Tài liệu Nghiên cứu đa dạng và đặc điểm sinh học của nấm túi họ xylariaceae ở mường phăng, điện biên và cúc phương, ninh bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ------Y Z------ ĐỖ ĐỨC QUẾ NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG VÀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA NẤM TÚI HỌ XYLARIACEAE Ở MƯỜNG PHĂNG - ĐIỆN BIÊN VÀ CÚC PHƯƠNG - NINH BÌNH Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã số: 62.42.01.07 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. VƯƠNG TRỌNG HÀO 2. TS. DƯƠNG MINH LAM HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Đỗ Đức Quế LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: PGS.TS. Vương Trọng Hào người thầy đã dìu dắt tôi những bước đi đầu tiên trong con đường nghiên cứu khoa học, thầy đã luôn động viên chia sẻ những lúc tôi khó khăn nhất trong cuộc sống và tạo những điều kiện tốt nhất để tôi tiến hành những nghiên cứu trong luận án. TS. Dương Minh Lam người thầy đã truyền đạt cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quí báu về phân loại nấm, thầy luôn chỉ bảo tận tình theo dõi sát tiến độ. Đồng thời thầy cũng tạo điều kiện tốt nhất về cơ sở vật chất và kinh phí cho tôi thực hiện đề tài. GS.TS. Nguyễn Thành Đạt, GS.TS. Phạm Thị Thùy, GS.TSKH. Trịnh Tam Kiệt, PGS.TS. Đặng Ngọc Quang, TS. Trần Thị Thúy, TS. Phan Duệ Thanh, TS. Đoàn Văn Thược những người thầy đã truyền đạt kiến thức cho tôi về lĩnh vực Vi sinh vật, Nấm học, Hợp chất thiên nhiên. Đồng thời các thầy tham gia góp ý cho tôi từ xây dựng đề cương đến quá trình thực hiện luận án và giúp đỡ tôi hoàn thành các chuyên đề tiến sĩ, cũng như các seminar khoa học ở Bộ môn. Ths. Tống Thị Mơ, Ths. Trần Hữu Phong, CN. Phạm Thị Hồng Hoa, CN. Phạm Thị Vân đã tạo điều kiện thực nghiệm tốt nhất và hỗ trợ kỹ thuật trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Ban quản lý rừng nguyên sinh Mường Phăng – Điện Biên và vườn quốc gia Cúc Phương - Ninh Bình đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi tiến hành thu mẫu. Ban lãnh đạo Sở Giáo dục và Đào tạo tỉnh Phú Thọ, Ban Giám hiệu và tập thể giáo viên trường THPT Thạch Kiệt đã tạo mọi điều kiện về kinh phí, thời gian và luôn động viên khích lệ tôi trong quá trình học tập. Ban Giám Hiệu, Phòng quản lý Sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Sinh học Trường ĐHSP Hà Nội đã động viên và tạo những điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia (Nafosted) đã hỗ trợ đề tài mã số 106.07-2011.57 kinh phí cho tôi thực hiện một phần nội dung trong luận án này. Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình đã dành tình yêu thương, ủng hộ động viên và tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành luận án. Hà Nội, Ngày … tháng … năm 2014 NGHIÊN CỨU SINH Đỗ Đức Quế Deleted: 20 Deleted: 02 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Diễn giải bp base pair (cặp bazơ) Cd Concentration of dominance ( chỉ số mức độ chiếm ưu thế) cs cộng sự CTAB Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide DMAP Dimethylaminopyridine DMSO Dimethyl sulfoxide ĐHSP Đại học Sư phạm EDTA Ethylene Diamine Tetra Acetate FBS Fetal Bovine Serum (Huyết thanh thai bò) GPS Global Positioning System (hệ thống định vị) HepG2 Hepatocellular carcinoma (ung thư gan ở người) HIV Human immunodeficiency virus (vi rút gây suy giảm miễn dịch ở người) HPLC High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng hiệu năng cao) ITS Internal transcribed spacer IU International unit (đơn vị quốc tế) Lu Human lung carcinoma (ung thư phổi ở người) MCF7 Human breast carcinoma (ung thư vú ở người) MHA Mueller-Hinton Agar (môi trường MHA) MHB Mueller-Hinton Broth (môi trường MHB) MTT Methylthiazolyldiphenyl-tetrazolium bromide NCBI National Center for Biotechnology Information NMR Nuclear magnetic resonance (cộng hưởng từ hạt nhân) kb kilo base kda kilo dalton KB Human epidermic carcinoma (ung thư biểu mô ở người) KVNC Khu vực nghiên cứu OD Optical density (mật độ quang) PCR Polymerase chain reaction PDA Potato dextrose agar (môi trường PDA) SI Index of similarity hay Sorensen’s Index STT Số thứ tự TAE Tris acetic acid EDTA buffer (dung dịch đệm TAE) Taxon Đơn vị phân loại bao gồm (loài, thứ, loài chưa định tên) TCA Trichloroacetic acid TE Tris EDTA buffer (dung dịch đệm TE) TSA Tryptic Soy Agar (môi trường TSA) TSB Tryptic Soy Broth (môi trường TSB) RNS Rừng nguyên sinh VQG Vườn quốc gia MỤC LỤC MỞ ĐẦU ..................................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................1 2. Mục đích của đề tài ...............................................................................................2 3. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................2 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .........................................................................2 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...............................................................3 6. Những đóng góp mới.............................................................................................3 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.....................................................................5 1.1. Vị trí nấm túi họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại và đặc điểm hình thái của chúng .................................................................................................5 1.1.1. Vị trí họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm ...................................5 1.1.2. Đặc điểm hình thái nấm túi họ Xylariaceae ................................................7 1.1.2.1. Chất nền (Stromata) .............................................................................7 1.1.2.2. Thể quả (Perithecia).............................................................................8 1.1.2.3. Lỗ miệng (Ostioles) .............................................................................9 1.1.2.4. Túi bào tử (Asci)................................................................................10 1.1.2.5. Bào tử túi (Ascospores)......................................................................12 1.1.2.6. Hình thức sinh sản vô tính (Anamorph) .............................................14 1.2. Tình hình nghiên cứu nấm túi họ Xylariaceae .............................................15 1.2.1. Trên thế giới..............................................................................................15 1.2.1.1 Hệ thống phân loại ..............................................................................15 1.2.1.2. Đa dạng về thành phần loài................................................................21 1.2.1.3. Mối quan hệ di truyền của các chi, loài trong họ Xylariaceae............25 1.2.1.4. Các hợp chất hóa học được tách chiết từ nấm túi họ Xylariaceae ......28 1.2.1.5. Hoạt tính sinh học từ nấm túi họ Xylariaceae ....................................32 1.2.2. Ở Việt Nam................................................................................................36 1.3. Đặc điểm khu vực nghiên cứu .......................................................................41 1.3.1. Rừng nguyên sinh Mường Phăng ..............................................................41 1.3.2. Vườn Quốc gia Cúc Phương .....................................................................43 Chương 2: ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................................................................................................45 2.1. Địa điểm, thời gian và vật liệu nghiên cứu ..................................................45 2.1.1. Địa điểm và sinh cảnh của KVNC.............................................................45 2.1.2. Thời gian nghiên cứu ................................................................................45 2.1.3. Vật liệu nghiên cứu ...................................................................................48 2.1.3.1. Mẫu nghiên cứu .................................................................................48 2.1.3.2. Các dòng tế bào..................................................................................48 2.1.3.3. Vi sinh vật..........................................................................................48 2.1.3.4. Hóa chất .............................................................................................48 2.1.3.5. Thiết bị...............................................................................................49 2.1.3.6. Môi trường .........................................................................................50 2.2. Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................50 2.2.1. Phương pháp vi sinh .................................................................................50 2.2.1.1. Thu thập và xử lý mẫu .......................................................................50 2.2.1.2. Phương pháp phân lập nấm................................................................51 2.2.1.3. Bảo quản các chủng nấm phân lập được ............................................51 2.2.1.4. Phương pháp phân tích đặc điểm hình thái, định loại mẫu.................52 2.2.1.5. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các hợp chất hóa học ...............53 2.2.1.6. Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất hóa học............................54 2.2.2. Sinh học phân tử........................................................................................55 2.2.2.1. Tách chiết ADN .................................................................................55 2.2.2.2. Phản ứng PCR....................................................................................56 2.2.2.3. Phân tích trình tự ADN ......................................................................56 2.2.3. Phương pháp hóa sinh ..............................................................................57 2.2.3.1. Phương pháp tách chiết các chất ........................................................57 2.2.3.2. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học.............................................57 2.2.4. Phương pháp toán học ..............................................................................57 2.2.4.1. Độ phong phú loài ...............................................................................57 2.2.4.2. Chỉ số đa dạng sinh học loài H’ (Shannon and Weiner’s Index) ..............58 2.2.4.3. Chỉ số mức độ chiếm ưu thế hay còn gọi là chỉ số Simpson, (Concentration of Dominance-Cd) .....................................................................58 2.2.4.4. Chỉ số tương đồng (Index of similarity hay Sorensen’s Index- SI ............58 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................59 3.1. Thành phần loài nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC ......................................59 3.1.1. Nhận xét chung về đặc điểm hình thái và cấu trúc hiển vi của nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC ......................................................................................59 3.1.1.1. Chất nền.............................................................................................59 3.1.1.2. Thể quả ..............................................................................................61 3.1.1.3. Lỗ miệng............................................................................................61 3.1.1.4. Túi bào tử và đỉnh túi bào tử ..............................................................62 3.1.1.5. Bào tử túi ...........................................................................................63 3.1.2. Danh lục các loài trong họ Xylariaceae ở KVNC .....................................65 3.1.3. Ghi nhận mới cho khu hệ nấm Việt Nam ...................................................70 3.1.4. Trình tự mới cho khoa học .........................Error! Bookmark not defined. 3.2. Đa dạng sinh học nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC.....................................74 3.2.1. Đa dạng về thành phần loài ......................................................................74 3.2.2. Đa dạng sinh học loài ...............................................................................79 3.2.3. Đa dạng sinh học theo KVNC ...................................................................81 3.2.4. Đa dạng theo mùa .....................................................................................84 3.2.5. Đa dạng về các yếu tố địa lý của nấm họ Xylariaceae ở KVNC................85 3.2.5.1. Các loài phân bố toàn cầu ..................................................................86 3.2.5.2. Các loài nhiệt đới ...............................................................................87 3.2.5.3. Các loài ôn đới ...................................................................................89 3.2.6. Phương thức sống của nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC...........................90 3.3. Mối quan hệ di truyền của các loài nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC........91 3.3.1. Mối quan hệ di truyền giữa các taxon trong họ Xylariaceae ở KVNC ......91 3.3.2. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Annulohypoxylon.............95 Deleted: 71 3.3.3. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Biscogniauxia..................98 3.3.4. Mối quan hệ di truyền của các taxon thuộc chi Daldinia........................100 3.3.5. Mối quan hệ di truyền của các taxon thuộc chi Hypoxylon.....................102 3.3.6. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Kretzschmaria...............105 3.3.7. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Nemania........................107 3.3.8. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Rosellinia ......................109 3.3.9. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Xylaria ..........................110 3.4. Cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất được tách từ thể quả ở một số loài nấm túi họ Xylariaceae ...................................................115 3.4.1. Cấu trúc hóa học của các hợp chất thu được từ thể quả nấm túi họ Xylariaceae .......................................................................................................115 3.4.1.1. Loài Biscogniauxia philippinensis ...................................................115 3.4.1.2. Loài Daldinia concentrica ...............................................................116 3.4.1.3. Loài Xylaria atrosphaerica ..............................................................116 3.4.1.4. Loài Xylaria schweinitzii .................................................................117 3.4.2. Hoạt tính sinh học của các chất hóa học tách từ thể quả ........................118 3.4.2.1. Hoạt tính gây độc tế bào ..................................................................118 3.4.2.2. Hoạt tính kháng khuẩn .....................................................................119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................................121 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .................123 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................124 PHỤ LỤC .......................................................................................................... 1 PL DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Vị trí phân loại của nấm họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm hiện nay .........................................................................................6 Bảng 1.2: Danh sách các chi trong họ Xylariaceae đến năm 1996 ......................17 Bảng 1.3: Danh sách chi được chấp nhận trong họ Xylariaceae đến năm 2013 .........19 Bảng 1.4: Các azaphilone được tách từ nấm túi họ Xylariaceae .........................28 Bảng 1.5: Một số hợp chất được tách chiết trong thể quả ở một số chi ...............31 Bảng 1.6: Khả năng kháng khuẩn và nấm của nhóm azaphilone .........................33 Bảng 1.7: Danh lục các loài nấm túi họ Xylariaceae trong các nghiên cứu trước đây ở Việt Nam ..........................................................................38 Bảng 1.8: Đặc điểm cơ bản khí hậu tỉnh Điện Biên..............................................42 Bảng 2.1: Thời gian các đợt nghiên cứu thực địa.................................................45 Bảng 3.1: Danh lục các taxon nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC...........................65 Bảng 3.2: Các chi nấm túi họ Xylariaceae được tìm thấy ở Việt Nam ..................70 Bảng 3.3: Số lượng và tỉ lệ phần trăm các taxon trong họ nấm túi Xylariaceae ở KVNC ............................................................................74 Bảng 3.4: Đa dạng thành phần loài ở một số nước trong khu vực và trên thế giới ......77 Bảng 3.5: Chỉ số đa dạng sinh học của các chi ở KVNC ......................................79 Bảng 3.6: Đa dạng sinh học theo khu vực nghiên cứu..........................................83 Bảng 3.7: Đa dạng các yếu tố địa lý của nấm túi họ Xylariaceae tại KVNC ........86 Bảng 3.8: Danh lục các loài nhiệt đới ở KVNC....................................................87 Bảng 3.9: Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất từ loài D. concentrica.....118 Bảng 3.10: Hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất từ loài D. concentrica .......120 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Đặc điểm hình thái chất nền đặc trưng của họ Xylariaceae ...............8 Hình 1.2: Một số dạng thể quả đặc trưng của họ Xylariaceae ...........................9 Hình 1.3 : Các dạng lỗ miệng đặc trưng của họ Xylariaceae ............................10 Hình 1.4: Đặc điểm hình thái túi bào tử đặc trưng của họ Xylariaceae ...........11 Hình 1.5: Đặc điểm hình thái đỉnh túi bào tử của họ Xylariaceae ....................12 Hình 1.6: Đặc điểm hình thái bào tử và rãnh mầm của bào tử đặc trưng của họ Xylariaceae ...........................................................................13 Hình 1.7: Một số dạng cuống sinh bào tử của họ Xylariaceae .........................14 Hình 1.8: Cấu trúc hợp chất azaphilone tách từ Hypoxylon..............................29 Hình 1.9: Nhóm hợp chất cytochalasin được tách từ chi Daldinia và Xylaria........30 Hình 2.1: Bản đồ thu mẫu tại VQG Cúc Phương ..............................................46 Hình 2.2: Bản đồ thu mẫu tại RNS Mường Phăng.............................................47 Hình 3.1: Một số hình dạng và màu sắc của chất nền trong họ Xylariaceae.....60 Hình 3.2: Một số hình dạng thể quả trong họ Xylariaceae ................................61 Hình 3.3: Một số dạng lỗ miệng trong họ Xylariaceae ......................................62 Hình 3.4: Hình dạng túi bào tử trong họ Xylariaceae .......................................63 Hình 3.5: Một số hình thái bào tử trong họ Xylariaceae ...................................64 Hình 3.6: Cấu trúc bên trong chất nền loài Daldinia concentrica MP365........84 Hình 3.7: Mối quan hệ di truyền của 49 taxon trong họ Xylariaceae ở KVNC dựa trên trình tự ITS rADN. ...................................................92 Hình 3.8: Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Annulohypoxylon dựa trên trình tự ITS rADN. ..............................................................96 Hình 3.9: Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Biscogniauxia dựa trên trình tự ITS rADN. ..............................................................99 Hình 3.10: Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Daldinia dựa trên trình tự ITS rADN. ...........................................................................101 Deleted: vườn Quốc gia Deleted: rừng nguyên sinh Hình 3.11: Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Hypoxylon dựa trên trình tự ITS rADN.....................................................................103 Hình 3.12: Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Kretzschmaria dựa trên trình tự ITS rADN. ............................................................106 Hình 3.13: Mối quan hệ di truyền của một số taxon trong chi Nemania dựa trên trình tự ITS rADN.....................................................................108 Hình 3.14: Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Rosellinia dựa trên trình tự ITS rADN.....................................................................110 Hình 3.15: Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Xylaria dựa trên trình tự ITS rADN. ...........................................................................112 Hình 3.16: Cấu trúc các hợp chất thu được từ thể quả loài B. philippinensis ...115 Hình 3.17: Cấu trúc các hợp chất thu được từ thể quả loài D. concentrica ......116 Hình 3.18: Cấu trúc các hợp chất thu được từ thể quả loài X. atrosphaerica ...117 Hình 3.19: Cấu trúc các hợp chất thu được từ thể quả loài X. schweinitzii ......117 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, Việt Nam có hệ thực vật, động vật vô cùng phong phú, đa dạng và độc đáo. Do tác động của tự nhiên cũng như của con người nên hệ động, thực vật luôn có sự biến đổi theo thời gian. Vì vậy, nghiên cứu cơ bản về đa dạng sinh học là cơ sở khoa học cho các lĩnh vực khoa học khác như Sinh thái, Sinh lý thực vật, Địa lý thực vật, Tài nguyên thực vật, công nghệ sinh học, Hóa học, Y học, Dược học [133, 158]. Deleted: 133 Deleted: 158 Nấm là một giới sinh vật quan trọng trên trái đất không chỉ vì vai trò của chúng trong các hệ sinh thái mà còn bởi vai trò to lớn của chúng đối với đời sống con người [98]. Các nhà khoa học ước tính có khoảng 1.5 triệu loài nấm Deleted: 98 Formatted: English (U.S.) trên trái đất, tuy nhiên số lượng loài thực tế mà chúng ta đã tìm thấy khoảng 100.000 loài, đạt khoảng gần 6,7% so với số loài ước tính [44, 99, 138]. Xylariaceae là họ có số lượng loài lớn nhất trong ngành nấm túi. Cho Deleted: 44 Deleted: 99 Deleted: 138 đến nay, các nhà khoa học đã xác định được 95 chi với 1354 loài được công bố trên toàn thế giới [182]. Riêng khu vực Đông Nam Á, các nhà khoa học đã ghi nhận ở Thái lan có 154 loài thuộc 23 chi, ở Đài Loạn có 136 loài thuộc 17 chi [56, 173]. Tuy nhiên, ở nước ta vẫn chưa có công trình nào nghiên cứu Deleted: 56 Deleted: 173 đầy đủ về họ này mà mới chỉ thống kê được 69 loài thuộc 13 chi [1, 2, 3, 4, 12, 13]. Con số này còn rất khiêm tốn so với những vùng miền có đặc điểm khí hậu nhiệt đới, thuận lợi cho nấm phát triển như ở Việt Nam. Nhiều nghiên cứu trên thế giới cũng cho thấy nấm túi họ Xylariaceae là nguồn cung cấp dồi dào các hợp chất mới có hoạt tính sinh học rất hữu ích như hoạt chất chống ung thư, chống nấm, chống virut, chống viêm [121, 158]. RNS Mường Phăng – Điện Biên và VQG Cúc Phương – Ninh Bình là 2 khu rừng được bảo tồn rất nghiêm ngặt. Mặc dù hai địa điểm này cùng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nhưng do dãy Hoàng Liên Sơn ngăn Deleted: 121 Deleted: 158 Formatted: Vietnamese Deleted: ừng nguyên sinh Formatted: Vietnamese Deleted: ườn quốc gia 2 cách nên giữa Mường Phăng và Cúc Phương có sự khác biệt khá lớn không chỉ về khí hậu mà cả địa chất. Tuy mức độ đa dạng nấm cao nhưng có rất ít các công bố về đa dạng nấm túi họ Xylariaceae ở đây. Những kết quả thu được vẫn chưa thể hiện được sự đa dạng cũng như ý nghĩa của nấm túi họ Xylariaceae tại 2 vùng trên [7, 14, 71]. Từ những lí do trên, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu đa dạng và đặc điểm sinh học của nấm túi họ Xylariaceae ở Mường Phăng - Điện Biên và Cúc Phương – Ninh Bình”. Việc nghiên cứu sẽ góp phần bổ sung danh lục các loài nấm ở Việt Nam cũng như gợi ra hướng nghiên cứu ứng dụng của nấm túi họ Xylariaceae ở Việt Nam. 2. Mục đích của đề tài Xác định được thành phần loài và đánh giá đa dạng sinh học của nấm Formatted: Vietnamese túi họ Xylariaceae tại KVNC. Nghiên cứu được một số đặc điểm sinh học của nấm túi họ Xylariaceae tại Formatted: Vietnamese KVNC. 3. Nội dung nghiên cứu 3.1. Xác định thành phần loài nấm túi họ Xylariaceae tại KVNC - Định loại đến chi, đến loài các mẫu nấm đã được miêu tả dựa vào đặc điểm hình thái và phân tích trình tự ITS 3.2. Nghiên cứu tính đa dạng sinh học của nấm túi họ Xylariaceae tại KVNC 3.3. Nghiên cứu mối quan hệ di truyền của các chi, các loài nấm túi họ Xylariaceae tại KVNC 3.4. Nghiên cứu thành phần hóa học của một số loài nấm và hoạt tính sinh học của chúng 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: Các loài nấm túi họ Xylariaceae. Deleted: ừng nguyên sinh - Phạm vi nghiên cứu: RNS Mường Phăng – Điện Biên và VQG Cúc Formatted: Vietnamese Formatted: Vietnamese Deleted: ườn Quốc gia 3 Phương – Ninh Bình. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 5.1. Ý nghĩa khoa học Đề tài cung cấp chính xác và đầy đủ danh lục các loài nấm túi họ Xylariaceae cũng như các đặc điểm định loại và phân bố của chúng ở KVNC, từ đó góp phần bổ sung thêm kiến thức cho ngành phân loại nấm, tạo sự hiểu biết sâu sắc hơn về phân loại nấm túi họ Xylariaceae ở Việt Nam. Cung cấp các dữ liệu về trình tự ADN cho khoa học, đồng thời bổ sung các loài nấm mới ghi nhận cho khu hệ nấm ở Việt Nam. 5.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của đề tài sẽ là cơ sở khoa học phục vụ cho các ngành hóa học, y – dược, sinh thái, tài nguyên sinh vật và đa dạng sinh học. Cung cấp những dữ liệu về đặc điểm hình thái, tính đa dạng sinh học khóa định loại các loài nấm túi họ Xylariaceae để phục vụ cho công tác giảng dạy, nghiên cứu và bảo tồn nguồn gen sinh vật ở Việt Nam. 6. Những đóng góp mới - Đây là luận án đầu tiên nghiên cứu có tính hệ thống về nấm túi họ Formatted: Vietnamese Xylariaceae ở Việt Nam. Số lượng các chi, các loài mới ghi nhận cho khu hệ nấm sẽ góp phần hoàn thiện hơn danh lục các loài nấm túi họ Xylariaceae nói riêng và nấm nói chung ở Việt Nam. - Bổ sung 4 chi, 100 taxon mới ghi nhận cho khu hệ nấm Việt Nam. Trong 49 taxon được phân tích trình tự ADN có 5 taxon có trình tự lần đầu tiên công bố cho khoa học. - Xây dựng 01 khóa định loại đến chi và 7 khóa định loại đến loài, mô tả chi tiết 114 taxon ở khu vực nghiên cứu, có ảnh, mẫu lưu kèm theo. - Xây dựng mối quan hệ di truyền cho 49 taxon thuộc 8 chi của nấm túi họ Xylariaceae ở Việt Nam. Formatted: Czech Deleted: Lần đầu tiên x 4 - Tách chiết và xác định được 13 hợp chất từ 4 taxon nấm túi họ Xylariaceae là: B. Philippinensis MP136, D. concentrica CP002, X. atrosphaerica CP257, X. Schweinitzii CP613, trong đó có 1 hợp chất mới cho khoa học và 12 hợp chất lần đầu tiên được tìm thấy trong các loài thuộc họ Xylariaceae thu được ở Việt Nam. - Bước đầu thử hoạt tính sinh học của 3 hợp chất tách chiết từ loài D. concentrica CP002 có khả năng ức chế 4 dòng tế bào ưng thư ở người (ung thư biểu bì, ung thư vú, ung thư phổi, ung thư gan). Formatted: Vietnamese Formatted: Vietnamese Formatted: Vietnamese 5 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Vị trí nấm túi họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại và đặc điểm hình thái của chúng 1.1.1. Vị trí họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm Kết quả thống kê hiện nay, nấm túi là ngành có số lượng loài lớn nhất trong giới nấm, chiếm tới hơn 50% tổng số loài nấm hiện biết với 68 bộ, 327 họ, 6355 chi, 79262 loài [77, 78, 182]. Nấm túi họ Xylariaceae ban đầu được Deleted: 77 Deleted: 78 xếp vào họ Clavariaceae với loài đặc trưng là Clavaria hypoxylon (Sau này là loài Xylaria hypoxylon). Tuy nhiên, Tulasne và Tulasne (1863) nhận thấy một số loài có nhiều đặc điểm khác biệt về hình thái bên ngoài nên đã tách từ họ Clavariaceae ra thành một họ mới, ban đầu lấy tên là “Xylariei”. Những kết quả nghiên cứu sau này về cả đặc điểm hình thái lẫn cấu trúc hiển vi đã xác định Xylariaceae là họ độc lập và có số lượng loài rất đa dạng [158]. Mặc dù hệ thống phân loại nấm túi đã dần được hoàn thiện, tuy nhiên vẫn còn rất nhiều tranh cãi và bàn luận, các nhà khoa học dựa trên các quan điểm khác nhau đã đưa ra những nhận định cũng như hệ thống phân loại khác nhau. Lumbsch và Huhndorf (2010) khi kết hợp các kết quả nghiên cứu về sinh học phân tử và phân loại hình thái đã đưa ra hệ thống phân loại trong ngành nấm túi bao gồm ba phân ngành, được các nhà khoa học hiện nay sử dụng rộng rãi nhất [77]. Vận dụng cách phân loại này, kết hợp với các công bố trên Catalogue of life năm 2013, chúng tôi xác định vị trí họ Xylariaceae thuộc bộ Xylariales, lớp Sordariomycetes, ngành nấm túi Ascomycota, kết quả được thể hiện tại (Bảng 1.1) [77, 182]. Deleted: 77 Deleted: 77 Deleted: 77 Deleted: 182 Deleted: 182 Deleted: 1 6 Bảng 1.1. Vị trí phân loại của nấm họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm hiện nay [77, 78, 182] Deleted: 77 Deleted: 77 Deleted: 77 Giới Nấm Fungi Các ngành nấm Các lớp trong ngành Các bộ trong lớp Các họ trong Deleted: 78 nấm túi Ascomycota Sordariomycetes Bộ Xylariales Deleted: 78 Deleted: 78 1. Ngành Ascomycota 1. Lớp Arthoniomycetes 1. Bộ Boliniales 1. Họ Amphisphaeriaceae 2. Ngành Basidiomycota 2. Lớp Dothideomycetes 2. Bộ Calosphaeriales 2. Họ Cainiaceae Deleted: 182 3. Ngành Blastocladiomycota 3. Lớp Eurotiomycetes 3. Bộ Chaetosphaeriales 3. Họ Clypeosphaeriaceae Deleted: 1 4. Ngành Chytridiomycota 4. Lớp Laboulbeniomycetes 4. Bộ Coniochaetales 4. Họ Diatrypaceae 5. Ngành Glomeromycota 5. Lớp Lecanoromycetes 5. Bộ Coronophorales 5. Họ Graphostromataceae 6. Ngành Microspora 6. Lớp Leotiomycetes 6. Bộ Diaporthales 6. Họ Hyponectriaceae 7. Ngành Neocallimastigomycota 7. Lớp Lichinomycetes 7. Bộ Hypocreales 7. Họ Iodosphaeriaceae 8. Ngành Zygomycota 8. Lớp Neolectomycetes 8. Bộ Lulworthiales 8. Họ Myelospermataceae 9. Lớp Orbiliomycetes 9. Bộ Melanosporales 9. Họ Xylariaceae 10. Lớp Pezizomycetes 10. Bộ Microascales 11. Lớp Pneumocystidomycetes 11. Bộ Ophiostomatales 12. Lớp Saccharomycetes 12. Bộ Phyllachorales 13. Lớp Schizosaccharomycetes 13. Bộ Sordariales 14. Lớp Sordariomycetes 14. Bộ Trichosphaeriales 15. Bộ Xylariales Deleted: 182 7 1.1.2. Đặc điểm hình thái nấm túi họ Xylariaceae Hình thái nấm túi họ Xylariaceae được xác định cả về đặc điểm hình thái ngoài như chất nền, thể quả, lỗ miệng và các đặc điểm cấu trúc bên trong như túi bào tử, bào tử, rãnh mầm hay cuống sinh bào tử. Các nghiên cứu trước đây đã xác định nấm túi họ Xylariaceae có đặc điểm hình thái rất đa dạng về hình dạng, màu sắc và kích thước. Vì vậy, đặc điểm hình thái là cơ sở quan trọng trong nghiên cứu định loại cũng như trong nghiên cứu ứng dụng. 1.1.2.1. Chất nền (Stromata) Chất nền là một đặc điểm hình thái có thể quan sát bằng mắt thường. Hiện nay, các nhà khoa học vẫn coi đây là một chỉ tiêu quan trọng để định loại đến loài. Chất nền có rất nhiều hình dạng, màu sắc và kích thước khác nhau. Điều này cũng chứng minh được khả năng thích nghi rộng của nấm túi họ Xylariaceae trên toàn cầu [56, 136, 162]. Chất nền có dạng phẳng, dẹt (applanata) phổ biến nhất là ở các chi Annulohypoxylon, Biscogniauxia, Hypoxylon, Nemania (Hình 1.1 B, C); hoặc các dạng khác như: dạng ụ (effused-pulvinate) thường gặp ở các chi Annulohypoxylon, Kretzschmaria (Hình 1.1. F); dạng cầu (spherical) có cuống hoặc không cuống ở các chi Daldinia, Rosellinia hay Xylaria. Ngoài ra, các chi Xylaria, Kretzschmaria có chất nền hình chùy (clavate) hoặc hình trụ (cylindrical) (Hình 1.1 I, J, L). Chất nền của nấm túi họ Xylariaceae thường có màu đen, tuy nhiên cũng có rất nhiều loài trong một chi có màu sắc khác nhau như màu vàng, màu nâu, màu trắng. Kích thước chất nền của các loài trong họ Xylariaceae khác nhau nhiều, từ một vài milimét (mm) cho tới hàng chục xentimét (cm) (Xylaria allantoidea có chiều dài chất nền tới 15 cm, trong khi đó chất nền của X. heliscus chỉ đạt 3 mm).