có thể sẽ là
những hợp chất hữu ích cho công tác phòng chống bệnh ung thƣ hoặc các biện pháp
hóa trị đối với các bệnh khác.
Các nhà nghiên cứu thuộc Viện ung thƣ Mỹ hiện đang sản xuất loại thuốc tổng
hợp đƣợc chiết từ tỏi, có khả năng chống ung thƣ tốt, mặc dù đã thành khối u vẫn có
hiệu lực.

Một bác sĩ thuộc Viện y học Sơn Đông Trung Quốc xác nhận rằng tỷ lệ ung
thƣ dạ dày ở những ngƣời thƣờng xuyên ăn tỏi thấp hơn 60% so với những ngƣời
khác cùng khu vực. Ở trƣờng Đại học tại bang Texas và Los Angeles (Mỹ) đã phát
hiện nƣớc tỏi chiết có tác dụng ức chế một số bệnh ung thƣ ác tính và đề phòng ung
thƣ da.
1.3 Tình hình sản xuất tỏi trên thế giới và tại Việt Nam

1.3.1 Trên thế giới
Cây tỏi đƣợc trồng hầu hết ở tất cả các nƣớc trên thế giới. Tuy nhiên diện tích
không nhiều. Ở nhiều nƣớc cây tỏi chỉ đƣợc trồng làm thức ăn và làm thuốc chữa
bệnh trong gia đình, chƣa là cây xuất khẩu ra nƣớc ngoài.
Trong những năm gần đây diện tích và năng suất trồng tỏi không ngừng tăng
lên, trong đó diện tích trồng hành tỏi ở Châu Á là lớn nhất. Trung Quốc là nhà sản

12


Đồ án tốt nghiệp

xuất tỏi lớn nhất thế giới với khoảng 13,5 triệu tấn củ tỏi hàng năm, chiếm hơn
80% sản lƣợng tỏi trên thế giới. Các nƣớc trồng nhiều tỏi khác là Ấn Độ (4,1%),
Hàn Quốc (2%), Ai Cập, Nga (1,6%)…
Bảng 1.2 Top 10 nƣớc sản xuất tỏi lớn nhất thế giới trong năm 2010
Sản lƣợng (tấn)

Quốc gia
Trung Quốc

13,664,069

Ấn Độ

833,970

Hàn Quốc

271,560

Ai Cập

244,626

Nga

213,480

Myanmar

185,900

Ethiopia

180,300

Hoa Kỳ

169,510

Bangladesh

164,392

Ukraina

157,400

Thế giới

17,674,893

Nguồn: FAO, 2011 [41]

1.3.2 Tại Việt Nam
Ở Việt Nam cây tỏi đƣợc trồng ở khắp cả nƣớc. Những vùng trồng tỏi nổi
tiếng gồm có Phan Rang, Đảo Lý Sơn, Quảng Ngãi, Hà Nội. Đặc biệt là tỏi Lý Sơn
với hƣơng vị đặc trƣng đã tạo nên thƣơng hiệu “vua tỏi”. Làm nên hƣơng vị đặc
biệt của tỏi Lý Sơn chính là nhờ vào loại đất đỏ và cát trắng. Tỏi Lý Sơn đƣợc
trồng ở ngoài đảo, bốn bề là biển cả, nguồn nƣớc là mạch nƣớc ngầm dƣới lòng đất,
cát là những hạt đƣợc bào mòn từ rạn san hô biển (vốn là những con ốc, con sò từ
hàng triệu năm trƣớc đã bị phân hủy), lòng đất là lớp đất đỏ bazan đƣợc hình thành
do quá trình hoạt động của ngọn núi lửa đã ngừng hoạt động cách đây hàng trăm
năm. Rễ cây tỏi bám vào các loại nguyên liệu đặc biệt nói trên để nuôi củ của nó. Ở
huyện đảo Lý Sơn tỉnh Quảng Ngãi với hơn 300 ha trồng tỏi nhiều hộ gia đình đã
đi lên từ cây tỏi, với 8 sào đất trồng tỏi lãi xuất lên tới 30 – 40 triệu đồng. Có thể

13


Đồ án tốt nghiệp

nói cây tỏi là cây chủ lực của nhiều địa phƣơng, diện tích trồng tỏi mỗi năm một
tăng, kinh tế nhiều gia đình ngày càng ổn định và đi lên.
1.4 Giới thiệu nuôi cấy lớp mỏng tế bào

1.4.1 Định nghĩa hệ thống lớp mỏng tế bào (TCL) [3]
Hệ thống TCL chứa những mẫu cấy có kích thƣớc nhỏ đƣợc cắt ra từ các cơ
quan thực vật khác nhau (chồi, lá, rễ, cụm hoa, đế hoa hoặc các cơ quan của hoa, lá
mầm, trụ trên hay trụ dƣới lá mầm, vùng chồi đỉnh hoặc phôi). Chúng đƣợc cắt theo
chiều dọc (đƣợc gọi là lTCL) hoặc theo chiều ngang (đƣợc gọi là tTCL). Dạng
lTCL (kích thƣớc 1 mm x 0,5 mm hay 10 mm) chỉ bao gồm một loại tế bào, ví dụ
một lớp các tế bào biểu mô có thể tách ra từ một số cơ quan hoặc vài lớp từ các tế
bào vỏ; trong khi đó, dạng tTCL (kích thƣớc 0,2 x 0,5 mm hay vài mm bề dày) bao
gồm một số lƣợng nhỏ các dạng tế bào từ các mô khác nhau (biểu mô, vỏ, vùng
tƣợng tầng, mô mạch, cũng nhƣ nhu mô). Một số đặc tính phổ biến của lTCL và
tTCL là tính mỏng, có nghĩa là mảnh cấy có số lƣợng tế bào càng ít càng tốt. Đặc
tính “mỏng” đóng vai trò cực kỳ quan trọng bởi những phân tử marker dự tuyển
cho sự biệt hóa có thể đƣợc xác định in situ trong những tế bào đích (hay tế bào đáp
ứng). Sự xác định vị trí nhƣ vậy cho phép giới hạn những tế bào đáp ứng.
Khi cắt mẫu, mô thực vật bị tổn thƣơng, nhiều enzyme hoặc các polysacharide
sinh ra rất cần cho quá trình cảm ứng sự sinh trƣởng và phát triển của thực vật
(Tran Thanh Van và Mutaftschiew, 1990). Lý do cơ bản của việc ứng dụng một vài
tế bào trong hệ thống TCL là chúng có mối liên hệ mật thiết với các tế bào bị
thƣơng (nơi xảy ra tổng hợp cấu tạo vách tế bào mới và nơi phóng thích của
oligosachride) và chất dinh dƣỡng cùng các yếu tố khác bên trong môi trƣờng để
“kiểm soát” sự phát sinh hình thái. Tuy nhiên, cũng bởi vì lý do đó có thể nói
chúng khá phụ thuộc vào môi trƣờng, lát mỏng có ƣu điểm là đồng nhất, nên dễ
phản ứng một cách đồng nhất với môi trƣờng. Ngƣợc lại các mẫu cây lớn hơn (nhƣ
thân hoặc các mảnh lá) cho thấy sự phân cực mạnh trong phản ứng với môi trƣờng
và có thể chứa các hợp chất nội sinh cao hơn, bao gồm các CĐHSTTV nên chúng
không phụ thuộc nhiều vào môi trƣờng.

14


Đồ án tốt nghiệp

Việc giảm số lƣợng tế bào trong phƣơng pháp lớp mỏng tế bào có ý nghĩa
quan trọng vì ảnh hƣởng đến quá trình phát triển hoặc các chƣơng trình biệt hóa
mô, cơ quan. Bên cạnh đó, khoảng thời gian để quá trình phát sinh hình thái xuất
hiện tƣơng đối ngắn (trung bình khoảng sau 14 ngày sau khi cấy).

1.4.2 Một số nghiên cứu ứng dụng phương pháp nuôi cấy lớp mỏng tế bào
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp nuôi
cấy lớp mỏng tế bào trên các đối tƣợng nhƣ cây lƣơng thực, ngũ cốc và dƣợc liệu.
Amaranthus edulis
Amaranthus edulis là cây hai lá mầm C4 rất quý, thuôc họ Amaranthaceae.
Hạt của cây đƣợc quan tâm rất nhiều do có chừa hàm lƣợng protein (16 – 18%) và
lysin cao.
Các nghiên cứu liên quan đến tái sinh chồi in vitro đối với nhiều loài thuộc chi
Amaranthus đã đƣợc báo cáo trên mô sẹo xuất phát từ mặt lá, trụ dƣới lá mầm,
cuống lá, thân,phát hoa và cả thân cây. Tuy nhiên, thời gian trung bình cần để tái
sinh chồi khoảng 4 – 6 tuần và tần số tái sinh rất thấp đối với các kiểu di truyền
đƣợc thí nghiệm (Bagga và cộng sự, 1987).
Trong một nỗ lực để thu đƣợc tần số tái sinh cây cao hơn trong một thời gian
ngắn đối với cây A. edulis, Bui và cộng sự (1998) đã sử dụng hệ thống nuôi cấy
TCL để cảm ứng biệt hóa chồi in vitro. Chỉ sau một tuần nuôi cấy, 100% mẫu cấy
tTCL từ rễ, lá mầm và trụ dƣới đều hình thành mô sẹo dạng bở và xốp.
Beta vulgaris L.
Có nhiều phƣơng pháp khác nhau đƣợc sử dụng để nhân giống in vitro đối với
cây củ cải đƣờng. Sự hình thành chồi nách từ đỉnh chồi của cây con (Hussey và

Hepher, 1978) và sự phát triển của chồi nách từ các phân đoạn thể phát hoa
(Saunden, 1982) là hai phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng để tạo ra một số lƣợng
lớn chồi.
Kỹ thuật TCL đối với cây củ cải đƣờng là một phƣơng pháp tỏ ra rất hiệu quả
trong việc nghiên cứu phát sinh hình thái và vi nhân giống (Dectrez và cộng sự,
1988).

15