Thạch hộc rỉ sắt (còn gọi là thạch hộc tía, thạch hộc thiết bì) có tên khoa học Dendrobium officinale Kimura et Migo, thuộc chi thạch hộc, thuộc họ Lan (Orchidaceae) phân bố tự nhiên chủ yếu ở vùng rừng có độ cao 1.000-3.400m so với mực nước biển, thường phụ sinh vào cây gỗ hoặc vách đá có mọc rêu dưới tán rừng. Chi Thạch hộc là một chi lớn trong họ Lan, tính đến năm 2009, chi này bao gồm hơn 1.400 loài, trong đó Thạch hộc rỉ sắt là quý nhất, được đánh giá là tuyệt phẩm của Thạch hộc. Thạch hộc được phân bố ở Việt Nam, Lào, Trung Quốc, Myanma và nhiều nước vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới.
Trong cây thạch hộc rỉ sắt có nhiều hoạt chất có hoạt tính sinh học quý như: polysacarides, alkaloids, các axit amin, nhiều chất khoáng và nhiều nguyên tố vi lượng, trong đó polysacarides chiếm tới 12%. Ngoài ra, thạch hộc tía còn có những hợp chất đặc thù như: phenanthrene, dibenzyl, ketone, ester và các chất nhầy, hợp chất amidon.
Đa bội hóa cây dược liệu tạo tiền đề cho việc nâng cao năng suất, chất lượng các hợp chất dược liệu mong muốn, đáp ứng nhu cầu về nguồn dược liệu cho sản xuất và tiêu dùng. Trên thế giới đã có nhiều công bố về đa bội hóa trên các loài cây trồng cũng như các loài cây dược liệu khác nhau nhưng chưa có nghiên cứu nào trên cây thạch hộc rỉ sắt, để đánh giá độ bội cũng như con đường trao đổi chất dẫn đến sự phát sinh và hình thành polysaccharide là cơ sở cho việc đánh giá phát triển cây lan thạch hộc rỉ sắt đột biến trên quy mô lớn, phục vụ nhu cầu về nguồn dược liệu trong nước cũng như quốc tế.
Các kết quả khoa học của nghiên cứu là là nuôi cấy mô tế bào thực vật để tạo PLB của cây lan thạch hộc rỉ sắt được thu từ vùng núi cao của xã Nà Phỏn, huyện Mai Châu tỉnh Hoà Bình (được gọi là dòng HB-01), dùng PLB của lan thạch hộc rỉ sắt để tạo đột biến bằng colchicine với thời gian từ 3 đến 5 ngày và nồng độ trong khoảng từ 0.1ppm đến 0.15 ppm, với thời gian và nồng độ này, số lượng PLB hình thành nên các thể đa bội của lan thạch hộc rỉ sắt (HB-01) là nhiều nhất và số lượng mẫu chết là ít nhất. Sau khi phân tích bằng phương pháp dòng chảy tế bào (flow cytometer) và phương pháp đếm số lượng nhiễm sắc thể ở đầu rễ chúng tôi đã tổng hợp được 2 dòng đột biến có biểu hiện kiểu hình tốt nhất là HB-01-T1 và HB-01-T3.
Khi phân tích các đặc điểm nông sinh học của các dòng đột biến so với dòng lưỡng bội, chúng tôi cũng thu được các kết quả là: Đặc điểm hình thái của cây đột biến tứ bội và lưỡng bội có sự thay đổi rõ ràng, tất cả các dòng tứ bội đều có thân ngắn, đường kính thân lớn, số rễ ít, ngắn và đường kính rễ lớn hơn dòng lưỡng bội, các cây tứ bội trong cùng một khoảng thời gian nuôi cấy thường có trọng lượng tươi nặng hơn so với cây lưỡng bội. Đặc điểm giải phẫu của các mô bì trong lá cây cũng thể hiện rõ ràng là: đối với dòng tứ bội, số lượng khí khổng thường ít và sắp xếp thưa nhau và diện tích của các khí khổng lớn. Đối với dòng lưỡng bội, số lượng khí khổng nhiều hơn trên cùng một đơn vị diện tích lá và diện tích khí khổng nhỏ hơn. Quan sát các NST trong đỉnh rễ của dòng tứ bội và dòng lưỡng bội cũng có sự khác biệt về số lượng, cụ thể dòng lưỡng bội có 2n=38 NST, dòng tứ bội như: HB-01-T1, và HB-01-T3 có số lượng NTS quan sát được là 4n=76 NST. Việc nhân đôi NST làm tăng hàm lượng polysaccharide trong rễ, thân và lá ở lan thạch hộc Hoà Bình HB-01 (D. officinale), nguyên nhân có thể là do sự thay đổi biểu hiện của các gen quy định hàm lượng polysaccharide trong các dòng tứ bội như: DoCSLA2-1, DoiPGM1-2, DoMan2-2, Dog1gc3-1, DoPGM2- 2, DoGMP1-3 và DoGMPP.
Với những nghiên cứu sâu về sự biến đổi các gene liên quan đến polysaccharide, chúng tôi sẽ tiếp tục những nghiên cứu ngoài thực địa đối với cây lan thạch hộc rỉ sắt tại Hoà Bình nhằm đem đến những đánh giá khách quan hơn nữa, làm cơ sở khoa học vững chắc cho sự phát triển các dòng đột biến ứng dụng trong dược liệu.
TS. Phạm Phú Long - Viện nghiên cứu và Phát triển cây dược liệu
Ban Khoa học và Công nghệ