Tìm hiểu ảnh hưởng của các loại ánh sáng trên sự quang hợp và tích lũy hợp chất thứ cấp ở cây hổ trượng căn (polygonum cuspidatum sieb et zucc)

LỜI CẢM ƠN Đề tài thực 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 hồn thành khóa luận này, em xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc chân thành đến:  Ban Giám hiệu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên tạo điều kiện cho em có hội học tập suốt thời gian qua  TS Trần Thanh Hương, Trưởng Bộ môn Sinh lý Thực vật, Cô giảng dạy tận tình truyền đạt cho em kiến thức quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận  PGS TS Bùi Trang Việt, PGS TS Võ Thị Bạch Mai, PGS TS Nguyễn Du Sanh, ThS Trịnh Cẩm Tú giảng dạy cho em kiến thức bổ ích kinh nghiệm nghiên cứu khoa học  Em xin chân thành cảm ơn Thầy Phan Ngô Hoang Thầy Đỗ Thường Kiệt, người trực tiếp hướng dẫn em suốt thời gian làm khóa luận Thầy người giảng dạy, định hướng đề tài, tận tình bảo, ln quan tâm, chia sẻ, động viên, tạo điều kiện tốt cho em hồn thành khóa luận  Q Thầy Cơ công tác khoa Sinh học-Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh ln nhiệt tình giảng dạy cho em nhiều kiến thức suốt thời gian qua  PTN vệ tinh Trung tâm LAFTRC-CBNU (Hàn Quốc) Trường ĐH Khoa học Tự nhiên – ĐHQG-HCM; Cơng ty cổ phần bóng đèn phích nước Rạng Đông tài trợ thiết bị đèn LED tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành nghiên cứu  Lương y Nguyễn Đức Nghĩa nhiệt tình giúp đỡ em thời gian làm khóa luận i  Chị Hoàng Thị Thu Thấm, ThS Huỳnh Thị Xuân Quỳnh, anh Lê Anh Tuấn giúp đỡ, động viên chia sẻ kinh nghiệm làm khóa luận thời gian qua  Các anh chị cao học khóa 23, 24, bạn lớp 12SH đặc biệt bạn nhóm G7 ln giúp đỡ động viên  Con vơ biết ơn Bố Mẹ người sinh thành, nuôi dưỡng tạo điều kiện tốt cho học tập Cảm ơn Bố Mẹ anh chị bên cạnh, chia sẻ khó khăn động viên suốt thời gian qua TP Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 Hà Thị Thanh Hoa ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH xi DANH MỤC CÁC ẢNH xii TÓM TẮT xiii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÂY HỔ TRƯỢNG CĂN POLYGONUM CUSPIDATUM 1.1.1 Phân loại 1.1.2 Sơ lược Hổ trượng Polygonum cuspidatum 1.1.3 Thành phần hóa học tác dụng dược lí Hổ trượng Polygonum cuspidatum 1.1.4 Một số nghiên cứu Hổ trượng Polygonum cuspidatum 1.2 QUANG HỢP 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Giai đoạn quang hợp 1.2.2.1 Giai đoạn sáng 1.2.2.2 Giai đoạn tối 1.2.2.3 Vận chuyển sản phẩm quang hợp 1.3 ÁNH SÁNG 10 1.3.1 Tính chất ánh sáng 10 1.3.1.1 Tính chất sóng 11 1.3.1.2 Tính chất hạt 11 1.3.2 Vai trò ánh sáng xanh đỏ thực vật 12 iii 1.3.3 Một số nghiên cứu vai trò đèn LED thực vật 14 1.4 CHẤT ĐIỀU HÒA TĂNG TRƯỞNG THỰC VẬT 15 1.4.1 Auxin .15 1.4.2 Cytokinin 17 1.4.3 Gibberelin 18 1.4.4 Acid abcisic .18 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .20 2.1 VẬT LIỆU 20 2.1.1 Vật liệu thực vật .20 2.1.2 Vật liệu sinh trắc nghiệm 20 2.2 PHƯƠNG PHÁP 21 2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nguồn sáng khác trình tăng trưởng tích lũy flavonoid in vitro tuần tuổi 21 2.2.1.1 Nuôi cấy khúc cắt thân mang chồi nách nguồn sáng đèn huỳnh quang tuần 21 2.2.1.2 Khảo sát ảnh hưởng nguồn sáng khác q trình tăng trưởng tích lũy flavonoid in vitro tuần tuổi 22 2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng loại nguồn sáng khác trình tăng trưởng khúc cắt thân mang chồi nách 21 2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) trình tăng trưởng tích lũy flavonoid khúc cắt thân mang chồi nách 22 2.2.4 Đo diện tích 23 2.2.5 Xác định cường độ quang hợp, cường độ hô hấp 23 2.2.6 Định lượng hàm lượng sắc tố 23 2.2.7 Định lượng hàm lượng đường tổng số tinh bột .24 2.2.7.1 Lập đường chuẩn 24 2.2.7.2 Đo hàm lượng đường tổng số 24 2.2.7.3 Đo hàm lượng tinh bột 25 iv 2.2.8 Xác định hàm lượng flavonoid 25 2.2.8.1 Xác định hàm lượng flavonoid 25 2.2.8.2 Xây dựng đường chuẩn rutin 26 2.2.9 Ly trích xác định hoạt tính chất điều hòa tăng trưởng thực vật nội sinh .26 2.2.10 CHƯƠNG 3: Xử lý số liệu 29 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .30 3.1 KẾT QUẢ 30 3.1.1 Ảnh hưởng nguồn sáng khác q trình tăng trưởng tích lũy flavonoid in vitro tuần tuổi .36 3.1.1.1 Sự tăng trưởng khúc cắt thân mang chồi nách sau tuần nuôi cấy nguồn sáng đèn huỳnh quang 36 3.1.1.2 Ảnh hưởng nguồn sáng khác lên hình thái in vitro tuần tuổi tăng trưởng từ in vitro tuần tuổi 36 3.1.1.3 Ảnh hưởng nguồn sáng khác lên cường độ quang hợp cường độ hô hấp in vitro tuần tuổi tăng trưởng từ in vitro tuần tuổi 38 3.1.1.4 Ảnh hưởng nguồn sáng khác lên sinh khối in vitro tuần tuổi tăng trưởng từ in vitro tuần tuổi 38 3.1.1.5 Ảnh hưởng nguồn sáng khác lên tích lũy flavonoid in vitro tuần tuổi tăng trưởng từ in vitro tuần tuổi 40 3.1.2 Ảnh hưởng nguồn sáng khác trình tăng trưởng khúc cắt thân mang chồi nách 30 3.1.2.1 Ảnh hưởng nguồn sáng khác lên hình thái in vitro tuần tuổi .30 3.1.2.2 Ảnh hưởng nguồn sáng khác lên cường độ quang hợp cường độ hô hấp in vitro tuần tuổi .31 3.1.2.3 Ảnh hưởng nguồn sáng khác lên tổng hợp tích lũy đường tinh bột in vitro tuần tuổi 32 v 3.1.2.4 Hoạt tính chất điều hịa tăng trưởng thực vật nội sinh in vitro tuần tuổi tăng trưởng nguồn sáng khác 33 3.1.2.5 Ảnh hưởng nguồn sáng khác lên sinh khối in vitro tuần tuổi .34 3.1.3 Ảnh hưởng hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) q trình tăng trưởng tích lũy flavonoid khúc cắt thân mang chồi nách 36 3.1.3.1 Ảnh hưởng hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) lên hình thái in vitro tuần tuổi .41 3.1.3.2 Ảnh hưởng hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) lên cường độ quang hợp cường độ hô hấp in vitro tuần tuổi 42 3.1.3.3 Ảnh hưởng hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) lên hàm lượng sắc tố in vitro tuần tuổi 42 3.1.3.4 Ảnh hưởng hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) lên tổng hợp tích lũy đường tinh bột in vitro tuần tuổi 43 3.1.3.5 Ảnh hưởng hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) lên sinh khối in vitro tuần tuổi 44 3.1.3.6 Ảnh hưởng hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) lên tích lũy flavonoid in vitro tuần tuổi 45 3.2 THẢO LUẬN 46 3.2.1 Biến đổi hình thái Hổ trượng in vitro sau tuần nuôi cấy nguồn sáng khác 46 3.2.2 Vai trò ánh sáng xanh dương đỏ quang hợp 48 3.2.3 Ảnh hưởng ánh sáng xanh dương đỏ mối liên hệ source- sink 50 3.2.4 Vai trò ánh sáng xanh dương đỏ tích lũy flavonoid .51 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .53 4.1 KẾT LUẬN 53 4.2 KIẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 vi PHỤ LỤC vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ATP Adenosin triphosphate ABA Absisic Acid Cs Cộng GA3 Gibberellic Acid IAA Idolacetic Acid NADPH Nicotinamid Adenine Dinucleotide Phosphate MS Murashige Skoog viii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1 Số lá, chiều cao thân, chiều dài rễ diện tích in vitro tuần tuổi tăng trưởng nguồn sáng khác .31 Bảng 3.2 Cường độ quang hợp, cường độ hô hấp số in vitro tuần tuổi tăng trưởng nguồn sáng khác .32 Bảng 3.3 Hàm lượng đường tổng số tinh bột in vitro tuần tuổi tăng trưởng nguồn sáng khác .33 Bảng 3.4 Hoạt tính chất điều hịa tăng trưởng thực vật nội sinh in vitro tuần tuổi tăng trưởng nguồn sáng khác 34 Bảng 3.5 Trọng lượng tươi lá, thân, rễ in vitro tuần tuổi tăng trưởng nguồn sáng khác 35 Bảng 3.6 Trọng lượng tươi lá, thân, rễ in vitro tuần tuổi tăng trưởng nguồn sáng khác 35 Bảng 3.7 Số lá, chiều cao thân, chiều dài rễ diện tích in vitro tuần tuổi tăng trưởng từ in vitro tuần tuổi nguồn sáng khác .37 Bảng 3.8 Cường độ quang hợp, cường độ hô hấp số in vitro tuần tuổi tăng trưởng từ in vitro tuần tuổi nguồn sáng khác 38 Bảng 3.9 Trọng lượng tươi thân, lá, rễ in vitro tuần tuổi tăng trưởng từ in vitro tuần tuổi nguồn sáng khác 39 Bảng 3.10 Trọng lượng khô thân, lá, rễ in vitro tuần tuổi tăng trưởng từ in vitro tuần tuổi nguồn sáng khác 39 Bảng 3.11 Hàm lượng flavonoid in vitro tuần tuổi tăng trưởng từ in vitro tuần tuổi nguồn sáng khác 40 Bảng 3.12 Đỉnh hấp thu cực đại dịch chiết Hổ trượng in vitro bước sóng 200- 600 nm 40 Bảng 3.13 Số lá, chiều cao thân, chiều dài rễ diện tích in vitro tuần tuổi tăng trưởng điều kiện hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) 41 ix Bảng 3.14 Cường độ quang hợp, cường độ hô hấp số in vitro sau tuần điều kiện hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) 42 Bảng 3.15 Hàm lượng diệp lục tố carotenoid in vitro tuần tuổi tăng trưởng điều kiện hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) .43 Bảng 3.16 Hàm lượng đường tổng số tinh bột in vitro tuần tuổi tăng trưởng điều kiện hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) .43 Bảng 3.17 Trọng lượng tươi lá, thân, rễ in vitro tuần tuổi tăng trưởng điều kiện hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) 44 Bảng 3.18 Trọng lượng khô lá, thân, rễ in vitro tuần tuổi tăng trưởng điều kiện hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) 44 Bảng 3.19 Hàm lượng flavonoid in vitro tuần tuổi tăng trưởng điều kiện hai loại ánh sáng xanh dương (λ445; λ465) 45 x 3.2.2 Vai trò ánh sáng xanh dương đỏ quang hợp Quang hợp hoạt động sinh lý có vai trị quan trọng hàng đầu thực vật nói riêng sống tồn sinh nói chung Trong q trình quang hợp, cường độ chất tia sáng yếu tố định hiệu suất tăng trưởng, phát triển thực vật Để thực chức chuyển lượng quang học thành lượng hóa học, thực vật có nhiều loại sắc tố có khả hấp thu cách chọn lọc tia sáng định Trong thể thực vật, sắc tố quang hợp phân bố theo đơn vị màng thylakoid tổ chức theo đơn vị quang hợp gọi quang hệ (PS): PS II PS I (Bùi Trang Việt, 2002) Trong trung tâm phản ứng PS II, diệp lục tố a sắc tố hoạt động có khả phóng thích e- vào chuỗi quang hợp, khơng dừng lại đó, sắc tố phụ diệp lục tố b, carotenoid thâu ánh sáng truyền lượng cho diệp lục tố a nên giúp cho phổ hoạt động quang hợp trở nên rộng (Bùi Trang Việt, 2002) Ánh sáng chiếu tới không trực tiếp diệp lục tố a hấp thu để phóng thích e- vào chuỗi quang hợp mà hấp thu có chọn lọc hệ thống sắc tố phụ phức hợp nhận ánh sáng (light havesting complex, antenna) Ánh sáng qua hệ thống lọc sắc tố phụ lượng giảm dần Ánh sáng sau lọc đến trung tâm phản ứng quang hệ hấp thu, quang hệ PS II hấp thu tốt ánh sáng đỏ có bước sóng 680 nm cịn quang hệ PS I 700 nm Cà hai quang hệ PS hoạt động lượng thấp (Bùi Trang Việt, 2002) Trong thí nghiệm này, ánh sáng đỏ có đỉnh hấp thu 675nm gần với đỉnh hấp thu quang hệ PS II PS I so với ánh sáng xanh (λ445) nên lý thuyết dẫn đến hiệu suất quang hợp cao; kết thực nghiệm Hổ trượng in vitro cho thấy cường độ quang hợp chiếu sáng đèn LED đỏ lại thấp chiếu sáng đèn LED xanh (Bảng 3.2, 3.8) Ánh sáng xanh (λ445) có lượng cao, chiếu tới lọc sắc tố anten nhận ánh sáng đến trung tâm phản ứng quang hợp lượng giảm dần Trong đó, ánh sáng đỏ (λ675) có lượng thấp lại cịn thơng qua lọc lượng cịn thấp trung tâm phản ứng nhận trực tiếp ánh sáng Có lẽ điều làm cho cường độ quang hợp 48 chiếu sáng đèn LED xanh cao được chiếu sáng đèn LED đỏ Ngoài ra, nơi quang hợp mạnh, tốc độ tăng trưởng có ảnh hưởng lớn đến khả quang hợp kết cho thấy chiếu sáng đèn LED xanh có số kích thước cao kéo theo cường độ quang hợp cao so với ánh sáng đỏ (Bảng 3.1, 3.7) Như Hổ trượng căn, sắc tố có vai trị điều hịa ánh sáng mà nhận Trong đó, diệp lục tố sắc tố quan trọng thực vật, diệp lục tố a có hai đỉnh hấp thu bước sóng 430 nm 662 nm diệp lục tố b hấp thu cực đại bước sóng 453 nm 642 nm Trong thí nghiệm này, có sử dụng hai loại ánh sáng xanh bước sóng 445 465 nm Trong đó, đèn LED xanh có bước sóng 445 nm nằm khoảng hai đỉnh hấp thu diệp lục tố a (λ430) diệp lục tố b (λ453), mà bước sóng thường nhận diệp lục tố a sắc tố phụ khác phức hợp nhận ánh sáng màng thylakoid nên trở thành nguồn ánh sáng quan trọng làm tăng trình quang hợp Ngược lại, đèn LED xanh (λ465) nằm khoảng hai đỉnh hấp thu diệp lục tố a b nên hiệu suất quang hợp thấp Thật vậy, cường độ quang hợp chiếu sáng đèn LED xanh (λ445) cao so với chiếu sáng đèn LED xanh (λ465) (Bảng 3.14) Do đó, ánh sáng xanh có λ445 ánh sáng phù hợp cho quang hợp Hổ trượng Khi chiếu sáng ánh sáng xanh phù hợp (λ445) hàm lượng diệp lục tố a tăng mạnh (Bảng 3.15) Tuy hai ánh sáng xanh làm tăng diệp lục tố a so với chiếu sáng đèn huỳnh quang ánh sáng xanh (λ445) phù hợp (có hàm lượng diệp lục tố a cao chiếu sáng ánh sáng xanh không phù hợp (λ465) (Bảng 3.15) cường độ quang hợp cao tương ứng (Bảng 3.14) Mặt khác, carotenoid sắc tố phụ bảo vệ cần thiết với vai trò dập tắt (extincting) trạng thái bị kích thích cao (triplet) phân tử diệp lục tố, dọn dẹp (scaventing) gốc oxy hóa phản ứng (ROS, reactive oxygen species) khỏi tế bào (Young, 1991) Vì vậy, Hổ trượng hai loại ánh sáng xanh làm tăng carotenoid, nhờ bị hư hỏng máy quang hợp thích nghi tốt với điều kiện ánh sáng có lượng cao Riêng ánh sáng xanh phù hợp (λ445) có hàm lượng 49 carotenoid cao ánh sáng xanh (λ465) (Bảng 3.15) Vậy ánh sáng xanh phù hợp (λ445) giúp thích nghi với điều kiện ánh sáng cao cách gia tăng diệp lục tố a carotenoid để đảm bảo quang hợp với suất cao 3.2.3 Ảnh hưởng ánh sáng xanh dương đỏ mối liên hệ source- sink Kết nghiên cứu cho thấy ánh sáng xanh kích thích gia tăng trọng lượng (Bảng 3.5, 3.12), việc gia tăng trọng lượng ánh sáng xanh phải tăng nguồn dự trữ hợp chất thứ cấp đồng hóa sơ cấp giúp cho tăng trưởng tế bào với điều hòa chất tăng trưởng thực vật? Hô hấp thể nhu cầu sử dụng lượng quan, mô thể đâu bể (sink) tiêu thụ lượng Hô hấp mạnh cho thấy mức độ sử dụng lượng lớn Cây in vitro chiếu sáng đèn LED xanh thuộc nhóm có cường độ hơ hấp thấp cịn chiếu sáng đèn LED đỏ thuộc nhóm có cường độ hơ hấp cao (Bảng 3.2, 3.8) Nhóm có cường độ hô hấp thấp bao gồm đèn LED vàng đèn LED tím (Bảng 3.2, 3.8) Nhóm có cường độ hô hấp cao bao gồm đèn LED trắng LED hồng (Bảng 3.2, 3.8) Cường độ quang hợp cao chiếu sáng đèn LED xanh thể mô cung cấp lượng, nguồn (source) lớn Nhóm có cường độ quang hợp cao so với đèn huỳnh quang bao gồm đèn LED đỏ đèn LED xanh đèn LED xanh ln có cường độ quang hợp cao đèn LED đỏ (Bảng 3.2, 3.8) Nếu chiếu ánh sáng xanh lượng cho nguồn (source) tăng nhiều ứng với quang hợp cao chiếu ánh sáng đỏ nguồn (source) tăng không cao nguồn (source) cung cấp ánh sáng xanh Như vậy, với nguồn (source) tạo đâu? Nhóm hơ hấp thấp chứng tỏ yếu tố sink mạnh giữ lượng Nhóm hơ hấp mạnh khơng dư thừa lượng Thật vậy, chiếu ánh sáng xanh có cường độ quang hợp cao, cường độ hơ hấp thấp có hàm lượng tinh bột dự trữ thuộc nhóm cao (Bảng 3.3) Nhóm có hàm lượng tinh bột cao bao gồm chiếu sáng đèn LED xanh LED đỏ đèn LED xanh cao (Bảng 3.3) Đèn LED đỏ có hàm lượng tinh bột thấp so với đèn LED xanh có cường độ hơ hấp cao Do đó, chiếu ánh sáng xanh dư 50 thừa nhiều lượng Khi chiếu sáng ánh sáng đỏ hàm lượng đường cao so với chiếu sáng ánh sáng xanh (Bảng 3.3) Điều chứng tỏ nhu cầu sử dụng đường chiếu sáng ánh sáng đỏ cao Sự dư thừa lượng nhờ ánh sáng xanh có hàm lượng đường vừa đủ, hàm lượng tinh bột tăng cao chứng tỏ lượng tạo chủ yếu tích trữ dạng tinh bột Ánh sáng đỏ giúp tăng trọng lượng khô rễ cịn ánh sáng xanh tăng trọng lượng khơ thân so với ánh sáng huỳnh quang (Bảng 3.6, 3.12) Điều thể chiếu sáng đèn LED xanh lượng dư thừa để vận chuyển xuống rễ mà trì thân Riêng ánh sáng đỏ lượng lại chuyển xuống rễ Như vậy, ánh sáng xanh đỏ Hổ trượng có vai trị việc điều khiển hướng xuất nhập sucrose cụ thể ánh sáng đỏ hướng lượng phía rễ xuất sucrose di chuyển tới rễ nạp vào rễ ánh sáng xanh giữ lượng thân Phải lượng dư thừa ánh sáng xanh tạo sử dụng biến dưỡng khác để tăng trọng lượng thân lá? 3.2.4 Vai trò ánh sáng xanh dương đỏ tích lũy flavonoid Thơng thường, điều kiện bất lợi cho tăng trưởng, thực vật có xu hướng tăng cường biến dưỡng thứ cấp tổng hơp tích lũy sản phẩm kháng oxyd hóa giúp kích kháng bảo vệ thực vật (Dương Công Kiên, 2003) Trong nghiên cứu Lê Anh Tuấn cs (2016), xử lý cường độ ánh sáng cao 7500 lux, Lưỡi rắn (Hedyotis corymbosa L.) gia tăng trình sinh tổng hợp ursolic acid oleanolic acid gây kích kháng để bảo vệ thể Thật vậy, Hổ trượng hợp chất flavonoid gia tăng ánh sáng xanh (λ445) ánh sáng phù hợp nơi tạo nhiều lượng dự trữ (Bảng 3.11) Đối với Hổ trượng căn, ánh sáng xanh giữ suất quang hợp dư thừa nên rẽ nhánh tạo flavonoid Điều tạo điều kiện thuận lợi cho Hổ trượng tăng trưởng tốt điều kiện ánh sáng mạnh Bởi ánh sáng mạnh gây stress oxy hóa mà flavonoid hợp chất chống oxy hóa nên giúp kháng lại stress Ngược lại, ánh sáng đỏ (λ675) có lượng thấp không gây bất lợi cho tăng trưởng 51 nên hàm lượng flavonoid thấp so với chiếu sáng ánh sáng xanh (Bảng 3.11) Vì vậy, sử dụng ánh sáng xanh (λ445) để góp phần gia tăng hàm lượng flavonoid Hổ trượng in vitro Flavonoid nhóm hợp chất tự nhiên lớn thường gặp thực vật, gồm nhiều nhóm eucoflavonoid (flavon, flanovil, anthocyanin, …), isoflavonoid (isoflavon, isoflavanon,…) neoflavonoid (calophylloid) (Ngơ Văn Thu, 2011) Mỗi chất có đỉnh hấp thu ánh sáng cao bước sóng khác Kết quét quang phổ hấp thu từ bước sóng 200- 600 nm dịch chiết Hổ trượng nguồn sáng LED đỏ (λ675) LED xanh (λ445) cho thấy đỉnh hấp thu hai ánh sáng khác Mỗi đỉnh đại diện cho độ hấp thu hợp chất thứ cấp Ở nguồn sáng LED xanh (λ445) có hai đỉnh bước sóng khoảng 229 273 nm cịn LED đỏ (λ675) có đỉnh khoảng bước sóng 537 nm (Bảng 3.12) Riêng đèn huỳnh quang có ánh sáng xanh ánh sáng đỏ nên có ba đỉnh 52 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 KẾT LUẬN Đèn LED xanh (λ445) giúp Hổ trượng in vitro tăng số lượng, kích thước chiều cao thân cịn đèn LED đỏ giúp tăng chiều dài rễ so với đèn huỳnh quang Cây chiếu sáng đèn LED xanh (λ445) tích lũy chất khơ thân thay rễ chiếu sáng đèn LED đỏ (λ675) Cường độ quang hợp Hổ trượng in vitro chiếu sáng đèn LED xanh (λ445) cao được chiếu sáng đèn LED đỏ (λ675) Lá chiếu sáng đèn LED xanh (λ445) có cường độ hơ hấp thấp, hàm lượng tinh bột dự trữ cao so với chiếu sáng đèn LED đỏ (λ675) Ánh sáng xanh giữ sản phẩm quang hợp thân Ánh sáng đỏ hướng sản phẩm quang hợp phía rễ tập trung tăng trưởng rễ Hàm lượng flavonoid chiếu sáng đèn LED xanh (λ445) cao chiếu sáng đèn LED đỏ (λ675) Ánh sáng xanh (λ445) ánh sáng phù hợp góp phần gia tăng cường độ quang hợp dẫn đến gia tăng hàm lượng flavonoid Hổ trượng in vitro 4.2 KIẾN NGHỊ Tiếp tục tìm hiểu trình tổng hợp tích lũy số hợp chất thứ cấp khác nhóm flavonoid ánh sáng xanh ánh sáng đỏ Hổ trượng 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Võ Văn Chi (2012), Từ điển thuốc Việt Nam, tập 1, NXB Y học Hà Nội [2] Đinh Cát Điềm (2014), Ảnh hưởng ánh sáng đơn sắc từ đèn LED (light emitting diode) đến trình phát sinh hình thái khả tái sinh số giống lúa nuôi cấy in vitro, Luận văn Thạc sĩ Sinh lý Thực vật, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP Hồ Chí Minh [3] Đỗ Tất Lợi (2004), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, NXB Y học [4] Võ Thị Bạch Mai (2004), Sự phát triển chồi rễ, NXB ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh [5] Dương Cơng Kiên (2003), Nuôi cấy mô thực vật – tập 2, NXB ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh [6] Nguyễn Bá Nam, Nguyễn Đình Lâm, Dương Tấn Nhựt (2012), “Ảnh hưởng loại mẫu cấy hệ thống chiếu sáng đơn sắc lên khả tái sinh chồi hoa cúc (Chrysanthemum morifolium ramat Cv “Jimba”) ni cấy in vitro”, Tạp chí Khoa học công nghệ, 50(6), 595-606 [7] Dương Tấn Nhựt (2010), Một số phương pháp, hệ thống nghiên cứu công nghệ sinh học thực vật, NXB Nông nghiệp [8] Dương Tấn Nhựt (2011), Công nghệ sinh học thực vật: nghiên cứu ứng dụng, tập 1, NXB Nông nghiệp [9] Nguyễn Du Sanh, Phan Ngô Hoang, Đỗ Thường Kiệt, Võ Thị Bạch Mai, Trịnh Cẩm Tú (2013), Thực tập chuyên ngành Sinh lý thực vật, NXB ĐHQG TP.Hồ Chí Minh [10] Nguyễn Hải Sơn (2010), Ảnh hưởng ánh sáng đơn sắc đến trình phát sinh hình thái số loại trồng ni cấy in vitro, Luận văn Thạc sĩ Sinh lý thực vật, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP Hồ Chí Minh 54 [11] Ngơ Văn Thu (2011), Bài giảng dược liệu, tập 1, NXB Đại học Dược Hà Nội [12] Lê Anh Tuấn, Hồng Thị Thu Thấm, Phan Ngơ Hoang (2016), “Phát triển chồi lưỡi rắn (Hedyotis corymbosa (L.) Lam) điều kiện nuôi cấy in vitro”, Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ, 18(5T), 75-84 [13] Bùi Trang Việt (2000), Sinh lý Thực vật đại cương, Phần II: Phát triển, NXB ĐHQG TP.Hồ Chí Minh [14] Bùi Trang Việt (2002), Sinh lý Thực vật đại cương, Phần I: Dinh dưỡng, NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh [15] Bùi Trang Việt (2012), Sinh học tế bào, NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh [16] Bùi Trang Việt (2016), Sinh lý Thực vật đại cương, NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh [17] Vũ Văn Vụ (2009), Sinh lý Thực vật ứng dụng, NXB Giáo Dục TÀI LIỆU TIẾNG ANH [18] Ahmad, M., & Cashmore, A R (1993), “HY4 gene of A thaliana encodes a protein with characteristics of a blue-light photoreceptor”, Nature 366, 162 – 166 [19] Aggarwal, B B., Bhardwaj, A., Aggarwal, R S., Seeram, N P., Shishodia, S., & Takada, Y (2004), “Role of resveratrol in prevention and therapy of cancer: preclinical and clinical studies”, Anticancer research, 24(5A), 2783-2840 [20] Aydın, S., Bacanlı, M., Taner, G., Şahin, T., Başaran, A A., & Başaran, N (2012), “Protective effects of resveratrol on sepsis-induced DNA damage in the lymphocytes of rats”, Human & experimental toxicology, 0960327112467047 [21] Coombs J., Hind G., Leegood R.C., Tieszen L.L and Vonshak A (1987), Technoques in bioproductivity and photosynthesis, In: Measurement of starch and sucrose in leaves, Pergamon press, pp 169 [22] Folta, K M., & Spalding, E P (2001), “Unexpected roles for cryptochrome and phototropin revealed by high‐resolution analysis of blue light‐ mediated hypocotyl growth inhibition”, The Plant Journal, 26(5), 471-478 55 [23] Gallagher, S., Short, T W., Ray, P M., Pratt, L H., & Briggs, W R (1988), “Light-mediated changes in two proteins found associated with plasma membrane fractions from pea stem sections”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 85(21), 8003-8007 [24] George E F., Michael A H., Geert-Jan De Klerk (2008), “Plant propagation by tissue culture”, The Background Published by Springer, 3rd edition, 501 pp [25] Hahn, E J., Kozai, T., & Paek, K Y (2000), “Blue and red light- emitting diodes with or without sucrose and ventilation affect in vitro Growth of Rehmannia glutinosa plantlets”, Journal of Plant Biology, 43(4), 247-250 [26] Huang, K., & Beck, C F (2003), “Phototropin is the blue-light receptor that controls multiple steps in the sexual life cycle of the green alga Chlamydomonas reinhardtii”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 100(10), 6269-6274 [27] Kagawa, T., Sakai, T., Suetsugu, N., Oikawa, K., Ishiguro, S., Kato, T., & Wada, M (2001), “Arabidopsis NPL1: a phototropin homolog controlling the chloroplast high-light avoidance response”, Science, 291(5511), 2138-2141 [28] Kaling, M., Kanawati, B., Ghirardo, A., Albert, A., Winkler, J B., Heller, W., & SCHNITZLER, J P (2015), “UV‐B mediated metabolic rearrangements in poplar revealed by non‐targeted metabolomics”, Plant, cell & environment,38(5), 892-904 [29] Kinoshita, T., Doi, M., Suetsugu, N., Kagawa, T., Wada, M., & Shimazaki, K I (2001), “Phot1 and phot2 mediate blue light regulation of stomatal opening”, Nature, 414(6864), 656-660 [30] Lee, C C., Chen, Y T., Chiu, C C., Liao, W T., Liu, Y C., & Wang, H M D (2015), “Polygonum cuspidatum extracts as bioactive antioxidaion, antityrosinase, immune stimulation and anticancer agents”, Journal of bioscience and bioengineering, 119(4), 464-469 [31] Liu, X., Zhang, W., Jin, M., & Yu, X (2005), “Effects of explants, medium formulations and light on callus induction and secondary metabolites 56 accumulated in the calli of Polygonum cuspidatum (Polygonaceae)”, Acta Botanica Yunnanica, 28(4), 403-409 [32] Liu, B., Zuo, Z., Liu, H., Liu, X., & Lin, C (2011), “Arabidopsis cryptochrome interacts with SPA1 to suppress COP1 activity in response to blue light”, Genes & development, 25(10), 1029-1034 [33] Matters, G L., & Beale, S I (1995), “Blue-light-regulated expression of genes for two early steps of chlorophyll biosynthesis in Chlamydomonas reinhardtii”, Plant physiology, 109(2), 471-479 [34] Miyashita, Y., Kimura, T., Kitaya, Y., Kubota, C., & Kozai, T (1994), “Effects of red light on the growth and morphology of potato plantlets in vitro: using light emitting diodes (LEDs) as a light source for micropropagation”, In III International Symposium on Artificial Lighting in Horticulture 418 (pp 169-176) [35] Muneer, S., Kim, E J., Park, J S., & Lee, J H (2014), “Influence of green, red and blue light emitting diodes on multiprotein complex proteins and photosynthetic activity under different light intensities in lettuce leaves (Lactuca sativa L.)”, International journal of molecular sciences, 15(3), 4657-4670 [36] Nemmar, A., Al-Salam, S., Yuvaraju, P., Beegam, S., & Ali, B H (2015), “Emodin mitigates diesel exhaust particles-induced increase in airway resistance, inflammation and oxidative stress in mice”, Respiratory physiology & neurobiology, 215, 51-57 [37] Nhut, D T., Takamura, T., Goi, M., Watanabe, H., Satao, M., & Tanaka, M (2000), “The effect of various blue to red ratios for LED irradiation system on the in vitro growth of Phalaenopsis plantlets”, Suppl J Japan Soc Hort Sci, 218 [38] Nhut, D T., Takamura, T., Watanabe, H., & Tanaka, M (2001), “Efficiency of a novel culture system by using light-emitting diode (LED) on in vitro and subsequent growth of micropropagated banana plantlets”, In I International Symposium on Acclimatization and Establishment of Micropropagated Plants 616 (pp 121-127) 57 [39] Ouyang, W C (2003), “Metamorphoses of Scheherazade in literature and film”, Bulletin of the School of Oriental and African Studies, 66(03), 402-418 [40] Pandey D.K., Malik T & Banik R.M (2013), “Validated HPTLC method for quantification of variability in content of oleanolic aicd in different variety of Lantana camara”, Pharmacologia, 4(2), 126-131 [41] Peng, W., Qin, R., Li, X., & Zhou, H (2013), “Botany, phytochemistry, pharmacology, and potential application of Polygonum cuspidatum Sieb et Zucc.: a review”, Journal of ethnopharmacology, 148(3), 729-745 [42] Sasikumar, J M., Mathew, G M., & Teepica, P D D (2010), “Comparative studies on antioxidant activity of methanol extract and flavonoid fraction of Nyctanthes arbortristis leaves”, EJEAFChe, 9, 227-233 [43] Schuerger, A C., Brown, C S., & Stryjewski, E C (1997), “Anatomical features of pepper plants (Capsicum annuum L.) grown under red lightemitting diodes supplemented with blue or far-red light”, Annals of Botany, 79(3), 273-282 [44] Sohn, E., Kim, J., Kim, C S., Lee, Y M., & Kim, J S (2016), “Extract of Polygonum cuspidatum Attenuates Diabetic Retinopathy by Inhibiting the HighMobility Group Box-1 (HMGB1) Signaling Pathway in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats”, Nutrients, 8(3), 140 [45] Su, P W., Yang, C H., Yang, J F., Su, P Y., & Chuang, L Y (2015), “Antibacterial Activities and Antibacterial Mechanism of Polygonum cuspidatum Extracts against Nosocomial Drug-Resistant Pathogens”, Molecules, 20(6), 1111911130 [46] Tibbitts, T W., Morgan, D C., & Warrington, I J (1983), “Growth of lettuce, spinach, mustard, and wheat plants under four combinations of high-pressure sodium, metal halide, and tungsten halogen lamps at equal PPFD [Photosynthetic photon flux density]”, Journal American Society for Horticultural Science 58 [47] Tripathy, B C., & Brown, C S (1995), “Root-shoot interaction in the greening of wheat seedlings grown under red light”, Plant Physiology, 107(2), 407411 [48] Verslues, P E., Agarwal, M., Katiyar‐Agarwal, S., Zhu, J., & Zhu, J K (2006), “Methods and concepts in quantifying resistance to drought, salt and freezing, abiotic stresses that affect plant water status”, The Plant Journal, 45(4), 523-539 [49] Wellburn, A R (1994), “The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution”, Journal of plant physiology, 144(3), 307-313 [50] Xu, N G., Xiao, Z J., Zou, T., & Huang, Z L (2015), “Ameliorative effects of physcion 8-O-β-glucopyranoside isolated from Polygonum cuspidatum on learning and memory in dementia rats induced by A β 1–40”, Pharmaceutical biology, 53(11), 1632-1638 [51] Young, A J (1991), “The photoprotective role of carotenoids in higher plants”, Physiologia Plantarum, 83(4), 702-708 [52] Zhang, L., Ravipati, A S., Koyyalamudi, S R., Jeong, S C., Reddy, N., Smith, P T., & Wu, M J (2011), “Antioxidant and anti-inflammatory activities of selected medicinal plants containing phenolic and flavonoid compounds”, Journal of agricultural and food chemistry, 59(23), 12361-12367 59 PHỤ LỤC Phụ lục Thành phần Mơi trường MS (Murashige Skoog, 1962) Khống đa lượng Nồng độ (mg/l) NH4NO3 1650 KNO3 1900 CaCl2.2H2O 440 MgSO4.7H2O 370 KH2PO4 170 Khoáng vi lượng Nồng độ (mg/l) H3BO3 6,2 MnSO4.4H2O 22,3 ZnSO4.4H2O 8,6 KI 0,83 Na2MoO4.2H2O 0,25 CuSO4.5H2O 0,025 CoCl2.6H2O 0,025 Dung dịch FeEDTA Nồng độ (mg/l) FeSO4.7H2O 27,8 Na2EDTA 7,3 Vitamin MS Nồng độ (mg/l) Pyrodoxin HCl 0,5 Myo-inositol 100 Thiamin HCl 0,1 Nicotiamic acid 0,5 Phụ lục Đường chuẩn  Đường chuẩn sucrose 1.2 OD 490 nm 0.8 0.6 y = 0.0118x R² = 0.9964 0.4 0.2 0  20 40 60 Nồng độ sucrose (mg/l) 80 100 Đường chuẩn glucose 1.4 OD 490 nm 1.2 0.8 0.6 0.4 y = 0.0134x R² = 0.9979 0.2 0 20 40 60 Nồng độ glucose (mg/l) 80 100 OD 257 nm Phụ lục Đường chuẩn rutin 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 -0.100 y = 0.0305x - 0.0177 R² = 0.9955 10 15 20 Nồng độ rutin (mg/l) 25 30