Seminar nhóm NCM: “Sắc tố thực vật - Nghiên cứu và ứng dụng”

TS. Nguyễn Thị Lâm Hải

Vào lúc 9h sáng ngày 21 tháng 5 năm 2019, tại Hội trường B, Học viện nông nghiệp Việt Nam, khoa Công nghệ sinh học, nhóm Nghiên cứu mạnh về Ứng dụng công nghệ nuôi cấy sinh khối thực vật trong sản xuất hợp chất thứ cấp đã tổ chức một seminar với chủ đề “Sắc tố thực vật, nghiên cứu và ứng dụng” do TS. Nguyễn Thị Lâm Hải trình bày. Đến dự buổi seminar có các thành viên của nhóm Nghiên cứu mạnh và các thầy cô của khoa Công nghệ sinh học cũng như các em sinh viên năm thứ 4 đang làm khóa luận tại bộ môn CNSH Thực Vật tham dự.

Hình 1. TS. Nguyễn Thị Lâm Hải trình bày tại seminar

Trong buổi seminar này, TS. Nguyễn Thị Lâm Hải đã trình bày các thông tin liên quan đến sắc tố ở thực vật. Sắc tố ở thực vật chia làm 4 nhóm chính, nhóm thứ nhất là Porphyrins có hợp chất chính là Chlorophyl tạo nên màu xanh lá cây ở thực vật, nhóm thứ 2 là Betalains có hợp chất chính là Betacyanins tạo thành màu đỏ và màu tím và Betaxanthins tạo nên màu vàng và màu cam ở thực vật. Nhóm thứ 3 là Carotenoids với các hợp chất chính là Carotenes và Xanthophylls, thực vật tích lũy các hợp chất này thường có màu vàng, màu cam và màu đỏ, nhóm cuối cùng làm nên màu sắc rực rỡ cũng như mùi thơm đặc trưng và đa dạng nhất ở thực vật là Flavonoids bao gồm hợp chất chính là Anthocyanins tạo ra thực vật có màu đỏ, màu xanh và màu tím, hợp chất còn lại Anthoxanthins với các chất chính có khả năng bay hơi và tạo nên mùi thơm ở hoa quả hoặc mùi đặc trưng của các loại thực vật.

Trong các sắc tố ở thực vật, Carotenoids là một trong những nhóm sắc tố được nghiên cứu nhiều nhất cả trong lĩnh vực nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng. Carotenoids tồn tại trong lục lạp, việc sinh tổng hợp và phân hủy Carotenoids được điều khiển bởi nhiều gen bao gồm các gen cấu trúc và các gen điều hòa. Nghiên cứu về sinh tổng hợp Carotenoids đã được ứng dụng trong việc tạo ra giống lúa Golden Rice có hàm lượng Beta-carotene rất cao, cung cấp tiền tố Vitamin A nhằm phòng tránh bệnh mù mắt do thiếu Vitamin A ở trẻ em. Ngoài ra các nghiên cứu của các tác giả Ohmiya (2006, 2009), Nguyễn Thị Lâm Hải (2012) cũng đã giải thích được vài trò của gen phân hủy Carotenoids CCD4a trong đột biến ở cây hoa cúc vàng và cây cúc trắng cũng như sự đổi màu từ vàng sang trắng của hoa Lilium brownii var. colchesteri.

Anthocyanins là sắc tố duy nhất tạo nên màu tím và màu xanh ở thực vật, đặc biệt trên hoa. Ứng dụng công nghệ gen trong điều khiển và tạo ra các giống hoa có màu sắc mới ở hoa chủ yếu dựa trên các thao tác gen liên quan đến sinh tổng hợp Anthocyanins. Năm 1997 công ty Florigene đã thành công trong việc chuyển gen F3’5’H và DFR từ cây Petunia sang cây cẩm chướng hoa trắng, kết quả tạo ra giống cẩm chướng tím đầu tiên trên thế giới. Hoa hồng xanh được tạo ra vào tháng 4/2005 do sự hợp tác giữa Suntory và Florigene với chuỗi 3 sự kiện chuyển gen liên quan đến gen DFR. Việc ức chế các gen sinh tổng hợp Anthocyanins cũng là một hướng được nhiều nhà khoa học quan tâm, kết quả của việc ức chế các gen sinh tổng hợp Anthocyanins thường tạo ra các giống hoa có màu trắng muốt, vốn rất được yêu thích ở một số thị trường cao cấp như Nhật Bản, Áo, Autralia.

Hình 2: Các sắc tố chính ở thực vật và màu sắc tương ứng

Tại seminar, chủ tọa đã nhận được nhiều câu hỏi và trao đổi trong lĩnh vực liên quan đến nghiên cứu và ứng dụng sắc tố thực vật. Seminar kết thúc lúc 10h30 cùng ngày.