Thông tin ứng dụng kết quả nhiệm vụ KH&CN

Xây dựng mô hình sản xuất giống invitro cây Sâm cau (Curculigo orchioides Gaetn.) và trồng thử nghiệm tại Vườn Quốc gia Cát Bà (05/08/2024)

Cây Sâm cau (Curculigo orchioides Gaertn) thuộc họ Hạ trâm (Hypoxidaceae) được xếp ở cấp EN (Sách đỏ Việt Nam, 2007); rễ củ làm thuốc bổ thận dương, chữa bạch đới, phong thấp, thần kinh suy nhược và lợi tiểu. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, cây Sâm cau có công dụng rất lớn trong việc: chống ô-xy hóa, tăng cường hệ miễn dịch, tăng cường năng lực hoạt động của tuyến sinh dục nam, tăng cường khả năng thích nghi trong điều kiện khắc nghiệt, tăng cường hoạt động của tim, làm giãn mạch vành…, vì vậy đây là loài được nhiều quốc gia trên thế giới và nhiều người quan tâm bảo tồn.

Ghi nhận cho thấy, nhân giống cây Sâm cau ngoài tự nhiên chủ yếu từ hạt hoặc bằng thân. Tuy nhiên, nhân giống truyền thống từ hạt có tỷ lệ nảy mầm thấp, còn nhân giống bằng thân thì mỗi cây giống phải có một phần củ và phần ngọn mới đảm bảo. Việc sử dụng kỹ thuật nhân giống invitro khắc phục được những hạn chế nêu trên giúp tạo ra một lượng lớn cây giống sạch bệnh trong thời gian ngắn.

Tại Vườn Quốc gia Cát Bà, tình trạng khai thác thiếu bền vững, buôn bán trái phép lâm sản vẫn thường xuyên xảy ra khiến cho nhiều loài cây thuốc có nguy cơ bị cạn kiệt, trong đó có loài Sâm cau. Trước thực trạng đó, Vườn Quốc gia Cát Bà đã chủ trì thực hiện dự án ứng dụng Xây dựng mô hình sản xuất giống invitro cây Sâm cau (Curculigo orchioides Gaetn.) và trồng thử nghiệm tại Vườn Quốc gia Cát Bà do ông Vũ Hồng Vân, Trưởng phòng Khoa học và Hợp tác quốc tế, Vườn Quốc gia Cát Bà làm chủ nhiệm; Công ty cổ phần Biopharm Hòa Bình, thành phố Hòa Bình (tỉnh Hòa Bình) là đơn vị chuyển giao kết quả nghiên cứu.

Dự án đã tiếp nhận thành công 02 quy trình công nghệ, gồm: Quy trình công nghệ sản xuất giống invitro cây Sâm cau (sản xuất giống invitro và huấn luyện cây con trong Vườn ươm trước khi trồng)do Trung tâm Ứng dụng tiến bộ Khoa học vàCông nghệ thành phố Hải Phòng (nay là Trung tâm Phát triển khoa học - công nghệ và Đổi mới sáng tạo, Sở Khoa học và Công nghệ Hải Phòng) tiếp nhận;Quy trình trồng và chăm sóc cây Sâm cau từ giống có nguồn gốc invitro dưới tán rừng và vùng đất trống (thời vụ trồng, chọn giống, làm đất, trồng, chăm sóc, phòng trừ sâu bệnh, thu hoạch) do Vườn Quốc gia Cát Bàtiếp nhận. Dự án cũng đào tạo được 04 cán bộ của Ứng dụng tiến bộ Khoa học và Công nghệ thành phố Hải Phòng và 26 cán bộ của Vườn Quốc gia Cát Bà (16 cán bộ của Vườn, 10 kỹ thuật viên hỗ trợ) có khả năng nắm vững, vận dụng thành thạo các kỹ thuật sản xuất giống và trồng, chăm sóc cây Sâm cau có nguồn gốc invitro; có khả năng chủ động tổ chức triển khai mô hình. 

Từ kết quả chuyển giao, Ban chủ nhiệm dự án đã xây dựng 02 mô hình: nhân giống và trồng thực nghiệm. Với mô hình nhân giống, giai đoạn khử trùng mẫu và tạo nguồn mẫu khởi đầu, thực hiện áp dụng chế độ khử trùng 2 lần với tổ hợp H₂O 0,1% và Ca(OCl)₂, trong thời gian 10 phút đối với mẫu của cây Sâm cau. Sau 30 ngày theo dõi, tỷ lệ mẫu sống sạch đạt 74,3%, tổng số mẫu sạch thu được ở giai đoạn này là 1.976 mẫu, được nuôi cấy trên môi trường khởi động có bổ sung nước dừa và chất điều tiết sinh trưởng có tác động tốt đến việc kích thích mẫu. Sau 30 ngày nuôi cấy, các mẫu bắt đầu cảm ứng và hình thành callus. Callus mới hình thành mềm, xốp và có màu trắng. Ở giai đoạn tái sinh mẫu, mẫu cấy sau khi được khử trùng và cấy trên môi trường tái sinh chồi. Sau 4 tuần, các cụm chồi bắt đầu xuất hiện trên bề mặt callus. Sau 6 tuần nuôi cấy, tỷ lệ bật chồi cao đạt 88,7%, số chồi đạt 1,27 chồi/mẫu, chiều cao chồi đạt 0,86cm và có màu xanh nhạt. Tổng số mẫu chồi tái sinh thu được khi kết thúc giai đoạn này là 2.226 chồi. Giai đoạn nhân nhanh chồi, môi trường nuôi được bổ sung chất điều tiết sinh trưởng, có tác dụng kích thích sự tạo chồi của cây Sâm cau. Số lượng chồi tạo trên mỗi mẫu đạt 5,31 chồi/mẫu, chiều cao chồi trung bình đạt 2,72cm; số lá trung bình đạt 2,45 lá/chồi. Chất lượng chồi tốt, chồi đồng đều, mập và có màu xanh thẫm. Ở giai đoạn ra rễ và tạo cây hoàn chỉnh, bổ sung chất điều tiết sinh trưởng IBA làm tăng khả năng tạo rễ in vitro của cây Sâm cau trong nuôi cấy mô. Nồng độ IBA phù hợp nhất để tạo rễ in vitro là 0,5 mg/lít môi trường nuôi cấy. Sau thời gian nuôi cấy 4 tuần, tỷ lệ mẫu tạo rễ trên môi trường có bổ sung chất điều tiết sinh trưởng là 100%; số rễ trung bình đạt 3,83 rễ/cây; chiều dài rễ trung bình đạt 5,67cm. Về chất lượng rễ invitro tạo mới có màu trắng tinh, đặc điểm mảnh nhưng dai, khó đứt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ra cây. Giai đoạn ươm cây bồn mạ cho tỷ lệ sống cây Sâm cau khi ươm đạt khá cao, sau 10 ngày đạt 92,75%; sau 20 ngày đạt 87,35%; sau 30 ngày đạt 85,66%. cây Sâm Cau sau 30 ngày ở giai đoạn ươm cây bồn mạ có chiều cao cây trung bình đạt 18,51cm, số rễ trung bình đạt 12,1 cái, lá mới có màu xanh tươi. Kết thúc mô hình, dự án đã sản xuất được 35.000 cây trong phòng thí nghiệm, trong đó cung cấp được 29.600 cây đạt tiêu chuẩn đưa ra huấn luyện tại vườn ươm Vườn Quốc gia Cát Bà, cây phát triển khoẻ mạnh, đồng đều, cao 10 -12 cm, 2-3 lá, rễ khỏe. Sau 01 năm ươm, cây đẻ nhánh và ươm thêm được 1.580 cây. Số cây đạt tiêu chuẩn xuất vườn là 29.000 cây với đặc điểm: cây khỏe mạnh, không bị sâu bệnh hại, chiều dài lá >10cm, 3-5 rễ, đường kính củ >3,5mm; cây có phẩm chất tốt và trung bình chiếm tới 98,31%. 

Mô hình trồng thực nghiệm cây Sâm cau dưới tán rừng được thực hiện tại 02 địa điểm: dưới tán rừng và trên vùng đất trống tại Vườn Quốc gia Cát Bà. Với mô hình dưới tán rừng, nhóm nghiên cứu trồng và chăm sóc 15.000 cây con/0,3ha, tỉ lệ sống đạt 96,4%, cây có phẩm chất trung bình chiếm tỉ lệ cao nhất 55,7%, cây có phẩm chất tốt chiếm 27,3%, cây có phẩm chất xấu 17%. Sau 1 năm trồng, cây con sinh trưởng phát triển trung bình, kích thước củ dài 3-4 cm, đường kính 1cm, 8-9 rễ phụ; trọng lượng củ bình quân 18,9 g/củ; do thu hoạch vào mùa phát triển lá nên cây sinh trưởng phát triển tốt, ít bị sâu bệnh phá hại. Mô hình thực nghiệm trên vùng đất trống, đã trồng và chăm sóc 10.000 cây con/0,1ha; tỉ lệ sống đạt 98,8%, cây có phẩm chất tốt chiếm tỉ lệ cao nhất 68,8%, cây có phẩm chất trung bình chiếm 22,7%, cây có phẩm chất xấu 8,5%. Sau 1 năm trồng, cây con sinh trưởng phát triển tốt, kích thước củ dài 6-7cm, đường kính 1,5cm, 16-18 rễ phụ, trọng lượng củ bình quân 27,5g/củ; do thu hoạch vào mùa phát triển lá nên cây sinh trưởng phát triển tốt, ít bị sâu bệnh.

Hoa và lá cây Sâm cau tự nhiên.

Từ kết quả thực nghiệm, Ban chủ nhiệm dự án đã đề xuất được 02 quy trình: Quy trình công nghệ sản xuất giống invitro cây Sâm cau tại Hải Phòng và Quy trình kỹ thuật trồng và chăm sóc cây Sâm cau từ giống có nguồn gốc invitro dưới tán rừng và trên đất trống tại Vườn Quốc gia Cát Bà.

Với việc triển khai thành công dự án, Vườn Quốc gia Cát Bà là đơn vị đầu tiên ở thành phố Hải Phòng áp dụng thành công công nghệ sản xuất giống invitro cây Sâm cau, đưa ra mô hình trồng thực nghiệm dưới tán rừng và trên đất trống để tận dụng nguồn đất đai sẵn có. Việc ứng dụng kỹ thuật nhân giống invitro cây Sâm cau khắc phục được những hạn chế của các hình thức nhân giống Sâm cau từ hạt hoặc thân (hạt có tỉ lệ nảy mầm thấp, còn nhân giống bằng thân thì mỗi cây giống phải có một phần củ và phần ngọn mới đảm bảo cây có thể sống) giúp tạo ra một lượng lớn cây giống sạch bệnh trong thời gian ngắn. Qua đó vừa bảo tồn được loài Sâm cau ngoài tự nhiên, vừa phát triển được nguồn gen quý hiếm có giá trị kinh tế cao, đồng thời chủ động cung cấp giống cho thị trường, giải quyết thực trạng khan hiếm nguồn nguyên liệu thực vật Sâm cau ngoài tự nhiên. 

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu dự án tại Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ./.