Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Nghiên cứu đặc điểm sinh học loài hoàng tinh đỏ (polygonatum kingianum coll et h...

Tài liệu Nghiên cứu đặc điểm sinh học loài hoàng tinh đỏ (polygonatum kingianum coll et hemsl)tại bắc quang, hà giang và nhân giống invitro

.PDF
103
537
135

Mô tả:

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 -

Tài liệu liên quan