Để xem full tài liệu Xin vui long liên hệ page để được hỗ trợ : https://www.facebook.com/thuvienluanvan01 HOẶC https://www.facebook.com/garmentspace/ https://www.facebook.com/thuvienluanvan01 https://www.facebook.com/thuvienluanvan01 tai lieu tong hop, thu vien luan van, luan van tong hop, do an chuyen nganh

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC ELICITOR, HỆ
THỐNG LED CẢI TIẾN, MÔI TRƯỜNG HAI LỚP ĐẾN
QUÁ TRÌNH NHÂN GIỐNG, TẠO CỦ VÀ TÍCH LŨY
SAPONIN TRONG SÂM NGỌC LINH (PANAX
VIETNAMENSIS HA ET GRUSHV.) IN VITRO
Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Giảng viên hướng dẫn : TS. Trịnh Thị Lan Anh
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Kim Ngân
MSSV: 1411100609 Lớp: 14DSH04
TP. Hồ Chí Minh, 2018

2. i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố và hệ thống
LED lên quá trình nhân nhanh sinh khối, tích lũy saponin in vitro của cây sâm
Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)” là công trình nghiên cứu của tôi dưới
sự hướng dẫn của TS. Trịnh Thị Lan Anh. Những số liệu và kết quả nghiên cứu trong đề
tài này là trung thực chưa được ai công bố dưới bất kỳ hình thức nào và không trùng lặp
với các đề tài khác. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đề
tài này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đề tài đã được ghi rõ nguồn gốc.
Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về lời cam đoan này.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Kim Ngân

3. ii
LỜI CẢM ƠN
Warren Buffett cũng đã từng nói rằng: “Nếu muốn đi nhanh hãy đi một mình, nếu
muốn đi xa hãy đi cùng nhau”. Câu nói ấy quả thật không sai, trong suốt quá trình hoàn
thành đề tài của mình, em đã được sự quan tâm chăm sóc và dạy dỗ từ Cô TS. Trịnh Thị
Lan Anh. Em xin chân thành và trân trọng cảm ơn sự ân cần dạy bảo và những yêu
thương mà cô dành cho em, cũng như là các thế hệ sinh viên. Cảm ơn cô vì cô không
chỉ là người giảng viên đầy tâm huyết đã cho em hành trang kiến thức vững vàng để
vững bước trên con đường nghiên cứu khoa học, mà cô còn yêu thương em như người
thân trong một gia đình, luôn quan tâm, động viên, giúp đỡ em để em sống trọn vẹn với
cái tuổi đôi mươi tại giảng đường đại học.
Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô, các Anh Chị nhân viên phòng thí
nghiệm Viện Khoa Học Ứng Dụng HUTECH, trường Đại học Công nghệ Thành Phố
Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện và hỗ trợ cho em trong suốt quá trình hoàn thành đề tài
này. Có người từng nói: “Đời cho ta bao lần đôi mươi”. Tuổi đôi mươi là lứa tuổi đẹp
nhất của mỗi người trong chúng ta. Tuổi đôi mươi của em thật đẹp khi là sinh viên
ngành Công nghệ sinh học của Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, trường Đại học
Công nghệ HUTECH. Trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại giảng đường đại học
dưới sự chỉ dạy tận tình và được sự hỗ trợ nhiệt tình từ các thầy cô, em đã được học tập
và cháy hết mình với lứa tuổi đôi mươi của mình trog các hoạt động tại Viện, tại
Trường.
Em xin chân thành cảm ơn bạn Thảo và em Hải đã hỗ trợ tận tình và giúp đỡ em
như người thân trong gia đình.
Và để có được thành công của ngày hôm nay, có em của ngày hôm nay thì không
thể không nhắc đến tình yêu thương và sự ủng hộ từ phía gia đình. Gia đình đã là hậu
phương vững chắc cho con vượt qua mọi khó khăn, thử thách trong cuộc sống và tiếp
thêm nghị lực cho con. Con cảm ơn Ông Bà ngoại, Ba Mẹ và Cậu đã dạy dỗ, dìu dắt con
từ khi chập chững bước đi cho đến khi lớn khôn thành người, luôn cho con những điều
tốt nhất. Công ơn trời biển và tình yêu thương vô bờ bến của gia đình là món quà lớn
nhất và quý giá nhất mà con được nhận. Con xin biết ơn gia đình vì đã luôn bên cạnh,
ủng hộ và động viên con trên mỗi bước đường mà con đã chọn.

4. iii
Vì kiến thức bản thân còn hạn chế, trong quá trình thực tập, hoàn thiện đề tài này
em không tránh khỏi những sai sót, kính mong nhận được những ý kiến đóng góp từ
quý thầy cô.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 07 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Kim Ngân

5. iv
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................................ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................................iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................................viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH .........................................................................................................ix
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................................xii
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài...........................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề.............................................................................................................................1
1.2. Tầm quan trọng của đề tài ....................................................................................................1
1.3. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................................3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học...............................................................................................................3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn ...............................................................................................................3
1.4. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................................4
2. Tình hình nghiên cứu ............................................................................................................4
3. Mục đích nghiên cứu .............................................................................................................6
4. Tình hình nghiên cứu ............................................................................................................7
5. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................................8
6. Các kết quả đạt được của đề tài...........................................................................................8
7. Kết cấu của đề tài...................................................................................................................9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU..................................................................................10
1.1. Giới thiệu về vi nhân giống và các elicitor...........................................................................10
1.1.1. Khái niệm vi nhân giống ...................................................................................................10
1.1.2. Các chất cảm ứng – Elicitor ..............................................................................................10
1.1.2.1. Than hoạt tính.................................................................................................................11
1.1.2.2. Saccharose ......................................................................................................................12
1.1.2.3. Bạc nitrate.......................................................................................................................13
1.1.3. Phương pháp nuôi cấy lỏng lắc .........................................................................................13
1.1.4. Vai trò của ánh sáng trong vi nhân giống..........................................................................15
1.1.4.1. Vai trò của ánh sáng đối với quá trình quang hợp ở thực vật.........................................15

6. v
1.1.4.2. Vai trò của ánh sáng đối với quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật...............16
1.1.4.3. Vai trò của ánh sáng trong nhân giống in vitro ..............................................................18
1.1.4.4. Nguồn chiếu sáng nhân tạo sử dụng trong nuôi cấy in vitro hiện nay ...........................19
1.1.5. Đèn LED (Light Emitting Diode)......................................................................................22
1.1.5.1. Giới thiệu đèn LED ........................................................................................................22
1.1.5.2. Ưu, nhược điểm của đèn LED........................................................................................23
1.1.5.3. Một số thành tựu trên thế giới và Việt Nam khi sử dụng nguồn sáng LED trong
nuôi cấy in vitro..................................................................................................................24
1.1.5.4. Hướng phát triển ứng dụng của đèn LED trong nuôi cấy in vitro ở Việt Nam..............27
1.1.6. Ánh sáng đối với thực vật..................................................................................................28
1.1.6.1. Vai trò của một số phổ ánh sáng đơn sắc đến đời sống thực vật....................................28
1.1.6.2. Vai trò của ánh sáng đến quá trình tích lũy các chất hữu cơ đối với thực vật................30
1.2. Phương pháp định tính và định lượng saponin trong Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.)...............................................................................................33
1.2.1. Định tính saponin trong Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) bằng
phương pháp Sắc ký lớp mỏng...........................................................................................33
1.2.2. Định lượng saponin trong Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)
phương pháp Sắc ký lỏng hiệu năng cao............................................................................34
1.3. Sơ lược về cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.).................................37
1.3.1. Giới thiệu sơ lược về cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) .............37
1.3.2. Đặc điểm hình thái.............................................................................................................38
1.3.3. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển ...................................................................................39
1.3.4. Đặc điểm phân bố..............................................................................................................40
1.3.5. Nhân giống cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.).............................40
1.3.5.1. Nhân giống từ hạt ...........................................................................................................40
1.3.5.2. Nhân giống in vitro.........................................................................................................42
1.3.6. Thành phần hóa học và tác dụng dược lý của cây Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.)...............................................................................................42
1.3.6.1. Thành phần hóa học........................................................................................................42
1.3.6.2. Tác dụng dược lý............................................................................................................43

7. vi
1.3.7. Một số nghiên cứu về nhân giống và bảo tồn cây Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.)...............................................................................................45
1.3.7.1. Nghiên cứu về nhân giống và bảo tồn nguồn gene cây Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.) trên thế giới ..........................................................................45
1.3.7.2. Nghiên cứu về nhân giống và bảo tồn nguồn gene cây Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.) ở Việt Nam...........................................................................46
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .....................................................................50
2.1. Địa điểm và thời gian tiến hành đề tài..................................................................................50
2.1.1. Địa điểm ............................................................................................................................50
2.1.2. Thời gian............................................................................................................................50
2.2. Vật liệu .................................................................................................................................50
2.2.1. Nguồn mẫu ........................................................................................................................50
2.2.2. Môi trường và điều kiện nuôi cấy......................................................................................50
2.2.3. Thiết bị và dụng cụ............................................................................................................51
2.3. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................................51
2.3.1. Thiết kế hệ thống chiếu sáng cải tiến đèn LED đơn..........................................................53
2.3.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng cải tiến đèn LED hỗn hợp...................................................54
2.4. Bố trí thí nghiệm...................................................................................................................55
2.4.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của than hoạt tính đến khả năng tăng trưởng, tạo
củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) ......................................55
2.4.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của saccharose đến khả năng tăng trưởng, tạo củ
in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) ...........................................55
2.4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của bạc nitrate (AgNO3) đến khả năng tăng
trưởng, tạo củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)....................56
2.4.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng LED đơn cải tiến đến khả năng tăng
trưởng, tạo củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)....................57
2.4.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp với tỷ lệ 50:50 (đỏ-
vàng; đỏ-xanh dương, vàng-xanh dương) đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in vitro
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)........................................................58

8. vii
2.4.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của nuôi cấy lỏng tĩnh và lỏng lắc (giai đoạn cảm
ứng) đến khả năng tăng trưởng của Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et
Grushv.) in vitro .................................................................................................................59
2.4.7. Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của môi trường hai lớp (kiểu bổ sung các thành
phần dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy) đến khả năng tăng trưởng, tạo củ Sâm
Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) in vitro ...................................................60
2.5. Hình thái giải phẫu củ Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) in vitro.........62
2.6. Thu nhận hợp chất saponin triterpenoid từ sản phẩm của quá trình nuôi cấy in vitro
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) trong môi trường hai lớp ...............62
2.6.1. Định tính saponin triterpenoid bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng ................................62
2.6.2. Định lượng saponin triterpenoid bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (High
Performance Liquid Chrotomatography – HPLC) .............................................................63
2.7. Chỉ tiêu theo dõi ...................................................................................................................64
2.8. Thống kê và xử lý số liệu .....................................................................................................64
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...........................................................................65
3.1. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của elicitor than hoạt tính đến khả năng tăng trưởng, tạo củ
in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) ...........................................65
3.2. Thí nghiệm 2. Ảnh hưởng của elicitor saccharose đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in
vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) ...............................................68
3.3. Thí nghiệm 3. Ảnh hưởng của elicitor AgNO3 đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in vitro
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)........................................................71
3.4. Thí nghiệm 4. Ảnh hưởng của ánh sáng LED đơn cải tiến đến khả năng tăng trưởng,
tạo củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) ................................74
3.5. Thí nghiệm 5. Ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp cải tiến đến khả năng tăng
trưởng, tạo củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)....................76
3.6. Thí nghiệm 6: Ảnh hưởng của nuôi cấy lỏng tĩnh và lỏng lắc (giai đoạn cảm ứng) đến
khả năng tăng trưởng của Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)..............80
3.7. Thí nghiệm 7: Ảnh hưởng của kiểu bổ sung các thành phần môi trường nuôi cấy (môi
trường hai lớp) đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in vitro và tích lũy saponin của Sâm
Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)................................................................82

9. viii
3.8. Hình thái Giải phẫu củ in vitro cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et
Grushv.)..............................................................................................................................88
3.9. Định tính saponin bằng sắc ký lớp mỏng .............................................................................90
3.10. Định lượng saponin trong củ sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) in
vitro sau 16 tuần nuôi cấy bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao .........................90
KẾT LUẠN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................................92
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................................94
PHỤ LỤC

10. ix
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AC
BA
BAP
DNA
GA3
HPLC
HPTLC
IAA
IBA
IFR
IR
KH2PO4
KH&CN
Kin
LED
MS
NAA
NaClO
SH
TDZ
TLC
UFLC
WPM
2,4-D
Than hoạt tính
Benzyladenine
6-Benzyl Amino Purin
Deoxyribonucleic Acid
Acid gibberellic
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
Sắc ký lớp mỏng cao áp
Acid b-Indolyacetic
Acid b-Indolybutyric
Cường độ ánh sáng đỏ xa
Cường độ ánh sáng đỏ
Monopotassium phosphate
Khoa học công nghệ
Kinetin
Light-Emmitting Diode
Murashige và Skoog, 1962
Acid a-naphtaleneacetic
Sodium hypocloride
Schenk và Hildebrandt (1972)
Thidiazuron
Sắc ký lớp mỏng
Sắc ký lỏng hiệu năng cao siêu nhanh
Woody Plant Medium
2,4-Dichlorophenoxy acetic acid

11. x
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Các bước sóng ánh sáng (nguồn Internet)...............................................................15
Hình 1.2. A. Sự hấp thu các bước sóng bởi các loại sắc tố quang hợp và cường độ quang
hợp; B. Sự hấp thu ánh sáng của chlorophyll a và chlorophyll b (nguồn
Internet) ...................................................................................................................17
Hình 1.3. Các hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED. a. Đèn LED với tỷ lệ chiếu sáng 70%
LED đỏ kết hợp 30% LED xanh; b. LED uni-Pack (LP) (Nguyễn Bá Nam,
2012)........................................................................................................................22
Hình 1.4. Hệ thống nuôi cấy LED truyền điện không dây (Wireless power transfer – LED
uni-Pack (WPT - LP)). a. Thiết bị phát; b. Thiết bị thu; c.d. Hoạt động của hệ
thống (Nguyễn Bá Nam, 2012)................................................................................27
Hình 1.5. Các bước của quá trình sắc ký lớp mỏng.................................................................34
Hình 1.6. Sơ đồ hệ thống Sắc ký lỏng hiệu năng cao – HPLC................................................36
Hình 1.7. Hệ thống Sắc ký lỏng hiệu năng cao – HPLC.........................................................36
Hình 1.8. Cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) (Nhut et al., 2011).......37
Hình 1.9. Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) (nguồn Internet)..................38
Hình 2.1. Mô hình thiết kế hệ thống chiếu sáng cải tiến đèn LED đơn a. Hệ thống chiếu
sáng đèn LED trắng; b. Hệ thống chiếu sáng đèn LED vàng; c. Hệ thống chiếu
sáng đèn LED xanh dương; d. Hệ thống chiếu sáng đèn LED đỏ...........................53
Hình 2.2. Hệ thống chiếu sáng cải tiến đèn LED đơn sau khi thiết kế và thi công. a. Hệ
thống chiếu sáng đèn LED trắng; b. Hệ thống chiếu sáng đèn LED vàng; c. Hệ
thống chiếu sáng đèn LED xanh dương; d. Hệ thống chiếu sáng đèn LED đỏ.......53
Hình 2.3. Mô hình hệ thống chiếu sáng cải tiến đèn LED kết hợp a. 100% LED đỏ (ĐC);
b. 50% LED đỏ kết hợp 50% LED vàng; c. 50% LED đỏ kết hợp 50% LED
xanh dương; d. 50% LED vàng kết hợp 50% LED xanh dương............................54
Hình 2.4. Hệ thống chiếu sáng cải tiến đèn LED hỗn hợp sau khi thiết kế và thi công. a.
Tỷ lệ chiếu sáng 100% LED đỏ (ĐC); b. Tỷ lệ 50% LED đỏ kết hợp 50% LED
vàng; c. Tỷ lệ 50% LED đỏ kết hợp 50% LED xanh dương; d. Tỷ lệ 50% LED
vàng kết hợp 50% LED xanh dương .......................................................................54
Hình 3.1 Ảnh hưởng của elicitor than hoạt tính đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in vitro
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 12 tuần nuôi cấy. A0,

12. xi
A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7 tương ứng với nồng độ than hoạt tính lần lượt là
0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 g/L.......................................................................67
Hình 3.2 Ảnh hưởng nồng độ elicitor saccharose đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in
vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 12 tuần nuôi
cấy. B0, B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7 tương ứng với nồng độ saccharose lần
lượt là 30; 40; 50; 60; 70; 80 g/L...........................................................................70
Hình 3.3. Ảnh hưởng nồng độ elicitor AgNO3 đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in vitro
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 12 tuần nuôi cấy.
C0, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 tương ứng với nồng độ AgNO3 lần lượt là 0;
0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 mg/L......................................................................73
Hình 3.4. Ảnh hưởng của ánh sáng LED đơn cải tiến đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in
vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 12 tuần nuôi
cấy. D0, D1, D2, D3, D4 tương ứng với với nguồn sáng là đèn huỳnh quang;
LED trắng; LED vàng; LED xanh dương; LED đỏ ..............................................75
Hình 3.5. Ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp cải tiến đến khả năng tăng trưởng, tạo
củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 12 tuần
nuôi cấy. G0, G1, G2, G3 tương ứng với với các tỷ lệ 100% đỏ; 50% đỏ:50%
vàng; 50% đỏ:50% xanh dương và 50% vàng:50% xanh dương..........................79
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nuôi cấy lỏng tĩnh và lỏng lắc (giai đoạn cảm ứng) đến khả
năng tăng trưởng của Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)
sau 3 tuần nuôi cấy. L0, L1, L2 tương ứng với trạng thái nuôi cấy là rắn
(agar), lỏng tĩnh, lỏng lắc ......................................................................................81
Hình 3.7. Ảnh hưởng của kiểu bổ sung các thành phần môi trường nuôi cấy đến khả năng
tăng trưởng, tạo củ in vitro của Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et
Grushv.) sau 16 tuần nuôi cấy...............................................................................83
Hình 3.8. Ảnh chụp hiển vi soi nổi hình thái cây và củ Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.) in vitro sau 16 tuần nuôi cấy...................................87
Hình 3.9. Cấu tạo củ Sâm Ngọc Linh Ngọc in vitro sau 16 tuần nuôi cấy............................88
Hình 3.10. Ảnh chụp hình thái giải phẫu dưới kính hiển quang học củ Sâm Ngọc Linh
(Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 16 tuần nuôi cấy; a) Lát cắt dọc chồi
mọc từ củ; b) Lát cắt ngang củ; c1) Lát cắt ngang mô củ, c2) Hình thái tế bào

13. xii
mô củ, c3) Mô củ với tế bào nhân bắt màu hồng đậm (mũi tên), c4) Hình thái
bó mạch trong lát cắt dọc củ..................................................................................89
Hình 3.11. Sắc ký đồ HPLC định lượng Rg1 và Rb1 ở nghiệm thức ĐC (nuôi cấy trên
môi trường agar một lớp: không than hoạt tính) Sâm Ngọc Linh (Panaxx
vietnamensis Ha et Grushv.) sau 16 tuần nuôi cấy................................................91
Hình 3.12. Sắc ký đồ HPLC định lượng Rg1 và Rb1 ở nghiệm thức E8 (nuôi cấy trên
môi trường 2 lớp lỏng-rắn: có than hoạt tính) Sâm Ngọc Linh (Panaxx
vietnamensis Ha et Grushv.) sau 16 tuần nuôi cấy................................................91

14. xiii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Ảnh hưởng của các bước sóng ánh sáng khác nhau lên thực vật (Trần Thị
Hồng Thúy, 2014)..................................................................................................18
Bảng 1.2. Thành phần hoá học chung của Sâm Ngọc Linh ....................................................43
Bảng 1.3. So sánh thành phần và hàm lượng của saponin trong Sâm Ngọc Linh và các
loài Sâm nhóm 1....................................................................................................44
Bảng 2.1. Khảo sát ảnh hưởng của than hoạt tính đến sự tăng trưởng, tạo củ in vitro Sâm
Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)...................................................55
Bảng 2.2. Khảo sát ảnh hưởng của saccharose đến sự tăng trưởng, tạo củ in vitro Sâm
Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)...................................................56
Bảng 2.3. Khảo sát ảnh hưởng của AgNO3 đến sự tăng trưởng, tạo củ in vitro của cây
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)...........................................57
Bảng 2.4. Ảnh hưởng ánh sáng LED đơn đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in vitro Sâm
Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)...................................................58
Bảng 2.5. Ảnh hưởng của ánh sáng LED cải tiến hỗn hợp với tỷ lệ 50:50 (đỏ-vàng; đỏ-
xanh dương, vàng-xanh dương) đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in vitro Sâm
Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)...................................................59
Bảng 2.6. Khảo sát ảnh hưởng của nuôi cấy lỏng tĩnh và lỏng lắc (giai đoạn cảm ứng)
đến khả năng tăng trưởng của Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et
Grushv.)................................................................................................................ 60
Bảng 2.7. Khảo sát ảnh hưởng của kiểu bổ sung các thành phần môi trường nuôi cấy đến
khả năng tăng trưởng, tạo củ và tích lũy saponin trong củ Sâm Ngọc Linh
(Panax vietnamensis Ha et Grushv.) in vitro ........................................................61
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của elicitor than hoạt tính đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in vitro
của Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 12 tuần nuôi cấy ..65
Bảng 3.2. Ảnh hưởng nồng độ elicitor saccharose đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in
vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 12 tuần nuôi
cấy..........................................................................................................................68
Bảng 3.3. Ảnh hưởng nồng độ elicitor AgNO3 đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in vitro
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 12 tuần nuôi cấy.........71
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của ánh sáng LED đơn cải tiến đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in
vitro của cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 12 tuần
nuôi cấy .................................................................................................................74

15. xiv
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp cải tiến đến khả năng tăng trưởng, tạo
củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 12 tuần
nuôi cấy .................................................................................................................77
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của nuôi cấy lỏng tĩnh và lỏng lắc (giai đoạn cảm ứng) đến khả
năng tăng trưởng của cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et
Grushv.) sau 3 tuần nuôi cấy.................................................................................80
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của môi trường hai lớp đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in vitro và
tích lũy saponin của Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau
16 tuần nuôi cấy.....................................................................................................82
Bảng 3.8. Kết quả phân tích HPLC hàm lượng saponin (ginsenoside Rg1 và Rb1) trong
củ Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) in vitro sau 16 tuần
nuôi cấy khi khảo sát ảnh hưởng của kiểu bổ sung dinh dưỡng vào môi trường
nuôi cấy .................................................................................................................78

16. 1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
1.1. Đặt vấn đề
Sâm Ngọc Linh có tên khoa học là Panax vietnamensis Ha et Grushv., thuộc họ
Nhân Sâm (Araliaceae). Chữ Panax xuất phát từ chữ Panacea trong tiếng Hy Lạp, có
nghĩa là thuốc trị bá bệnh, thần dược. Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et
Grushv.) là một loài Sâm đặc hữu của Việt Nam được biết đến từ năm 1973. Tại hội nghị
quốc tế về Sâm, loài Sâm này được xếp vào nhóm Sâm quý trên thế giới cùng với Sâm
Triều Tiên (Panax ginseng), Sâm Mỹ (Panax quinquefolium),… (Phai et al., 2002).
Sâm Ngọc Linh là một trong những cây dược liệu quý cần được bảo tồn, có tên
trong Sách Đỏ Việt Nam 2007 [25]. Sâm Ngọc Linh chứa 52 loại saponin, 17 acid amin,
20 chất khoáng vi lượng và 0,1% tinh dầu. Sâm Ngọc Linh có hàm lượng saponin khung
dammaran cao nhất (khoảng 12 – 15%) và lượng saponin triterpenoidoid nhiều nhất so
với các loài khác của chi Panax trên thế giới (Le Thi Hong Van et al., 2015). Qua nhiều
nghiên cứu, các nhà khoa học ở Việt Nam và trên thế giới đã thấy rằng Sâm Ngọc Linh
không chỉ có các tác dụng dược lý đặc trưng của chi Nhân Sâm mà còn có những tác dụng
dược lý điển hình như chống stress, chống trầm cảm, chống oxy hóa, chống ung thư và
tăng cường hệ miễn dịch (Nguyễn Thượng Dong và cộng sự, 2007). Với những đặc điểm
đó, Sâm Ngọc Linh không chỉ là loài Sâm quý của Việt Nam mà còn là của thế giới.
1.2. Tầm quan trọng của đề tài
Sâm Ngọc Linh là một cây dược liệu quý và có giá trị kinh tế cao của Việt Nam (40
– 100 triệu VNĐ/kg). Từ đầu tháng 10/2017, Ủy Ban Nhân Dân huyện Nam Trà My
(Quảng Nam) đã chính thức mở phiên chợ Sâm Ngọc Linh nhằm góp phần tìm ra giải
pháp duy trì, bảo tồn và phát huy giá trị Sâm Ngọc Linh theo Chương trình phát triển sản
phẩm quốc gia đến năm 2020 do Thủ tướng Chính Phủ phê duyệt. Tại phiên chợ Sâm
Ngọc Linh lần thứ 6 được tổ chức vào đầu tháng 3/2018, Sâm Ngọc Linh có giá bán từ 85
triệu/kg [79]. Từ khi phát hiện năm 1973 đến 1995 thì loài này đã bị khai thác cạn kiệt và
đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng mất nguồn gene quý hiếm (Trần Công Luận, 2003).
Đến nay, quần thể Sâm Ngọc Linh tự nhiên đang bị khai thác mạnh mẽ, dẫn tới nguy cơ
tận diệt do nhu cầu của thị trường dược liệu ngày càng tăng cao. Ngày 12/9/2015, Phó

17. 2
Thủ tướng Chính phủ Vũ Đức Đam đã phê duyệt Đề án bảo tồn và phát triển cây Sâm
Ngọc Linh (Sâm Việt Nam) đến năm 2030 trị giá 9.500 tỷ đồng nhằm bảo vệ nguồn gene
quý, kết hợp bảo vệ và phát triển nguồn nguyên liệu Sâm góp phần xóa đói giảm nghèo,
phát triển kinh tế - xã hội (nguồn Internet).
Hoàng Hải Anh và cộng sự (2011) đã báo cáo rằng Sâm Việt Nam nuôi cấy mô cũng
có các saponin chính tương tự như Sâm Việt Nam tự nhiên, gồm G-Rb1, G-Rg1, G-Rd,
G-Re, N-R1 và M-R2. Tuy hàm lượng tổng cộng các saponin chính trong Sâm Việt Nam
nuôi cấy mô chưa cao (0,3% so với 12,96% trong Việt Nam thiên nhiên).
Việc nghiên cứu hoàn chỉnh quy trình nuôi cấy mô cây Sâm Ngọc Linh cung cấp
nguồn cây Sâm giống cho trồng trọt và sử dụng để thay thế Sâm thiên nhiên, đã mở ra
một hướng mới trong sản xuất nguyên liệu cây Sâm Ngọc Linh: chủ động được nguồn
nguyên liệu dồi dào trong thời gian ngắn, phục vụ công tác nghiên cứu, sản xuất thuốc và
các sản phẩm thực phẩm chức năng.
Từ trước đến nay, các nghiên cứu trong lĩnh vực nuôi cấy mô ở đối tượng cây Sâm
Ngọc Linh chưa nhiều vì đây là loài Sâm đặc hữu của Việt Nam. Các nghiên cứu chủ yếu
tập trung vào việc cải tiến thành phần môi trường nuôi cấy, điều kiện nuôi cấy, chuyển
gene, chủ yếu là nghiên cứu tạo mô sẹo, phát sinh phôi, nuôi cấy rễ tóc, thu sinh khối
trong bioreactor, các kết quả đạt được là tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn. Đặc điểm
của Sâm Ngọc Linh là tăng trưởng rất chậm, yêu cầu sinh thái khắt khe, việc nghiên cứu
về tạo củ in vitro vẫn chưa nhiều, chưa có nghiên cứu nào báo cáo về kiểu bổ sung các
thành phần môi trường nuôi cấy (môi trường hai lớp lỏng-rắn) lên sự tăng trưởng, tạo củ
và tích lũy saponin ở cây Sâm Ngọc Linh. Nghiên cứu về ảnh hưởng của ánh sáng đơn
sắc đến quá trình sinh trưởng của Sâm Ngọc Linh chỉ có một vài báo cáo được công bố,
các nghiên cứu cũng đã cho thấy rằng Sâm Ngọc Linh được nuôi cấy in vitro có thành
phần hóa học tương tự như Sâm Ngọc Linh tự nhiên tuy nhiên với hàm lượng thấp, thậm
chí một số chất chỉ được phát hiện ở dạng vết, một số chất chưa được phát hiện trong Sâm
nuôi cấy in vitro. Một số nghiên cứu đã cho thấy rằng các elicitor có tác động tích cực đến
sự tăng trưởng cũng như quá trình sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp ở thực vật. Tuy
nhiên, đối với từng loại thực vật và mục đích nuôi cấy, việc lựa chọn loại và nồng độ các
elicitor phải được xem xét kỹ lưỡng. Đây là một loài dược liệu vô cùng quý giá, việc hoàn

18. 3
thiện quy trình nhân giống và gia tăng hàm lượng dược chất quý hiếm là điều mà nhiều
nhà nghiên cứu quan tâm và được Chính phủ chú trọng phát triển nguồn cây trồng quốc
gia. Trong đó, nghiên cứu tạo củ in vitro, kích thích tăng trưởng, rút ngắn thời gian nhân
giống, tăng sức sống của cây con nhằm tạo được số lượng lớn cây giống khỏe mạnh, tăng
tỷ lệ sống sót khi chuyển ra vườn ươm là điều vô cùng cấp thiết.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài sẽ giúp hoàn thiện quy trình nuôi cấy in vitro cây Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.) sẽ cung cấp những cơ sở khoa học cho công tác nhân giống
in vitro cây trồng nói chung và cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.)
nói riêng. Cung cấp cơ sở khoa học cho bảo vệ nguồn gen cây Sâm Ngọc Linh là một
trong những mối quan tâm hàng đầu hiện nay.
Nghiên cứu ảnh hưởng hệ thống LED cải tiến đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in
vitro của Sâm Ngọc Linh cung cấp cơ sở khoa học để đánh giá ảnh hưởng của đèn LED
đến nuôi cấy in vitro cây Sâm Ngọc Linh. Góp phần định hướng cho những nghiên cứu
tiếp theo về ảnh hưởng của ánh sáng LED đến nuôi cấy Sâm Ngọc Linh in vitro.
Đề tài sẽ cung cấp những tài liệu khoa học về Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis
Ha et Grushv.), thuộc chi Panax. Cung cấp những cơ sở khoa học về quy trình nhân giống
in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.). Các kết quả nghiên cứu sẽ
bổ sung thêm tài liệu khoa học phục vụ cho nghiên cứu khoa học về loài Sâm Ngọc Linh
(Panax vietnamensis Ha et Grushv.).
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Xây dựng quy trình nhân nhanh Sâm Ngọc Linh thông qua khảo sát các chất yếu tố
ảnh hưởng đến cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) nhằm nhân
nhanh với số lượng lớn, hạ giá thành cây giống, góp phần bảo tồn nguồn gene cây thuốc
quý.
Nghiên cứu ảnh hưởng của đèn LED đến sự sinh trưởng của cây Sâm Ngọc Linh là
cơ sở đánh giá khả năng ứng dụng của đèn LED trong nuôi cấy in vitro cây trồng nói
chung và Sâm Ngọc Linh nói riêng, hướng tới tìm nguồn ánh sáng thích hợp thay thế đèn
huỳnh quang và các loại đèn đang dùng trong nuôi cấy Sâm Ngọc Linh hiện nay, là cơ sở

19. 4
giúp hạ giá thành sản phẩm cây Sâm Ngọc Linh giống. Hoặc định hướng cho các nghiên
cứu tiếp theo về ứng dụng của đèn LED đến cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha
et Grushv.)
1.4. Lý do chọn đề tài
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) là loài Sâm đặc hữu của Việt
Nam đã được nghiên cứu về thực vật học, dược tính, thành phần hóa học. Các kết quả
nghiên cứu đã cho thấy đây là loài dược liệu quý giá và được xem là một trong những
phát hiện quan trọng bậc nhất trong lĩnh vực y dược. Việc nhân giống Sâm Ngọc Linh còn
gặp nhiều khó khăn do đây là loài đặc hữu của Việt Nam, yêu cầu sinh thái rất khắt khe,
tăng trưởng rất chậm và chỉ trồng được ở các khu vực quanh đỉnh núi Ngọc Linh (thuộc
địa phận hai tỉnh Kon Tum và Quảng Nam). Thời gian trồng trọt phải kéo dài từ 6 đến 7
năm mới có thể thu hoạch (do củ cần nhiều thời gian để tích lũy các hợp chất sinh học
quý giá). Các nghiên cứu về loài Sâm này chưa nhiều, chưa có một quy trình nhân giống
hoàn chỉnh phổ biến được chuyển giao công nghệ. Đây là loài dược liệu đắt tiền bậc nhất,
nhu cầu thị trường rất cao, khai thác cạn kiệt và đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng.
Đang được Chính phủ quan tâm và chú trọng đầu tư phát triển. Xuất phát từ những yêu
cầu cấp thiết đó chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của các elicitor, hệ
thống LED cải tiến, môi trường hai lớp đến quá trình nhân giống, tạo củ và tích lũy
saponin trong Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) in vitro” được thực
hiện tại phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học thực vật, Viện Khoa học Ứng dụng
HUTECH, trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh nhằm mục đích cải tiến môi
trường, điều kiện nuôi cấy, hệ thống nuôi cấy, kiểu bổ sung thành phần dinh dưỡng (môi
trường hai lớp lỏng-rắn) và hoàn thiện quy trình nhân nhanh loài Sâm quý này góp phần
bảo tồn và nhân nhanh giống loài Sâm đặc hữu của Việt Nam.
2. Tình hình nghiên cứu
Hiện nay, cây Sâm Ngọc Linh là đối tượng đang rất được quan tâm và chú ý nghiên
cứu nhằm xây dựng quy trình nhân giống nhanh, rút ngắn được thời gian sinh trưởng so
với cây Sâm Ngọc Linh trong tự nhiên mà vẫn đảm bảo được hàm lượng các dược chất
quý giá vốn có như saponin triterpenoid, ginsenoside để đảm bảo được nhu cầu tiêu dùng
của thị trường. Trong đó phải kể đến các công trình nghiên cứu như Hoàng Văn Cương

20. 5
(2012) đã chứng minh ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên sự sinh trưởng và khả năng
tích lũy saponin thông qua quá trình nuôi cấy mô sẹo và cây Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.) in vitro.
Nguyễn Thị Liễu và cộng sự (2011) đã tạo được rễ bất định của Sâm Ngọc Linh
trong nuôi cấy in vitro.
Hà Thị Loan (2014) đã sử dụng Agrotobacterium rizogenes chứa gene rol cảm ứng
tạo rễ tóc. Kết quả cho thấy rễ tóc được nuôi cấy trong môi trường lỏng lắc sinh trưởng tốt
và có sự hiện diện của 3 hoại chất saponin đặc trưng trong Sâm Ngọc Linh. Nuôi cấy rễ
tóc với những ưu điểm vượt bậc đã được khẳng định là sinh trưởng mạnh, không hướng
đất, không phụ thuộc vào chất điều hòa sinh trưởng thực vật ngoại sinh, bền vững về mặt
di truyền và có khả năng tổng hợp các hoạt chất thứ cấp với hàm lượng cao hơn hoặc
bằng cây mẹ giúp giảm được những ảnh hưởng không mong muốn đến sức khỏe người
tiêu dùng và nâng cao tính an toàn của sản phẩm, mở ra giải pháp mới cho sản xuất
saponin ở quy mô công nghiệp.
Mai Trường và cộng sự (2014) đã thành công trong việc tạo và nhân phôi soma Sâm
Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) trong môi trường lỏng.
Vũ Thị Hiền và cộng sự (2015) đã sử dụng kỹ thuật nuôi cấy lớp mỏng tế bào trong
nghiên cứu quá trình cứu hình thái của cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et
Grushv.). Trước nhu cầu rất lớn về Sâm Ngọc Linh dùng để làm thuốc, thực phẩm chức
năng của các công ty dược và người dân, một số Trung tâm nuôi cấy mô đã chuyển hướng
nghiên cứu nhân nhanh giống Sâm Ngọc Linh in vitro.
Trong nhân giống in vitro thực vật, ánh sáng khác nhau về chất lượng, cường độ và
thời gian chiếu sáng đều có ảnh hưởng lên sự sinh trưởng, phát triển của thực vật. Tổng
lượng ánh sáng mà cây thu nhận trong suốt quá trình chiếu sáng có tác động trực tiếp lên
quang hợp, sự sinh trưởng và năng suất của cây. Nguồn sáng nhân tạo sử dụng phổ biến
trong nhân giống in vitro hiện nay là đèn huỳnh quang. Mặc dù một số đèn huỳnh quang
thích hợp cho sự tăng trưởng thực vật nhưng tất cả các đèn huỳnh quang đều tỏa nhiệt, lại
phải tiêu tốn thêm một phần điện năng để làm giảm nhiệt độ nóng do các đèn này gây ra.
Theo Dương Tấn Nhựt (2002), chi phí điện năng ước tính khoảng 65% dùng cho thắp
sáng trong phòng nuôi cây và khoảng 25% để làm mát phòng nuôi. Do đó, sự phát triển

21. 6
nguồn bức xạ hiệu quả hơn được sử dụng trong các phòng nuôi cấy mô sẽ mang lại nguồn
lợi đáng kể để giảm chi phí sản xuất trong vi nhân giống.
Các nghiên cứu trong nước về lĩnh vực nuôi cấy mô hiện nay chủ yếu tập trung vào
nghiên cứu ảnh hưởng của các phytohormone trong quá trình phát sinh hình thái hay sinh
trưởng và phát triển của thực vật mà chưa đi sâu tìm hiểu vai trò của ánh sáng trong nhân
giống in vitro, đặc biệt là nguồn chiếu sáng từ đèn LED (Light Emitting Diode). Hiện
nay, đèn LED là thiết bị chiếu sáng đầy hứa hẹn cho các phòng nuôi cấy mô và nâng cao
khả năng tăng trưởng sinh học nhờ vào kích thước nhỏ, cấu trúc rắn, an toàn và tuổi thọ
cao. LED có những đặc tính tốt hơn so với các nguồn sáng khác như: đèn huỳnh quang,
đèn sợi đốt, đèn natri cao áp. Bước sóng của nó phát ra rất đặc biệt, chiều rộng của vạch
quang phổ ngắn, do vậy hiện nay LED được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực nghiên cứu
về quang sinh học như là sự tổng hợp chlorophyll, quang hợp và quang phát sinh hình
thái.
3. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của các elicitor (than hoạt tính, saccharose và AgNO3) ảnh
hưởng đến quá trình sinh trưởng và tích lũy saponin của cây Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.) nhằm tìm ra nồng độ thích hợp của các elicitor trên bổ sung
vào môi trường nuôi cấy giúp mẫu cấy tăng trưởng và tích lũy saponin tối ưu.
Sau khi xác định được nồng độ các elicitor (than hoạt tính, saccharose và AgNO3)
thích hợp, tiến hành thiết kế hệ thống chiếu sáng cải tiến sử dụng đèn LED bóng tròn
được sản xuất sẵn có thể sử dụng trực tiếp nguồn điện 220V để lắp đặt và thi công trong
thiết kế hệ thống LED đơn và LED kết hợp để khảo sát ảnh hưởng của các bước sóng ánh
sáng LED riêng lẻ (đỏ, xanh dương, vàng và trắng) và LED kết hợp (đỏ-vàng; đỏ-xanh
dương, vàng-xanh dương với tỷ lệ kết hợp là 50:50) đến quá trình quá trình sinh trưởng,
tạo củ và tích lũy saponin của cây Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.).
Sau khi xác định được nguồn chiếu sáng thích hợp, để đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng
của mẫu cấy, tiến hành nuôi cấy lỏng (lỏng tĩnh và lỏng lắc) nhằm tìm ra điều kiện nuôi
cấy thích hợp (lỏng lắc-giai đoạn cảm ứng) giúp thúc đẩy mẫu cấy tăng trưởng nhanh. Sau
giai đoạn nuôi cấy cảm ứng các mẫu cấy sẽ được cấy chuyền sang môi trường nuôi cấy
hai lớp nhằm tìm ra kiểu bổ sung các thành phần môi trường nuôi cấy thích hợp (môi

22. 7
trường hai lớp) cho sự tăng trưởng, tạo củ và tích lũy saponin trong củ Sâm Ngọc Linh
(Panax vietnamensis Ha et Grushv.). Mục đích nghiên cứu giúp rút ngắn thời gian nhân
giống, tăng số lượng và chất lượng cây giống, giúp hạ giá thành sản phẩm, góp phần bảo
tồn và cung cấp nguồn gene Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) quý giá.
Cung cấp cây giống chất lượng cao với số lượng lớn không giới hạn cho các nhà vườn,
doanh nghiệp trồng làm nguyên liệu dược và thực phẩm chức năng, từ đó có thể cải thiện
đời sống nhân dân, tiến dần đến thương mại hóa sản phẩm Sâm Ngọc Linh, tạo thương
hiệu cho sản phẩm đặc hiệu của Việt Nam.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
 Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất cảm ứng – elicitor đến quá trình sinh trưởng
và tạo củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.):
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của than hoạt tính đến quá trình sinh trưởng và tạo củ in vitro
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.).
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của saccharose đến quá trình sinh trưởng và tạo củ in vitro
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.).
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của bạc nitrate đến quá trình sinh trưởng và tạo củ in vitro
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.).
 Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống LED cải tiến đến quá trình sinh trưởng và
tạo củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.):
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng LED đơn cải tiến đến quá trình sinh trưởng và
tạo củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.).
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng LED hỗn hợp với tỷ lệ 50:50 (đỏ-vàng; đỏ-xanh
dương, vàng-xanh dương) đến khả năng tăng trưởng, tạo củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.).
 Nghiên cứu ảnh hưởng của nuôi cấy lỏng tĩnh và lỏng lắc (giai đoạn cảm ứng) đến
khả năng tăng trưởng của Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) in
vitro.
 Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường hai lớp (kiểu bổ sung các thành phần dinh
dưỡng trong môi trường nuôi cấy) đến khả năng tăng trưởng, tạo củ Sâm Ngọc Linh
(Panax vietnamensis Ha et Grushv.) in vitro.

23. 8
 Giải phẫu hình thái củ Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) in
vitro.
 Thu nhận hợp chất saponin triterpenoid từ sản phẩm của quá trình nuôi cấy in
vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) trong môi trường hai lớp:
+ Định tính saponin triterpenoid bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng
+ Định lượng saponin triterpenoid bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (High
Performance Liquid Chrotomatography – HPLC)
5. Phương pháp nghiên cứu
Tùy vào mục đích thí nghiệm mà chúng tôi thay đổi các yếu tố khảo sát để bố trí thí
nghiệm (các elicitor, nguồn chiếu sáng cải tiến LED đơn hay LED hỗn hợp, hệ thống nuôi
cấy lỏng tĩnh, lỏng lắc, kiểu bổ sung dinh dưỡng vào môi trường nuôi cấy – môi trường
hai lớp). Mỗi thí nghiệm có nhiều nghiệm thức khác nhau. Thiết kế và thi công hệ thống
đèn LED cải tiến sử dụng các bóng LED tròn được sản xuất sẵn tỏa nhiệt thấp sử dụng
trực tiếp nguồn điện 220V tiết kiệm chi phí cho bộ chuyển đổi điện một chiều 110V sang
220V dễ dàng thi công lắp đặt. Định tính saponin bằng phương pháp sắc ký bản mỏng,
định lượng saponin bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao.
Các thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên, đơn yếu tố với 3 lần lặp lại (30
bình nuôi cấy/lần). Các số liệu thu được xử lý thống kê bằng phần mềm SAS 9.1 và
chương trình MicroSoft Excel 2013
. Tất cả các số liệu sau khi thu thập ứng với từng chỉ
tiêu theo dõi, được thống kê và biểu diễn dưới dạng các giá trị trung bình cùng ký tự a, b,
c,…thì không có sự khác biệt về mặt thống kê. Các mẫu tự khác nhau (a, b, c,…) chỉ sự
sai khác thống kê ở mức ý nghĩa 0,05.
6. Các kết quả đạt được của đề tài
 Xác định được nồng độ các elicitor như than hoạt tính, saccharose, AgNO3, thích hợp
cho nhân giống, tăng trưởng, và tạo củ Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et
Grushv.), cụ thể như sau:
+ Môi trường SH bổ sung 1 g/L than hoạt tính là thích hợp cho sự tăng trưởng và tạo
củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) (nghiệm thức A2).
+ Tùy vào mục đích nghiên cứu mà nồng độ saccharose thay đổi (tạo cây hoàn chỉnh
30 m/L; nhân nhanh sinh khối mô sẹo: 70 g/L).

24. 9
+ Môi trường SH bổ sung 2,0 mg/L AgNO3 (C4) là thích hợp cho sự tăng trưởng và tạo
củ in vitro Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.).
+ Hệ thống chiếu sáng cải tiến LED đỏ thích hợp cho việc thay thế các nguồn sáng
huỳnh quang truyền thống nhằm kích thích sự phát triển và tạo củ in vitro Sâm Ngọc
Linh mang lại hiệu suất kinh tế cao hơn do tiết kiệm năng lượng chiếu sáng và năng
lượng làm mát không gian phòng nuôi mẫu.
+ Hệ thống chiếu sáng cải tiến LED xanh dương và ánh sáng LED đỏ kết hợp với tỷ lệ
50:50 thích hợp cho sự phát triển và tạo củ in vitro của Sâm Ngọc Linh.
 Nuôi cấy lỏng lắc (nghiệm thức L2) cho kết qủa mẫu cấy Sâm Ngọc Linh (Panax
vietnamensis Ha et Grushv.) tăng trưởng tốt nhất sau 3 tuần nuôi cấy.
 Môi trường nuôi cấy 2 lớp dạng lỏng-rắn (lỏng-agar) (E8), lớp trên lỏng có than hoạt
tính, lớp dưới đặc có than hoạt tính thích hợp nhất cho sự tăng trưởng và tạo củ in vitro.
Sau 16 tuần nuôi cấy, mẫu cấy tăng trưởng khỏe mạnh, tạo củ in vitro với kích thước lớn,
hình thái củ tương tự với củ Sâm Ngọc Linh trong tự nhiên.
 Kết quả phân tích sơ bộ bằng sắc ký lớp mỏng cho thấy, sắc đồ sắc ký lớp mỏng của củ
Sâm Ngọc Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) in vitro sau 16 tuần nuôi xuất cấy
hiện các vết tương tự như Sâm Việt Nam tự nhiên, các vết saponin tương ứng với các vết
của saponin chuẩn. Kết quả phân tích cho thấy củ Sâm Ngọc Linh in vitro có sự hiện diện
của các saponin Rg1, Rb1, MR2.
 Kết quả phân tích định lượng saponin (ginsenoside Rg1 và Rb1) trong củ Sâm Ngọc
Linh (Panax vietnamensis Ha et Grushv.) sau 16 tuần nuôi cấy in vitro cho thấy có sự
hiện diện của 2 loại saponin với hàm lượng cao (G-Rg1: 1,314 mg/g và G-Rb1: 1,425
mg/g).
7. Kết cấu của đồ án
Đồ án gồm những chương sau:
Chương 1: Tổng quan tài liệu
Chương 2: Vật liệu và phương pháp
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Chương 4: Kết luận và kiến nghị

25. 10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về vi nhân giống và các elicitor
1.1.1. Khái niệm vi nhân giống
Vi nhân giống (micropropagation) hay còn gọi là nhân giống in vitro (in vitro
propagation) được sử dụng đặc biệt cho việc ứng dụng các kỹ thuật nuôi cấy mô để nhân
giống thực vật, bắt đầu bằng nhiều bộ phận khác nhau của thực vật có kích thước nhỏ,
sinh trưởng ở điều kiện vô trùng trong các ống nghiệm hoặc trong các loại bình nuôi cấy
khác.
Nhân giống in vitro, trong nhiều thập niên vẫn được xem là một trong những kỹ
thuật hữu hiệu nhất dùng để nhân nhanh các giống cây trồng sạch bệnh đã được tuyển
chọn hoặc các nguồn gene thực vật quý hiếm.
1.1.2. Các chất cảm ứng – Elicitor
Hợp chất thứ cấp của thực vật không chỉ giúp thực vật tự vệ, chống chịu lại sâu bệnh
và điều kiện môi trường khắc nghiệt mà còn hữu ích cho con người khi có khả năng ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực: y dược, hóa học, mỹ phẩm và nông nghiệp. Saponin
triterpenoid là hợp chất quý hơn cả vàng có trong chi Nhân Sâm nói chung và Sâm Ngọc
Linh nói riêng. Để thu được lượng lớn hợp chất thứ cấp, theo phương pháp truyền thống
đòi hỏi hao tốn rất nhiều sinh khối thực vật. Do đó, khoa học hiện đại đã nghiên cứu ứng
dụng các chất cảm ứng (elicitor) trong nuôi cấy mô tế bào thực vật để thu được lượng lớn
hợp chất đích như mong muốn. Elicitor được định nghĩa là một chất cơ bản mà khi đưa
với các nồng độ nhỏ vào hệ thống tế bào sống thì kích thích sự sinh tổng hợp các hợp chất
thứ cấp trong tế bào. Sự kích kháng thực vật là quá trình cảm ứng hoặc tăng cường sinh
tổng hợp các chất chuyển hóa thứ cấp do sự bổ sung theo hàm lượng của elicitor
(Namdeo, 2007). Đối với loài có thời gian tăng trưởng kéo dài và khó nhân giống trong tự
nhiên như Sâm Ngọc Linh, việc bổ sung các chất cảm ứng vào môi trường nuôi cấy vừa
giúp nhân nhanh sinh khối, rút ngắn thời gian tăng trưởng và thu được lượng lớn hợp chất
thứ cấp.
Elicitor bao gồm các chất có nguồn gốc từ mầm bệnh và các chất được tiết ra từ thực
vật bằng phản ứng của mầm bệnh (elicitor nội sinh). Trên cơ sở bản chất tự nhiên, elicitor
có thể được phân thành 2 nhóm là: elicitor phi sinh học và elicitor sinh học.

26. 11
 Elicitor phi sinh học là các chất có nguồn gốc không thuộc sinh vật học, gồm các
muối vô cơ, các kim loại nặng và các tác nhân vật lý như sóng siêu âm, áp suất, nhiệt độ,
và pH.
 Elicitor sinh học là các chất có nguồn gốc sinh vật học, bao gồm các polysacharide
có nguồn gốc từ thành tế bào thực vật (pectin hoặc cellulose), các vi sinh vật (chitin hoặc
glucan) và các glycoprotein, G-protein hay các protein nội bào có chức năng là gắn với
các receptor và tác động bằng cách hoạt hóa hoặc bất hoạt một số enzyme hoặc các kênh
ion.
Ngoài ra, có thể phân loại elicitor dựa trên nguồn gốc của chúng 2 loại elicitor là
elicitor ngoại sinh và elicitor nội sinh.
 Elicitor ngoại sinh là các chất có nguồn gốc bên ngoài tế bào như các
polysaccharide, polyamine và các acid béo.
 Elicitor nội sinh là các chất có nguồn gốc bên trong tế bào, được hình thành thông
qua các phản ứng thứ cấp, được cảm ứng bằng tín hiệu sinh học hay phi sinh học, chẳng
hạn như galacturonide hoặc hepta-β-glucoside,... (Namdeo, 2009).
1.1.2.1. Than hoạt tính
Trước đây, than hoạt tính (Actived charcoal – AC) thường được sử dụng để phòng
độc, lọc không khí và các chất lỏng. Hiện nay, than hoạt tính đã được tinh chế và sản xuất
rộng rãi như một chất có tính hấp phụ cao và được sử dụng phổ biến trong nuôi cấy mô
nhờ tác động lên sự phát sinh hình thái và phát sinh cơ quan của thưc vật (Pan et al.,
1998). Vai trò của AC trong nuôi cấy mô tế bào thực vật chủ yếu là tạo điều kiện “tối”
cho môi trường nuôi cấy, hấp phụ các chất độc và các chất ức chế sinh trưởng thực vậy
như phenolic, dịch rỉ nâu sinh ra từ mẫu môi trường nuôi cấy (Biniak, 1990). Ngoài ra
than hoạt tính cũng có thể hấp thụ các vitamin, cytokinin và auxin (Ebert et al., 1990;
Fridborg et al., 1978), làm thay đổi tỷ lệ thành phần các chất có trong môi trường nuôi
cấy cũng như pH môi trường (Wann et al., 1997).
Từ khi AC được ứng dụng trong lĩnh vực nuôi cấy mô, các nhà khoa học chủ yếu
tập trung nghiên cứu và đã công bố về ảnh hưởng của nó trong việc cải tiến môi trường
nuôi cấy (Buter et al., 1993), tăng cường khả năng tái sinh cây (Krajnáková et al., 2009),
phát sinh phôi (Mathews et al., 1993), tăng sinh tế bào trần (Kunitake H. et al., 1995),

27. 12
ngăn cản sự phát triển bất bình thường của cây con, kích thích quá trình hình thành và
phát triển chồi (Kee-Kee-oeup et al., 2000), thúc đây hay ức chế sự tăng trưởng và hình
thành rễ (Christopher et al., 2012); ngoài ra AC còn có khả năng làm giảm hiện tượng
thủy tinh thể ở một số loài thực vật (Debergh et al.1981).
Nguyễn Thị Nhật Linh và cộng sự (2012) đã tiến hành cấy các chồi cây Hồng môn
vào môi trường được phân thành 2 phần, một phần không có AC và phần còn lại bổ sung
các nồng độ AC tối ưu đã khảo sát ở hai đối tượng cây Cúc (3 g/L AC) và Hồng môn (2
g/L AC) bằng cách thay đổi vị trí lớp AC trong môi trường nuôi cấy (trên, giữa hoặc
dưới). Kết quả cho thấy, hầu hết các rễ phát sinh trong lớp môi trường có AC (trên 80%
rễ). Ngoài ra, các kết quả cũng cho thấy sự định hướng rễ của cây Hồng môn phụ thuộc
vào vị trí lớp AC nhiều hơn ở cây Cúc. Vị trí lớp môi trường có AC ở dưới là tối ưu cho
sự phát triển của cây và rễ in vitro của cả cây Cúc và cây Hồng môn. Mặt khác, những
cây sinh trưởng và phát triển tốt trong điều kiện in vitro cũng sinh trưởng và phát triển tốt
ở điều kiện ex vitro; điều này có ý nghĩa rất lớn trong nghiên cứu nhân giống vô tính cây
trồng.
1.1.2.2. Saccharose
Trong nuôi cấy in vitro, mô và tế bào thực vật sống chủ yếu theo phương thức dị
dưỡng, nên việc đưa đường vào môi trường nuôi cấy làm nguồn chất hữu cơ là điều bắt
buộc (Lê Trần Bình và cộng sự, 1997). Đường saccharose không chỉ điều hòa áp suất
thẩm thấu của môi trường mà còn là nguồn cacbohydrate tốt nhất cung cấp cho mô và tế
bào. Nhưng khi nồng độ đường quá cao sẽ hạn chế hiệu quả hấp thu nước của mô cây.
Hai dạng đường thường gặp nhất trong nuôi cấy in vitro là glucose và saccharose, trong
đó saccharose được sử dụng phổ biến hơn (Nguyễn Đức Lượng, 2001). Tùy theo mục
đích nuôi cấy mà hàm lượng đường cho vào môi trường khác nhau, thông thường là 30 –
40 g/L là tương đối thích hợp cho nhiều loại cây (Vuylsteke, 1989). Các nghiên cứu trên
dưa Cucumis hystrix (Michael et al., 2001), cây dâu tây (Hyung, 1996) và cây hành
(Teruyuki, 1999) đều cho thấy hàm lượng đường 30 g/L là thích hợp cho chồi phát triển
tốt trong nuôi cấy in vitro.
Theo nghiên cứu của Lâm Ngọc Phương và cộng sự (2005) đã chứng minh rằng cho
thấy sự phát triển của chồi dưa hấu tam bội tốt nhất trong môi trường MS có chứa 30 g/L

28. 13
saccharose với 0,5 mg/L BA dưới cường độ ánh sáng 1.800 lux. Những chồi này phát
triển rất tốt, cao và nhiều lá sẽ là vật liệu tốt để nhân chồi, ra nhiều rễ và dễ thuần dưỡng.
1.1.2.3. Bạc nitrate
AgNO3 còn được gọi là bạc nitrate. AgNO3 là chất có khả năng điều khiển quá trình
sinh trưởng, phát triển của chồi thông qua tác động vào quá trình trao đổi ethylene
(Biddington, 1992). Chính vì thế, bổ sung AgNO3 vào môi trường nuôi cấy có thể ức chế
việc tổng hợp ethylene hoặc chức năng của ethylene bằng cách tác động lên quá trình tổng
hợp hoặc tác động lên tín hiệu trao đổi chất (Pua và Chi, 1993), qua đó ảnh hưởng đến
sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Do vậy, bạc nitrate cũng là một elicitor.
Các ion bạc dưới dạng nitrate (AgNO3) có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến
quá trình phát sinh cơ quan, sinh phôi, ra rễ in vitro, cảm ứng hoa, ra hoa sớm, kiểm soát
hiện tượng rụng lá thông qua việc ức chế hoạt động của ethylene (Sharma, 2008).
Nguyễn Thị Phương Thảo và cộng sự (2015) nghiên cứu ảnh hưởng của chất điều
hòa sinh trưởng thực vật và khoáng vi lượng đến sự sinh trưởng và ra hoa in vitro của cây
hoa hồng cho thấy kết quả là bổ sung 30 µM AgNO3 là tốt nhất cho sự sinh trưởng và
hình thành hoa với tỷ lệ ra hoa ở các giống hoa hồng.
Trương Thị Phương Lan và cộng sự (2017) nghiên cứ ảnh hưởng của AgNO3 đến
quá trình tái sinh cây nghệ đen (Curcuma zedoaria Roscoe) cho thấy kết quả là bổ sung
1,5 mg/L AgNO3 vừa có thể tạo rễ lẫn phát sinh chồi mới.
1.1.3. Phương pháp nuôi cấy lỏng lắc
Nuôi cấy lỏng lắc: nuôi cấy lỏng lắc thúc đẩy sự phân chia và tăng trưởng của tế bào
trong môi trường lỏng (Torres, 1989). Là phương pháp nuôi cấy thực vật bằng môi trường
lỏng, bình nuôi cấy được đặt trên máy lắc (shaker), tuỳ vào mục đích nuôi cấy, đối tượng
nuôi cấy mà số vòng quay của máy lắc được điều chỉnh khác nhau (từ 90 – 180
vòng/phút).
Các tế bào được tiếp xúc với môi trường dinh dưỡng do mẫu được ngâm trực tiếp
vào dung dịch môi trường. Sự thông khí được thực thực hiện nhờ máy lắc ở tốc độ 100 –
150 vòng/phút. Khí đưa vào phải đảm bảo vô trùng. Quá trình thông khí còn ngăn chặn và
làm giảm sự kết dính của các tế bào với nhau.

29. 14
Theo Thomass và Davey (1975), nuôi cấy huyền phù tế bào có dung tích 25 mL, tốc
độ phù hợp nhất của máy lắc là 100 − 150 vòng/phút. Thể tích của môi trường lỏng phải
phù hợp với kích thước bình nuôi cấy, thường chiếm 20% thể tích bình.
Debergh (1983) và George (1993) đã cho rằng lượng nước trong môi trường thạch rắn
thấp khiến cho sự hấp thụ bởi thực vật thấp hơn so với môi trường lỏng lắc.
Các nuôi cấy quy mô nhỏ như phòng thí nghiệm và trong những thời gian ngắn, có
thể máy lắc từ ở tốc độ 250 vòng/phút và thời gian nuôi cấy thường từ 10 – 15 ngày. Sau
đó, các mẫu nuôi cấy phải được chuyển vào môi trường mới để đảm bảo sự sinh trưởng
và phát triển của các tế bào.
Phương pháp nuôi cấy lỏng lắc có ưu thế hơn các phương pháp khác là mẫu cấy
được tiếp xúc đầy đủ hơn với môi trường dinh dưỡng nên tốc độ sinh trưởng và phát triển
nhanh. Nhờ việc liên tục được di chuyển trong môi truờng nuôi cấy nên ít xảy ra hiện
tượng ưu thế ngọn, sự ngủ của chồi biến mất và kết quả là tạo ra được nhiều chồi hơn.
 Mục đích của nuôi cấy lỏng lắc:
Phương pháp nuôi cấy mô và tế bào thực vật bằng môi trường lỏng sẽ khắc phục
được một số nhược điểm khi nuôi cấy trên môi trường bán rắn:
Các mẫu nuôi cấy được ngập và phân bố theo không gian 3 chiều nên tiết kiệm được
không gian, mẫu cấy hấp thụ hết môi trường dinh dưỡng trong bình nuôi cấy. Tăng cường
được sự thoáng khí nên kích thích mẫu phát triển nhanh.
Khi nuôi cấy ngập và được di chuyển tự do trong môi trường, hiệu ứng ưu thế ngọn
bị biến mất và các chồi phát triển tương đối đồng đều nhau. Giảm chi phí sản xuất thông
qua việc giảm được lượng agar sử dụng cho môi trường nuôi cấy.
 Khó khăn của nuôi cấy lỏng lắc:
Khó khăn lớn nhất của nuôi cấy lỏng lắc là mẫu mô nuôi cấy bị tổn thương do quá
trình lắc. Những khối mô hay cơ quan tế bào thực vật mới hình thành còn non yếu, nếu bị
va đập mạnh sẽ làm dập nát khối mô non. Từ đó khả năng nhân nhanh tế bào bị giảm sút.
Quá trình nhân nhanh khối mô hay tế bào sử dụng môi trường lỏng thay cho môi
trường bán rắn kể từ giai đoạn tái sinh đến giai đoạn tăng sinh khối. Môi trường nuôi cấy
lỏng thường dẫn đến sự phát sinh hình thái bất thường, chẳng hạn như hiện tượng thủy
tinh thể (hyperhydricity hay vitrification).

30. 15
Hình 1.1. Các bước sóng ánh sáng (nguồn Internet)
Hiện nay, khoa học và kỹ thuật phát triển nên hệ thống nuôi cấy lỏng lắc đã cải thiện
nhằm phục vụ nhân nhanh sinh khối, hoạt tính có trong cây, hoạt chất,… Các hệ thống
như: bioreactor, hệ thống quang tự dưỡng, hệ thống TIS, hệ thống RITA, hệ thống bình
sinh đôi BIT, hệ thống Plantima,…
1.1.4. Vai trò của ánh sáng trong vi nhân giống
Trong môi trường nuôi cấy, quang tổng hợp không phải là một hoạt động cần thiết
do sự có mặt của đường trong môi trường, nhưng ánh sáng cần thiết để điều hòa một số
quá trình liên quan tới phát sinh hình thái của cây. Tùy từng loại nuôi cấy, yêu cầu cường
độ cũng như thời gian chiếu sáng khác nhau, ví dụ như khi nuôi cấy mô sẹo, thường
không cần ánh sáng. Ánh sáng còn ảnh hưởng tới sinh trưởng của mô nuôi cấy thông qua
tác động vào trạng thái và cấu trúc của các chất điều hòa sinh trưởng thực vật cũng như
dinh dưỡng khoáng. Thông thường trong phòng nuôi cấy người ta sử dụng ánh sáng
huỳnh quang chiếu sáng từ 14 − 15 giờ/ngày với cường độ 2000 lux.
1.1.4.1. Vai trò của ánh sáng đối với quá trình quang hợp ở thực vật
Sự sống trên trái đất phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời bởi ánh sáng là điều kiện cho
quá trình quang hợp xảy ra. Mọi sự sống trên trái đất không thể tách rời quá trình này.
Ngày nay, chúng ta biết đến quang hợp là quá trình giúp thực vật dùng năng lượng
ánh sáng để tạo glucose và phóng thích oxy từ carbonic và nước.

31. 16
Cường độ ánh sáng mà thực vật sử dụng trong phản ứng quang hợp thuộc vùng
quang phổ có bước sóng từ 400 đến 700 nm với cực đại hấp thụ từ 660 đến 680 nm. Đơn
vị đo cường độ ánh sáng trong các nghiên cứu về thực vật hiện nay là dòng photon quang
hợp (photosynthetic photon flux – PPF), tính bằng μmol.m-2
.s-1
, nghĩa là số lượng photon
tham gia vào quá trình quang hợp của thực vật tính trong 1 giây trên một đơn vị diện tích
1 m2
.
Các bước sóng ánh sáng được sử dụng trong quang hợp chỉ là một phần nhỏ của
toàn bộ quang phổ điện từ. Ở thực vật bậc cao, ánh sáng đỏ, tím, xanh điều khiển quá
trình quang hợp hiệu quả nhất. Khả năng kích thích các electron của ánh sáng liên quan
đến bước sóng hơn là cường độ của chùm sáng. Chỉ có một phần nhỏ ánh sáng được thực
vật thực sự hấp thu.
1.1.4.2. Vai trò của ánh sáng đối với quá trình sinh trưởng và phát triển của thực vật
Năng lượng bức xạ được thực vật sử dụng theo hai cách hoàn toàn riêng biệt: như
một nguồn năng lượng và như một nguồn thông tin. Ánh sáng đặc biệt phù hợp với vai trò
thứ hai. Ánh sáng có thể truyền thông tin qua nhiều dạng khác nhau; trong đó, có tối thiểu
4 dạng đặc trưng: chất lượng, lượng, hướng và quang kỳ.
 Chất lượng: dạng năng lượng bức xạ, màu, quang phổ, thành phần bước sóng là tất
cả những từ dùng diễn tả đặc trưng này của ánh sáng.
 Lượng: số lượng năng lượng bức xạ, cường độ, số photon, tốc độ dòng xác định rõ
đặc trưng thứ hai này.
 Hướng: có sự đa dạng rất lớn giữa các môi trường sống khác nhau theo hướng chiếu
sáng.
 Quang kỳ: mô tả sự khác nhau đều đặn do chu kì ngày đêm và sự thay đổi độ dài
ngày theo mùa.
Nhiều đặc tính về phát triển hình thái của thực vật ex vitro bị ảnh hưởng bởi các điều
kiện môi trường như ánh sáng (về chất lượng, cường độ, thời gian và hướng chiếu sáng),
nhiệt độ, thành phần khí (CO2, O2, H2O, C2H4), thành phần môi trường.
Năng lượng bức xạ có những ảnh hưởng quan trọng lên hình thái và hoạt động của
thực vật bao gồm sự phát triển khả năng quang hợp, tham gia vào nhịp nội sinh và định
hướng về không gian và thời gian.

32. 17
Hình 1.2. A. Sự hấp thu các bước sóng bởi các loại sắc tố quang hợp và cường độ quang hợp; B. Sự hấp thu ánh
sáng của chlorophyll a và chlorophyll b (nguồn Internet )
Quang phát sinh hình thái là quá trình kiểm soát sự sinh trưởng, phát triển và phát
sinh hình thái của thực vật dưới ánh sáng. Quá trình này được điều khiển bởi ít nhất bốn
con đường khác nhau của các quang thụ thể.
Trong điều kiện tối, cây phát triển theo một chương trình gọi là
“kotomorphogensis”, chẳng hạn như kéo dài chồi, có rất ít hay không có lá mầm và lá
thật, bị vàng hóa.
Sự phát sinh hình thái do ánh sáng (sự nảy mầm, sự kéo dài đốt thân,...) xảy ra ở
những dải bước sóng từ 400 − 500 nm (xanh lục), 600 − 700 nm (đỏ) và 700 − 800 nm
(đỏ xa).
Ánh sáng có ảnh hưởng rất lớn lên sự quang phát sinh hình thái ở thực vật thông qua
các quang thụ thể. Thực vật bậc cao có ít nhất ba loại quang thụ thể (photoreceptor) có độ
hấp thu chọn lọc với các ánh sáng quang phổ khác nhau, điều hòa sự phát sinh hình thái,
đó là:
 Phytochrome (650 − 680 nm; ánh sáng đỏ/đỏ xa).
 Các thụ thể nhận ánh sáng xanh gồm cryptochrome (340 − 520 nm; ánh sáng xanh
UV − A), phototropin.
 Thụ thể hấp thu tia cực tím UV − B (290 − 350 nm) và UV − A.
Sự chiếu sáng có ảnh hưởng lên sự sinh trưởng của tế bào, mô thực vật và sự sinh
tổng hợp chất biến dưỡng sơ cấp và thứ cấp. Chúng tăng theo cường độ chiếu sáng và
hiện tượng bão hòa ánh sáng xuất hiện sau khi cường độ chiếu sáng đạt đến điểm bão hòa
ánh sáng, khác nhau từ loài này đến loài khác.

33. 18
a. Cường độ ánh sáng
Cường độ ánh sáng từ 1000 – 2500 lux được dùng phổ biến cho nuôi cấy nhiều loại
mô. Với cường độ ánh sáng lớn hơn thì sinh trưởng của chồi chậm lại. Theo Ammirato
(1987), ánh sáng tham gia vào sự phát sinh và phát triển của phôi soma. Ánh sáng ở
cường độ cao gây nên sự sinh trưởng của mô sẹo, ở cường độ trung bình kích thích tạo
chồi; ngoài ra, ở cường độ thấp sẽ tăng chiều cao và lá có màu xanh đậm.
b. Quang phổ ánh sáng
Vấn đề quang phổ ánh sáng đã được nhiều tác giả nghiên cứu như Pierik (1987).
Ảnh hưởng của ánh sáng ở các bước sóng khác nhau được trình bày tóm tắt trong bảng
1.1.
Bảng 1.1. Ảnh hưởng của các bước sóng ánh sáng khác nhau lên thực vật
Loại ánh
sáng
Ký hiệu
Bước sóng
(nm)
Tác động
Hồng ngoại
IR – A
1400
800
Không có ảnh hưởng đặc biệt nhưng có tác động lên thực vật
Ánh sáng
khả kiến
Đỏ
780
760
700
Kéo dài thực vật
Nảy mầm (730 nm)
Da cam 640
610
Quang hợp cực đại (635 nm) do được chlorophyll hấp thụ cực
đại; nảy mầm (660 nm)
Vàng
590
570
Quang hợp
Xanh lá cây 510 Được hấp thu bởi sắc tố vàng
Xanh
dương
500
450
Được hấp thu bởi sắc tố vàng
Tím 400 Được hấp thu bởi sắc tố vàng
Cực tím
UV – A
380
315
Chiều cao cây
Độ dày lá; kích thích sắc tố
UV – B
280
Không tốt cho quang hợp (ở cường độ cao); làm tổn thương
các mô thực vật
UV – C 100 Cây chết ngay lập tức
(Trần Thị Hồng Thúy, 2014)
1.1.4.3. Vai trò của ánh sáng trong nhân giống in vitro
Cường độ ánh sáng mà thực vật sử dụng trong phản ứng quang hợp có bước sóng từ
400 − 700 nm, với đỉnh từ 660 − 680 nm. Sự phát sinh hình thái do ánh sáng (sự nảy

34. 19
mầm, sự kéo dài đốt thân,…) xảy ra ở những dải bước song từ 400 − 500 nm (xanh lục),
600 − 700 nm (đỏ) và 700 − 800 nm (đỏ xa).
Sự phân phối phổ ánh sáng, quang kỳ và hướng chiếu sáng cũng đóng vai trò quan
trọng trong quá trình sinh trưởng của thực vật nuôi cấy mô. Hiện nay, ánh sáng trắng (phổ
ánh sáng từ khoảng 200 nm đến 800 nm) của đèn huỳnh quang được sử dụng phổ biến
nhất trong các phòng thí nghiệm nuôi cấy mô. Ánh sáng đơn sắc từ đèn LED (đi-ốt phát
quang) cũng đã và đang được nghiên cứu làm nguồn sáng trong nhân giống thực vật. Sử
dụng ánh sáng đơn sắc đỏ (600 − 700 nm) hoặc đỏ xa (700 − 800 nm) hoặc kết hợp với
xanh lam của đèn LED làm cây tăng trưởng rất tốt và tiết kiệm điện năng hơn so với dùng
đèn huỳnh quang.
Một trong những yếu tố của môi trường ảnh hưởng lên quá trình tạo rễ của mẫu cấy
là ánh sáng. Ánh sáng góp phần vào việc tạo rễ và chồi bất định của đoạn cắt. Chỉ cần
cường độ ánh sáng thấp cho quá trình tạo rễ, vì cường độ ánh sáng cao quá sẽ ngăn cản sự
tạo rễ. Đối với một số loài, quang kỳ có thể ảnh hưởng đến sự tạo rễ.
Chất lượng ánh sáng cũng ảnh hưởng đến sự ra rễ. Ánh sáng đỏ cam thích hợp cho
sự ra rễ hơn ánh sáng xanh da trời. Sự phát sinh hình thái thực vật bị ảnh hưởng bởi các
nhân tố của môi trường như nhiệt độ, CO2, chất dinh dưỡng, chất lượng ánh sáng, thời
gian và cường độ chiếu sáng. Những nhân tố này ảnh hưởng đến sự tăng trưởng chồi và
phát sinh hình thái bên cạnh vai trò của nó trong quang hợp. Debergh và cộng sự (1992)
đã chứng minh rằng cường độ chiếu sáng có tác dụng điều hòa kích thước lá và thân cũng
như con đường phát sinh hình thái đồng thời ảnh hưởng đến sự hình thành sắc tố và thủy
tinh thể của cây con. Chất lượng ánh sáng có ảnh hưởng quan trọng trên một số đặc tính
hình thái như sự kéo dài ở cây Cúc và cây Cà chua. Hình thái giải phẫu lá và kích thước lá
ở cây Phong.
1.1.4.4. Nguồn chiếu sáng nhân tạo sử dụng trong nuôi cấy in vitro hiện nay
Nguồn chiếu sáng được sử dụng thông dụng trong nuôi cấy in vitro là ánh sáng
huỳnh quang. Các loại đèn halogen kim loại, natri cao áp, dây tóc được sử dụng nhằm làm
tăng cường độ ánh sáng. Tuy nhiên, những nguồn sáng này bao gồm các bước sóng không
cần thiết cho sự sinh trưởng của cây (Kim et al., 2004). Ánh sáng đơn sắc là một nguồn

35. 20
năng lượng đầy hứa hẹn cho các phòng nuôi cấy mô với khả năng nâng cao quá trình tăng
trưởng sinh học nhờ vào kích thước nhỏ, cấu trúc rắn, an toàn, ít tỏa nhiệt, tuổi thọ cao.
Ánh sáng đơn sắc bao gồm các bước sóng có lợi cho quá trình quang hợp, từ đó ảnh
hưởng đến quá trình phát sinh hình thái và sinh tổng hợp của cây. Hiện nay, ánh sáng đơn
sắc được sử dụng trong nhiều nghiên cứu về quang sinh học như sự tổng hợp chlorophyll,
quang hợp và phát sinh hình thái hay quá trình tích lũy các hợp chất có hoạt tính sinh học.
Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên sự sinh trưởng và phát triển của một số loài cây đã
được nghiên cứu, ví dụ như: Euphorbia milii (Dewir et al., 2007), Zantedeschia (Jao et
al., 2005), Khoai tây (Jao et al., 2004; Miyashita et al., 1995), Cúc (Kim et al., 2004),
Lilium (Lian et al.,2002), Chuối (Nhut et al., 2003), Dâu tây (Nhut et al., 2003), Lan Ý
(Nhut et al., 2005), Nho (Puspa et al., 2008), Cymbidium (Schuerger et al., 1997) và Lan
Hồ Điệp (Wongnok et al., 2008). Những nghiên cứu này đều chỉ ra rằng ánh sáng đơn sắc
thích hợp cho sinh trưởng của cây hơn ánh sáng huỳnh quang. Ảnh hưởng của chất lượng
ánh sáng lên sự sinh trưởng và phát triển thực vật đã được nghiên cứu nhiều. Tuy nhiên,
các nghiên cứu về tác động của ánh sáng đến quá trình tổng hợp các hợp chất thứ cấp có
hoạt tính sinh học vẫn còn rất hạn chế. Krewzaler và Hahlbrock (1973) đã cho rằng ánh
sáng có vai trò kích thích sự tổng hợp flavonoid glycosides trong nuôi cấy tế bào cây
Petroselinum hortense (Krewzaler và Hahlbrock, 1973). Một số nghiên cứu khác cũng đã
tìm hiểu ảnh hưởng của ánh sáng lên sự tích lũy các chất trên một số đối tượng như:
anthocyanin trong cây Perilla fruttiescnens (Zhong et al., 1991), artemisinin từ nuôi cấy
rễ tơ cây Artimisia annua (Liu et al., 2002). Trên đối tượng chi Panax, Yu và cộng sự
(2005) đã nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng lên sự tổng hợp ginsenoside trong rễ tơ cây
Nhân Sâm (Panax ginseng C. A. Mayer). Hoàng Văn Cương và cộng sự (2012) nghiên
cứu ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc lên sự khởi tạo và tăng sinh của mô sẹo, cũng như sự
sinh trưởng, phát triển và khả năng tích lũy hoạt chất saponin trong cây Sâm Ngọc Linh
(Panax vietnamensis Ha et Grushv.) nuôi cấy in vitro đã được nghiên cứu.
Việc sử dụng ánh sáng nhân tạo trong nhân giống thực vật theo 2 khuynh hướng sau:
hoàn toàn thay thế hay cung cấp một phần ánh sáng ban ngày cho quang hợp hay quang
phát sinh hình thái.

36. 21
Việc sử dụng ánh sáng nhân tạo trong nhân giống thực vật đòi hỏi phải cân bằng
giữa các quá trình sinh lý của thực vật và các vấn đề kinh tế của người nuôi trồng. Ánh
sáng khác nhau về chất lượng, cường độ và thời gian chiếu sáng, mỗi đặc tính này đều có
ảnh hưởng lên sự phát triển của thực vật. Tổng lượng ánh sáng mà cây thu nhận trong
suốt quá trình chiếu sáng có tác động trực tiếp lên quang hợp, sự tăng trưởng và năng suất
cây trồng. Sự tác động này có thể đo được dựa trên kích thước cây, số lượng hoa và các
thuộc tính khác. Trong nhiều trường hợp, hình thái thực vật (chiều cao, hình dáng,…) bị
ảnh hưởng chủ yếu bởi chất lượng ánh sáng. Điều này tùy thuộc vào cường độ và sự phân
phối dải năng lượng như ánh sáng xanh, đỏ và đỏ xa phát ra từ đèn. Thực vật rất nhạy
cảm với các điều kiện ánh sáng, vì vậy sự tăng trưởng và phát triển ở thực vật có thể tăng
bởi ánh sáng nhân tạo và các đặc tính thích nghi.
Trong các nguồn chiếu sáng nhân tạo hiện nay, các nguồn sáng chủ yếu được sử
dụng cho thực vật là: đèn sợi đốt, đèn compact, đèn huỳnh quang, đèn LED.
Đèn sợi đốt là một trong những nguồn sáng nhân tạo cổ điển nhất mà hiện nay vẫn
được dùng ở nước ta. Trong đó năng lượng trong vùng khả kiến khoảng 5%, còn chủ yếu
là bức xạ hồng ngoại. Tuy nhiên, trong thực tế đèn sợi đốt có ưu điểm là giá rẻ, dễ lắp đặt.
Đèn sợi đốt được dùng phổ biến để ức chế sự ra hoa của cây hoa Cúc và kích thích sự ra
hoa của cây Thanh long trong mùa đông (với cây hoa Cúc mỗi đêm phải thắp khoảng 4
giờ, cây Thanh long khoảng 8 giờ).
Hiện nay trong các phòng nuôi cấy in vitro phần lớn sử dụng đèn huỳnh quang. Đèn
huỳnh quang chủ yếu được sử dụng cho sinh hoạt của con người. Ánh sáng đèn huỳnh
quang là sự phối trộn của nhiều vùng quang phổ từ những vùng ánh sáng có bước sóng
ngắn 320 nm đến bước sóng dài 800 nm. Có những vùng bước sóng ngắn không có lợi
cho sự sinh trưởng và phát triển của thực vật.
Một loại đèn nữa cũng thường được sử dụng cho cây trồng là đèn huỳnh quang
compact. Đèn compact là loại đèn huỳnh quang áp suất thấp, sử dụng bột huỳnh quang
đất hiếm 3 màu. So với đèn sợi đốt, đèn compact có hiệu suất sáng cao hơn đối với mắt
người, nhưng đối với phổ quang hợp của thực vật, đèn compact có ít thành phần đỏ (660
nm) và không có đỏ xa (730 nm). Mặc dù quang phổ phát ra từ đèn huỳnh quang compact
bao gồm các vùng sáng đỏ và xanh có hiệu quả hơn đèn sợi đốt, tuy nhiên còn có một tỷ

37. 22
Hình 1.3. Các hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED. a. Đèn LED với tỷ lệ chiếu sáng 70%
LED đỏ kết hợp 30% LED xanh; b. LED uni-Pack (LP) (Nguyễn Bá Nam, 2012)
lệ lớn các vùng quang phổ xanh lá cây (Green) và vàng (Yellow) nên làm lãng phí năng
lượng.
Như vậy, mặc dù một số đèn huỳnh quang thích hợp cho sự tăng trưởng thực vật
nhưng đèn huỳnh quang trong nuôi cấy mô chiếm nhiều không gian, tuổi thọ thấp, có
những vùng quang phổ không cần thiết, tiêu tốn nhiều điện năng và tạo ra nhiệt lượng cao
trong phòng nuôi cây, do đó chúng ta phải tốn thêm một lượng điện năng đáng kể để điều
hòa nhiệt độ trong phòng. Chi phí điện năng ước tính khoảng 65% dùng cho tăng sáng
trong phòng nuôi cấy và khoảng 25% để làm mát phòng nuôi.
1.1.5. Đèn LED (Light Emitting Diode)
1.1.5.1. Giới thiệu đèn LED
Đi–ốt phát quang (LED) là nguồn sáng bán dẫn, sẽ cung cấp lượng ánh sáng đơn sắc
khi có dòng điện một chiều chạy qua nó. Đèn LED (khác với bóng LED) được định nghĩa
là tổ hợp bóng LED, phần quang học, tỏa nhiệt và nguồn nuôi. LED đầu tiên được phát
minh bởi Texas Instrument vào năm 1960. Tại thời điểm đó cường độ sáng của LED còn
rất thấp và chỉ có ánh sáng đơn sắc đỏ. Sau này cường độ sáng của LED đã tăng lên rất
nhiều và biên độ dải màu cũng tăng theo (đỏ, cam, vàng, xanh lá, xanh dương, trắng,…).
Đến những năm cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, đèn LED tạo nên một cuộc cách mạng
nhanh chóng, đem lại nhiều tiện dụng cho các thiết bị kỹ thuật số và một dãy các thiết bị
mới đa chức năng, như tín hiệu ra vào, đèn nổi, đèn giao thông, đèn vòm, đèn tường, đèn
dưới nước, đèn ngoài trời. Trong những năm gần đây, LED mới thực sự được quan tâm
như là một nguồn bức xạ cho thực vật do tiềm năng ứng dụng thương mại của nó rất lớn.

38. 23
Để tiến hành nghiên cứu chế tạo các hệ thống đèn LED thích hợp trong nhân giống
cây trồng và kỹ thuật phá đêm, chúng ta sẽ phải lựa chọn các bước sóng thích hợp với phổ
hoạt động của các sắc tố thực vật.
1.1.5.2. Ưu, nhược điểm của đèn LED
LED đem lại nhiều lợi ích trên các phương diện như sau:
 Tiết kiệm điện năng: LED có năng suất cao, do đó năng lượng tiêu thụ bởi LED nhỏ,
giúp cho việc nhân giống có chi phí hiệu quả và tiết kiệm. Sử dụng đèn LED có thể tiết
kiệm điện năng đến 11% và giảm khí thải CO2 từ 261 − 348 triệu tấn vào năm 2020.
 Tuổi thọ: LED có tuổi thọ cao, từ 20.000 – 100.000 giờ (đèn sợi đốt có tuổi thọ 1000
giờ, đèn huỳnh quang có tuổi thọ 8000 giờ).
 Dải màu: LED có nhiều các dải màu, gồm cả các ánh sáng trắng. Ánh sáng trắng cũng
có thể được tạo ra khi hòa trộn LED màu đỏ, xanh lơ và xanh lục. Thay vào đó, thông qua
việc kết hợp một cách sáng tạo các LED có màu sắc khác nhau, ảnh hưởng thay đổi màu
có thể tạo ra từ một vật cố định đơn giản nhờ sự hoạt hóa động lực của các phần khác
nhau của LED.
 Không phát ra tia UV và tia hồng ngoại: LED không tạo ra tia UV, tạo rất ít nhiệt, vì
vậy là đối tượng phát sáng lý tưởng. Ánh sáng LED không gây chói, mỏi mắt. Do tiêu hao
nhiệt rất ít, LED hầu như không làm nóng môi trường xung quanh, do đó giảm nhiều nhu
cầu sử dụng hệ thống làm lạnh để tạo điều kiện cho cây sinh trưởng.
 Độ bền: đèn LED có độ bền rất cao chịu được sốc nhiệt và va đập.
 Kích thước nhỏ và dễ thay đổi linh hoạt trong thiết kế: Một LED đơn lẻ rất nhỏ và tạo
ra ít ánh sáng toàn bộ. Tuy vậy, điểm yếu này thực sự là thế mạnh của nó. Các LED có
thể gắn với nhau thành bất cứ hình dạng nào tạo nên một loạt kiện lumen mong muốn.
Thêm nữa, LED có thể thu nhỏ hỗn hợp ánh sáng, kiểm soát sự phân phối ánh sáng nhờ
các thấu kính epoxy, đơn giản hóa cấu trúc của hệ đèn LED. Một thiết bị kiểm soát có thể
được gắn với phức hợp LED để làm mờ một cách chọn lọc các đèn LED độc lập, dẫn đến
việc kiểm soát phân phối động lực, lượng và màu của ánh sáng.
 Thân thiện với môi trường, không chứa thủy ngân và các chất độc khác.
 Thời gian bật sáng rất ngắn (<100 ns).
 Dễ điều khiển bằng kỹ thuật số với khả năng thay đổi độ sáng 100%.

39. 24
 Hiệu suất biến đổi năng lượng cao.
 Điện áp nuôi một chiều thấp (3V).
 Phân bố ánh sáng định hướng cao dẫn đến hiệu suất hữu ích cao.
 Chi phí bảo hành và thay thế hệ thống thấp.
 Tạo màu có độ bão hòa cao không cần bộ lọc sáng.
 Hoạt động trong dải nhiệt độ môi trường cao (-40°
C đến 60°
C).
Ngoài những lợi ích đó, rào cản duy nhất của công nghệ chiếu sáng rắn là giá thành
của LED, nhưng với tốc độ phát triển mau chóng, rào cản này sẽ được dỡ bỏ.
1.1.5.3. Một số thành tựu trên thế giới và Việt Nam khi sử dụng nguồn sáng LED
trong nuôi cấy in vitro
Trên thế giới gần đây các đi-ốt phát sáng (LED) là thiết bị chiếu sáng được xem là
đầy hứa hẹn cho các phòng nuôi cấy mô và nâng cao khả năng tăng trưởng sinh học.
Bước sóng của LED phát ra rất đặc biệt, chiều rộng của vạch quang phổ ngắn, do vậy hiện
nay LED được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực nghiên cứu về quang sinh học như là sự
tổng hợp diệp lục, quang hợp và phát sinh hình thái.
Một vài loại cây trồng thành công dưới hệ thống LED, những cây này bao gồm:
Tiêu dưa, Lúa mì, Bó xôi. Xu hướng nghiên cứu ứng dụng đèn LED vào sản xuất rau và
hoa đang được nhiều nước xác định là nhiệm vụ ưu tiên đầu tư để nâng cao chất lượng
sản phẩm và tiết kiệm năng lượng.
Ở Việt Nam ngoài việc được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị, LED cũng được
ứng dụng trong các nghiên cứu nông nghiệp. Việc sử dụng LED như một nguồn bức xạ
cho thực vật được đặc biệt chú trọng trong những năm gần đây do tiềm năng của nó trong
ứng dụng thương mại rất lớn. Hệ thống bức xạ LED toàn phần có một số lợi điểm vượt
trội so với những hệ thống chiếu sáng hiện đang được sử dụng rộng rãi trong nuôi cấy mô.
Sự phát sáng cực đại của LED đỏ và xanh với độ dài sóng thích hợp tạo hiệu quả quang
hợp tối đa. LED đỏ có thể được ứng dụng cho thực tiễn vi nhân giống do sự phát photon
cao cũng như giá thành thấp khi so sánh đèn LED với đèn có màu khác. Sự kết hợp giữa
các đèn LED có màu sắc khác nhau có thể tạo ra ánh sáng thích hợp cho quá trình quang
hợp. Một số loại cây như Dâu tây, Chuối sinh trưởng tốt dưới đèn LED.