Đặc điểm di truyền quần thể sâm ngọc linh (panax vietnamensis ha grushv )

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT
----o0o----

NGUYỄN THỊ HỒNG MAI

ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN QUẦN THỂ SÂM NGỌC LINH
(Panax vietnamensis Ha & Grushv.)

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2018


VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT
----o0o----

NGUYỄN THỊ HỒNG MAI

ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN QUẦN THỂ SÂM NGỌC LINH
(Panax vietnamensis Ha & Grushv.)

Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 8 42 01 14
LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Thị Phương Trang

Hà Nội - 2018

LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành tại phòng Hệ thống học phân tử và Di
truyền bảo tồn, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam, dưới sự hướng dẫn khoa học và giúp đỡ tận tình
của TS. Nguyễn Thị Phương Trang. Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc
tới sự hướng dẫn của cô.
Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này, tác giả
đã nhận được sự quan tâm và giúp đỡ nhiệt tình về nhiều mặt của Ban lãnh
đạo Viện ST & TNSV,cán bộ phụ trách đào tạo của Viện, của TS. Đặng Tất
Thế, trưởng phòng Hệ thống học phân tử và Di truyền bảo tồn.
Chân thành cảm ơn các anh chị, bạn bè đồng nghiệp, ThS. Nguyễn
Giang Sơn, TS. Hồ Thị Loan, TS. Phạm Thế Cường, ThS. Lê Thị Mai Linh
đã luôn nhiệt tình giúp đỡ, quan tâm, chỉ bảo những bước đi ban đầu trong
lĩnh vực nghiên cứu khoa học.
Cuối cùng, tác giả cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới những
người thân trong gia đình đã luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ trong suốt
quá trình hoàn thành luận văn.
Luận văn được hoàn thành từ nguồn kinh phí hỗ trợ từ đề tài hợp tác
song phương của Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam do TS.
Nguyễn Thị Phương Trang làm chủ nhiệm, mã số VAST.HTQT.Nga.10/15-16.
Tác giả xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2018


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, đề tài không trùng với bất
kỳ đề tài nghiên cứu khoa học nào. Những thông tin tham khảo trong khóa

luận đều được trích dẫn cụ thể nguồn sử dụng.
Ngày

tháng

năm 2018

Học viên thực hiện
( Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Thị Hồng Mai


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.........................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN..................................................................................................ii
MỤC LỤC ........................................................................................................... iii
DANH

MỤC

CÁC

...................................................v

TỪ

VIẾT

TẮT,

DANH

MỤC

..................................................................................vi

KÝ
CÁC

DANH

HIỆU
BẢNG

MỤC

CÁC

HÌNH...................................................................................vii

MỞ

ĐẦU...............................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................3

1.1.Giới
thiệu
về
chi

..................................................................3

Sâm

(Panax

1.2.
Tổng
quan
về
linh.........................................................................3

sâm

L.)
ngọc

1.2.1. Đặc điểm hình thái .................................................................................. 3
1.2.2. Phân bố tự nhiên của cây sâm ngọc linh ................................................ 5
1.2.3. Tầm quan trọng, giá trị, thành phần hoá học của sâm ngọc
linh..............5
1.2.4. Công trình nghiên cứu của loài sâm ngọc linh....................................... 7
1.2.5. Hiện trạng của loài sâm ngọc linh ở Việt Nam....................................... 9
1.3.
Phương
pháp
luận
cận...........................................................10

và

cách

tiếp

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU.........................................................................................................16

2.1.
Đối
tượng
.................................................................................16
2.2.
Địa
điểm
và
cứu..............................................................16

thời

2.3.
Phương
pháp
...........................................................................16

nghiên
gian
nghiên

cứu

nghiên
cứu

2.3.1. Tách chiết DNA tổng số ....................................................................... 16
2.3.2. Lựa chọn mồi SSR....................................................................................17
2.3.3. Phân tích số liệu SSR........................................................................... 18
2.3.4. Thiết kế mồi đọc trình tự .................................................................... 19


2.3.5. PCR khuếch đại gen ........................................................................... 20
2.3.6. Điện di trên gel agarose...................................................................... 21
2.3.7. Kiểm tra khả năng bắt cặp bằng BLAST .......................................... 21


2.3.8. Đọc trình tự gen.................................................................................. 21
2.3.9. Xây dựng cây phát sinh chủng loại ................................................... 21
CHƯƠNG
3.
KẾT
..................................................23

QUẢ

VÀ

THẢO

LUẬN

3.1. Kết quả tách chiết DNA tổng số ............................................................. 23

3.2. Lựa chọn mồi SSR ....................................................................................23
3.3. Kết quả phân tích SSR – đặc điểm di truyền quần thể sâm ngọc linh
....25
3.4. Kết quả khuếch đại gen từ các cặp mồi đặc hiệu................................30
3.5. Kết quả phân tích trình tự gen – đặc điểm phân tử của các vùng
gen
rbcL,
rpoB,
ITS
và
..............................................32

18S

của

loài

sâm

ngọc

linh.

3.6. Kết quả phân tích mối quan hệ di truyền của sâm ngọc linh với một số
loài trong chi Panax trên cơ sở phân tích trình tự hai vùng gen rbcL, ITS
-

sơ

đồ

mối

quan

hệ

di

truyền

của

chúng............................................................47
3.7. Kết quả so sánh khả năng phân loại sâm ngọc linh đối với các loài
chi
Panax
khác
của
ba
.......................................................50

vùng

gen

nghiên

cứu.

3.8. Kết quả đăng ký mã số các vùng gen nghiên cứu trên ngân hàng gen
..55
KẾT LUẬN.........................................................................................................56
KIẾN NGHỊ .......................................................................................................57
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
CỦA TÁC GIẢ....................................................................................................58
TÀI
LIỆU
THAM
...................................................................................59

KHẢO

PHỤ LỤC ............................................................................................................65


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU
AFLP

Đa hình độ dài các đoạn DNA nhân chọn lọc (Amplified

Fragment Length Polymorphism)
bp

base pair

BLAST

Basic Local Alignment Search Tool

CBOL

Consortium for the Barcode of Life

DNA

Deoxyribo Nucleic Acid

ME

Phương pháp Minimum Evolution Method

MP

Phương pháp Maximum Parasimony Method

NJ

Phương pháp Neighbor Joining

PCR

Phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase Chain Reaction)

RAPD

Đa hình các đoạn DNA khuyếch đại ngẫu nhiên (Random
Amplified Polymorphic DNA)

RFLP

Đa hình độ dài các đoạn DNA giới hạn (Restriction Fragment
Length Polymorphism)

SSR

Trình tự lặp đơn giản (Simple Sequence Repeats)

UPGMA

Unweighted Pair Group Method Analysis

VQG

Vườn Quốc Gia


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Trình tự 11 cặp mồi SSR dùng cho phân tích đa dạng di truyền
......17
Bảng 2.2. Bảng trình tự 5 cặp mồi dùng trong khuếch đại và đọc trình tự
gen.20
Bảng 2.3: Danh sách các loài/thứ trên Genbank sử dụng trong nghiên cứu.
....22
Bảng 3.1: Thông số đa dạng di truyền loài sâm ngọc linh dựa trên phân
tích 4 chỉ thị SSR..............................................................................................26
Bảng 3.2. Kết quả so sánh các Nu sai khác trên vùng gen rbcL (gồm rbcLa và
rbcLc) giữa sâm ngọc linh và các loài khác thuộc chi Panax. ....................... 37
Bảng 3.3. Khoảng cách di truyền gen rbcL giữa loài sâm ngọc linh (phía trên

bên trái) và số lượng nucleotide sai khác (phía dưới bên phải) so sánh với 9
loài
/thứ có quan hệ gần gũi thuộc chi Panax............................................................44
Bảng 3.4. Khoảng cách di truyền gen rpoB giữa loài sâm ngọc linh ( phía trên
bên trái) và số lượng nucleotide sai khác (phía dưới bên phải) so sánh với 9
loài
/thứ có quan hệ gần gũi thuộc chi Panax............................................................44
Bảng 3.5. Khoảng cách di truyền vùng gen ITS giữa loài sâm ngọc linh
.........45 (phía trên bên trái) và số lượng nucleotide sai khác (phía dưới bên
phải) so sánh với 9 loài /thứ có quan hệ gần gũi thuộc chi Panax
...........................................45
Bảng 3.6. Khoảng cách di truyền mồi 18S giữa loài sâm ngọc linh (phía trên
bên trái) và số lượng nucleotide sai khác (phía dưới bên phải) so sánh với 9
loài
/thứ có quan hệ gần gũi thuộc chi Panax............................................................46


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Hình ảnh cây sâm ngọc linh

4

Hình 1.2: Hình ảnh hạt sâm ngọc linh khi chín

4

Hình 2.1. Bản đồ địa điểm thu mẫu sâm ngọc linh

15

Hình 3.1: Kiểm tra DNA tổng số bằng điện di trên gel agarose 1%

22

Hình 3.2. Một số hình ảnh alen ghi nhận khi phân tích SSR của 4
mồi PG - 29, PG - 668, PG -1419 và PG - 1481

23

Hình 3.3: Kiểm tra sản phẩm PCR gen ITS; rpoB; 18S bằng điện di
trên gel agarose 1%

30

Hình 3.4: Kiểm tra sản phẩm PCR gen rbcLa; rbcLc bằng điện di
trên gel agarose 1%.

30

Hình 3.5. Ví dụ về hình ảnh các peak trong giải trình tự

31

Hình 3.6. Kết quả so sánh trình tự nucleotide gen rbcLa với các loài
Panax trên ngân hàng gen.

35

Hình 3.7. Kết quả so sánh trình tự nucleotide gen rbcLc với các loài
Panax trên ngân hàng gen.

36

Hình 3.8. Kết quả so sánh trình tự nucleotide gen rpoB với các loài
Panax trên ngân hàng gen

39

Hình 3.9. Kết quả so sánh trình tự nucleotide gen ITS với các loài
Panax trên ngân hàng gen

41

Hình 3.10: Sơ đồ hình cây (NJ) mối quan hệ di truyền của sâm ngọc
linh với 9 loài khác trong chi Panax dựa trên phân tích trình tự vùng
gen ITS và rbcL

48

Hình 3.11. Thứ tự ghép nối các đoạn gen nghiên cứu

50

Hình 3.12. Kết quả so sánh phân loại chín loài chi Panax dựa trên so
sánh từng vùng gen (rpoB, rbcL, ITS) và sự kết hợp của chúng.

53

Hình 3.13. Sơ đồ mối quan hệ di truyền của chín loài thuộc chi
Panax phân tích dựa trên sự kết hợp trình tự gen rbcL và ITS.

54


MỞ ĐẦU
Sâm ngọc linh (Panax vietnamensis Ha & Grushv.) đã được xác định
là một cây thuốc quý về giá trị sử dụng cũng như giá trị nguồn gen, được
xếp vào một trong bốn cây sâm quý nhất trên thế giới do có chứa nhiều
thành phần saponin, hàm lượng acid amin, các chất khoáng vi lượng hơn
hẳn những loài sâm khác. Tuy nhiên, việc khai thác quá mức và phá hủy
vùng phân bố tự nhiên đã dẫn đến sự tuyệt chủng ngoài tự nhiên của sâm
ngọc linh. Hiện loài này chỉ còn tồn tại ở một số vườn trồng tại các khu bảo
tồn của tỉnh Quảng Nam và Kon Tum. Sâm ngọc linh đã được đưa vào sách
đỏ Việt Nam, danh lục của IUCN và Nghị định 32/2006/NĐ-CP của Chính
phủ. Ngành Y tế đã hướng chọn sâm ngọc linh làm cây thuốc xây dựng sản
phẩm quốc gia về dược liệu. Ngày 18/7/2012, chính phủ đã có Quyết định
số
936/QĐ-TT phê duyệt quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội vùng
Tây Nguyên đến năm 2020, trong đó phát triển cây sâm ngọc linh trở thành
cây đặc sản quốc gia. Những nghiên cứu về di truyền quần thể giúp các nhà
khoa học và các nhà chiến lược có cái nhìn tổng thể về thực trạng di truyền
của các quần thể sâm ngọc linh, từ đó có những chiến lược hợp lý trong
việc bảo tồn và phát triển bền vững loài sâm quý hiếm này của Việt Nam.
Các nghiên cứu ở cấp độ phân tử còn giúp xác định được những sai khác về
mặt di truyền của loài sâm ngọc linh so với các loài Panax khác, làm cơ sở
cho việc phân loại và giám định các mẫu sâm ngọc linh.
Xuất phát từ tình hình thực tế này, luận văn tập trung nghiên cứu đặc
điểm di truyền của hai quần thể sâm ngọc linh thu tại Quảng Nam và Kon
Tum, đồng thời kiểm tra sự sai khác di truyền của bốn vùng gen gồm hai
vùng gen nhân: 18S, ITS và hai vùng gen lục lạp: rbcL và rpoB của mẫu

sâm ngọc linh, so sánh với một số loài Panax khác.
Mục tiêu cụ thể:
- Xác định đặc điểm di truyền quần thể của hai quần thể sâm ngọc linh thu
tại tỉnh Quảng Nam và Kon Tum.
1


- Đánh giá mối quan hệ di truyền của sâm ngọc linh với một số loài Panax

2


khác trên cơ sở giải mã trình tự vùng gen rbcL, rpoB, 18S và ITS, đặc điểm
phân tử của các vùng gen này, đồng thời so sánh khả năng phân loại của
bốn vùng gen nói trên trong việc phân biệt loài sâm ngọc linh với một số
loài Panax khác.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Luận văn cung cấp cơ sở khoa học cho các nhà quản lý cập nhật
thông tin về hiện trạng di truyền của quần thể sâm ngọc linh tại Quảng
Nam và Kon Tum.
Kết quả của luận văn là cơ sở khoa học giúp cho công tác bảo tồn và
chọn giống có những chiến lược hợp lý trong công tác bảo tồn và phát triển
bền vững loài sâm quý hiếm này của Việt Nam.
Kết quả của luận văn góp phần chọn lọc được vùng gen hữu hiệu
(chỉ thị phân tử) cho công tác nghiên cứu khoa học và phân loại loài sâm
ngọc linh của Việt Nam.
Nội dung nghiên cứu
- Lựa chọn mồi SSR phù hợp với loài sâm ngọc linh của Việt Nam.
- Đánh giá đặc điểm di truyền của hai quần thể sâm ngọc linh thu tại
tỉnh Quảng Nam và Kon Tum bằng kỹ thuật SSR.

- Kiểm tra đặc điểm phân tử của bốn vùng gen rpoB, ITS, rbcL và
18S, so sánh khả năng phân loại của bốn vùng gen này trong việc phân biệt
loài sâm ngọc linh của Việt Nam; đăng ký số hiệu genbank.

3


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về chi Sâm (Panax L.)
Chi sâm (Panax L.) là một chi nhỏ trong họ Ngũ gia bì (Araliaceae).
Toàn bộ chi sâm (Panax L.) trên thế giới đã biết chắc chắn có 11 loài và 1
dưới loài (thứ -var.) [21]. Sự phân bố của chi Panax L. trên thế giới cho thấy
chúng chỉ xuất hiện ở Bắc bán cầu, kéo dài từ vùng rừng núi giáp bờ biển
phía Đông của Bắc Mỹ bao gồm bắc Hoa Kỳ và Tây Nam Canada
(có 2 loài Panax quinquefolius và Panax trifoliatus). Vùng Đông Bắc Á có
2 loài Panax ginseng và Panax japonica. Trung tâm phân bố của chi Panax
L. có thể từ vùng Tây Nam của Trung Quốc lan tỏa xuống phía Bắc của
Việt Nam. Thực chất khu vực này gồm 2 tỉnh biên giới kề nhau là Vân
Nam (Trung Quốc) và Lào Cai (Việt Nam). Ở đây đang có tới 7 loài và thứ
(dưới loài) mọc hoàn toàn tự nhiên. Hai loài nhập trồng là Panax
notoginseng nhập từ Bắc Mỹ và Panax pseudoginseng (không tìm thấy
trong hoang dại nhưng giả thiết có nguồn gốc từ vùng cận Himalaya hoặc là
kết quả của lai tự nhiên giữa 2 loài gần gũi nào đó). Đây có thể coi là trung
tâm phân bố của chi sâm (Panax L.) của thế giới. Ở Bắc Mỹ hiện có 3 loài
(Panax notoginseng; Panax quinquefolius và Panax trifoliatus). Giới hạn
cuối cùng về phía Nam của chi Panax L. là loài sâm ngọc linh (Panax
vietnamensis) ở miền Trung của Việt Nam, tại 14°15’ vĩ độ Bắc. Chính vì
vậy sâm ngọc linh được coi là loài đặc hữu hẹp của miền Trung Việt Nam
[12].
1.2. Tổng quan về sâm ngọc linh

1.2.1. Đặc điểm hình thái
Sâm ngọc linh (Panax vietnamensis Ha & Grushv.)[36] là cây thân thảo,
sống nhiều năm. Thân rễ có đường kính 3.5cm, không có rễ phụ dày dự trữ,
đôi khi ở một số cây phần cuối thân rễ có củ gần hình cầu, đường kính
đến
5cm. Thân cao từ 40 cm – 60 cm, rỗng, lá mọc vòng, thường có 4 (ít khi 3, 5,
4


6). Lá kép chân vịt có 5 (ít khi 6, 7) lá chét, lá dài 7 – 12 cm (ít khi 15 cm).
Lá

5


chét trên cùng hình trứng ngược hoặc hình mũi mác, dài 8 – 14 cm, rộng 3 –
5 cm, đầu lá thường nhọn, mũi nhọn kéo 1.5 - 2cm, góc lá hình nêm, mép lá
có răng cưa nhỏ đều [12], [14], [25] (Hình 1.1).

Hình 1.1: Hình ảnh cây sâm ngọc linh
(Ảnh chụp tại vườn Sâm Tac ngo, Nam Trà My, Quảng Nam - 2016)
Sinh thái: Sâm ngọc linh mọc dưới tán rừng ẩm, nhiều mùn, thích hợp với
nhiệt độ ban ngày từ 20 - 25°C, ban đêm 15 - 18°C, sâm ngọc linh có thể
sống rất lâu, thậm chí trên 100 năm, sinh trưởng khá chậm [25].
Công dụng: Bộ phận dùng làm thuốc chủ yếu là thân rễ, củ và ngoài ra
cũng có thể dùng lá và rễ con [25].
Sinh học: Vào đầu tháng giêng hàng năm, cây sâm xuất hiện chồi mới sau
mùa ngủ đông, thân khí sinh lớn dần lên thành cây sâm trưởng thành, từ
tháng
4 đến tháng 6, cây nở hoa và kết quả, tháng 7 bắt đầu có quả chín và kéo

dài đến tháng 9. Khi quả chín, vỏ quả chuyển từ màu xanh sang vàng lục rồi
đỏ cam với chấm đen lớn chiếm 1/4 đến 1/5 xuất hiện ở đỉnh quả (Hình 1.2).

Hình 1.2: Hình ảnh hạt sâm ngọc linh khi chín
6


(Ảnh chụp tại vườn Sâm Tac - ngo, Nam Trà My, Quảng Nam - 2016)

7


Vào khoảng cuối tháng 10, phần thân khí sinh tàn lụi dần, lá rụng để lại
một vết sẹo ở đầu củ sâm và bắt đầu giai đoạn ngủ đông đến tháng 12.
Ngay trong quá trình tàn lụi, từ đầu mầm thân rễ nằm sát hoặc dưới mặt đất
hình thành một chồi thân mới. Các chồi này tồn tại dưới dạng chồi ngủ
trong suốt
3-4 tháng mùa đông và sẽ mọc lên vào mùa xuân năm sau để tiếp tục một
chu trình sinh trưởng phát triển mới. Căn cứ vào vết sẹo trên đầu củ
mà người ta có thể nhận biết cây sâm bao nhiêu tuổi. Phải ít nhất từ 3 năm
tuổi tức trên củ có một sẹo mới có thể khai thác, khuyến cáo là trên 5 năm
tuổi [2], [12]. Mùa đông cũng là mùa thu hoạch tốt nhất phần thân rễ của
sâm.
1.2.2. Phân bố tự nhiên của cây sâm ngọc linh
Cho đến nay, sâm ngọc linh mới chỉ phát hiện thấy ở cao nguyên trung
phần, trong đó điểm phân bố tập trung vốn có và quan trọng nhất là núi
Ngọc Linh. Cụ thể là ở các xã Tê Xăng, Măng Ri, huyện Tu Mơ Rông; xã
Mường Hoong, Ngọc Linh, huyện Đăk Glei (tỉnh Kon Tum) và xã Trà
Cang, Trà Linh, Trà Nam, huyện Nam Trà My (tỉnh Quảng Nam) [12]. Cây
sâm do Phạm Hoàng Hộ phát hiện ở núi Lang Biang (tỉnh Lâm Đồng) năm

1970 cũng là sâm ngọc linh. Như vậy, nếu tính về “tính nguyên thuỷ” của
nó thì sâm ngọc linh đã có mặt ở 3 vùng núi khác nhau, tạm thời cho rằng
thuộc 2 điểm phân bố (dãy Ngọc Linh và Lang Biang). Cả 2 khối núi này
đều có độ cao trên 1.500 m. Điểm phát hiện có sâm ngọc linh mọc tự nhiên
đều vào khoảng 1.800 - 2.200 m [5], [25], [21].
1.2.3. Tầm quan trọng, giá trị, thành phần hoá học của sâm ngọc
linh
1.2.3.1. Tầm quan trọng và giá trị của sâm ngọc linh
Tất cả những loài thuộc chi Panax đều có giá trị làm thuốc, một số loài
của chi này đã trở thành những cây thuốc nổi tiếng, không chỉ trong phạm
vi của nền y học cổ truyền phương Đông mà trên toàn thế giới như nhân
sâm (Panax ginseng); giả nhân sâm (Panax pseudoginseng); tam thất
8


(Panax notoginseng) và sâm ngọc linh (Panax vietnamensis Ha & Grushv.)
[6], [3], [9], [21]. Ở Việt Nam, ngay từ những năm kháng chiến chống

9


Pháp (1952 - 1953) nhiều cán bộ cách mạng hoạt động nằm vùng ở Quảng
Nam đã được đồng bào chỉ cho cây thuốc này được coi như một thứ thần
dược để phòng thân những khi đau yếu, dùng để chữa cho người đau ốm
nặng, người bị rắn cắn và các bệnh thông thường như đau bụng, cầm máu
vết thương,… [2], [3], [6], [11], [21]. Theo quan điểm hóa phân loại và
dược lý học, những công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế
giới đã chia các loài thuộc chi Panax thành 2 nhóm chính:
Nhóm 1: gồm các loài hiện đã được phát triển trồng trọt gồm: nhân sâm
(Panax ginseng), sâm mỹ (Panax quinquefolius), tam thất (Panax

notoginseng),… có bộ phận dưới mặt đất là một rễ củ dạng cà rốt phát triển
và chứa các Saponin có khung thuộc nhóm dammaran.
Nhóm 2: gồm các loài mọc hoang như Panax japonicas, Panax
zingiberensis, Panax stipuleanatus,… với bộ phận thân rễ dưới đất phát
triển theo hướng nằm ngang, chứa Saponin có khung cấu tạo thuộc nhóm
olean [3].
Từ năm 1985 đến năm 2000, thông qua sự hợp tác quốc tế hiệu quả,
đặc biệt với các nhà khoa học Ba Lan, Nhật Bản đã cho thấy sâm ngọc linh
có 52 hợp chất saponin, trong đó có 24 saponin đã được xác định là có cấu
trúc hoàn toàn mới, lần đầu tiên được công bố. Khi so sánh với nhóm sâm
trồng (nhóm 1) có giá trị trên thế giới như nhân sâm (Panax ginseng), sâm
mỹ (Panax quinquefolius), tam thất (Panax notoginseng),… thì thành phần
saponin của sâm ngọc linh rất giống với 3 loài nói trên, nhưng hàm lượng
lại cao hơn nhiều [3], [11].
1.2.3.2. Thành phần hóa học của sâm ngọc linh
Từ năm 1974 – 1990, Nguyễn Thới Nhâm và cộng sự đã nghiên cứu
nhân sâm Việt Nam, so sánh với nhân sâm Triều Tiên (Panax ginseng),
nhân sâm Nhật Bản (Panax japonicus) và nhân sâm Hoa Kỳ (Panax
quinquefolium). Kết quả là bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng (SKIM) đã
phát hiện trong Panax vietnamensis 15 vết saponin có giá trị Rf (Rf: Hệ số
di chuyển) và mầu sắc tương ứng với 12 hợp chất saponin của Panax
6


ginseng [13]. Chi tiết hơn nữa, trong Panax vietnamensis có hàm lượng cao
nhất saponin kiểu damarane

7

(7.58%), trong đó saponin thuộc diol và triol có tỷ lệ 32% và một lượng nhỏ
saponin của axit oleanolic[13]. Điều này trái với quy luật chung là thông
thường các cây nhân sâm cho thân rễ phát triển thì thường chứa lượng
saponin của axit oleanolic và saponin nhóm damarane [8], [11]. Cũng là lần
đầu tiên trên thế giới, người ta chiết được một lượng lớn majonozit R2 và
ocotillol saponin trong cùng một loại Panax (chỉ riêng hai chất này đã
chiếm 4.34%) gấp 43 lần hàm lượng majonozit và ocotillol saponin cao nhất
có trong các loài chi Panax [16]. Ocotillol saponin đã trở thành một hợp
chất cần chú ý có thể đưa thành tiêu chuẩn để phân loại hóa học vì nó có thể
ảnh hưởng đến một số tác dụng mang tính đặc thù của Panax vietnamensis.
Sự có mặt của damarane saponin kiểu ocotillol cũng còn làm cho sâm ngọc
linh khác với nhân sâm Triều Tiên vì cho tới nay người ta chưa tìm thấy
ocotillol trong nhân sâm Triều Tiên. Năm 1994, Nguyễn Minh Đức còn
chứng minh nhân sâm của Việt Nam có hàm lượng saponin damarane cao
nhất (12 - 15%) so với nhân sâm khác chỉ chứa 10% và số lượng saponin
nhiều nhất (49%) so với
26% trong nhân sâm triều tiên [9]. Ngoài những saponin nói trên, trong
nhân sâm của Việt Nam còn chứa các polyacetylen, axit béo, axit amin,
gluxit, tinh dầu và một số yếu tố vi lượng [11].
Như vậy, sâm ngọc linh không những đặc biệt về mặt phân bố (là loài
duy nhất có phấn bố tại 14°15’ vĩ độ Bắc, giới hạn cuối cùng về phía Nam
của chi Panax L.) mà còn độc đáo về cấu tạo hoá học bởi tuy là loài sâm
thuộc nhóm
2 với bộ phận thân rễ thuộc dạng khí sinh, phát triển theo hướng nằm ngang
nhưng thành phần hoá học lại chứa các saponin chủ yếu thuộc nhóm
dammaran (giống các loài sâm của nhóm 1), đặc biệt hơn lại có chứa một số
saponin đặc trưng mà các loài sâm khác trên thế giới không có.
1.2.4. Công trình nghiên cứu của loài sâm ngọc linh
Ở Việt Nam, cho đến nay, các công trình khoa học nghiên cứu về sâm
ngọc linh khá đa dạng, ngoài những nghiên cúu cơ bản tập trung vào điều

tra, phân loại, xác định vùng phân bố thì cũng đã có nhiều nghiên cứu về
8


thành phần hoá học, thử nghiệm hoạt tính bảo vệ gan, giải mã hệ gen lục
lạp…có thể liệt kê một số các công trình đáng chú ý như sau:
- Trần Lê Quân và cs (2002): tách chiết, majonoside R2, Triterpen
Saponin từ cây sâm việt nam (Panax vietnamensis) và thử nghiệm hoạt tính
bảo vệ gan. Nghiên cứu cho thấy cao chiết MeOH của củ sâm việt nam có
hoạt tính bảo vệ gan in vitro trên mô hình gây độc cho tế bào gan bằng Dgalactosamine (D-GaLN)/yếu tố hoại tử khối u-alpha (TNF-anpha) .
Nguyễn Thị Thu Hương và cs (1999): nghiên cứu về tác dụng dược lý của
sâm việt nam, trong đó tập trung vào tác dụng kích thích miễn dịch chống
căng thẳng, trầm cảm [48], [5], [11], [18].
- Nguyễn Thới Nhâm và cs (1993) Nghiên cứu về dược liệu học và
hoá học cây sâm Việt Nam [16].
- Loạt công trình của PGS.TS. Dương Tấn Nhựt (2010, 2011, 2014,
2015) về nhân giống vô tính Sâm ngọc linh [13], [14].
- Cụm công trình của Viện Dược Liệu trong khuôn khổ chương trình
bảo tồn nguồn gen đã khoanh vùng được khu vực phân bố, đặc điểm sinh
thái, hình thái, lập bản đồ quy hoạch vùng trồng sâm (các tác giả, Lê Minh
Thảo [8], [18],…)
- Phan Kế Long và cs (2014) đã sử dụng vùng gen ITS để đánh giá sự
sai khác di truyền giữa loài sâm ngọc linh và mẫu sâm thu được tại Phong
Thổ Lai Châu, cũng dựa trên trình tự gen matK và ITS, mẫu sâm thu tại Lai
Châu đã được xác định tên khoa học là Panax vietnamensis var. fuscidiscus,
là một thứ của loài Panax vietnamensis [9, 40].
- Nguyễn Thị Phương Trang và cs (2011) đã sử dụng vùng gen ITS để
đánh gía mối quan hệ di truyền của loài sâm việt nam, sâm lai châu với các
loài khác trong chi Panax [22]. Hay nhóm nghiên cứu của Đặng Tất Thế,
Nguyễn Thị Phương Trang (Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật)

thực hiện một số hợp tác nghiên cứu với nhóm nghiên cứu của Viện sỹ Yuri

9


Zhuralev và TS. Galina D. Reunova (Viện Sinh học thỗ nhưỡng Viễn
Đông,

1
0


Viện Hàn Lân khoa học Liên Bang Nga) về phân bố và di truyền của loài
sâm việt nam và sâm nga bằng kỹ thuật AFLP và SSR [34, 35].
- Trong đề tài nghiên cứu về đa dạng di truyền chi sâm, nhóm nghiên
cứu của Trần Văn Tiến, Lê Ngọc Triệu, và cs (2016) đã thực hiện “Đánh
giá di truyền quần thể loài tam thất hoang (Panax stipuleanatus Tsai) bằng
chỉ thị ISSR. Nhóm nghiên cứu của GS. Nông văn Hải (2017) (Viện nghiên
cứu hệ gen-Viện Hàn Lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam) nghiên cứu
về giải mã hệ gen lục lạp sâm ngọc linh. Nhóm nghiên cứu của TS. Lê
Hùng Lĩnh (2017)-(Viện Di truyền Nông nghiệp) thực hiện nghiên cứu nuôi
cấy mô và xác định gen lục lạp đặc hiệu của một số loài trong chi Panax.
1.2.5. Hiện trạng của loài sâm ngọc linh ở Việt Nam
Ở Việt Nam cho đến thời điểm hiện nay, chi Panax có chắc chắn 5 loài,
trong đó có 2 loài nhập trồng là tam thất (Panax notogineng) và nhân sâm
(Panax ginseng) [5]. Ba loài mọc tự nhiên và đang là đối tượng bảo tồn là
sâm vũ diệp (Panax bipinnatifidus Seem.), tam thất hoang (Panax
stipuleanatus Tsai et Feng) và đặc biệt sâm ngọc linh (Panax vietnamensis
Ha & Grushv.) là loài đặc hữu hẹp của miền Trung Việt Nam, có phân bố tự
nhiên ở các huyện Tu Mơ Rông, huyện Đăk Glei (tỉnh Kom Tum), huyện

Nam Trà My, huyện Phước Sơn (tỉnh Quảng Nam), trên vùng núi Ngọc
Linh độ cao trên
1500 m. Tuy nhiên, hiện tại loài này đã trở nên cực hiếm ngoài tự nhiên do
tình trạng khai thác cạn kiệt trong nhiều năm cộng với việc đốt nương làm
rẫy nên diện tích rừng tự nhiên bị thu hẹp. Hiện, sâm ngọc linh đã được
đưa vào danh lục đỏ của IUCN (2003) và danh sách các loài hạn chế khai
thác và sử dụng vì mục đích thương mại (Nghị định 32/2006/NĐ-CP ngày
31/03/2006 về quản lý thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp quý hiếm),
theo Sách đỏ Việt Nam (2007), sâm ngọc linh được xếp vào hạng EN Ala,
c, d, BI + 2b, c, e [1]. Sâm ngọc linh chủ yếu tập trung tại 2 điểm bảo tồn là
Chốt Sâm (xã Măng Ri, huyện Tu Mơ Rông, tỉnh Kon Tum) và Trạm Dược
9