THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Thông tin chung

Tên đề tài: Nghiên cứu đặc điểm hệ gen lục lạp, nuôi cấy in vitro và phân tích hoạt tính sinh học của cây Thiên lý hương (Embelia parviflora Wall. ex A. DC.)

Mã số: B2023-TNA-25

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Sỹ Danh Thường

Tổ chức chủ trì: Đại học Thái Nguyên

Thời gian thực hiện: Từ tháng 01/2023 đến tháng 06/2025 (gia hạn 6 tháng)

2. Mục tiêu

- Thiết lập được cây phát sinh loài phân tử và đề xuất được mã vạch DNA trên cơ sở trình tự nucleotide của hệ gen lục lạp phục vụ định danh loài Thiên lý hương (Embelia parviflora).

- Xây dựng được quy trình nuôi cấy và nhân giống in vitro của loài Thiên lý hương (Embelia parviflora).

- Phân lập được các hợp chất theo định hướng hoạt tính kháng khuẩn, chống oxy hóa và gây độc tế bào ung thư người và xác định được cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ cây Thiên lý hương (Embelia parviflora).

3. Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu giải trình tự nucleotide của DNA lục lạp của loài Thiên lý hương và thiết lập cây phát sinh loài phân tử.

- Nghiên cứu tạo vật liệu sạch, môi trường nuôi cấy in vitro và cảm ứng tạo rễ tơ của loài Thiên lý hương.

- Nghiên cứu hoạt tính sinh học của dịch chiết/cao chiết tổng số và các chất sạch từ cây Thiên lý hương.

4. Kết quả nghiên cứu

4.1. Đặc điểm hình thái ngoài và hình thái giải phẫu của loài Thiên lý hương đã được nghiên cứu và mô tả chi tiết. Hệ gen lục lạp của loài Thiên lý hương đã được phân lập có kích thước 157.452 bp, bao gồm 131 gen (trong đó có 86 gen mã hóa protein, 37 gen tRNA và tám gen rRNA). Trong số đó, gen rps16-trnQ, ndhC-trnV và matK là các mã vạch tiềm năng để xác định các loài trong chi Embelia.

4.2. Quy trình nuôi cấy và nhân giống, tạo dòng rễ tơ cây Thiên lý hương đã được thực hiện bằng kỹ thuật nuôi cấy in vitro.

4.3. Nghiên cứu đã tách được 6 chất sạch từ thân và 14 lá của loài Thiên lý hương, đồng thời mô tả được cấu trúc và đặc điểm của 20 chất sạch này. Nghiên cứu đã thử nghiệm hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase và một số tế bào ung thư của một số chất sạch phân lập được.

5. Sản phẩm

5.1. Sản phẩm khoa học

[1]. Sy Danh Thuong; Mai Thi Hoang Anh; Nguyen Van Phuong; Chu Hoang Mau; Nguyen Huu Quan; Nguyen Thanh Cong; Le Nguyen Thanh (2025), Chemical Constituents and α-Glucosidase Inhibitory Activities of the Leaves of Embelia parviflora-In Vitro and In Silico Studies. Life, 15(5), 680. https://doi.org/10.3390/life15050680. (SCIE, Q1, IF: 3,2).

[2]. Mai Thị Hoàng Anh, Chu Hoàng Mậu, Sỹ Danh Thường (2024), Đặc điểm hình thái và trình tự trnE-trnT loài Thiên lý hương (Embelia parviflora Wall. ex A. DC.), TNU Journal of Science and Technology, 230(01): 259 - 266. https://doi.org/10.34238/tnu-jst.10916. (Chỉ mục của ACI)

[3]. Silvio Fici & Danh Thuong Sy (2025), Capparis montis‑aquae, a new species of Capparaceae from Da nang Province, central Vietnam, Kew Bulletin, 80: 725-731, https://doi.org/10.1007/s12225-025-10293-w (SCIE, Q2, IF: 0,9).

[4]. S. Fici, D.T. Sy (2025), A new species of Capparis (Capparaceae) from Bac Kan Province, Vietnam, Blumea, 69, 2024: 270–274, https://doi.org/10.3767/blumea.2024.69.03.06 (SCIE, Q2, IF: 0.784).

[5]. Sangjin Jo1, Anh Thi Hoang Mai, Mau Hoang Chu, Quan Huu Nguyen, Nga Thi Thu Nguyen, Changyoung Lee, Thuong Danh Sy (2025), Characteristics of the chloroplast genome of Embelia parviflora Wall. Ex A.DC.: Insights into genome structure, comparative analysis and phylogenetic relationship, Sain Malaysiana (đang in review sau khi submit lần 3).

5.2. Sản phẩm đào tạo

Đào tạo thạc sĩ:

[1] Vilasack Phanthalath (2023) “Nghiên cứu đặc điểm hình thái và sự thay đổi hàm lượng các chất liên quan đến một số yếu tố sinh thái của loài Thiên lý hương (Embelia parviflora Wall. ex A.DC.) tại Vườn quốc gia Tam Đảo”, Luận văn thạc sĩ sinh học, Trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên.

5.3. Sản phẩm ứng dụng

- 01 giải pháp hữu ích được chấp nhận đơn.

- 01 trình tự nucleotide của hệ gen lục lạp được đăng trên GenBank.

- 01 quy trình thể hiện đầy đủ các bước tạo rễ tơ in vitro từ cây Thiên lý hương (E. parviflora).

- 01 quy trình thể hiện đầy đủ các bước tạo cây Thiên lý hương (E. parviflora) hoàn chỉnh trong điều kiện in vitro.

Bộ dữ liệu 04 hợp chất theo định hướng có hoạt tính từ cây Thiên lý hương (Embelia parviflora).

- Bộ phổ cấu trúc hóa học của 22 hợp chất phân lập được.

6. Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng, tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu.

6.1. Phương thức chuyển giao

- Chỉ thị DNA lục lạp là ứng viên mã vạch DNA trong định danh loài Thiên lý hương được chuyển giao cho các cơ sở nghiên cứu và đào tạo để sử dụng trong mục đích nghiên cứu và giảng dạy.

- Quy trình nhân giống in vitro chuyển giao cho các cơ sở nghiên cứu bảo tồn cây dược liệu. Quy trình cảm ứng tạo rễ tơ và nhân nuôi tăng sinh khối rễ chuyển giao cho các cơ sở chế biến và khai thác các hợp chất từ cây dược liệu.

- Các mẫu hợp chất phân lập được và giá trị hoạt tính sinh học, quy trình phân lập các chất có thể chuyển giao cho các cơ sở sản xuất dược phẩm trên toàn quốc và ở Thái Nguyên.

6.2. Địa chỉ ứng dụng

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ được ứng dụng tại các cơ sở đào tạo và nghiên cứu khoa học của Đại học Thái Nguyên trong định hướng phát triển nguồn nhân lực khoa học, trong nghiên cứu bảo tồn và khai thác cây dược liệu. Các địa chỉ ứng dụng bao gồm:

i) Các phòng thí nghiệm Sinh học và Công nghệ sinh học của các trường đại học thành viên, Viện Khoa học Sự sống, Viện nghiên cứu Lâm nghiệp miền núi thuộc Đại học Thái Nguyên.

ii) Tăng cường năng lực ứng dụng công nghệ sinh học hiện đại trong nghiên cứu, đào tạo của Trường Đại học Sư phạm, Trường Đại học Khoa học, Trường Đại học Y Dược, Trường Đại học Nông Lâm thuộc Đại học Thái Nguyên. Đề tài góp phần tạo điều kiện cho các cán bộ trẻ, sinh viên tham ra nghiên cứu khoa học, tạo ra sản phẩm phục vụ phát triển kinh tế xã hội khu vực trung du, miền núi Bắc bộ. Góp phần sử dụng hiệu quả hệ thống thiết bị nghiên cứu của Trường Đại học Sư phạm, các trường đại học, viện nghiên cứu thuộc Đại học Thái Nguyên.

iii) Tạo điều kiện cho phát triển đào tạo ngành Công nghệ sinh học, Di truyền học, Sinh học thực nghiệm, dược liệu tại Trường Đại học Sư phạm và các trường đại học thành viên khác thuộc Đại học Thái Nguyên.

6.3. Tác động và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu

6.3.1. Đối với lĩnh vực giáo dục và đào tạo

Về bồi dưỡng, kết quả của đề tài sẽ tăng cường năng lực, kỹ năng ứng dụng Công nghệ sinh học hiện đại, cập nhật kiến thức hiện đại cho giảng viên các cơ sở giáo dục đại học liên quan đến Sinh học và Công nghệ sinh học của Đại học Thái Nguyên.

Về đào tạo, các nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên thực hiện các thí nghiệm trong đề tài được tiếp cận với công nghệ mới, rèn luyện kỹ năng nghiên cứu, thí nghiệm phục vụ cho thực tiễn chuyên môn sau này. Thực hiện đề tài và kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao chất lượng, hiệu quả đào tạo và nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực sinh học và công nghệ sinh học của trường đại học thuộc Đại học Thái Nguyên. Đồng thời là sự gắn kết giữa việc học tập lý thuyết với thực hành và ứng dụng các tiến bộ của công nghệ sinh học hiện đại trong điều kiện thực tiễn Việt Nam. Đề tài góp phần đào tạo cán bộ có trình độ cao, thạc sĩ, tiến sĩ.

6.3.2. Đối với lĩnh vực khoa học và công nghệ có liên quan

Kết quả nghiên cứu của đề tài và các quy trình nuôi cấy in vitro, tạo rễ tơ sẽ là cơ sở ứng dụng nghiên cứu bảo tồn, khai thác, thu nhận các dược chất từ các loài cây dược liệu khác.

6.3.3. Đối với phát triển kinh tế-xã hội

Kết quả nghiên cứu hệ gen lục lạp, hoạt tính sinh học và cảm ứng tạo rễ tơ của cây Thiên lý hương là cơ sở của việc khai thác và sử dụng có hiệu quả loài dược liệu quý này. Kết quả nghiên cứu của đề tài mở ra triển vọng ứng dụng công nghệ tế bào thực vật trong nhân giống, bảo tồn nguồn gen cây dược liệu quý ở Việt Nam.

Kết quả của nghiên cứu góp phần vào sự nỗ lực chung trong việc tìm kiếm liệu pháp điều trị trúng đích, giúp cho các bệnh nhân ung thư kéo dài sự sống và cải thiện chất lượng cuộc sống, góp phần vào việc an sinh xã hội.

6.3.4. Đối với tổ chức chủ trì và các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu này sẽ góp phần vào việc tăng cường năng lực nghiên cứu của cán bộ giảng viên Trường Đại học Sư phạm thuộc Đại học Thái Nguyên, góp phần nâng cao uy tín đào tạo, nghiên cứu khoa học của Nhà trường và làm tăng thương hiệu của nhà trường thông qua các công bố quốc tế. Đẩy mạnh các nghiên cứu khoa học cơ bản với các các lĩnh vực chuyên sâu về công nghệ sinh học, hóa sinh, miễn dịch.

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1. General information

Project name: Research on chloroplast genome characteristics, in vitro culture and analysis of biological activities of Embelia parviflora Wall. ex A. DC.

Code: B2023-TNA-25

Project leader: Assoc. Prof. Dr. Sy Danh Thuong

Presiding organization: Thai Nguyen University

Implementation period: From January 2023 to June 2025 (6-month extension)

2. Objectives

- Establish a molecular phylogenetic tree and propose a DNA barcode based on the nucleotide sequence of the chloroplast genome to identify the Embelia parviflora species.

- Develop a process for in vitro culture and propagation of the Embelia parviflora species.

- Isolation of compounds with antibacterial, antioxidant and cytotoxic activities towards human cancer cells and determination of chemical structures of compounds isolated from Embelia parviflora.

3. Research content

- Study on nucleotide sequencing of chloroplast DNA of Embelia parviflora and establishment of molecular phylogenetic tree.

- Study on creation of clean materials, in vitro culture medium and induction of hairy roots of Embelia parviflora.

- Study on biological activities of total extracts/extracts and clean substances from Embelia parviflora.

4. Research results

4.1. The external morphology and anatomical morphology of the Embelia parviflora have been studied and described in detail. The chloroplast genome of the species Embelia parviflora has been isolated with a size of 157,452 bp, including 131 genes (including 86 protein-coding genes, 37 tRNA genes and eight rRNA genes). Among them, the genes rps16-trnQ, ndhC-trnV and matK are potential barcodes for identifying species in the genus Embelia.

4.2. The process of culturing and propagating, creating hairy root lines of Embelia parviflora has been carried out using in vitro culture techniques.

4.3. The study has isolated 6 pure substances from the stem and 14 leaves of the species Embelia parviflora, and described the structure and characteristics of these 20 pure substances. The study tested the inhibitory activity of α-glucosidase enzyme and some cancer cells of some isolated pure substances.

5. Products

5.1. Scientific products

[1]. Sy Danh Thuong; Mai Thi Hoang Anh; Nguyen Van Phuong; Chu Hoang Mau; Nguyen Huu Quan; Nguyen Thanh Cong; Le Nguyen Thanh (2025), Chemical Constituents and α-Glucosidase Inhibitory Activities of the Leaves of Embelia parviflora-In Vitro and In Silico Studies, Life, 15(5), 680. https://doi.org/10.3390/life15050680. (SCIE, Q1, IF: 3,2).

[2]. Mai Thi Hoang Anh, Chu Hoang Mau, Sy Danh Thuong (2024), Morphological characteristics and trnE-trnT sequences of Embelia parviflora Wall. ex A. DC., TNU Journal of Science and Technology, 230(01): 259 - 266. https://doi.org/10.34238/tnu-jst.10916 (Index ACI)

[3]. Silvio Fici & Danh Thuong Sy (2025), Capparis montis‑aquae, a new species of Capparaceae from Da nang Province, central Vietnam, Kew Bulletin, 80: 725-731, https://doi.org/10.1007/s12225-025-10293-w (SCIE, Q2, IF: 0,9).

[4]. S. Fici, D.T. Sy (2025), A new species of Capparis (Capparaceae) from Bac Kan Province, Vietnam, Blumea, 69, 2024: 270–274, https://doi.org/10.3767/blumea.2024.69.03.06 (SCIE, Q2, IF: 0.784).

[5]. Sangjin Jo1, Anh Thi Hoang Mai, Mau Hoang Chu, Quan Huu Nguyen, Nga Thi Thu Nguyen, Changyoung Lee, Thuong Danh Sy (2025), Characteristics of the chloroplast genome of Embelia parviflora Wall. Ex A.DC.: Insights into genome structure, comparative analysis and phylogenetic relationship, Sain Malaysiana (It has been submitted for the third time and is currently under review).

5.2. Training products

Master training

[1]. Vilasack Phanthalath (2023) “Research on morphological characteristics and changes in the content of substances related to some ecological factors of Embelia parviflora Wall. ex A.DC. in Tam Dao National Park”, Master's thesis in Biology, College of Education - Thai Nguyen University.

5.3. Applied Research Outcomes

- 01 utility solution for which the application has been accepted.

- 01 chloroplast genome nucleotide sequence published in GenBank.

- 01 protocol detailing all steps for inducing hairy roots in vitro from Embelia parviflora.

- 01 protocol detailing all steps for generating complete of Embelia parviflora plants under in vitro conditions.

- A dataset of 04 activity-guided compounds from Embelia parviflora.

- A set of chemical structural spectra of 22 isolated compounds.

6. Transfer method, application address, impact and benefits of research results.

6.1. Transfer method

- Chloroplast DNA marker is a candidate DNA barcode in the identification of the species of Asparagus cochinchinensis transferred to research and training facilities for use in research and teaching purposes.

- In vitro propagation process transferred to facilities researching and conserving medicinal plants. The process of hairy root induction and root biomass propagation transferred to facilities processing and exploiting compounds from medicinal plants.

- Samples of isolated compounds and biological activity values, isolation process of substances can be transferred to pharmaceutical production facilities nationwide and in Thai Nguyen.

6.2. Application address

The research results of the topic will be applied at training and scientific research facilities of Thai Nguyen University in the direction of developing scientific human resources, in research on conservation and exploitation of medicinal plants. The application addresses include:

i) Biology and Biotechnology laboratories of member universities, Institute of Life Sciences, Mountainous Forestry Research Institute of Thai Nguyen University.

ii) Strengthening the capacity to apply modern biotechnology in research and training of the University of Education, University of Science, University of Medicine and Pharmacy, University of Agriculture and Forestry of Thai Nguyen University. The topic contributes to creating conditions for young cadres and students to participate in scientific research, creating products to serve the socio-economic development of the midland and mountainous regions of the North. Contributing to the effective use of the research equipment system of the University of Education, universities and research institutes of Thai Nguyen University.

iii) Create conditions for training development in Biotechnology, Genetics, Experimental Biology, and Pharmaceutical Sciences at the University of Education and other member universities of Thai Nguyen University.

6.3. Impact and benefits of research results

6.3.1. For the field of education and training

Regarding training, the results of the topic will enhance the capacity and skills of applying modern Biotechnology, updating modern knowledge for lecturers of higher education institutions related to Biology and Biotechnology of Thai Nguyen University.

Regarding training, graduate students, master's students, and students conducting experiments in the topic will have access to new technology, practice research and experimental skills to serve future professional practice. Implementing the topic and research results contribute to improving the quality and effectiveness of training and scientific research in the field of biology and biotechnology of universities under Thai Nguyen University. At the same time, it is a link between theoretical learning and practice and applying advances in modern biotechnology in practical conditions in Vietnam. The topic contributes to training highly qualified staff, masters, and doctors.

6.3.2. For related fields of science and technology

The research results of the topic and the in vitro culture processes, creating hairy roots will be the basis for applying research on conservation, exploitation, and collection of medicinal substances from other medicinal plants.

6.3.3. For socio-economic development

The results of the research on the chloroplast genome, biological activity, and induction of hairy roots of the Thien Ly Huong plant are the basis for the effective exploitation and use of this precious medicinal plant. The research results of the topic open up the prospect of applying plant cell technology in breeding and conserving the genetic resources of precious medicinal plants in Vietnam.

The results of the research contribute to the common effort in finding targeted therapies, helping cancer patients prolong their lives and improve their quality of life, contributing to social security.

6.3.4. For the host organization and the facilities applying the research results

This research will contribute to enhancing the research capacity of the lecturers of the College of Education under Thai Nguyen University, contributing to enhancing the reputation of the training and scientific research of the University and increasing the brand of the University through international publications. Promote basic scientific research in specialized fields of biotechnology, biochemistry, and immunology.

Ban KHCN&ĐN