ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
HOÀNG LÊ THU HÀ
NGHI£N CøU §ÆC §IÓM SINH HäC LOµI
HOµNG TINH §á (Polygonatum kingianum Coll. Et Hemsl)
T¹I B¾C QUANG, Hµ GIANG Vµ NH¢N GIèNG IN VITRO
LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC
Thái Nguyên - 2017
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
HOÀNG LÊ THU HÀ
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC LOÀI
HOÀNG TINH ĐỎ (Polygonatum kingianum Coll. Et Hemsl)
TẠI BẮC QUANG, HÀ GIANG VÀ NHÂN GIỐNG IN VITRO
Chuyên ngành: Lâm học
Mã số: 60.62.02.01
LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Thị Thu Hà
Thái Nguyên - 2017
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi.
Các số liệu và kết quả nghiên là quá trình điều tra trên thực địa hoàn toàn trung thực,
chưa công bố trên các tài liệu, nếu có gì sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Thái Nguyên, ngày tháng 9 năm 2017
Người viết cam đoan
Hoàng Lê Thu Hà
ii
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu và thu thập số liệu đến nay bản luận văn Thạc
sỹ của tôi đã hoàn thành.
Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Thị Thu Hà
- Viện trưởng Viện Nghiên cứu và Phát triển Lâm nghiêp trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyênđã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian học tập cũng
như thời gian thực hiện luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Phòng Đào tạo Sau Đại học,
khoa Lâm Nghiệp trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, đã truyền thụ cho tôi
những kiến thức và phương pháp nghiên cứu quý báu trong suốt thời gian tôi học tập
và nghiên cứu.
Tác giả xin cảm ơn UBND và người dân sống quanh rừng phòng hộ tại Thôn
Thanh Sơn, Tân Sơn, Thị trấn Việt Quang, Bắc Quang, Hà Giang đã giúp đỡ chân
thành và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này.
Vì điều kiện thời gian nghiên cứu và trình độ chuyên môn của bản thân còn có
những hạn chế nhất định, nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất
mong nhận được những ý kiến góp ý quý báu của các nhà khoa học cũng như các bạn
đồng nghiệp để bản luận văn này được hoàn chỉnh hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng 09 năm 2017
Tác giả
Hoàng Lê Thu Hà
iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................ iii
DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT ................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ............................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ................................................................................. ix
MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................. 3
3. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................. 3
Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................... 5
1.1. Những nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái học các loài ........ 5
1.1.1. Trên thế giới .................................................................................... 5
1.1.2. Tại Việt Nam ................................................................................... 7
1.2.Nghiên cứu về nhân giống in vitro ............................................................ 9
1.2.1. Khái quát nuôi cấy mô tế bào.......................................................... 9
1.2.2. Tình hình nhân giống in vitro trên thế giới ................................... 15
1.2.3. Tình hình nhân giống in vitro tại Việt Nam.................................. 16
1.3. Những nghiên cứu về loài Hoàng tinh hoa đỏ ...................................... 17
1.3.1. Phân loại ........................................................................................ 18
1.3.2. Đặc điểm sinh học cây Hoàng tinh đỏ .......................................... 20
1.3.3. Đặc điểm sinh thái học .................................................................. 20
1.3.4. Tình hình nhân giống Hoàng tinh đỏ ............................................ 21
1.4.Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu .................................................. 23
1.4.1. Vị trí địa lý .................................................................................... 23
iv
1.4.2. Địa hình - thổ nhưỡng ................................................................... 23
1.4.3. Khí hậu - thủy văn ......................................................................... 25
1.4.4. Tài nguyên ..................................................................................... 26
1.4.5. Điều kiện kinh tế - xã hội .............................................................. 26
1.5. Tóm tắt ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội tới việc
nghiên cứu của luận văn ................................................................................... 31
1.5.1. Thuận lợi ....................................................................................... 31
1.5.2. Khó khăn ....................................................................................... 31
Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ 32
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................... 32
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ........................................................... 32
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 32
2.3.1. Nghiên cứu đặc điểm sinh học cây Hoàng tinh đỏ (thân, lá, hoa, quả,
củ) ............................................................................................................ 32
2.3.2. Nghiên cứu đặc điểm sinh thái cây Hoàng tinh đỏ ....................... 32
2.3.3. Nghiên cứu nhân giống Hoàng tinh đỏ bằng phương pháp nuôi cấy
mô tế bào ................................................................................................. 32
2.4. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 33
2.4.1. Phương pháp luận.......................................................................... 34
2.4.2. Phương pháp kế thừa tài liệu......................................................... 34
2.4.3. Phương pháp ngoại nghiệp............................................................ 35
2.4.4. Nghiên cứu khả năng tái sinh in vitro cây Hoàng tinh đỏ ............ 38
2.4.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ........................................ 43
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................ 47
3.1. Một số đặc điểm sinh học loài Hoàng tinh đỏ tại khu vực
nghiêncứu ............................................................................................................ 47
3.1.1. Tình hình sinh trưởng của Hoàng tinh đỏ tại khu vực nghiên cứu 47
v
3.2. Đặc điểm sinh thái nơi có loài Hoàng tinh đỏ phân bố tại khu vực
nghiên cứu ........................................................................................................... 52
3.2.1. Điều kiện khí hậu nơi có loài Hoàng tinh đỏ phân bố .................. 52
3.2.2. Đánh giá sơ bộ đặc điểm đất đai nơi có Hoàng tinh đỏ phân bố .. 53
3.2.3. Hiện trạng phân bố của loàiHoàng tinh đỏ tại khu vực nghiên
cứu ........................................................................................................... 54
3.3. Một số đặc điểm cấu trúc rừng nơi có loài Hoàng tinh đỏ phân bố . 55
3.3.1. Cấu trúc tổ thành tầng cây gỗ........................................................ 56
3.3.2. Đặc điểm cấu trúc mật độ ............................................................. 58
3.3.3. Đặc điểm độ tàn che tầng cây gỗ .................................................. 58
3.3.4. Đặc điểm tầng cây bụi, thảm tươi ................................................. 59
3.4. Nhân giống loài bằng phương pháp in vitro ........................................ 61
3.4.1. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng bằng dung dịch HgCl2 0,1% 61
3.4.2. Ảnh hưởng của GA3 đến khả năng tái sinh chồi từ củ .................. 63
3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ BA đến khả năng nhân nhanh chồi từ
củ ............................................................................................................. 64
3.4.4. Ảnh hưởng của BA, NAA, Kin đến khả năng nhân nhanh chồi... 66
3.4.5. Ảnh hưởng của IAA, NAA, IBA đến khả năng ra rễ.................... 68
1. Kết luận ............................................................................................... 72
2. Kiến nghị ............................................................................................. 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 75
I. Tài liệu tiếng Việt ................................................................................ 75
II. Tài liệu Tiếng Anh.............................................................................. 78
III. Website .............................................................................................. 80
PHỤ LỤC
vi
DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
AGPIII
BA
CITES
CP
CS
CT
D00
D1.3
GA3
GACP
Hvn
IAA
IBA
IUCN
KBT
Kin
LSNG
MS
MT
NAA
ODB
OTC
UBND
UNEP
UNESCO
UV
VQG
WWF
: Angiosperm Phylogeny Group
: 6-Benzylaminopurine
: Convention on International Trade in
Endangered Species of Wild Fauna and Flora
: Che phủ
: Cộng sự
: Công thức
: Đường kính gốc
: Đường kính ở 1,3 m so với mặt đất
: Gibberellic acid
: Good Agricultural and Collection Practices
: Chiều cao vút ngọn
: Indole-3-acetic acid
: Indole butyric acid
: Hiệp hội bảo tồn thiên nhiên thế giới
: Khu bảo tồn
: Kinetin
: Lâm sản ngoài gỗ
: Murashige & Skoog (1962)
: Môi trường
: α-naphthalene acetic acid
: Ô dạng bản
: Ô tiêu chuẩn
: Ủy ban nhân dân
: United Nations Environment Programme
: United Nations Educational Scientific and
Cultural Organization
: Ultra Violet
: Vườn quốc gia
: World Wide Fund For Nature
vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại khoa học cây Hoàng tinh đỏtheo Sách đỏ Việt Nam
............................................................................................... 19
Bảng 2.3. Ảnh hưởng GA3 và đến khả năng tái sinh chồi từ củ ............ 40
Bảng 2.4. Ảnh hưởng của nồng độ BA đến khả năng nhân nhanh chồi từ
mẫu củ ................................................................................... 41
Bảng 2.5. Ảnh hưởng của BA, NAA đến khả nhân nhanh chồi ............. 41
Bảng 2.6. Ảnh hưởng của tổ hợp BA, NAA, Kin đến khả nhân nhanh
chồi ........................................................................................ 42
Bảng 2.7. Ảnh hưởng của IAA, NAA, IBA đến khả năng ra rễ. ............ 43
Bảng 3.1. Theo dõi khả năng sinh trưởng của cây Hoàng tinh đỏ .......... 47
Bảng 3.2. Kết quả trung bình đo 100 lá Hoàng tinh đỏ .......................... 49
Bảng 3.3. Kết quả đo đường kính thân khí sinh cây Hoàng tinh đỏ ....... 50
Bảng 3.4. Kết quả đo kích thước củ (thân rễ) Hoàng tinh đỏ ................. 50
Bảng 3.5. Biểu thời tiết các tháng trung bình trong 3 nămtại khu vực
nghiên cứu ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của loài
Hoàng tinh đỏ........................................................................ 52
Bảng 3.6. Phân bố số cây theo độ cao ..................................................... 54
Bảng 3.7. Phân bố cây Hoàng tinh đỏ theo trạng thái rừng .................... 55
Bảng 3.8. Tổ thành tầng cây gỗ ở khu vực nghiên cứu .......................... 57
Bảng 3.9. Mật độ cây gỗ trong các OTC nơi loài Hoàng tinh đỏ phân
bố........................................................................................... 58
Bảng 3.10. Độ tàn che tầng cây gỗ nơi có Hoàng tinh đỏ phân bố........ 59
Bảng 3.11. Thành phần cây bụi tại khu vực điều tra .............................. 60
Bảng 3.12. Thành phần thảm tươi khu vực ............................................. 61
viii
Bảng 3.13. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng bằng HgCl20,1% đến khả
năng tạo vật liệu vô trùng ..................................................... 62
Bảng 3.14. Ảnh hưởng của nồng độ GA3 đến khả năng tái sinh chồi từ
củ ........................................................................................... 63
Bảng 3.15. Ảnh hưởng của nồng độ BA đến khả năng nhân nhanh
chồi ........................................................................................ 65
Bảng 3.16. Ảnh hưởng của tổ hợp BA + NAA đến khả năng nhân nhanh
chồi ....................................................................................... 66
Bảng 3.17. Ảnh hưởng của nồng độ BA kết hợp NAA và Kin đến khả năng
nhân nhanh chồi .................................................................... 67
Hình 3.8. Ảnh hưởng của BA + NAA + Kin đến đến khả năng nhân nhanh
chồi ........................................................................................ 68
Bảng 3.18. Ảnh hưởng của nồng độ IAA đến khả năng ra rễ................. 69
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của nồng độ NAA đến khả năng ra rễ ............... 70
Bảng 3.20. Ảnh hưởng của nồng độ IBA đến khả năng ra rễ ................. 70
ix
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình tái sinh cây Hoàng tinh đỏin vitro. ........................ 38
Hình 3.1. Hình thái lá Hoàng tinh đỏ .............................................................. 49
Hình 3.2. Hình thái cây Hoàng tinh đỏ ........................................................... 50
Hình 3.3. Hình thái củ Hoàng tinh đỏ ............................................................. 51
Hình 3.4. Hình thái hoa, quả, hạt Hoàng tinh đỏ ............................................ 51
Hình 3.5: Củ nảy mầm sau tháng 3 âm lịch .................................................... 53
Hình 3.6. Nơi sống của Hoàng tinh đỏ............................................................ 56
Hình 3.7. Ảnh hưởng của GA3 đến khả năng tái sinh chồi ............................. 64
Hình 3.8. Ảnh hưởng của BA + NAA + Kin đến đến khả năng nhân nhanh chồi 68
Hình 3.9. Ảnh hưởng của các chất kích thích ra rễ đến chồi .......................... 71
1
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Lâmsản ngoài gỗ (LSNG) là nguồn tài nguyên có vai trò quan trọng trong đời
sống kinh tế xã hội, đặc biệt đối với các cộng đồng có đời sống gắn liền với rừng. Ở các
nước nghèo, đang phát triển đời sống vẫn còn phụ thuộc vào những sản phẩm của rừng
để tiêu dùng và là nguồn thu nhập, ở các cộng đồng, những nơi xa các trung tâm dịch
vụ, người nghèo chưa có điều kiện tới dịch vụ chăm sóc y tế đắt tiền, ở đó người dân
coi nguồn dược liệu khai thác từ tự nhiên là hiệu quả và rẻ tiềnđể chăm sóc sức khỏe và
chữa bệnh thông thường. Ngày nay với sự phát triển nhanh chóng của các ngành công
nghiệp cùng sứcép của sự gia tăng dân số và sự mở rộng quy mô hội nhập kinh tế đã
làm tăng nhu cầu sử dụng lâm sản ngoài gỗ. Tình trạng khai thác không hợp lý, khai
thác tận thu, tận diệt nguồn lâm sản ngoài gỗ nói chung và nhóm cây dược liệu nói riêng
đã có tác động xấu đối với sự đa dạng sinh học và đời sống cộng đồng dân cư sống phụ
thuộc vào rừng.
Theo Tổ chức Lương Nông Liên Hiệp quốc (FAO, 2000), LSNG bao gồm các loài
thực vật, động vật dùng làm thực phẩm, dược liệu, tinh dầu, nhựa sáp, nhựa dính, nhựa
dầu, cao su, tanin, màu nhuộm, chất béo, làm cảnh, nguyên liệu giấy và sợi được khai
thác từ rừng tự nhiên và rừng trồng phục vụ mục đích của con người. Cây LSNG đã
được gây trồng, khai thác tự nhiên và sử dụng cách đây hàng nghìn năm, đặc biệt ở các
nước có nhiều rừng nhiệt đới như: Việt Nam,Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Indonesia,
…[51]
Trên thế giới, cây LSNG có vai trò quan trọng, là nguồn thu nhập lớn (chiếm 2030% cơ cấu thu nhập) của các hộ gia đình miền núi. Theo FAO (1999), hàng triệu hộ
gia đình trên thế giới đang sống chủ yếu nhờ vào khai thác các sản phẩm LSNG để đáp
ứng các tiêu dùng thiết yếu hàng ngày hay là tạo thu nhập. Hiện nay, có ít nhất 150 loài
LSNG quan trọng trong lĩnh vực thương mại quốc tế (mật ong, nấm, hương liệu, dược
liệu, dầu nhựa, song mây, …), ước tính tổng giá trị thương mại quốc tế của LSNG hàng
năm đạt 5-11 tỷ USD. Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO, 2015), khoảng 80% dân số
thế giới sử dụng sản phẩm LSNG làm thuốc thảo dược. Dự báo nhu cầu dược liệu để
sản xuất thuốc trong các năm tới sẽ tiếp tục tăng, phù hợp với xu hướng sử dụng thuốc
1
2
và thực phẩm chức năng có nguồn gốc thiên nhiên trong việc phòng và chữa bệnh ở
nhiều nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, các nước EU, … Sử dụng nguồn dược
liệu từ cây LSNG để chiết xuất các hoạt chất mới tạo ra những thuốc mới với chi phí
nghiên cứu phát triển kinh tế hơn rất nhiều so với việc nghiên cứu bào chế thành công
một thuốc hóa dược mới [52].
Theo kết quả điều tra của Viện Dược liệu,trong nhóm cây cung cấp dược liệutính
đến năm 2003 phát hiện được ở Việt Nam lên đến: 3854 loài thuộc 309 họ của 9 ngành
thực vật khác nhau. Với 3854 loài cây thuốc được ghi nhận, so với 12.000 loài cây được
phép khẳng định Việt Nam có nguồn cây thuốc phong phú và đa dạng, tuy nhiên trong
đó chỉ 10% là cây thuốc trồng, còn lại là cây thuốc trong tự nhiên. Do không đáp ứng
được nhu cầu trong nước nên 80% dược liệu sử dụng hiện nay là nhập khẩu. Sản xuất
dược liệu trong nước thì còn thiếu quy hoạch, không đạt tiêu chuẩn Hệ quản lý chất
lượng GACP của Tổ chức Y tế thế giới (WHO). Hiện nước ta chỉ có 18 trong số 300
cây dược liệu được cấp chứng chỉ GACP. Công tác quản lý về chất lượng dược liệu còn
bất cập, đe dọa an toàn đối với người sử dụng, nhất là có sự lẫn lộn về dược liệu bảo
đảm chất lượng và không bảo đảm chất lượng; không truy xét được nguồn gốc xuất xứ;
thiếu hệ thống dữ liệu về dược liệu cấp toàn quốc; thiếu kinh nghiệm điều hành, quản lý
sản xuất, kinh doanh, tiêu dùng dược liệu trong nước và xuất khẩu [68]. Không những
thế, còn xuất hiện tình trạng xuất khẩu tiểu ngạch dược liệu qua các cửa khẩu vùng biên
dẫn đến nguy cơ tuyệt mẫu nhiều loài cây dược liệu quý hiếm như: Hoàng tinh đỏ, Lan
Kim tuyến, Hà thủ ô đỏ, Kim ngân rừng, Tam thất, Thất diệp nhất chi hoa, Sâm Ngọc
Linh…[69]. Trước thực trạng trên, để thực hiện được phương châm lấy dược liệu làm
nền tảng trong chiến lược phát triển của ngành Y tế, cần phải có những chính sách mạnh
mẽ, thích hợp, đồng bộ và khoa học dựa trên những điểm chính sau: song song với việc
quy hoạch vùng dược liệu, bảo vệ nguồn tài nguyên dược liệu, đẩy mạnh công tác thông
tin và nghiên cứu dược liệu. Một trong những trọng điểm của định hướng là đẩy mạnh
công tác trồng trọt cây dược liệu trên quy mô lớn, phát triển nguồn dược liệu hàng hoá
phục vụ cho việc điều trị trong nước và xuất khẩu. Tuy nhiên, để thực hiện tốt điều đó,
bên cạnh việc đẩy mạnh các nghiên cứu cơ bản như thành phần hoá học tác dụng dược
lí của cây dược liệu, các nghiên cứu ứng dụng cũng cần được xem trọng [4].
Hoàng tinh đỏ có tên khoa học: Polygonatum kingianum Coll. Et Hemsl, là một
1
3
trong những loài cây dược liệu quý được ghi nhận trong Sách đỏ Việt Nam
(2007).Hoàng tinh đỏ được biết đến là một vị thuốc với nhiều tác dụng: bổ âm, bổ phế,
bổ huyết, sinh tân dịch, bồi dưỡng cơ thể [11], [40]. Dùng ngoài làm thuốc đắp chữa
sưng tấy, đụng dập, trĩ... ngoài ra cây còn được dùng phối hợp với các vị thuốc khác để
chữa nhiều bệnh từ rất lâu [11]. Hoàng tinh đỏ cũng đã được đưa vào Dược điển Việt
Nam tập 2,3:là vị thuốc được ghi đầu tiên trong Danh y biệt lục với nhiều công năng và
tác dụngchữa bệnh rất hay và hữu ích[2],[27].
Cây có phân bố tự nhiên tại Hà Giang, Lào Cai, Lai Châu, Hòa Bình... Nhưng hiện
nay loài đang ở mức báo động vì bị khai thác tận diệt từ tự nhiên, trong khi đó có rất ít
các công trình nghiên cứu nhân giống và gây trồng loài cây dược liệu quý này[2].
Để có cơ sở cho việc bảo tồn và phát triển loài cây Hoàng tinh đỏ cần thiết phải
nghiên cứu đặc điểm sinh học và kỹ thuật nhân giống và gây trồng loài cây này phục vụ
nhu cầu sử dụng làm thuốc, giảm áp lực từ việc khai thác tận diệt ngoài tự nhiên. Do đó,
việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu đặc điểm sinh học loài Hoàng tinh đỏ (Polygonatum
kingianum Coll. Et Hemsl)tại Bắc Quang, Hà Giang và nhân giống invitro”là rất cần
thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định được đặc điểm sinh học và bước đầu nhân giống loàiHoàng tinh đỏ
bằng phương pháp nuôi cấy mô tế bào.
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Xây dựng cơ sở dữ liệu về loài, sử dụng làm tài liệu phục vụ cho công tác nghiên
cứu khoa học, tài liệu giảng dạy, tham khảo về loài Hoàng tinh đỏ.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Về kinh tế: Nhu cầu sử dụng các loại dược liệu để chữa bệnh, nâng cao sức
khỏe hiện nay ngày càng tăng. Quỹ đất trồng và nguồn lao động miền núi rất lớn, đây
là cơ hội để người dân miền núi gây trồng sản xuất cây Hoàng tinh đỏ làm cơ sở cho
1
4
việc hình thành vùng sản xuất, góp phần phát triển rừng, phát triển vùng cây dược liệu
theo hướng hàng hóa, cải thiện và phát triển kinh tế hộ gia đình.
- Về xã hội: Từ kết quả nghiên cứu của đề tài nhận biết được loài Hoàng tinh đỏ.
Đồng thời bước đầu xây dựng được hướng dẫn kỹ thuật nhân giống thích hợp, góp phần
nhân nhanh loài Hoàng tinh đỏ, đáp ứng nhu cầu về dược liệu mà thực tiễn đặt ra
- Về môi trường: Đề tài góp phần bổ sung nguồn tư liệu về đa dạng sinh học thực
vật, nguồn gen cây Hoàng tinh đỏ ở nước ta.
1
5
Chương 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Những nghiên cứu về đặc điểm sinh học, sinh thái học các loài
1.1.1. Trên thế giới
1.1.1.1. Cơ sở sinh học loài cây
Việc nghiên cứu sinh học loài cây trong đó có các đặc điểm hình thái và vật hậu đã
được thực hiện từ lâu trên thế giới. Đây là bước đầu tiên, làm tiền đề cho các môn khoa
học khác liên quan. Có rất nhiều công trình liên quan đến hình thái và phân loại các loài
cây. Những nghiên cứu này đầu tiên tập trung vào mô tả và phân loại các loài, nhóm
loài. Sự ra đời của các bộ thực vật chí đã góp phần làm tiền đề cho công tác nghiên cứu
về hình thái, phân loại cũng như đánh giá tính đa dạng của các vùng miền khác nhau.Ở
Nga, từ 1928 đến 1932 được xem là thời kỳ mở đầu cho thời kỳ nghiêncứu hệ thực vật
cụ thể. Tolmachop A.I. cho rằng “Chỉ cần điều tra trên một diệntích đủ lớn để có thể
bao chùm được sự phong phú của nơi sống nhưng không cósự phân hoá mặt địa lý”.
Ông gọi đó là hệ thực vật cụ thể. Tolmachop đã đưa ramột nhận định là số loài của một
hệ thực vật cụ thể ở vùng nhiệt đớiẩm thườnglà 1500 - 2000 loài [32].
Về vật hậu loài cây: Hoạt động sinh học có tính chất chu kỳ của các cơ quan
sinhdưỡng và cơ quan sinh sản. Chu kỳ vật hậu của cùng một loài phân bố ở các vùng
sinhthái khác nhau sẽ có sự sai khác rõ rệt. Điều này có ý nghĩa cần thiết trong
nghiêncứu sinh thái cá thể loài và công tác chọn tạo giống. Các công trình như nêu
trêncũng đã ít nhiều nêu ra các đặc điểm về chu kỳ hoa, quả và các đặc trưng vật hậu
củatừloài, nhóm loài. Trên thế giới sự đa dạng sinh học đang ngày càng suy giảm
làm cho số lượng các loài động, thực vật giảm từng ngày, từng giờ đặc biệt là các
loài thực vật quý, hiếm. Nhiều hệ sinh thái và môi trường sống ngày càng thu hẹp về
diện tích, nhiều Taxon loài và dưới loài đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng
trong tương lai gần. Do vậy việc nghiên cứu đặc điểm sinh học của loài hết sức cần
thiết và quan trọng cho việc bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên,
ngăn ngừa suy thoái các loài, ngăn ngừa ô nhiễm môi trường,... làm cơ sở khoa học
xây dựng mối quan hệ giữa con người và tự nhiên[44].
1.1.1.2. Về cơ sở sinh thái loài cây
1
6
Việc nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái của loài làm cơ sở đề xuấtbiện
pháp kỹ thuật lâm sinh tác động phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả trong kinhdoanh
rừng rất được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Theo đó, các lýthuyết về hệ
sinh thái, cấu trúc, tái sinh rừng được vận dụng triệt để trong nghiêncứu đặc điểm
của 1 loài cụ thể nào đó.Odum E.P (1971) [59] đã hoàn chỉnh học thuyết về hệ sinh
thái, trên cơ sởthuật ngữ hệ sinh thái (Ecosystem) của Tansley A.P (1935). Ông đã
phân chia rasinh thái học cá thể và sinh thái học quần thể. Sinh thái học cá thể nghiên
cứutừng cá thể sinh vật hoặc từng loài, trong đó chu kỳ sống, tập tính cũng như
khảnăng thích nghi với môi trường được đặc biệt chú ý.Lacher. W (1978) đã chỉ rõ
những vấn đề cần nghiên cứu trong sinh thái thựcvật như: Sự thích nghi với các điều
kiện dinh dưỡng khoáng, ánh sáng, độ nhiệt, độẩm, nhịp điệu khí hậu (Dẫn theo
Nguyễn Thị Hương Giang, 2009) [12].
Madhu K.C et al.,(2010) Khi nghiên cứu đặc điểm sinh học của loài Paris
polyphylla sm. Đã xác định đặc điểm sinh thái, phân bố, sinh học sinh sản tại
Ghandruk.Mật độ, độ che phủ của thực vật, các loài liên quan tới loài nghiên cứu.
Ngoài ra tác giả còn tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của đất đến sản lượng, khả năng
sống, nảy mầm của loài Paris polyphylla sm[57].
Davisouk Noynaly (2014), Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học, sự phân bố
của hai loài thuộc chi Bách bộ Stemona tuberosa và Stemona pierrei ở vùng núi tỉnh
Borikhamxai. Trên cơ sở đó để xuất biện pháp bảo vệ, bảo tồn, phát triển và khai
thác theo hướng phát triển bền vững những loài cây này; đặc biệt là loài S.tuberosa một loài thực vật có giá trị cao bị khai thác đến cạn kiệt ở Châu Á[31].
P. Inthachub et al.,(2010) Khi điều tra chi Stemona: Chi Stemona được phân
bố ở Thái Lan với 11 loài. Hai loài mới được mô tả: Stemona involuta và S.rupestris.
Tác giả cũng đã mô tả được một số đặc điểm sinh học, sinh thái của các loài trong
chi cho việc nhận biết [53].
Theo USDA Plants (2010), Mô tả chi tiết về phân loại, phân bố phạm vi địa
lý, cách phân biệt, môi trường sống, sinh thái và sự tái sinh của loài Achillea
millefolium L tại California[65].
Như vậy, với các công trình nghiên cứu về lý thuyết sinh thái, tái sinh, cấutrúc
1
7
rừng tự nhiên cũng như nghiên cứu đặc điểm sinh học, sinh thái đối với mộtsố loài
cây như trên đã phần nào làm sáng tỏ những đặc điểm cấu trúc, tái sinh củarừng nhiệt
đới nói chung. Đó là cơ sở để lựa chọn cho hướng nghiên cứu trongluận văn.Sinh
thái học là môn khoa học nghiên cứu về các điều kiện sống, tồn tại vàphát triển của
sinh vật. Về các mối quan hệ qua lại giữa sinh vật với môi trường vàgiữa sinh vật với
nhau trong quá trình tồn tại và phát triển tiến hóa của chúng [15].Sinh học bảo tồn là
môn khoa học đa ngành được xây dựng nhằm hạn chế cácmối đe dọa đối với đa dạng
sinh học với hai mục đích.
- Một là: Tìm hiểu tác động tiêu cực do con người gây ra đối với đadạng sinh học
- Hai là: Xây dựng các phương pháp tiếp cận để hạn chế được sự suy thoái đa
dạngsinh học [30].
1.1.2. Tại Việt Nam
1.1.2.1. Nghiên cứu về sinh học
Khi nghiên cứu sinh thái các loài trong cuốn ”Thực vật rừng” của Lê Mộng Chân
(2000) [5], tóm tắt khái niệm và ý nghĩa của việc nghiên cứu sinh thái thực vật là
nghiên cứu tác động qua lại giữa thực vật với ngoại cảnh. Mỗi loài cây sống trên mặt
đất đều trải qua quá trình thích ứng và tiến hoá lâu dài, ở hoàn cảnh sống khác nhau
các loài thực vật thích ứng và hình thành những đặc tính sinh thái riêng, dần dần
những đặc tính được di truyền trở thành nhu cầu của cây đối với hoàn cảnh. Con
người tìm hiểu đặc tính sinh thái của loài cây để gây trồng, chăm sóc, nuôi dưỡng
đồng thời sử dụng và bảo tồn các loài cây đúng lúc, đúng chỗ, lợi dụng các đặc tính
ấy để cải tạo tự nhiên và môi trường. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của loài hết sức
cần thiết và quan trọng, đây là cơ sở khoa học cho việc bảo vệ và sử dụng hợp lý
nguồn tài nguyên thiên nhiên nhằm ngăn ngừa suy thoái các loài quý, hiếm và cũng
là cơ sở khoa học xây dựng mối quan hệ giữa con người và thế giới tự nhiên.
1.1.2.2. Về cơ sở sinh thái loài cây
Ở nước ta, nghiên cứu về đặc điểm sinh thái học của các loài cây bản địa chưa nhiều, tản
mạn, có thể tổng hợp một số thông tin có liên quan đến vấn đề nghiên cứu như sau:
Đặng Kim Vui và Cs (2016) Đã nghiên cứu một số đặc điểm phân bố tự nhiên và
hình thái của các loài thuộc chi Giảo cổ lam (Gynostemma Blume) tại tỉnh Bắc Kạn, kết
1
8
quả nghiên cứu: Xác định được 3 loài thuộc chi Giảo cổ lam là: Giảo cổ lam 3 lá, Giảo
cổ lam 5 lá và Giảo cổ lam 7 lá, Giảo cổ lam lông. Các loài này phân bố ở sinh cảnh núi
đất và núi đá ở các trạng thái rừng có độ tàn che 0,5-0,7 phân bố ở dộ cao 210-1064 m.
Các loài trong chi Giảo cổ lam tại khu vưc nghiên cứu có khả năng tái sinh chồi tốt. Kết
quả nghiên cứu này sẽ la cơ sở khoa học cho côn tác bảo tồn và phát triển loài trong
tương lai[45].
Ngô Thị Nga (2016) nghiên cứu một số đặc tính sinh vật học, tình hình sinh
trưởng và phân bố, kiến thức bản địa trong chọn tạo giống và gây trồng loài Giảo cổ
lam (Gynostemma pentaphyllum Thunb.) làm cơ sở cho việc bảo tồn và phát triểntại
vùng đệm khu bảo tồn thiên nhiên Thần Sa - Phượng Hoàng, tỉnh Thái Nguyên[29].
Lê Quang Hoàng (2013) đã nghiên cứu một số đặc điểm sinh học loài Tam thất
hoang (Panax stipuleanatus Tsali et Feng) làm cơ sở cho việc nhân từ hom tại vườn
Quốc gia Hoàng Liên huyệnSa Pa tỉnh Lào Cai, tác giả còn đưa ra hướng dẫn kỹ thuật
nhân giống loài bằng phương pháp giâm hom [22].
Nguyễn Thị Thu và Cs (2016) đãnghiên cứu đặc điểm hình thái, đặc điểm vi phẫu
bột thân rễ, và phân loại thực vật cây Bảy lá một hoa thu thập ở Sa Pa, Lào Cai. Việt
Nam đã xác định tên khoa học là Paris chinensis Franch., thuộc họ Trọng lâu
(Trilliaceae). Kết quả nghiên cứu đã mô tả chi tiết đặc điểm cấu tạo giải phẫu của các
bộ phận thân khí sinh, lá, thân rễ, rễ, và bột của thân rễ Bảy lá một hoa [38].
Nguyễn Thị Minh (2015), Nghiên cứu đặc điểm thực vật học của một số loài cây
thuốc Cát sâm, Khúc khắc, Thổ phục linh tác giả chỉ ra được đặc điểm hình thái giải
phẫu và yêu cầu sinh thái đối với 3 loài cây trên, đồng thời đề xuất các vấn đề bào tồn
khai thác và phát triển các loài [28].
Phan Kế Long (2013), Nghiên cứu phân loại, phân bố và thành phần hóa học của
cây sâm mọc tự nhiên ở Lai Châu: Kết quả nghiên cứu đã khẳng định được loài sâm thu
ở Lai Châu là loài Panax vietnamensis var. fuscidiscus có giá trị trong y dược do có thể
chứa một số saponin tương tự như P. vietnamensis var. vietnamensis và P. stipuleanatus.
Đã xác định được vùng phân bố, điều kiện sống và hiện trạng để có thể đề xuất các
phương án bảo tồn và phát triển bền vững loài thuốc quý này[26].
Phạm Thanh Huyền (2007), đã xác định đặc điểm sinh học cơ bản ( sự phân bố,
đặc điểm sinh thái, tính đa dạng di truyền, khả năng tái sinh và nhân trồng) cùng với
1
9
một số dẫn liệu về giá trị sử dụng của bốn loài cây thuốc quý (Acarzthopanax
gracilistylus W. VV. Smith, A. trifoliatus (L.) Merr., Panax bipinnatijixdus Seem., P.
stipuleanatus H. T. Tsai & K. M. Feng thuộc họ Ngũ gia bì (Araliaceae) ở Việt Nam
làm cơ sở cho việc đi đôi với nhân giống phát triển [24].
Lê Thanh Sơn, Nguyễn Tập (2006) Khi nghiên cứu: Những đặc điểm sinh thái
cơ bản của Sâm Ngọc Linh cho thấy: Loài sinh trưởng trênđất giàu và ẩm trong bóng
mát của rừng thường xanh kín, ở 1.800 - 2.200 m ở độ cao. Cây phát triển vào mùa xuân
tới; tái sinh tốt cây bằng hạt và từ thân rễ[34].
Tóm lại, với những kết quả của những công trình nghiên cứu như trên, là cơ sở để
đề tài lựa chọn những nội dung thích hợp để tham khảo vận dụng trong đề tài nghiên
cứu đặc điểm sinh học của loài Hoàng tinh đỏ.
1.2.Nghiên cứu về nhân giống in vitro
1.2.1. Khái quát nuôi cấy mô tế bào
Nuôi cấy mô tế bào thực vật là khái niệm chung cho tất cả các loại nuôi cấy
nguyên liệu thực vật hoàn toàn sạch các vi sinh vật trên môi trường dinh dưỡng nhân
tạo trong điều kiện vô trùng. Nhân giống vô tính in vitro được tiến hành trên nguyên
tắc cắt nuôi đoạn thân có mang chồi ở nách lá, đoạn rễ hay mảnh củ.
Nuôi cấy mô tế bào thực vật được hình thành và phát triển từ những năm 80
của thế kỉ XX và được ứng dụng chủ yếu trong các lĩnh vực: Nhân giống vô tính in
vitro, nuôi cấy mô phân sinh hoặc đỉnh sinh trưởng để tạo cây sạch bệnh, bảo quản
nguồn gen in vitro, tạo phôi vô tính và hạt nhân tạo…[10].
Trong những năm gần đây, nhiều quy trình nhân giống bằng kỹ thuật nhân
giống vô tính nuôi cấy in vitro được nhiều cơ sở khoa học nghiên cứu và hoàn thiện
trên các đối tượng khác nhau như: cây rừng, cây lương thực, thực phẩm, cây ăn quả,
hoa, cây cảnh, cây dược liệu… Nhằm góp phần vào cung cấp nguồn giống cây rừng
phục vụ cho công tác nâng cao và cải thiện giống cây rừng, đồng thời duy trì bảo tồn
và phát triển loài cây quý hiếm. Hàng loạt quy trình nhân giống in vitro các loại cây
rừng được nghiên cứu và hoàn thiện nhằm tạo ra lượng lớn cây giống, có chất lượng
tốt.
- Xem thêm -