Từ năm 1973, nhiều công trình nghiên cứu về cây sâm Việt Nam đã được thực hiện trên các lĩnh vực khác nhau như tạo nguồn nguyên liệu, vi nhân giống bằng nuôi cấy mô tế bào, nghiên cứu chế phẩm, nghiên cứu phân tích di truyền, nghiên cứu hóa học và tác dụng sinh học.
Về nuôi cấy mô tế bào thực vật, cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu cơ bản được thực hiện như tạo sinh khối ban đầu từ mẫu cấy phiến lá, cuống lá, thân rễ và rễ củ; xác định môi trường và điều kiện nuôi cấy tối ưu; nghiên cứu nâng cao hoạt chất trong sinh khối sâm Việt Nam. Nguyễn Ngọc Dung (1995) đã nghiên cứu tìm ra môi trường tạo mô sẹo và tái sinh chồi bất định. Nhờ phương pháp kích hoạt neutron và huỳnh quang tia X tại Viện Hạt nhân Đà Lạt, thành phần đất tự nhiên của cây sâm Việt Nam đã được phân tích, từ đó đề xuất môi trường nuôi cấy mô có thành phần khoáng đa lượng, vi lượng thích hợp. Trong đó, đạm nitrat rất thấp, K và P cao vì cây sâm Việt Nam là cây tạo củ tổng hợp saponin, cần trao đổi đường nên phải có K giúp cây tạo củ. Các vi lượng Mn cao gấp 2 lần, B và Zn gấp 1,5 lần so với môi trường nuôi cấy thông dụng. Khi đạm thấp thì bổ sung thêm casein thủy phân và dịch nấm men. Vì nuôi cấy mô cây thuốc nên auxin như 2,4-D đã được thay bằng nước dừa, đường, sữa, đậu nành, v.v. và các CĐHSTTV có nguồn gốc tự nhiên hoặc không gây độc. Hướng nghiên cứu tạo ra cây sâm hoàn chỉnh từ phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật được triển khai bước đầu và phát triển mạnh, tuy nhiên tỉ lệ sống của cây sâm Việt Nam in vitro khi chuyển ra bầu đất trong điều kiện ex vitro còn rất thấp và tăng trưởng yếu.
Nguyễn Trung Thành và cs. (2007) tạo được mô sẹo từ rễ sâm Việt Nam trên môi trường MS (Murashige & Skoog, 1962) bổ sung 1 mg l-1 2,4-D và 0,1 mg l-1 Kin, đồng thời cũng đã nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố nồng độ môi trường, nồng độ đường và các khoáng đa lượng lên sự tăng sinh khối và tạo ginsenoside của mô sẹo cây sâm Việt Nam trong điều kiện nuôi cấy lỏng lắc. Kết quả cho thấy nồng
độ đường 50 g l-1 tối ưu cho sự tăng sinh khối và tạo ginsenoside, nồng độ các khoáng KNO3, MgSO4 và CaCl2 cao trong khi NH4NO3 thấp thích hợp cho sự tích lũy ginsenoside. Năm 2009, Nguyễn Thành Sum và cs. đã nuôi cấy các mẫu củ của cây sâm Việt Nam trên môi trường MS bổ sung 30 g l-1 sucrose, 8 g l-1 agar, 3 mg l-1 2,4-D. Mô sẹo và rễ bất định hình thành tốt nhất sau 2 tháng nuôi cấy. Sau đó, những đoạn cắt dài 1 cm của mẫu rễ bất định này khi được chuyển sang môi trường White bổ sung 30 g l-1 sucrose, 8 g l-1 agar, 3 mg l-1 NAA đã cho kết quả tăng sinh khối rất khả quan. Kết quả này mở ra hướng nghiên cứu mới: tạo sinh khối rễ sâm Việt Nam trong thời gian ngắn, số lượng nhiều thay vì phải nuôi trồng từ cây con mất đến 5 – 6 năm mới được thu hoạch, nhưng vốn đầu tư lớn, năng suất không cao.
Với mẫu ban đầu là củ sâm tự nhiên, Nguyễn Hữu Hổ và cs. (2009) nghiên cứu thành công tạo được rễ in vitro từ hai nguồn vật liệu khác nhau của cây sâm Việt Nam là cây in vitro trên môi trường MS1/2 bổ sung 2 mg l-1 NAA, 1g l-1 than hoạt tính và mô sẹo trên môi trường MS có 2 mg l-1 IBA. Trong nghiên cứu của Nguyễn Hữu Hổ và cs. (2009), khi rễ in vitro được tiếp tục nuôi cấy, mô sẹo có khả năng sinh phôi soma được hình thành và phôi ở các giai đoạn khác nhau như phôi hình cầu, hình tim, hình thủy lôi, phôi có hai lá mầm sau 2 – 2,5 tháng nuôi cấy trên môi trường MS bổ sung 2 mg l-1
NAA và 0,2 mg l-1 Kin hoặc 2 mg l-1
IBA và 0,2 mg l-1 Kin. Mô sẹo có khả năng sinh phôi nhân nhanh sinh khối trong môi trường lỏng bổ sung 2 mg l-1
NAA và 0,2 mg l-1 Kin trong điều kiện có ánh sáng. Phôi trưởng thành được nuôi cấy trên môi trường thạch MS1/2 có bổ sung 1 mg l-1
GA3. Sau một tháng nuôi cấy, phôi nẩy mầm, hình thành chồi, rễ và thân, lá đầy đủ.
Nhut và cs. (2006) đã nghiên cứu thành công môi trường nhân nhanh rễ bất định, bước đầu định tính, định lượng saponin trong sinh khối sâm Việt Nam nuôi cấy in vitro, xác định được dư lượng CĐHSTTV trong các loại sinh khối này. Môi trường khởi tạo mô sẹo tốt nhất là môi trường MS được bổ sung 1 mg l-1
2,4-D. Năm 2010, Dương Tấn Nhựt và cs. đã nghiên cứu thành công môi trường nhân nhanh mô sẹo và chồi từ các mẫu củ cắt mỏng của cây sâm Việt Nam tự nhiên 10
năm tuổi. Môi trường cảm ứng và tăng sinh khối mô sẹo tốt nhất là môi trường MS bổ sung 1 mg l-1
2,4-D kết hợp với 0,2 mg l-1 TDZ trong điều kiện chiếu sáng 16 giờ/ngày. Chồi của cây sâm Việt Nam in vitro tái sinh từ mô sẹo tốt nhất trên môi trường SH (Schenk và Hildebrandt, 1972) bổ sung 1 mg l-1 NAA, 1 mg l-1 BA và 2 g l-1 than hoạt tính. Trong giai đoạn tăng trưởng chồi, môi trường MS1/2 được bổ sung 0,5 mg l-1 NAA, 1 mg l-1 BA, 50 g l-1 sucrose và 2 g l-1 than hoạt tính, đặt trong điều kiện ánh sáng đèn LED 70% đỏ và 30% xanh là tốt nhất. Các tác giả cũng đã nghiên cứu con đường phát sinh phôi vô tính từ mô, tế bào của lá, thân rễ và rễ củ. Hiện tại, có trên 2.000 cây sâm Việt Nam in vitro từ 2 tháng – 2 năm tuổi được trồng trong điều kiện ex vitro. Kết quả cho thấy cây sâm Việt Nam in vitro có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn so với cây sâm Việt Nam gieo bằng hạt ngoài tự nhiên, với tỉ lệ sống là 87% sau 6 tháng trồng trong vườn ươm tại khu vực núi Ngọc Linh (Dương Tấn Nhựt và cs., 2010). Nhut và cs. (2012) đã chứng minh ảnh hưởng của spermidine, proline và nguồn cacbohydrat đến sự phát sinh phôi soma từ rễ cây sâm Việt Nam nuôi cấy lớp mỏng. Môi trường MS bổ sung 1 mg l-1 2,4-D, 0,5 mg l-
1
NAA và 0,2 mg l-1 Kin, 50 g l-1 sucrose, 8,5 g l-1 agar thích hợp cho sự phát sinh phôi soma, đồng thời bổ sung 0,1 mM spermidine hoặc 300 mg l-1proline làm tăng tần suất phát sinh phôi (93,3% và 86,7%).
Năm 2010, Nguyễn Thị Quỳnh và cs. đã bắt đầu nghiên cứu sự phát sinh hình thái của cây sâm Việt Nam qua nuôi cấy in vitro tại phòng Công nghệ Tế bào Thực vật, Viện Sinh học Nhiệt đới. Các bộ phận của cây sâm Việt Nam in vitro đều có hợp chất saponin dammaran tương tự như cây sâm Việt Nam ngoài tự nhiên, nhưng hàm lượng thấp hơn (Hình 1.7) (Tài liệu nội bộ chưa công bố).
Hình 1.7. Sắc kí đồ của sinh khối cây sâm Việt Nam in vitro nuôi cấy tại Phòng Công nghệ Tế bào Thực vật, Viện Sinh học Nhiệt đới. Sắc kí đồ do Trung tâm Sâm và Dược liệu TP.HCM thực hiện vào tháng 3/2012.