HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC
--------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ
MẪU GIỐNG SEN (NELUMBO NUCIFERA GAERTN.)
BẰNG CHỈ THỊ RAPD VÀ ISSR

Hà Nội - 2023


HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC
--------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
ĐÁNH GIÁ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CỦA MỘT SỐ
MẪU GIỐNG SEN (NELUMBO NUCIFERA GAERTN.)
BẰNG CHỈ THỊ RAPD VÀ ISSR
Người thực hiện

: Nguyễn Thanh Thảo

Mã sinh viên

: 642224

Khoá

: K64-CNSHA

Chuyên ngành

: Công nghệ sinh học

Giáo viên hướng dẫn : TS. Đinh Trường Sơn

Hà Nội - 2023


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp “Đánh giá đa dạng di truyền
của một số mẫu giống sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) bằng chỉ thị RAPD
và ISSR” là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi dưới sự hướng dẫn của TS.
Đinh Trường Sơn. Các nội dung nghiên cứu, các số liệu và kết quả nghiên
cứu này là trung thực và chưa từng được cơng bố trong bất kì một cơng trình
nào. Nếu phát hiện bất kì sự gian lận nào tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm.
Trong q trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận, tơi đã kế thừa những
thành tựu của các nhà khoa học với sự trân trọng và biết ơn sâu sắc.

Hà Nội, ngày 12 tháng 2 năm 2023
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thanh Thảo

i



LỜI CẢM ƠN
Khoá luận tốt nghiệp với đề tài “Đánh giá đa dạng di truyền của một
số mẫu giống sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) bằng chỉ thị RAPD và
ISSR” là kết quả của quá trình cố gắng của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận
tình, động viên khích lệ của thầy cô, bạn bè và người thân. Qua đây, em xin
gửi lời cảm ơn chân thành đến những người đã giúp đỡ em trong thời gian học
tập – nghiên cứu khoa học vừa qua.
Em xin trân trọng gửi đến thầy TS. Đinh Trường Sơn, người đã trực tiếp
tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học cần thiết
cho bài luận này lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất.
Em xin cảm ơn quý thầy, cô giáo Bộ môn Công nghệ sinh học Thực vật
– Khoa Công nghệ sinh học đã tạo điều kiện tốt nhất và giúp đỡ em trong suốt
quá trình thực hiện khoá luận tốt nghiệp.
Em xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến Viện Nghiên cứu Rau quả đã cung
cấp mẫu giống sen để em thực hiện tốt đề tài.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, người thân đã ln
bên cạnh ủng hộ, khích lệ tinh thần giúp em hồn thành khố luận tốt nghiệp.
Do giới hạn kiến thức và khả năng lý luận của bản thân cịn nhiều thiếu
sót và hạn chế, kính mong sự chỉ dẫn và đóng góp của các thầy, cơ để bài luận
của em được hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 12 tháng 2 năm 2023
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thanh Thảo

ii



MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................ vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................ viii
TÓM TẮT ........................................................................................................ ix
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
A. Đặt vấn đề ................................................................................................ 1
B. Mục tiêu và yêu cầu ................................................................................. 2
a. Mục tiêu ................................................................................................ 2
b. Yêu cầu ................................................................................................. 2
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 3
1.1. Tổng quan về cây sen ........................................................................... 3
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại.................................................................. 3
1.1.1.1. Nguồn gốc ................................................................................ 3
1.1.1.2. Phân loại và phân bố ................................................................ 4
1.1.2. Đặc điểm sinh học của cây sen ...................................................... 5
1.1.3. Giá trị cây sen ................................................................................. 8
1.1.3.1. Giá trị dinh dưỡng .................................................................... 8
1.1.3.2. Giá trị y học.............................................................................. 9
1.1.3.3. Giá trị văn hóa, thẩm mỹ........................................................ 11
1.1.4. Tình hình nghiên cứu cây sen trên thế giới và ở Việt Nam ......... 12

iii


1.1.4.1. Tình hình nghiên cứu cây sen trên thế giới............................ 12
1.1.4.2. Tình hình nghiên cứu cây sen ở Việt Nam ............................ 13

1.2. Chỉ thị phân tử và ứng dụng chỉ thị phân tử trong phân tích đa dạng di
truyền .................................................................................................. 14
1.2.1. Khái niệm chỉ thị phân tử ............................................................. 14
1.2.2. Chỉ thị DNA - Chỉ thị RAPD ....................................................... 16
1.2.3. Chỉ thị DNA - Chỉ thị ISSR ......................................................... 17
1.3. Một số nghiên cứu đa dạng di truyền của các chủng giống sen ......... 18
Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 21
2.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu ..................................... 21
2.2. Vật liệu dùng trong nghiên cứu .......................................................... 21
2.3. Hóa chất và thiết bị dùng trong nghiên cứu ....................................... 25
2.4. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ............................................... 26
2.4.1. Nội dung nghiên cứu .................................................................... 26
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................. 26
2.4.2.1. Tách chiết DNA tổng số ........................................................ 26
2.4.2.2. Phương pháp thực hiện phản ứng PCR.................................. 28
2.4.2.3. Điện di trên gel agarose ......................................................... 29
2.4.2.4. Phương pháp đánh giá và xử lí số liệu ................................... 29
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 31
3.1. Kết quả tách chiết DNA tổng số ......................................................... 31
3.2. Phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị RAPD ................................ 33
3.3. Phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị ISSR ................................... 44

iv


3.4. Phân tích đa dạng di truyền bằng chỉ thị RAPD và ISSR .................. 54
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 60
A. Kết luận .................................................................................................. 60
B. Kiến nghị................................................................................................ 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 61

PHỤ LỤC ........................................................................................................ 68

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Giá trị dinh dưỡng trong 100g củ sen và hạt sen .............................. 8
Bảng 2.1. Danh sách 30 mẫu giống sen nghiên cứu ....................................... 21
Bảng 2.2. Danh sách chỉ thị phân tử RAPD sử dụng trong nghiên cứu ......... 24
Bảng 2.3. Danh sách chỉ thị phân tử ISSR sử dụng trong nghiên cứu............ 25
Bảng 2.4. Thành phần phản ứng PCR ............................................................. 28
Bảng 2.5. Chu kỳ nhiệt của phản ứng PCR .................................................... 28
Bảng 3.1. Kết quả đo hàm lượng DNA trong 30 mẫu sen nghiên cứu ........... 31
Bảng 3.2. Kết quả phân tích của 10 mồi RAPD ............................................. 34
Bảng 3.3. Giá trị PIC và Rp của 10 mồi RAPD .............................................. 35
Bảng 3.4. Hệ số tương đồng di truyền của 30 mẫu sen dựa trên chỉ thị RAPD
....................................................................................................... 41
Bảng 3.5. Kết quả phân tích của 10 mồi ISSR................................................ 45
Bảng 3.6. Giá trị PIC và Rp của 10 mồi ISSR ................................................ 46
Bảng 3.7. Hệ số tương đồng di truyền của 30 mẫu sen dựa trên chỉ thị ISSR 51
Bảng 3.8. Hệ số tương đồng di truyền của 30 mẫu sen phân tích bởi kết hợp
hai chỉ thị RAPD và ISSR............................................................. 56

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cây sen .............................................................................................. 6
Hình 3.1. Hình ảnh điện di sản phẩm DNA tổng số của 30 mẫu sen ............. 33
Hình 3.2. Kết quả chạy điện di sản phẩm PCR với mồi APH-18 ................... 33

Hình 3.3. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi OPA-02 ........................... 34
Hình 3.4. Sơ đồ mức độ tương đồng di truyền của 30 mẫu giống sen dựa vào
chỉ thị RAPD ................................................................................... 43
Hình 3.5. Kết quả điện di sản phẩm PCR với mồi UBC-889 ......................... 45
Hình 3.6. Sơ đồ mức độ tương đồng di truyền của 30 mẫu giống sen dựa vào
chỉ thị ISSR ..................................................................................... 53
Hình 3.7. Sơ đồ mức độ tương đồng di truyền của 30 mẫu giống sen dựa vào
chỉ thị RAPD và ISSR..................................................................... 58

vii


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tên đầy đủ

Từ viết tắt
AFLP
cs

Amplified Fragment Length Polymorphism
Cộng sự

DNA

Deoxyribonucleic acid

EDTA

Ethylendiamin Tetraacetic Acid


Etbr

Ethidium bromide

ISSR

Inter-Simple Sequence Repeats

RAPD

Random Amplified Polymorphism DNA

PCR

Polymerase Chain Reaction

PIC

Polymorphic Information Content

RFLP
Rp

Restriction Fragment Length Polymorphism
Resolving power

SSR

Simple Sequence Repeat


TAE

Tris base, acetic acid and EDTA

viii


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu được thực hiện vào tháng 8 năm 2022 tại bộ môn
Thực vật – Khoa Công nghệ sinh học – Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
Mục đích của đề tài là đánh giá đa dạng di truyền của 30 mẫu giống sen được
thu thập bởi Viện Nghiên cứu Rau quả bằng chỉ thị RAPD và ISSR. Thực
hiện tách chiết DNA tổng số các mẫu có độ tinh sạch và nồng độ DNA cao.
Nghiên cứu sử dụng 10 mồi RAPD và 10 mồi ISSR, kết quả thu nhận được
207 locus, 3210 băng vạch. Khi sử dụng 10 mồi RAPD, tổng băng vạch thu
được là 1447 trong tổng số 100 locus được phát hiện. Tỷ lệ đa hình của các
locus đạt trung bình là 94,72%; dao động trong khoảng 75 – 100%, hệ số PIC
trung bình đạt 0,27; hệ số tương đồng di truyền từ 0,540 – 0,962. Khi sử dụng
10 mồi ISSR, tổng băng thu nhận được là 1763 băng trong tổng số 107 locus
phát hiện được. Tỷ lệ đa hình đạt 90,12%; dao động trong khoảng 66,67 –
100%, hệ số PIC trung bình đạt 0,28; hệ số tương đồng di truyền từ 0,500 –
0,869. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự đa dạng của các mẫu giống sen đã
nghiên cứu.

ix


MỞ ĐẦU
A.


Đặt vấn đề

Cây sen (Nelumbo nucifera Gaertn.) là loại cây thủy sinh xuất hiện từ rất
lâu đời trên thế giới. Ở Việt Nam và các nước trong khu vực phương Đông,
hoa sen mang nhiều ý nghĩa không chỉ về văn hóa, thẩm mĩ mà cịn có giá trị
dinh dưỡng cao. Hoa sen là biểu tượng cho nét đẹp thuần khiết, cốt cách và
tinh thần thanh cao của người Việt. Đây cũng là loài hoa hội tụ đủ những ý
nghĩa nhân sinh cao quý, ý nghĩa âm dương ngũ hành và sự vươn dậy mạnh
mẽ như dân tộc Việt Nam.
Cây sen có nhiều giá trị quan trọng và được sử dụng vào nhiều lĩnh vực
khác nhau trong cuộc sống con người như làm cảnh, làm thực phẩm và làm
thuốc. Điều đặc biệt là hầu như tất cả các bộ phận của cây sen như lá, hoa, củ,
quả,… đều có giá trị dinh dưỡng và y học. Các bộ phận trên bơng hoa sen
được biến chế thành những món ăn đặc trưng, mang đậm một hương vị Việt
Nam như gỏi ngó sen, mứt sen, trà sen. Tuy nhiên, củ sen lại có thị trường lớn
nhất so với các bộ phận khác của cây sen (Nguyễn Phước Tuyên, 2008).
Riêng hoa sen còn được sử dụng trong nhiều lễ hội ở các nước châu Á, là biểu
tượng của sự tinh khiết thiêng liêng và bất tử của nhiều nền văn hóa trong
nhiều thế kỷ.
Trong những năm gần đây, các chỉ thị phân tử RAPD, ISSR, SSR, DNA
Barcode đã được sử dụng phổ biến trong đánh giá di truyền và xây dựng cây
phân loài. Việc nghiên cứu đa dạng di truyền của các giống sen cung cấp dữ
liệu ở mức độ phân tử, giúp cho việc chọn tạo giống sen tiết kiệm được thời
gian và công sức. Nghiên cứu đa dạng di truyền cũng tạo cơ sở khoa học cho
bảo tồn nguồn gen các loài. Tuy nhiên, việc nghiên cứu về đa dạng di truyền
cây sen ở Việt Nam còn rất mới mẻ.

1



Đề tài “Đánh giá đa dạng di truyền của một số mẫu giống sen
(Nelumbo nucifera Gaertn.) bằng chỉ thị RAPD và ISSR" được tiến hành
để đánh giá đa dạng nguồn gen của 30 mẫu giống sen được thu thập bởi Viện
Nghiên cứu Rau quả. Kết quả nghiên cứu sẽ đưa ra được những nhận định
ban đầu về mối quan hệ di truyền của các giống sen, góp phần cũng cấp dữ
liệu và sử dụng trong công tác bảo tồn và lai tạo các giống sen phục vụ sản
xuất.
B. Mục tiêu và yêu cầu
a. Mục tiêu
Xác định mối quan hệ di truyền của 30 mẫu giống sen dựa trên chỉ thị
phân tử RAPD và ISSR nhằm phục vụ cho công tác bảo tồn, phân loại và
chọn tạo giống mới.
b. Yêu cầu
- Xác địng quy trình tách chiết DNA phù hợp, thu được DNA ít đứt gãy,
tinh sạch đảm bảo tiêu chuẩn làm khuôn chạy cho phản ứng PCR.
- Thiết lập thành phần và điều kiện của phản ứng PCR phù hợp cho
phân tích chỉ thị RAPD và ISSR, sản phẩm sau điện di cho băng vạch rõ ràng,
sắc nét, phục vụ phân tích đa dạng di truyền các mẫu giống sen.
- Sử dụng các chỉ thị RAPD và ISSR để đánh giá đa dạng di truyền 30
mẫu giống sen.

2


Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Tổng quan về cây sen

1.1.1. Nguồn gốc và phân loại

1.1.1.1.

Nguồn gốc

Cây sen (N. nucifera Gaertn.) là loại cây thủy sinh có nguồn gốc từ các
nước châu Á, xuất phát từ Ấn Độ, sau đó được đưa đến Trung Quốc, Nhật
Bản, vùng đông bắc châu Úc và nhiều nước khác (Nguyễn Phước Tuyên,
2008). Ngày nay, cây sen được trồng phổ biến tại khắp châu Á như Ấn Độ,
Nhật Bản, Trung Quốc, Việt Nam…
Cây sen là một trong những loài cây xuất hiện sớm và được người Ai
Cập cổ đại trồng cách đây 2000 năm qua việc trồng hoa sen trắng (lily nước).
Hoa sen được biết đến bởi hóa thạch đã tồn tại trong khoảng 65,5 triệu năm
đến 145,5 triệu năm vào thời điểm Trái đất lạnh và khơ dần. Sau đó, cây sen
được tìm thấy ngày càng nhiều từ Iran sang Nhật Bản, Ấn Độ, Queensland và
Úc.
Năm 1972, các nhà khảo cổ Trung Quốc đã tìm thấy hóa thạch của hạt
sen 5000 tuổi ở tỉnh Vân Nam. Năm 1973, tại tỉnh Chekiang hạt sen 7000 tuổi
khác được tìm thấy. Một lượng lớn hạt sen được tìm thấy ở tỉnh Shan-tung,
Lianing và ngoại thành phía Tây Bắc Kinh có niên đại 1000 năm trong giai
đoạn 1923-1951. Năm 1995, Shen Miller đã phát hiện hạt sen N. nucifera
Gaertn. với 1228 tuổi trong các hồ cổ đại của tỉnh Putatien, Liaoning vẫn còn
khả năng nảy mầm, một kỷ lục về sức sống bền lâu nhất được ghi nhận từ
trước tới nay (Nguyễn Phước Tuyên, 2008). Năm 1987, Xueming đã tìm thấy
hạt sen ở Đơng Bắc Trung Quốc được phủ một lớp bùn và hạt vẫn duy trì
được sức sống dù đã hơn 600 năm (Xueming, 1987).

3


Các nhà khảo cổ Nhật Bản cũng tìm thấy những hạt sen đã bị đốt cháy

trong hồ cổ sâu 6m tại Chiba có niên đại 1200 năm. Vì vậy, người ta tin rằng
một số giống sen có nguồn gốc từ Nhật Bản nhưng giống sen lấy củ thì xuất
phát từ Trung Quốc. Nhiều giống sen của Trung Quốc khi du nhập sang Nhật
Bản một thời gian thì mang tên Nhật như Taihakubasu, Benitenjo,
Kunshikobasu, Sakurabasu và Tenjinkubasu (Nguyễn Phước Tuyên, 2008).
1.1.1.2.

Phân loại và phân bố

Vị trí phân loại của cây sen:
Ngành thực vật hạt kín – Angiosper mes.
Lớp Hai lá mầm: Dicotyledonae.
Phân lớp Mộc lan: Magnoliales.
Bộ Sen: Nelumbonales
Họ Sen: Nelumbonaceae
Chi: Nelumbo Adans
Lồi: Nelumbo Nucifera Gaertn.
Cây sen có các tên gọi khác như syn Nelum-bium speciosum Willd.,
Nelumbium nelumbo Druce, Nymphaea nelumno L. (Nguyễn Phước Tuyên,
2008).
Chi Nelumbo Adans gồm hai loài rất gần nhau là N. nucifera và N. lutea.
Loài N. nucifera Gaertn. được phân bố ở châu Á và châu Đại Dương còn N.
lutea Willd (sen Mỹ) được phân bố ở Bắc và Nam Mỹ (Qichao và Xingyan,
2005). Hai loài sen này khác biệt nhau về đặc điểm hình thái như kích thước,
hình dạng lá, hình dạng và màu sắc cánh hoa.

4


Loài N. nucifera Gaertn. phân bố ở châu Á và châu Đại Dương, từ Nga

đến Úc. Có khoảng 60 tên gọi khác nhau của cho N. nucifera Gaertn. như sen,
sen thiêng, sen Đông Ấn Độ, sen Ai Cập, sen Ấn Độ, hoa sen Phương Đông,
Lily nước, … N. nucifera Gaertn. phát triển ở tầng nước sâu, được trồng làm
sen cảnh, sen lấy củ và sen lấy hạt. Hoa có màu hồng, đỏ hay trắng, thân dày,
cao và nhiều gai, củ đều phát triển ở đáy ruộng hoặc ao, lá gần trịn có đường
kính lớn (Magness & cs., 1971).
Lồi N. lutea Willd phân bố ở Bắc và Nam Mỹ, phía Nam Columbia.
Hoa có màu vàng, cịn gọi là sen Mỹ hay sen vàng. Cây hình thành ở tầng
nước nơng rồi phát triển ra vùng nước sâu hơn, mực nước thích hợp từ 0,6 2,0 m.
Ở Việt Nam, sen chỉ có một loài là N. nucifera, phân bố rộng rãi khắp
mọi nơi trong các ao, hồ, đầm lầy hay ruộng sâu chủ yếu ở các tỉnh như Bắc
Ninh, Bắc Giang, Hà Nội, Thanh Hóa, Nghệ An và khu vực đồng bằng sơng
Cửu Long. Hiện nay, sen là cây trồng mang lại hiệu quả kính tế cao và cịn
dùng làm cây cảnh ở các công sở, trường học, khu du lịch,…
1.1.2. Đặc điểm sinh học của cây sen
Cây sen thuộc họ Nelumbonaceae. Chúng là cây thân thảo, sống lâu
năm, sống dưới nước. Số lượng nhiễm sắc thể là 2n = 16. Cơ quan hình thái
của sen bao gồm rễ, thân rễ, lá, hoa, gương và hạt (Nguyen, 2001).

5


Hình 0.1. Cây sen
(Nguồn: wallpapers13)
Rễ: rễ của hoa sen có dạng sợi và khoảng 20-50 rễ mọc ra thân rễ. Khi
cịn non, rễ có màu trắng kem, có ít lơng hút. Khi trưởng thành, rễ có chiều
dài 15 cm và chuyển sang màu nâu (Nguyen, 2001).
Thân rễ (còn gọi là củ sen): thân rễ sen có hình trụ mọc ở trong bùn
thường gọi là ngó sen hay ngẫu tiết, ăn được (Đỗ Tất Lợi, 2004). Thân rễ
được hình thành từ một đoạn rễ, thường có 3-4 lóng, dài 60-90 cm, lóng cuối

có đường kính 4-6cm, dài 10-15cm. Lóng thứ hai to nhất, đường kính 5-10
cm, dài 10-12 cm. Lóng thứ nhất ngắn nhất khoảng 5-10 cm và mang thân
mới. Cấu tạo của thân rễ thường xốp để khơng khí thơng suốt chiều dài của củ
sen (Nguyễn Phước Tuyên, 2008).
Lá: lá sen thường lớn, hình trịn với đường kính khoảng 20-100 cm, có
màu xanh, xanh xám hoặc xanh đỏ được phủ một lớp sáp dày trên bề mặt, mặt
lá dưới có màu xanh xám khơng có sáp và mép nhẵn. Gân lá xuất phát từ tâm
6


nơi cuống lá tỏa đều ra mép lá. Lá đầu tiên nảy mầm từ hạt có màu xanh hơi
ửng đỏ, nhỏ và phiến lá cuốn là trong (lá bút), sau đó lá này bung ra trong
nước (lá trãi). Lá thứ hai nổi trên bề mặt nước nhưng thân vẫn yếu, những lá
tiếp theo vươn ra khỏi mặt nước (lá dù).
Cuống lá: thường xốp, đường kính và chiều cao khác nhau theo đỏi tùy
theo tuổi cây. Khi còn non, cuống lá nhỏ, mềm và xốp; khi lớn thì cứng lại và
có nhiều gai, với giống sen cuống lá trơn nhẵn thường khơng thích hợp để cho
củ. Bên cạnh đó, phần non nhất của cọng lá sen mới mọc, lá vẫn còn cuốn lại
thành một vòng, nằm sát gốc của cây sen cịn được gọi là ngó sen. Ngó sen có
màu trắng sữa, xốp, giịn và bên trong có nhiều ống dọc (Nguyễn Phước
Tuyên, 2008).
Hoa: hoa sen có đủ, cuống, đế đài tràng, nhụy nhị (Phạm Văn Duệ,
2005). Chồi sen nở vào mùa xuân và khoảng 2 tuần sau, nụ sẽ nở ra thành hoa
sen. Hoa sen to, mọc riêng lẻ trên cuống dài thẳng có gai. Hoa sen nở đối
xứng hồn tồn và đường kính 8-20 cm, có 4-6 lá đài màu xanh lục hoặc đỏ
tím, 12-20 cánh hoa hình elip đơn màu trắng, hồng, đỏ hay cả hai màu trắng
và hồng,… (tùy theo giống), càng vào phía trong kích thước cánh hoa càng
nhỏ dần và sắp xếp theo đường xoắn ốc hay xếp tỏa trịn. Bên trong cánh hoa
có nhiều nhị màu vàng, có hơn 200 nhị. Mỗi nhị hoa có 2 bao phân hai ơ, nứt
theo một kẻ dọc. Trung đới mọc dài ra thành một phần trụ màu trắng gọi là

gạo sen có hương thơm dùng để ướp chè, bộ nhụy gồm nhiều lá nỗn rời nằm
xếp vịng trên một đế hoa hình nón ngược gọi là gương sen (Nguyen, 2001;
Trần Công Luận, 2016).
Gương sen: đế sen phát triển thành gương sen, được đính vào phần cuối
cùng của cuống hoa nằm phía trong cánh sen. Gương sen có những lỗ nhỏ
chứa các lá noãn - sau phát triển thành quả - chính là hạt sen. Gương sen có
vỏ cứng bao lấy hạt, quan sát dưới kính hiển vi cho thấy vỏ được cấu tạo bởi
7


1 lớp biểu bì bên ngồi và 2 lớp tế bào hình chữ nhật xếp sát nhau như hàng
rào với 1 lớp sợi chống acid xen lẫn và 1 lớp nhu mô trong cùng (Zhang &
cs., 1985).
Hạt sen: hạt sen nằm hoàn toàn bên trong gương sen. Khi trưởng thành
hạt sen có dạng quả bế với núm nhọn, phần trước mỏng và cứng, màu lục,
phần giữa chứa tinh bột màu trắng ngà chứa tâm sen, trong khi hạt sen lép chỉ
chứa nước và khơng khí (Warner Orozco & cs., 2009). Vỏ hạt thường có màu
xanh khi non, khi già vỏ hạt chuyển màu nâu rồi sang màu đen và vỏ hạt khô
cứng lại không thấm nước (Nguyễn Phước Tuyên, 2008).
1.1.3. Giá trị cây sen
1.1.3.1.

Giá trị dinh dưỡng

Hạt sen, ngó sen, củ sen là các sản phẩm mang lại giá trị dinh dưỡng cao
nhất ở cây sen, chúng chứa nhiều protein, lipid, gluxit, các chất khoáng
(canxi, sắt, photpho, natri, kali,…), chất xơ, vitamin (B1, B2, C) và nhiều axit
amin không thay thế, rất cần thiết cho con người. Hạt sen chứa hàm lượng
đường, protein khá cao, ít chất béo, hàm lượng canxi cao cần thiết cho sự phát
triển xương, giúp lưu thông máu và chất dịch trong cơ thể.

Giá trị dinh dưỡng của thân rễ và hạt sen được trình bày trong bảng 1.1.
Bảng 0.1. Giá trị dinh dưỡng trong 100g củ sen và hạt sen
Thành phần

Củ

Hạt

Muối

Tươi

Luộc

Tươi

Nước (g)

81,2

81,0

67,7

13,0

Năng lượng (kcal)

66,0


68,0

121,0

225,0

Năng lượng (kj)

276,0

285,0

506,0

1402,0

2,1

1,8

8,1

17,1

Protein (g)

8


Chất béo (g)


0,0

0,0

0,2

1,9

Đường (g)

15,1

15,8

21,1

62,0

Chất cơ dễ tiêu (g)

0,6

0,6

1,4

1,9

Calcium (mg)


18,0

17,6

95,0

190,0

Phosphorus (mg)

60,0

55,0

220,0

650,0

Sắt (mg)

0,6

0,5

1,8

3,1

Natri (mg)


28,0

19,0

2,0

250,0

Kali (mg)

470,0

350,0

420,0

1100,0

Vitamin B1 (mg)

0,09

0,07

0,19

0,26

Vitamin B2 (mg)


0,02

0,01

0,08

0,10

Niacin (mg)

0,2

0,2

1,16

2,1

Vitamin C (mg)

55,0

37,0

0,0

0,0

(Nguồn: Nguyen, 2001)

1.1.3.2. Giá trị y học
Tất cả các bộ phận của cây sen đều được sử dụng làm thuốc, thuộc nhóm
an thần theo danh mục vị thuốc ban hành kèm Quyết định số 03/2005/QĐ –
BYT ngày 24 tháng 1 năm 2005 của Bộ Y tế (Nguyễn Phước Tuyên, 2008).
Lá sen có tính hàn, lợi tiểu và cầm máu (Nguyễn Phước Tuyên, 2008)
được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị tăng huyết áp, tiêu chảy, sốt,
suy nhược, nhiễm trùng, viêm da và mất cân bằng nhiệt. Các chất chiết xuất
từ lá sen đã cho thấy khả năng chống oxy hóa mạnh và loại bỏ các gốc, cũng
như hoạt động điều hòa các yếu tố gây biến chứng tiểu đường. Chiết xuất từ
lá sen đã được sử dụng để điều trị bệnh béo phì, và đã có báo cáo về tác dụng
chống béo phì và chống tăng lipid máu trên loài gặm nhấm. Ngoài ra, các chất
chiết xuất từ lá đã được tìm thấy để điều chỉnh hoạt động phân giải lipid và
giảm sự hình thành mỡ trong tiền tế bào mỡ của người cũng như làm giảm

9


mức cholesterol tăng cao ở chuột và giảm mức phospho-lipid và triglyceride.
Hai nguyên tắc chống HIV đã được phân lập từ chiết xuất ethanolic của lá sen
(Moro & cs., 2013).
Hoa sen có tác dụng hạ đường huyết, chống oxy hóa, hạ sốt và bảo vệ
gan (Moro & cs., 2013). Bên cạnh đó, hoa sen cịn được dùng như một loại
thuốc bổ tim. Nước sắc hoa sen được dùng chữa đau bụng, đi ngồi ra máu,…
Cuống hoa có tác dụng cầm máu, được dùng trong điều trị xuất huyết dạ dày,
dong kinh, băng huyết sau sinh (Dhanarasu & cs., 2013). Cánh hoa được dùng
điều trị bệnh giang mai, cuống hoa kết hợp với các loại thảo mộc khác điều trị
chảy máu tử cung (Ku-Lee & cs., 2005). Nhị hoa giúp tăng cường các chức
năng thận và trong điều trị các rối loạn tình dục ở nam và nữ.
Hạt sen chứa một số lượng lớn các alkaloids, đặc biệt là dauricine,
lotusine, nuciferine, pronuciferine, liensinine, isoliensinine, roemerine,

neferine, và armepavine. Hạt sen có tác dụng chống thiếu máu cục bộ, chống
oxy hóa, điều hịa miễn dịch, bảo vệ gan,… (Moro & cs., 2013). Hạt có tác
dụng giảm huyết áp nhờ chất neferine, liensinine và benzylissoquinoline
dimer; hạ nhịp tim với dược chất methylcorypalline, giảm cholesterol trong
máu cắt cơn nôn hay làm dịu phản ứng co giật của hệ thống tiêu hóa và tử
cung do có demethylcoclaurin. Chất procyanidin là chất chống oxy hóa mạnh,
kích thích hoạt tính của enzyme lipooxygenase là enzyme phân hủy mơ mỡ
trong cơ thể, làm chậm tiến trình lão hóa và ngăn ngừa ung thư (Dhanarasu &
cs., 2013). Trong y học cổ truyền, hạt sen được dùng làm thuốc bổ tỳ vị, thuốc
chữa thần kinh suy nhược (Trần Công Luận, 2016), bột hạt dùng làm thuốc
chống ho. Hạt chín chữa nhiều bệnh, bao gồm rối loạn thần kinh, mất ngủ, sốt
cao, cao huyết áp (Sheikh, 2014).
Tâm sen lấy từ hạt sen già, phơi khô được sử dụng làm thuốc an thần
(Trần Công Luận, 2016), sốt cao, bồn chồn, tăng huyết áp (Nguyen Q, 1999)
10


và cịn có tác dụng thanh nhiệt rất tốt. Chiết xuất lianzixin và neferine từ tâm
sen có tác dụng chống lại các tổn thương do tác hại của caffeine gây ra ở tế
bào u thực bào (Chen & cs., 2020).
Củ sen là loại thực phẩm chứa nhiều khoáng chất và được sử dụng làm
thực phẩm bổ dưỡng đặc biệt cho trẻ em và người lớn tuổi (Sruthi A & cs.,
2019). Dịch chiết xuất từ củ sen cịn có hoạt tính chống oxy hóa (Moro & cs.,
2013). Ngồi ra, củ sen cịn có tác dụng trong việc điều trị bệnh viêm loét dạ
dày do rượu gây ra (Yoo & cs., 2020).
Gương sen chứa protein, cabohydrate và mang lượng nhỏ alkaloid
nelumbine sử dụng đẻ cầm máu, trị lo âu (agitation), sốt rét, tim đập nhanh
(Nguyễn Phước Tuyên, 2008). Ngoài ra, gương sen cịn có thể làm thuốc cầm
máu, chữa di mộng tinh (Trần Cơng Luận, 2016).
1.1.3.3. Giá trị văn hóa, thẩm mỹ

Cây sen là biểu tượng của sự thịnh vượng, thiêng liêng và bất tử của
nhiều nền văn hóa khác nhau trong nhiều thế kỷ. Hoa sen là biểu tượng chính
của nhiều tôn giáo ở châu Á, đặc biệt trong đạo Phật và đạo Hindu. Đạo Phật
xem bông sen là biểu tượng cao nhất của sự tinh khiết, hịa bình, từ bi và vĩnh
hằng (Nguyễn Phước Tuyên, 2008).
Trang trí hoa sen được ứng dụng rất nhiều với các đài hoa sen, bệ tượng
Phật bằng hoa sen, kiến trúc hình hoa sen. Trong Phật giáo, hoa sen biểu
trưng cho những giá trị đạo đức, sự thuần khiết và thánh thiện, sự duy trì và
phát triển Phật pháp, trí tuệ dẫn đến niết bàn.
Hoa Sen còn xuất hiện khá sớm trong nghệ thuật tạo hình và mỹ thuật,
hầu như ở thời nào cũng được các nghệ nhân thể hiện tại các nơi thờ tự hoặc ở
các cơng trình văn hóa của cộng đồng. Sen được khai thác, phản ánh dưới
nhiều góc độ bố cục khác nhau, xuất hiện xuyên theo chiều dài của lịch sử
11


dân tộc qua những cơng trình kiến trúc của các triều đại như Đinh – Tiền Lê,
nhà Lý, nhà Trần, Lê Sơ... Với người Việt, bông hoa sen tượng trưng cho sự
thanh cao, bất khuất của người quân tử, giữ chặt lịng mình trước cám dỗ của
lợi danh, giữ cho mình sự trong sạch dù ở giữa chốn bùn nhơ.
1.1.4. Tình hình nghiên cứu cây sen trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.4.1.

Tình hình nghiên cứu cây sen trên thế giới

Hiện nay, trên thế giới có nhiều nghiên cứu về cây sen về đặc điểm hình
thái, giá trị dinh dưỡng, giá trị y học, đa dạng di truyền của cây sen. Các
nghiên cứu này được công bố trên nhiều tạp chí chun ngành của thế giới.
Những nghiên cứu góp phần phân loại các giống sen, cung cấp dữ liệu và sử
dụng trong công tác bảo tồn, lai tạo các giống sen phục vụ sản xuất.

Công tác điều tra, thu thập, bảo tồn nguồn gen cây sen trên thế giới gần
đây đã được quan tâm nghiên cứu. Có khoảng hơn 1500 mẫu giống sen được
tư liệu hóa và bảo tồn tại Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Úc và Mỹ. Nhật Bản
cũng đang lưu giữ tập đoàn hoa sen khá phong phú với 625 giống sen cảnh.
Năm 1998, cả nước có 4900 ha trồng sen, nhiều nhất ở tỉnh Tokushima. Tại
Trung Quốc có khoảng 600 – 800 giống sen các loại. Tính đến năm 2002, có
572 giống sen từ 153 quận ở 18 tỉnh được bảo tồn tại Vườn quốc gia về thực
vật thủy sinh – Vũ Hán. Công viên sen Donghu, nơi có Viện nghiên cứu Hoa
sen Trung Quốc có diện tích 5,3 ha và là nơi sinh sống của hơn 700 giống sen
– nhiều nhất trên thế giới. Tại Viện Thực vật học Vũ Hán có 125 giống sen đã
sẵn sàng để nghiên cứu (Nguyen, 2001). Viện nghiên cứu Thực vật quốc gia
Ấn Độ đang có 60 mẫu giống sen gồm 35 giống sen bản địa, 25 giống sen
nhập từ Úc, Brazil, Đức, Thái Lan, Anh và Mỹ.
Năm 2005, Guo và cộng sự đã phân tích 17 mồi RAPD với 29 giống hoa
sen (bao gồm cả N. nucifera Gaertn. và N. lutea Pers.); kết quả chia ra 2 nhóm

12


chính là nhóm có hoa lớn và nhóm có hoa nhỏ; khơng có sự khác biệt rõ ràng
từ DNA của chúng.
Năm 2009, Zhu và cộng sự đã thực hiện phân tích các chất chuyển hóa
và biểu hiện gen trong 2 giống N. nucifera với hoa màu trắng và màu vàng,
giải thích cơ chế hình thành cánh hoa màu vàng ở N. nucifera. qua con đường
chuyển hóa flavonoid.
Năm 2013, Dhanarasu, S và Al-Hazimi, A. đã nghiên cứu tác dụng y học
của các bộ phân khác nhau trên cây sen như hạt, thân rễ, lá và hoa. Đánh giá
cũng mô tả những hợp chất khác nhau được phân lập từ các bộ phận khác
nhau của cây sen và các lợi ích của chúng.
Chen, J và cộng sự (2020) đã nghiên cứu hoạt chất lianzixin có trong

phơi hạt của N. nucifera Gaertn. có tác dụng bảo vệ chống lại tác hại do
caffein gây ra trong các tế bào PC12.
Mekbib, Y và cộng sự (2020) đã đánh giá đa dạng di truyền của 15 quần
thể sen nhiệt đới từ Ấn Độ, Thái Lan và Úc bằng 9 chỉ thị SSR cho thấy sự
biến đổi di truyền khác nhau giữa các quần thể, qua đó xác nhận rằng các
quần thể được tìm thấy ở mỗi quốc gia là duy nhất.
1.1.4.2. Tình hình nghiên cứu cây sen ở Việt Nam
Ở Việt Nam, những nghiên cứu về đặc điểm sinh học và đa dạng di
truyền cây sen đang được chú trọng.
Năm 2001, Nguyễn Thị Nhung đã thực hiện luận án tiến sĩ với đề tài
“Nghiên cứu đặc điểm thực vật, thành phần hóa học và tác dụng sinh học của
cây sen (Nebumbo nucifera Gaertn.) họ sen (Nelumbonaceae) ở Việt Nam”.
Tác giả đã nghiên cứu đặc điểm vi phẫu lá sen, tâm sen và bột lá sen, tâm sen,
gương sen; xác định được các nguyên tố vô cơ, định lượng alkaloid và

13


flavonoid toàn phần, phân lập và xác định cấu trúc của alkaloid và flavonoid
từ lá, gương sen. Ngoài ra, đề tài còn đánh giá tác dụng sinh học của nuciferin
và thử hoạt tính chống oxy hóa của flavonoid tồn phần của lá sen.
Năm 2008, giáo trình “Kỹ thuật trồng sen” của tác giả Nguyễn Phước
Tuyên đã hệ thống khái quát và đầy đủ về nguồn gốc, khu vực phân bố và
khai thác nguồn sen trong nước, các đặc điểm nông sinh học của cây sen tại
các khu vực canh tác.
Năm 2011, Đỗ Châu Minh Vĩnh Thọ và cộng sự đã nghiên cứu thành
phần alkaloid trong tâm sen N. nucifera Gaertn. Qua phương pháp sắc kí lớp
mỏng đã xác định được chất tinh khiết neferin và nuciferin tạo cơ sở cho việc
đính tính điểm chỉ và định lượng neferin trong tâm sen ở các vùng miền và
mùa thu hái hác nhau hay các chế phẩm chứa tâm sen bằng kỹ thuật

HPLC/PDA.
Năm 2017, Hoàng Thị Nga và cộng sự đã đánh giá đặc điểm hình thái
của 42 mẫu giống sen tại Trung tâm Tài nguyên thực vật – Hà Nội. Kết quả
cho thấy nhiều tính trạng biểu hiện sự đa dạng ở mức từ 2 – 4 cấp độ khác
nhau. Đánh giá đa dạng di truyền qua 26 tính trạng hình thái ở mức tương
đồng 0,19 và 0,355.
Nguyễn Thị Quỳnh Trang và cộng sự (2018) đã đánh giá đặc điểm hình
thái và khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất của giống sen cao sản trồng
tại Thừa Thiên Huế. Kết quả cho thấy giống sen cao sản – nguồn gốc từ Đồng
Tháp – có khả năng sinh trường và phát triển tốt trong điều kiện tự nhiên của
Thừa Thiên Huế.
1.2.

Chỉ thị phân tử và ứng dụng chỉ thị phân tử trong phân tích

đa dạng di truyền
1.2.1. Khái niệm chỉ thị phân tử

14