Growth promotion and secondary metabolite accumulation of Phyllanthus amarus cultured photoautotrophically under carbon dioxide enriched condition

Abstract

1) Viện Sinh học Nhiệt đới, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, (*) qtnguyen_vn@yahoo.com (2) Trường đại học Khoa học tự nhiên tp Hồ Chí Minh TÓM TẮT: Nghiên cứu vai trò của khí CO 2 lên sự tăng trưởng và tích lũy hợp chất thứ cấp của cây diệp hạ châu đắng in vitro không chỉ có lợi cho việc sản xuất cây in vitro, mà còn cho việc sản xuất hợp chất thứ cấp từ cây in vitro. Đốt thân mang 1 lá của cây diệp hạ châu đắng được nuôi cấy in vitro quang tự dưỡng với mật độ 4 đốt/hộp Magenta GA-7 (V = 370 ml). Nắp hộp có hai lỗ (Φ = 1 cm) và được dán màng Millipore (Φ = 0,45 µm). Môi trường nuôi cấy gồm khoáng đa lượng MS bằng 1/2, vi lượng MS, không bổ sung đường và vitamin. Đốt thân được nuôi 45 ngày trong buồng nuôi cây Percival ở một trong hai nồng độ CO 2 (400 µmol mol -1 hoặc 1200 µmol mol -1 ), dưới cường độ ánh sáng 160 µmol m -2 s -1 , thời gian chiếu sáng 16 h d -1 , nhiệt độ trong giai đoạn chiếu sáng/tối là 27/22 o C và ẩm độ tương đối là 50%. Cây in vitro ngày thứ 45 được đem ra vườn ươm trồng trong 32 ngày. Cây diệp hạ châu đắng tăng trưởng tốt hơn ở nồng độ CO 2 cao trong cả giai đoạn in vitro lẫn ex vitro, gia tăng trọng lượng tươi và khô cũng như đường kính thân và chiều dài rễ đều lớn hơn ở công thức có 1200 µmol mol -1 CO 2 . Các hợp chất lignan của cây diệp hạ châu đắng in vitro, bao gồm phyllanthin, hypophyllanthin và niranthin, có hàm lượng (tương ứng 1,27, 0,51 và 2,01 mg g -1 khô) đều cao hơn so với cây ở nồng độ CO 2 thấp (tương ứng 0,57, 0,45 và 1,05 mg g -1 khô) ở ngày thứ 45. Từ khóa: Phyllanthus amarus, dioxit cacbon, hợp chất thứ cấp, hiệu suất quang hợp thuần, ex vitro, in vitro, quang tự dưỡng. MỞ ĐẦU Xu hướng phát triển hiện nay của nền y học trên thế giới là quay về nghiên cứu và sử dụng những loại thuốc bào chế từ các loài cây dược liệu trong thiên nhiên. Cây diệp hạ châu đắng [Phyllanthus amarus (Shumm. et Thonn.)] thuộc họ Thầu dầu (Euphorbiaceae), là một trong những loài cây dược liệu đang rất được chú ý vì những dược tính quan trọng như chống virus và bảo vệ gan. Loài cây này sống phổ biến ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của châu Phi, châu Mỹ và châu Á, trong đó có Việt Nam. Diệp hạ châu đắng có chứa rất nhiều hợp chất thứ cấp có dược tính, trong đó, quan trọng nhất là các lignan chỉ có ở chi Phyllanthus như phyllanthin, hypophyllanthin và niranthin. Nhiều nghiên cứu đã khẳng định, những loại lignan này có khả năng ức chế kháng nguyên bề mặt HBsAg của virus HBV [4], giảm đau [5], tăng loại thải uric acid [9] và bảo vệ tế bào gan [7, 2].Để phục vụ cho việc nghiên cứu và sản xuất dược liệu ở Việt Nam, cây diệp hạ châu đắng đã bắt đầu được đưa vào trồng với số lượng lớn trên đồng ruộng ở một số tỉnh như Phú Yên và Lâm Đồng. Mặc dù vậy, phương pháp canh tác bằng gieo hạt có hiệu quả chưa cao vì tỷ lệ nảy mầm thấp, chất lượng cây giống không đồng đều, hạt bị nhiễm bệnh... Phương pháp nuôi cấy mô có tiềm năng ứng dụng nhằm cung cấp một lượng lớn cây giống đồng đều, sạch bệnh, nhưng vẫn còn một số nhược điểm như cây con chịu sáng kém, thoát hơi nước nhanh, dễ chết khi ra vườn ươm khiến...