Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ gamma Cobalt-60 lên sinh trưởng phát triển của rễ tơ cây bồ đề Ficus religiosa L. được cảm ứng và nuôi cấy bằng vi khuẩn Agrobacterium rhizogenes

Cây bồ đề Ficus religiosa L. (họ Moraceae) được khai thác vì giá trị tôn giáo, trang trí và hơn hết là dược liệu. Cây có nguồn gốc từ Ấn Độ, nơi nó có tầm quan trọng đặc biệt và được coi là một kho tàng của y học. Theo y học cổ truyền, vỏ, quả và lá cây bồ đề là những bộ phận được dùng nhiều nhất trong các bài thuốc điều trị khoảng 50 sự rối loạn trong cơ thể chẳng hạn như viêm, sưng tuyến, tiểu đường, viêm miệng, hen suyễn, táo bón, và các vấn đề về tai. Các công trình nghiên cứu hiện đại cho thấy F. religiosa chứa một số hoạt chất quan trọng như là phytosterol (stigmasterol, lupeol, campesterol và triterpene), acid tannic, flavonoid, serotinin và các hợp chất phenolic (serotonin và tannic) có tác dụng kháng ung thư, chống co giật, chống đái tháo đường. Đáng chú ý là vỏ thân gần đây đã được báo cáo là có hoạt tính ức chế acetylcholinesterase hữu ích cho điều trị bệnh Alzheimer. Tác dụng chống co giật của nước chiết rễ trên không là bằng chứng khoa học để hỗ trợ việc sử dụng dân gian của cây này trong việc quản lý bệnh động kinh. Những bằng chứng trên cho thấy cây bồ đề là một nguồn quan trọng để khám phá cũng như khai thác các sản phẩm mới có giá trị dược liệu nhằm phát triển thuốc và các chất chuyển hóa khác dùng cho phụ gia thực phẩm, hương liệu. Tuy nhiên, việc khai thác chúng gặp nhiều khó khăn bởi chu kỳ sống dài, ảnh hưởng của điều kiện môi trường, giá trị xã hội và tôn giáo gắn liền với cây. Vì vậy, cần có một nguồn nguyên liệu thay thế. Rễ tơ là một dạng bệnh lý ở thực vật gây ra bởi vi khuẩn gram âm Agrobacterium rhizogenes. Nhờ vào những đặc điểm nổi bậc như: sự ổn định kiểu gene và kiểu hình; sản xuất chất chuyển hóa thứ cấp cao, tăng sinh in vitro không phụ thuộc vào chất điều hòa sinh trưởng nuôi cấy rễ tơ đã và đang được ứng dụng như một giải pháp thay thế cho nuôi cấy mô của nhiều loài thực vật nhằm sản xuất các hợp chất thứ cấp quan trọng làm dược liệu hiện nay.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu về cây bồ đề còn khá khiêm tốn chỉ kể đến như các nghiên cứu về thành phần hóa học của cây được đề cập đến bởi tác giả Cầm Thị Ính 2009; Hoàng Thanh Hương 2009. Trên thế giới và đặc biệt là tại Ấn Độ đã có nhiều công trình nghiên cứu đồng thời thiết lập các điều kiện nuôi cấy in vitro phù hợp tạo cây và callus nhằm nhân giống cũng như thu nhận các hợp chất từ cây. Về mặt ứng dụng nuôi cấy rễ tơ bồ đề, duy nhất chỉ có Siwach và các đồng tác giả sở hữu bằng sáng chế về cảm ứng tạo rễ tơ bồ đề thu nhận dịch chiết có hoạt tính ức chế acetylcholinesterase cao có thể được sử dụng điều trị Alzheime. Điều này càng chứng tỏ giá trị kinh tế của cây cũng như khả năng ứng dụng nuôi cấy rễ tơ trên đối tượng này. Việt Nam, cũng là một trong những nơi có sự phân bố rộng rãi của loài cây này, việc thiết lập một quy trình nhân nuôi rễ tơ đặc thù riêng cho vật liệu Việt Nam cụ thể là cây bồ đề nhằm khai thác nguồn dược liệu địa phương là một điều cần thiết. Chiếu xạ Gamma là một trong những stress phi sinh học được coi là một phương pháp nhanh và mới để thay đổi đặc tính sinh trưởng và khả năng tổng hợp các hợp chất của cây. Với cường độ thích hợp, bức xạ gamma có thể tăng cường tốc độ sinh trưởng và khả năng tổng hợp các hợp chất thứ cấp của thực vật. Hơn nữa, sử dụng tia gamma có thể tạo ra một biểu hiện gene vĩnh viễn của các enzyme chống oxy hóa có tác dụng giảm stress oxy hóa, bắt đầu từ thế hệ thực vật đầu tiên.

Trên cơ sở khoa học và điều kiện thực tiễn nêu trên, nhóm nghiên cứu của Trung tâm hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam do CN. Hà Thị Ngọc Trinh đứng đầu đã đề xuất thực hiện: “Nghiên cứu ảnh hưởng của bức xạ gamma Cobalt-60 lên sinh trưởng phát triển của rễ tơ cây bồ đề Ficus religiosa L. được cảm ứng và nuôi cấy bằng vi khuẩn Agrobacterium rhizogenes” nhằm xác định một số chỉ tiêu phù hợp cho cảm ứng rễ tơ bồ đề; bước đầu khảo sát ảnh hưởng của bức xạ gamma sử dụng nguồn Cobalt-60 đến khả năng sinh trưởng cũng như khả năng tổng hợp phenolic từ đó tạo tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn về tổng hợp, thu nhận và sản xuất hợp chất thứ cấp từ loài dược liệu này.

Sau một thời gian triển khai, nhóm đề tài đã thu được một số kết quả như sau:

- Đã khảo sát điều kiện tối ưu trong quá trình vô trùng mẫu cây bồ đề tạo vật liệu in vitro đóng một vai trò quan trọng. Kết quả thí nghiệm cho thấy ở điều kiện khử trùng ethanol 70% trong 1 phút và NaOCl 1% trong 7 phút cho tỉ lệ mẫu vô trùng đạt 76,67 ± 8,61%; tỉ lệ mẫu có khả năng phát triển đạt 97,50 ± 5,00% là điều kiện tối ưu trong các nghiệm thức khảo sát để tạo vật liệu in vitro.

- Mô lá là vật liệu thích hợp nhất cho cảm ứng tạo rễ tơ, có tần số cảm ứng đạt 66,67 ± 7,64 % với thời gian đồng nuôi cấy 5 ngày, thời gian gây nhiễm 30 phút.

- Kết quả kiểm tra PCR để xác nhận quá trình chuyển gene bằng A. rhizogenes cho phản ứng dương tính với gene mục tiêu rolB, rolC và âm tính với gene virD chứng tỏ các mẫu rễ tơ đã chuyển gene thành công.

- Môi trường MS với hàm lượng sucrose 20 g/L là môi trường phù hợp nhất cho tăng sinh rễ tơ so với các nghiệm thức khác.

- Bức xạ gamma có ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng và hàm lượng phenolic tổng số của rễ tơ. Liều chiếu 20 Gy cho hàm lượng phenolic cao nhất đạt 36,72 mg GAE/g cao gấp 1,44 lần so với đối chứng là 25,54 mg GAE/g

Vì hàm lượng phenolic trong rễ tơ bồ đề dưới ảnh hưởng của bức xạ gamma tăng có thể dẫn đến tăng cường các dược tính cũng như khả năng ứng dụng trong công nghệ nano. Chính vì vậy, cần có những nghiên cứu sâu hơn về các hợp chất có trong rễ tơ cũng như khảo sát khả năng ứng dụng rễ tơ trong nền công nghiệp vật liệu, bao gồm phân tích các hợp chất có hoạt tính sinh học trong rễ tơ bồ đề và khảo sát khả năng tổng hợp các vật liệu nano bằng rễ tơ bồ đề: bạc, vàng nano.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 16345/2019) tại Cục Thông tin khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)