Phân biệt thật - Giả dược liệu sâm Ngọc Linh: Kinh nghiệm từ nghiên cứu giám định sâm trên thế giới

30
Soá 3 naêm 2018
Khoa học - Công nghệ và đổi mới sáng tạo
Mở đầu
Trên thế giới, nhu cầu sử 
dụng thuốc bào chế từ dược liệu 
rất lớn, đó là chưa kể dược liệu 
dùng trong sinh hoạt hàng ngày 
với tác dụng bồi bổ cơ thể. Đây 
rõ ràng là lợi thế và cơ hội rất lớn 
cho ngành dược liệu Việt Nam. 
Cây dược liệu có thể được trồng 
và sinh trưởng tốt ở những khu 
vực núi cao, nơi khó canh tác 
nông nghiệp một cách hiệu quả. 
Vì thế, chúng hoàn toàn có thể 
mang lại nguồn thu lớn, trở thành 
cây xóa đói giảm nghèo cho nông 
dân nếu được định hướng và chỉ 
đạo rõ ràng. Tuy nhiên, một trong 
những vấn đề bức xúc và đáng 
lo ngại là sự thật - giả về nguồn 
gốc dược liệu quý trên thị trường 
cung ứng hiện nay, đặc biệt đối 
với cây sâm Ngọc Linh (Panax 
vietnamensis Ha et Grushv). 
Để tìm hiểu về vấn đề kiểm 
định sự thật - giả của dược liệu, 
bên cạnh phương pháp nhận 
dạng hình thái, xác định hoạt 
chất, một trong những điểm mấu 
chốt là đặc điểm di truyền đặc 
trưng của từng loại cây dược liệu. 
Cho đến nay, rất nhiều phương 
pháp đã được áp dụng để nhận 
biết những điểm đặc thù trên 
phân tử ADN di truyền từ thế hệ 
này sang thế hệ khác của loài. 
Một số đặc điểm di truyền hệ gen lục 
lạp của các loài sâm
Nằm trong bản đồ phân bố 
sâm của thế giới, Việt Nam với 
điều kiện tự nhiên đa dạng là 
nơi phân bố của một số loài 
sâm có giá trị cao như: Vũ 
Diệp (P. bipinnatifidus Seem.) 
ở Hoàng Liên Sơn, Tam thất (P. 
pseudoginseng Wall.) ở Sa Pa, 
Nhật (P. japonicus) và Ngọc 
Linh ở Kon Tum và Quảng Nam. 
Rõ ràng, việc trà trộn sâm Ngọc 
Linh với những loại sâm nêu trên, 
thậm chí với một số loại củ không 
thuộc chi Panax là điều hoàn 
toàn có thể xảy ra trong khi chất 
lượng và hoạt tính giữa chúng rất 
khác biệt. 
Cơ sở khoa học của giám định 
gen chủ yếu dựa trên hệ gen 
nhân và lục lạp của các đối tượng 
nghiên cứu. Vì thế, hệ gen lục lạp 
của một số loài sâm cũng đã bắt 
đầu được giải trình tự một cách 
đầy đủ (hình 1A). Năm 2004, hệ 
gen lục lạp của sâm Hàn Quốc (P. 
schinseng Nees) có kích thước 
sợi ADN mạch vòng đạt 156.318 
bp đã được ghi nhận đầu tiên 
[1]. Sau đó, 4 nòi sinh thái của 
P. ginseng (Damaya, Ermaya, 
Gaolishen và Yeshanshen) 
cũng lần lượt được giải trình tự 
hệ gen lục lạp để dự đoán về cơ 
chế tiến hóa và mức độ đa hình 
giữa chúng [2]. Cụ thể, Damaya, 
Ermaya và Gaolishen có kích 
thước hệ gen lục lạp là 156.354 
bp, trong khi kích thước sợi ADN 
mạch vòng ở nòi Yeshanshen là 
156.355 bp [2]. Đến nay, sâm Mỹ 
(P. quinquefolius, P. notoginseng, 
P. japonicus) cũng đã được tiến 
hành giải trình tự hệ gen lục lạp, 
có kích thước lần lượt là 156.088, 
156.466 và 156.188 bp [3-6]. Đáng 
chú ý, sâm Ngọc Linh của Việt 
Nam cũng đã được giải trình tự hệ 
gen lục lạp một cách hoàn chỉnh 
[5, 6]. Kích thước sợi ADN mạch 
vòng có chiều dài 155.993 bp, 
Phân biệt thật - giả dược liệu sâm Ngọc Linh: 
Kinh nghiệm từ nghiên cứu giám định sâm trên thế giới
Chu Đức Hà, Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Khuất Thị Mai Lương, Đinh Xuân Tú, Lê Hùng Lĩnh
Viện Di truyền nông nghiệp, VAAS
Kiểm định nguồn gốc dược liệu đang được coi là một vấn đề nóng hiện nay. 
Trên thế giới, các nhà khoa học đang nỗ lực trong việc kiểm định các giống 
sâm nhằm phân loại một cách chính xác, thuận tiện và nhanh chóng nguồn 
gốc của chúng. Từ những kết quả đạt được trong nghiên cứu giám định các 
loài sâm phổ biến trên thế giới, các tác giả đã đề xuất quy trình kỹ thuật đạt 
chuẩn quốc tế cho việc giám định sâm Ngọc Linh ở Việt Nam. Đây là những 
bước đi rất có ý nghĩa nhằm nâng cao giá trị thương hiệu sâm Ngọc Linh của 
nước ta trên thị trường trong nước và quốc tế. 
31
Soá 3 naêm 2018
khoa học - công nghệ và đổi mới sáng tạo
chứa 79 gen mã hóa protein, 29 
gen mã hóa phân tử tARN và 4 
gen mã hóa rARN [6]. Kết quả 
xây dựng cây phân loại cho thấy, 
sâm Ngọc Linh có nguồn gốc tiến 
hóa gần gũi với P. notoginseng 
và P. japonicus (hình 1B). Những 
kết quả này có thể mở ra những 
bí mật về cơ chế quang hợp của 
họ Panax và quan trọng hơn cả là 
cho phép phân biệt chúng ở cấp 
độ phân tử dựa vào sự sai khác 
giữa các loài. 
Gần đây, một số loài cây 
thuốc trong chi có họ hàng 
gần gũi với Panax spp., như 
Eleutherococcus, Aralia và 
Dendropanax cũng được quan 
tâm và nghiên cứu để cung cấp 
thêm một cách rõ nét về sự đa 
dạng di truyền và phân loại giữa 
các họ hàng của Panax ở cấp 
độ phân tử [5]. Đi sâu hơn vào 
việc nhận biết những vùng bảo 
thủ đặc trưng giữa các loài, Kim 
và cộng sự cũng đã tìm ra được 
rất nhiều vị trí đa hình ở các gen 
mã hóa nrARN 45S (nuclear 
ribosomal ARN 45S) giữa 10 loài 
thuộc Panax spp. và 3 chi họ 
hàng. Những ghi nhận bước đầu 
này đã đặt nền móng quan trọng 
cho việc kiểm định sự có mặt của 
sâm Ngọc Linh với những loài 
gần gũi với chi Panax trong sản 
phẩm. Từ đây, một số thành tựu 
trong nghiên cứu giám định sâm 
đã được báo cáo trên thế giới. 
Một số kết quả trong nghiên cứu 
giám định sâm trên thế giới
Giám định sâm, trước hết phải 
dựa vào đặc điểm hình thái đặc 
trưng của từng loài hoặc phương 
pháp phân tích protein để xác 
định sự có mặt của hợp chất quý 
trong sâm. Bên cạnh đó, phương 
pháp xác định nhờ chỉ thị phân 
tử ADN đã được sử dụng rất phổ 
biến ở đối tượng cây trồng để 
tìm hiểu bản chất di truyền và 
xác định các locus gen quy định 
tính trạng. Các loại chỉ thị phân 
tử được sử dụng phổ biến trong 
nhận dạng sâm bao gồm RFLP 
(Restriction fragment length 
polymorphism), RAPD (Random 
amplified polymorphic DNA), 
STS (Sequence - tagged site), 
SSR (Simple sequence repeats) 
và SNP (Single nucleotide 
Hình 1. Hệ gen lục lạp (A) và mối quan hệ tiến hóa (B) giữa các họ hàng của chi 
Panax.
32
Soá 3 naêm 2018
Khoa học - Công nghệ và đổi mới sáng tạo
polymorphisms). Một số nghiên 
cứu đã thiết kế chỉ thị RFLP để 
nhận diện sự sai khác giữa một 
số vùng đặc trưng, như gen 18S 
rARN, trình tự ribosome ITS1-
5.8S-ITS2, trình tự rARN 5S [7]. 
Bên cạnh đó, chỉ thị SSR được 
sử dụng phổ biến hơn cả trong 
phân tích đa dạng di truyền giữa 
các giống sâm do đây là các 
đoạn trình tự lặp đơn, ngắn nên 
rất đặc hiệu cho từng giống [7, 
8]. Liên quan đến vấn đề bảo hộ 
sản phẩm sâm Hàn Quốc, Kim 
và cộng sự cũng đã phát triển 19 
chỉ thị EST-SSR để kiểm định 9 
giống sâm trồng tại Hàn Quốc 
[9]. Đây được xem là tiền đề 
quan trọng cho công tác chọn tạo 
giống sâm chất lượng cao tại Hàn 
Quốc. Gần đây, với sự phát triển 
của công nghệ giải trình tự thế hệ 
mới đã cho phép xác định những 
điểm sai khác giữa các giống 
sâm, các sai khác này có thể 
được rà soát và xác định bằng chỉ 
thị SNP [7, 10]. Trong bối cảnh 
mở cửa thị trường trao đổi hàng 
hóa tự do, ngành công nghiệp 
sâm ở các nước đã bị tác động 
không nhỏ từ việc trộn lẫn và làm 
giả các loại sâm. Vì vậy, cần thiết 
phải sàng lọc ra các chỉ thị phân 
tử ADN để nhận diện giữa các 
giống cũng như xây dựng cơ sở 
dữ liệu phân tử của các loài. So 
với tốc độ phát triển của ngành 
công nghiệp sâm, phương pháp 
phân tích ADN truyền thống được 
cho là tốn kém, cần nhiều thời 
gian trong khi hiệu quả lại không 
cao. Gần đây, công nghệ giải 
trình tự thế hệ mới đã cho phép 
chúng ta dễ dàng xác định một 
cách nhanh chóng các đột biến 
như SNP, SSR, thêm/mất ở trình 
tự hệ gen. 
Tiếp theo, một kỹ thuật được 
sử dụng khá phổ biến trong nhận 
dạng sâm là barcode (250-1.000 
bp) và mini-barcode (100-250 bp). 
Một số kết quả bước đầu đã được 
ghi nhận trong nỗ lực định danh 
các loài sâm khác nhau, bao gồm 
33 nòi sinh thái P. bipinnatifidus, 
2 loài sâm P. ginseng, P. 
notoginseng thu thập tại Trung 
Quốc, 1 loài P. pseudoginseng 
thu thập tại Nepal, sâm Mỹ P. 
quinquefolius và P. trifolius, 5 nòi 
sinh thái P. japonicus và sâm P. 
stipuleanatus. Đáng chú ý, có 3 
mẫu sâm được thu thập tại Việt 
Nam là P. stipuleanatus (Quảng 
Nam) và 2 mẫu P. bipinnatifidus 
ghi nhận ở Lâm Đồng và Quảng 
Nam [11]. Gần đây, mini-barcode 
cũng đã được phát triển để nhận 
dạng P. notoginseng [3].
Mới đây, nhóm nghiên cứu tại 
Đại học Quốc gia Seoul (Hàn 
Quốc) công bố đã thành công 
trong việc giám định 5 loại sâm 
P. ginseng, P. quinquefolius, P. 
notoginseng, P. japonicus và 
Ngọc Linh [12]. Trong đó, 14 chỉ 
thị InDel cho kết quả đa hình giữa 
5 hệ gen lục lạp đã được xác định 
để giám định Panax spp. Đáng 
chú ý, 2 chỉ thị phân tử, bao gồm 
gcpm9 (thiết kế từ đoạn 25 bp 
TR và 6 bp SSR trên vùng clpP-
psbB) và gcpm14 (thiết kế từ 
đoạn 30 bp InDel trên vùng ycf1) 
được xác định rất đặc trưng cho 
sâm Ngọc Linh [12]. Để tránh sự 
trộn lẫn thành phần với các loài 
khác trong họ Araliaceae, nhóm 
nghiên cứu đã tiếp tục đánh 
giá sự sai khác giữa hệ gen lục 
lạp và nrARN giữa các loài có 
họ hàng gần gũi Panax spp., 
Eleutherococcus spp., Aralia 
spp. và Dendropanax spp. [5]. 
Cuối cùng, khi câu chuyện về 
giám định các giống sâm đã gần 
như sáng tỏ, việc mã hóa các 
kết quả thu được dưới dạng mã 
phản hồi nhanh (QR code) tiếp 
tục được quan tâm. Một nghiên 
cứu gần đây đã công bố về việc 
chuyển đổi kết quả giám định 
giống P. ginseng thành dạng QR 
code bằng các thuật toán 2 chiều 
[13]. Đây được xem là tiền đề rất 
quan trọng để người tiêu dùng có 
thể tự đánh giá và kiểm định chất 
lượng của sản phẩm sâm trên thị 
trường thông qua QR code. 
Đề xuất quy trình giám định sâm Ngọc 
Linh ở Việt Nam
Để ngăn chặn sự thất thoát 
nguồn sâm tự nhiên và hiện tượng 
trà trộn làm giả các sản phẩm 
sâm Ngọc Linh, cần khẩn trương 
xây dựng tập đoàn giống gốc cây 
sâm Ngọc Linh có sức chống 
chịu tốt, sinh trưởng nhanh, năng 
suất cao phục vụ công tác bảo 
tồn và nhân giống. Câu hỏi đang 
được quan tâm hiện nay là làm 
thế nào để phân biệt sâm Ngọc 
Linh thật và các loài sâm Panax 
spp. ở Việt Nam? Để trả lời được 
câu hỏi này, bộ chỉ thị phân tử 
ADN dựa trên trình tự hệ gen sẽ 
được sử dụng trong nghiên cứu 
di truyền phân tử và xác định chỉ 
thị phân tử đặc hiệu nhằm kiểm 
định sâm Ngọc Linh phục vụ nhu 
cầu sản xuất và bảo đảm quyền 
lợi người tiêu dùng. Đây là những 
nội dung chính cần phải đạt được 
để quản lý và khai thác sâm Ngọc 
Linh một cách hợp lý và bền vững 
(hình 2). Cụ thể là:
33
Soá 3 naêm 2018
khoa học - công nghệ và đổi mới sáng tạo
Một là, thu thập và xây dựng 
tập đoàn mẫu sâm Ngọc Linh, Vũ 
Diệp, Tam thất hoang Lai Châu 
và sâm Hàn Quốc. Khảo sát đa 
dạng nguồn sâm phân bố tại các 
khu vực sinh thái khác nhau trên 
những vùng núi cao, từ đó nắm 
được thực trạng nguồn sâm phân 
bố ở Việt Nam hiện nay.
Hai là, nghiên cứu đánh giá 
các tính trạng hình thái sinh học 
chính, từ đó xây dựng hệ thống 
cơ sở dữ liệu của các mẫu sâm 
Ngọc Linh thu thập được ở các 
vùng sinh thái khác nhau. Việc 
thiết lập và xây dựng dữ liệu kiểu 
hình các tính trạng của mẫu sâm 
Ngọc Linh là tiền đề quan trọng 
cho công tác nhận dạng và phát 
triển giống trong tương lai.
Ba là, nghiên cứu lưu giữ in 
vitro các mẫu sâm thu thập được. 
Song song với việc thu thập, công 
tác lưu giữ và phục tráng bằng 
các kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào 
thực vật cần được tiến hành nhằm 
bảo quản toàn bộ ngân hàng mẫu 
giống, phục vụ chọn tạo và phát 
triển sau này. Việc tối ưu hóa môi 
trường dinh dưỡng và điều kiện 
nuôi cấy cũng được quan tâm 
nhằm tăng hiệu quả 
và khả năng phát 
sinh chồi từ các 
mẫu sâm thu thập 
được, từ đó hoàn 
thiện quy trình tạo 
cây in vitro.
Bốn là, thiết kế 
bộ chỉ thị phân tử 
phục vụ nghiên cứu 
di truyền và kiểm 
định sâm Ngọc 
Linh. Các chỉ thị 
phân tử được xác 
định và thiết kế dựa 
trên hệ gen nhân 
và hệ gen lục lạp của sâm Ngọc 
Linh. Sau đó, các chỉ thị đặc hiệu 
được chọn lọc để phân biệt sâm 
Ngọc Linh với một số giống sâm 
khác. Từ những kết quả thu được, 
bản đồ di truyền liên kết với các 
tính trạng quan trọng sẽ được 
thiết lập, từ đó phục vụ công tác 
lai tạo giống sâm chất lượng cao. 
Đây là những nội dung chính 
để xây dựng một quy trình kỹ 
thuật đạt chuẩn quốc tế cho việc 
kiểm định giống sâm Ngọc Linh ở 
mức độ phân tử. Những kết quả 
thu được sẽ đóng góp rất có ý 
nghĩa trong việc nâng cao giá trị 
của sâm Ngọc Linh ? 
TÀI LIỆU THAM KHảO
[1] K.J. Kim, H.L. Lee (2004), “Complete 
chloroplast genome sequences from Korean 
ginseng (Panax schinseng Nees) and 
comparative analysis of sequence evolution 
among 17 vascular plants”, DNA Res., 11(4), 
pp.247-261.
[2] Y. Zhao, J. Yin, H. Guo, Y. Zhang, W. 
Xiao, C. Sun, J. Wu, X. Qu, J. Yu, X. Wang, 
J. Xiao (2014), “The complete chloroplast 
genome provides insight into the evolution and 
polymorphism of Panax ginseng”, Front. Plant 
Sci., 5, doi: 10.3389/fpls.2014.00696.
[3] W. Dong, H. Liu, C. Xu, Y. Zuo, Z. 
Chen, S. Zhou (2014), “A chloroplast genomic 
strategy for designing taxon specific DNA 
mini-barcodes: A case study on ginsengs”, 
BMC Genet., 15, doi.org/10.1186/s12863-
014-0138-z.
[4] Z.J. Han, W. Li, Y. Liu, L.Z. Gao (2015), 
“The complete chloroplast genome of North 
American ginseng, Panax quinquefolius”, 
Mitochondrial DNA, 27, pp.3496-3497.
[5] K. Kim, V.B. Nguyen, J. Dong, Y. 
Wang, J.Y. Park, S.C. Lee, T.J. Yang (2017), 
“Evolution of the Araliaceae family inferred 
from complete chloroplast genomes and 45S 
nrDNAs of 10 Panax - related species”, Sci. 
Rep., 7, pp.1-9.
[6] B. Nguyen, K. Kim, Y.C. Kim, S.C. Lee, 
J.E. Shin, J. Lee, N.H. Kim, W. Jang, H.I. Choi, 
T.J. Yang (2015), “The complete chloroplast 
genome sequence of Panax vietnamensis Ha 
et Grushv (Araliaceae)”, Mitochondrial DNA, 
28, pp.1-2.
[7] I.H. Jo, Y.C. Kim, D.H. Kim, K.H. 
Kim, T.K. Hyun, H. Ryu, K.H. Bang (2016), 
“Applications of molecular markers in the 
discrimination of Panax species and Korean 
ginseng cultivars (Panax ginseng)”, J. Ginseng 
Res., 41(4), pp.444-449.
[8] H.I. Choi, N.H. Kim, J.H. Kim, B.S. 
Choi, I.O. Ahn, J.S. Lee, T.J. Yang (2011), 
“Development of reproducible EST-derived 
SSR markers and assessment of genetic 
diversity in Panax ginseng cultivars and related 
species”, J. Ginseng Res., 35, pp.399-412.
[9] N.H. Kim, H.I. Choi, I.O. Ahn, T.J. 
Yang (2012), “EST-SSR marker sets for 
practical authentication of all nine registered 
ginseng cultivars in Korea”, J. Ginseng Res., 
36, pp.298-307.
[10] Y. Liu, X. Wang, L. Wang, X. Chen, X. 
Pang, J. Han (2016), “A nucleotide signature 
for the identification of American ginseng and 
its products”, Front. Plant Sci., 7, doi: 10.3389/
fpls.2016.00319.
[11] Y.J. Zuo, Z.J. Chen, K. Kondo, T. 
Funamoto, J. Wen, S.L. Zhou (2011), “DNA 
barcoding of Panax species”, Planta Med., 77, 
pp.182-187.
[12] V.B. Nguyen, H.S. Park, S.C. 
Lee, J. Lee, J.Y. Park, T.J. Yang (2017), 
“Authentication markers for five major Panax 
species developed via comparative analysis of 
complete chloroplast genome sequences”, J. 
Agric. Food Chem., 65, pp.6298-6306.
 [13] Y. Cai, P. Li, X.W. Li, J. Zhao, H. 
Chen, Q. Yang, H. Hu (2017), “Converting 
Panax ginseng DNA and chemical fingerprints 
into two-dimensional barcode”, J. Ginseng 
Res., 41, pp.339-346.
Hình 2. Quy trình kiểm định sâm ngọc Linh.