Tải bản đầy đủ

Luận án tiến sĩ nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và biện pháp kỹ thuật tạo giống cây mun (diospyros mun a chev ex lecomte) ở miền bắc việt nam

................................................

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
NGÔ VĂN NHƯƠNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC
VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TẠO GIỐNG CÂY MUN
(Diospyros mun A. Chev. ex Lecomte)
Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

HÀ NỘI - 2016

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT


................................................

NGÔ VĂN NHƯƠNG


NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC
VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TẠO GIỐNG CÂY MUN
(Diospyros mun A. Chev. ex Lecomte)
Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM

CHUYÊN NGÀNH: LÂM SINH
MÃ SỐ: 62620205

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. Lê Xuân Trường
2. PGS. TS. Phạm Đức Tuấn

HÀ NỘI- 2016



4

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa
ai công bố trong bất kỳ công trình khác.

Nghiên cứu sinh

ThS. Ngô Văn Nhương


1
LỜI CẢM ƠN
Công trình này được hoàn thành theo chương trình nghiên cứu sinh trong nước,
hệ chính quy ở Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam.
Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và kính trọng đến các thầy giáo
TS. Lê Xuân Trường và PGS. TS. Phạm Đức Tuấn, với tư cách là người hướng dẫn đã
dành nhiều thời gian quí báu giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án.
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án, tác giả còn nhận được sự quan
tâm, tạo điều kiện giúp đỡ của các tập thể: Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam;

Phòng Đào tạo Sau đại học; Khoa Lâm học; Bộ môn Lâm sinh của Trường Đại học Lâm
nghiệp; Bộ môn khoa học gỗ- Viện nghiên cứu Công nghiệp rừng; Phòng Phân loại thực
nghiệm và Đa dạng nguồn Gen Sinh học- Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam; Phòng thí
nghiệm của Viện Công nghệ sinh học Lâm nghiệp; Phòng thí nghiệm đất và môi trường
của Viện nghiên cứu Sinh thái và Môi trường rừng; Bộ môn Kỹ thuật lâm sinh của Viện
Nghiên cứu Lâm sinh; VQG Cúc Phương- Ninh Bình; KBTTN Ngọc Sơn- Ngổ LuôngHòa Bình; KBTTN Na Hang- Tuyên Quang, VQG Phong Nha- Kẻ Bàng- Quảng Bình,
VQG Núi Chúa- Ninh Thuận, xã Cam Thịnh Đông và Cam Thịnh Tây- Thành phố Cam
Ranh- Khánh Hòa, Trường Đại học Hoa Lư- Ninh Bình, Sở Khoa học và Công nghệ
Ninh Bình. Nhân dịp này tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc trước sự quan tâm giúp đỡ
quí báu đó.
Xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Phạm Xuân Hoàn- Nguyên Phó hiệu trưởng Trường
Đại học Lâm nghiệp; TS. Hà Văn Huân và TS. Vũ Quang Nam- Viện Công nghệ sinh
học Lâm nghiệp; NCS. Vũ Đình Duy- Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam; TS. Nguyễn Tử
Kim, Ths. Bùi Hữu Thưởng và ThS. Vũ Thị Ngoan- Viện nghiên cứu Công nghiệp rừng;
TS. Phí Hồng Hải- Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam; ThS. Ngô Thị Thanh HuệViện nghiên cứu Sinh thái và Môi trường rừng; ThS. Phan Minh Quang- Viện Nghiên
cứu Lâm sinh; Các cá nhân công tác tại VQG Cúc Phương: ThS. Trương Quang Bích;
ThS. Lê Phương Triều, KS. Nguyễn Minh Tường, KS. Nguyễn Thị Thủy; Các cán bộ
công tác tại KBTTN Ngọc Sơn- Ngổ Luông: KS. Bùi Bình Yên; KS. Nguyễn Bình Định;
KS. Khổng Văn Quang- KBTTN Na Hang; Các cán bộ công tác tại VQG Núi Chúa: KS.
Nguyễn Trọng Huynh, KS. Nguyễn Ngọc Hân...đã dành nhiều thời gian và công sức giúp
đỡ tác giả hoàn thành luận án.
Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè, đồng nghiệp và người thân
trong gia đình đã động viên và giúp đỡ tác giả hoàn thành công trình này.
Một lần nữa tác giả xin chân thành cảm ơn
Ngô Văn Nhương


MỤC LỤC
6
TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC


7

TT
1

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viêt
Nguyên nghĩa
tăt
ARN
Axít ribonucleic

2

cpDNA
Cs

Genome lục lạp
Cộng sự

3

CT

Công thức

4

CTTT

Công thức tố thành

5

DNA

deoxyribonucleic acid

6

Dc

Đường kính gốc (cm)

7

D

Đường kính thân cây tại vị trí cách mặt đất 1,3m (cm)

8

Dt

Đường kính tán (m)

9

Đ- T

Hướng Đông- Tây

10

Hvn
ITS rDNA

Chiều cao vút ngọn (m)
Vùng gen nhân

11
12

1.3

IUCN

13

Liên minh Quốc tế Bảo tồn Thiên nhiên và Tài nguyên
Thiên nhiên

IV

Giá trị quan trọng (%)

KBTTN

Khu bảo tồn thiên nhiên

15

K20

Hàm lượng ka li tống số (%)

16

N

Hàm lượng đạm tống số (%)

17

N- B

Hướng Nam Bắc

18

OTC

Ô tiêu chuẩn điển hình

P205

Hàm lượng lân tống số (%)

TB

Tế bào

rbcL

Vùng gen lục lạp

RTN

Rừng tự nhiên

14

19
20
21
22
23


8

24

V

Hệ số biến động (%)

25

VQG

Vườn quốc gia

26

VTV

Vườn thực vật

27

X

Giá trị trung bình


DANH MỤC CÁC BẢNG
T Bản
Nội dung
T g 3.1 Vị trí địa lý, địa hình và kiểu rừng Mun phân bố
1
3.2 Đặc điểm khí hậu một số địa điểm có Mun phân bố
2
3
3.3 Thành phần cơ giới của các phẫu diện đại diện
4
5

3.4
3.5

6
7

3.6

8
9
1
0
11
1
2

3.7
3.8
3.9
3.1
0
3.1
1
3.1
2

1
31
4
1
5
1
6

3.1
33.1
4
3.1
5
3.1
6

1
7
1
8
1
9
2
0

3.1
7
3.1
8
3.1
9
3.2
0

2
1
2
2

3.2
1
3.2
2

Đặc tính hóa học của đất có Mun phân bố
Quan hệ giữa Mun với các loài cây ưu thế ở các địa điểm
nghiên cứu
Một số chỉ tiêu về sinh trưởng của lâm phần có Mun phân
bố
Khả năng tái sinh tự nhiên của Mun tại các khu vực nghiên
cứu

Tran
g 56
57
60
62
67
71
72

Sinh trưởng của Mun ở rừng trồng tại VQG Cúc Phương

74

sau 1 năm theo dõi
Diễn biến các pha vật hậu của Mun
Mật độ, kích thước của mạch và tia gỗ Mun

77
79

Khoảng cách di truyền (dưới) và mức độ tương đồng di

84

truyền (trên) giữa các cặp quần thể Mun nghiên cứu
Khoảng cách di truyền (dưới) và mức độ tương đồng di

91

truyền (trên) giữa các cặp quần thể Mun nghiên cứu
Khối lượng và độ ẩm ban đầu của hạt Mun

95

Thế nảy mầm của hạt Mun
Khả năng nảy mầm của hạt Mun ở các công thức xử lý

96
96

Ảnh hưởng của phương pháp và thời gian bảo quản đến tỷ

97

lệ nảy mầm của hạt Mun
Một số chỉ tiêu sinh trưởng của Mun ở các tỷ lệ che sáng

99

Cấu tạo giải phẫu lá cây con Mun ở các tỷ lệ che sáng
Hàm lượng sắc tố trong lá cây con Mun ở các tỷ lệ che sáng
Một số chỉ tiêu sinh trưởng của cây Mun ở các công thức
hỗn hợp ruột bầu
Một số chỉ tiêu sinh trưởng cây Mun ở các công thức tưới
nước
Sinh trưởng của Mun sau 1 năm trồng

10
5
10
7
11
0
11
5
12
0


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu
TT

Nội dung

đồ

Trang
3.1 Các pha vật hậu của Mun

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

3.2 Tỷ lệ sống của Mun ở các công thức che sáng

77

3.3 Chiều cao cây Mun ở các tỷ lệ che sáng

100

3.4 Đường kính cây Mun ở các tỷ lệ che sáng

101

3.5 Sinh khối khô cây Mun ở các tỷ lệ che sáng

102

3.6 Tỷ lệ sống của Mun ở các công thức hỗn hợp ruột bầu

103

3.7 Chiều cao cây Mun ở các công thức hỗn hợp ruột bầu

111

Đường kính cây Mun ở các công thức hỗn hợp ruột 112

3.8.

112

bầu
3.9 Sinh khối khô cây Mun ở các công thức hỗn hợp ruột bầu

113

3.10

Tỷ lệ sống của Mun ở các công thức tưới nước

116

3.11

Chiều cao cây Mun ở các công thức tưới nước

117

3.12

Đường kính cây Mun ở các công thức tưới nước

117

3.13

Sinh khối khô cây Mun ở các công thức tưới nước

118

3.14

Tỷ lệ sống của Mun sau 1 năm trồng

121

3.15

Sinh trưởng chiều cao của Mun sau 1 năm trồng

122

3.16

Sinh trưởng đường kính của Mun sau 1 năm trồng

122


DANH MỤC CÁC HÌNH Hình
TT
1

dung
1.1

Nội
1

Hệ gen lục lạp của cây Arabidopsis thaliana (Sato et al.,

7

1999)
2

1 2

Sơ đồ vùng gen ITS

3

2.1 Sơ đồ nghiên cứu

4

2.2 Bản đồ chỉ ra địa điểm thu mẫu loài Mun nghiên cứu

5

2.3

Sơ đồ bố trí thí nghiệm theo dõi nảy mầm của hạt sau khi xử

6

2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của tỷ lệ che sáng

7

2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của hỗn hợp ruột bầu

8

2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của chế độ tưới nước

9

3.1 Hình thái cây Mun

10

3.2 Hình thái cành cây Mun

11

3.3 Hình thái vỏ cây Mun

12

3.4 Hình thái lá Mun

13

3.5 Hoa Mun

14

3.6 Quả Mun

15

3.7 Hạt Mun

16

3.8 Một số địa điểm có Mun phân bố tự nhiên ở Việt Nam

17

3.9 Phẫu diện đất có Mun phân bố ở VQG Cúc Phương

18
19

Phẫu diện đất nơi trồng Mun thực nghiệm ở VQG Cúc

38

45
48
49
51
52
52
53
54
54
54
55
59
59

Phương
3.11

31

44



3.10

9

Mẫu đất ở rừng trồng thực nghiệm VQG Cúc Phương

59


20

3.12

21

3.13

Phẫu đồ rừng ở VQG Cúc Phương- Ninh Bình

22

3.14

Phẫu đồ rừng ở KBTTN Ngọc Sơn- Ngố Luông- Hòa 69

23

Mẫu đất ở rừng tự nhiên KBTTN Ngọc Sơn- Ngố
1
Luông và KBTTN Na Hang

Bình

59
68

70

24

3.15

Phẫu đồ rừng ở KBTTN Na Hang- Tuyên Quang

74

25

3.16

Mun tái sinh tự nhiên từ hạt

75

3.17

Mun 1 năm tuối ở rừng trồng thực nghiệm VQG Cúc

26

75

Phương

27

3.18

Mun 23 tuối ở rừng trồng VQG Cúc Phương

28

3.19

Mun 6 năm tuối trồng ở Vườn thực vật VQG Cúc78

29

Phương

76

80

30

3.20

Gỗ Mun

80

31

3.21

Mặt cắt ngang gỗ mun

82

3.22

Mặt cắt tiếp tuyến gỗ mun

3.23

Kết quả kiểm tra DNA tống số (A) và DNA tinh sạch

32

(B) đại diện của 21 mẫu Mun trên gel agarose 0,8% (từ giếng

82

1 đến 14 đại diện cho các mẫu Mun)
3.24
33
34

Sản phẩm PCR đại diện của một số mẫu của loài

Mun phân tích với vùng gen nhân ITS-rDNA và gen lục lạp
rbcL (B) điện di trên gel agarose 1,5%. (M: marker phân tử 1

83

kb, từ giếng 1 đến 14 đại diện cho các mẫu Mun)
3.25

Các nucleotide sai khác trên vùng gen rbcL giữa 7

quần thể Mun ở Việt Nam
3.26

Mối quan hệ họ hàng giữa 7 quần thể Mun ở Việt

85


Nam trên cơ sở phân tích trình tự nucleotide vùng gen rbcL
1
bằng phương pháp Maximum Parsimony (A) và Maximum
Likelihood (B)


35
36

1


1

37

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
38

Việt Nam được coi là nước giàu tài nguyên rừng. Trước kia rừng chiếm

3/4 diện tích lãnh thố, rừng là nơi hội tụ, sinh tồn của nhiều loài động vật và thực vật.
Nhưng trong nhiều năm qua rừng tự nhiên đã bị thu hẹp về diện tích và giảm sút về
chất lượng. Trước năm 1945 diện tích rừng chiếm khoảng 14,3 triệu hecta, đạt tỷ lệ
che phủ 43% (Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, 2002) [5]. Đến 31/12/2013,
tống diện tích rừng khoảng 13,9 triệu hecta trong đó có khoảng 10,4 triệu hecta rừng
tự nhiên và hơn 3,5 triệu hecta rừng trồng, tỷ lệ che phủ đạt 39,7% (Bộ Nông nghiệp
và phát triển nông thôn, 2014) [6], tỷ lệ giảm như vậy là do cháy rừng, đốt nương làm
rẫy, khai thác lâm sản, chuyển đất rừng sang những mục đích sử dụng khác...Kết quả
đã làm cho nhiều loài cây gỗ quí hiếm, cây bản địa, cây có giá trị cao về kinh tế bị đe
dọa nghiêm trọng và có nguy cơ tuyệt chủng. Vì thế, trồng rừng là một biện pháp tích
cực để bảo tồn những loài cây gỗ có giá trị kinh tế cao, những loài có nguy cơ tuyệt
chủng, đồng thời duy trì độ che phủ của rừng và trở thành nhu cầu cấp thiết hiện nay
(Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999) [37].
39

Việt Nam đã, đang rất chú trọng đến vấn đề bảo vệ và phát triển tài

nguyên rừng, trong đó việc nghiên cứu và bảo vệ hệ sinh thái rừng núi đá vôi cũng
như nghiên cứu sinh thái cá thể được đặc biệt quan tâm. Mặt khác việc sử dụng cây
bản địa làm mục đích trồng rừng và làm giàu rừng là một vấn đề lớn đang được ngành
Lâm nghiệp quan tâm. Việc thiếu thông tin về đặc điểm sinh học của loài gây nên
những khó khăn trong việc đề xuất các giải pháp lâm sinh góp phần bảo tồn và phát
triển các loài cây gỗ quý hiếm.
40

Theo báo cáo tống kết của VQG Cúc Phương, báo cáo tống kết

của KBTTN Ngọc Sơn- Ngố Luông và báo cáo tống kết của KBTTN Na Hang có rất
nhiều loài cây gỗ quý hiếm, trong đó có cây Mun. Mun (Diospyros mun A.Chev. ex
Lecomte) thuộc họ thị (Ebenaceae), là loài cây bản địa, đặc hữu của Việt Nam, Mun là
cây gỗ trung bình có giá trị kinh

tế

loài trong rừng
41

cao, thường


mọc

hỗn

rộngthường

xanh. Lõi gỗ Mun khi khô có màu đen bóng, cứng và bền nên khó gia công, là


1

gỗ quý nên thường được làm đồ mộc gia dụng cao cấp. Quả và lá dùng để nhuộm đen
lụa quý. Trước đây loài cây này có phân bố tự nhiên ở nhiều tỉnh trong cả nước như
Ninh Bình, Hòa Bình, Tuyên Quang, Quảng Bình, Khánh Hòa, Ninh Thuận ... Hiện
nay chúng chỉ còn ở một số ít Vườn quốc gia, Khu bảo tồn thiên nhiên hoặc rừng cấm.
Mun đã và đang bị khai thác rất mạnh, số lượng cá thể và quần thể bị giảm sút một
cách nhanh chóng. Theo các tiêu chí IUCN, 2013 [78] loài Mun (Diospyros mun
A.Chev. ex Lecomte) hiện được xếp ở tình trạng cực kỳ nguy cấp (A1cd). Tại Việt
Nam loài này đã được dẫn trong sách đỏ Việt Nam, 2007 [4] ở mức độ nguy cấp EN
A1c,d, B1 + 2a và được pháp luật bảo vệ (nằm trong gỗ nhóm I). Mun trong tự nhiên
đang bị đe dọa nghiêm trọng và đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng cao. Tuy nhiên, có
rất ít công trình nghiên cứu về loài cây quý này, mà đa số chỉ tập trung nghiên cứu về
phân loại hoặc phân bố, đánh giá tài nguyên và bảo tồn loài mang tính chất chung
chung (Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng, 1998) [30], (Lê Đình Khả, Nguyễn Hoàng
Nghĩa, 1990) [31], (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1997) [36], (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999)
[37].
42

Hiện nay, Mun đã được trồng thử nghiệm bằng cây con từ hạt, song

hiểu biết về đặc điểm sinh học của loài cây này còn ít, chưa có quy trình gieo ươm
một cách hệ thống, chưa có hướng dẫn kỹ thuật tạo cây con và kỹ thuật trồng Mun
nên chưa đủ cơ sở khoa học để xây dựng giải pháp kỹ thuật bảo tồn có hiệu quả. Vì
vậy, “Nghiên cứu một
thuật tạo
43

số

đặc điểm sinh học và

biện pháp kỹ

giống cây Mun

(Diospyros mun A.Chev. ex Lecomte) ở miền Bắc- Việt Nam” góp phần đề

xuất kỹ thuật bảo tồn loài cây này ở miền Bắc nói riêng và ở Việt Nam nói chung, là
đề tài nghiên cứu sinh lựa chọn thực hiện nhằm giải quyết các tồn tại trên.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
44
Ý nghĩa khoa học
45
Đề tài đã bố sung các thông tin về đặc điểm lâm học, sinh thái học của
loài Mun góp phần cho việc bảo tồn nguồn gen.
46

Ý nghĩa thực tiễn

47

- Đề tài đã xác định và xây dựng hướng dẫn kỹ thuật tạo cây con Mun


1

phục vụ cho trồng rừng.
-

Những kết quả của đề tài có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ
thuật lâm nghiệp, học sinh, sinh viên, nông dân... trong định hướng phát triển các loài
cây gỗ quý hiếm.

3. Những đóng góp mới của đề tài
-

Bố sung thêm một số thông tin về đặc điểm sinh học của loài Mun như: Thông qua
kết quả nghiên cứu về cấu tạo hiển vi của gỗ ở các địa điểm khác nhau đã xác định
được các mẫu gỗ có cấu tạo tương đối giống nhau; Đã xác định được mối quan hệ di
truyền giữa các quần thể Mun ở miền Bắc là giống nhau và có thể khắng định được
các quần thể Mun ở Việt Nam có cùng nguồn gốc tiến hóa từ chi thị (Diospyros). Qua
đó, cũng đã xác định được kiểu gen của loài Mun và gửi 42 trình tự nucleotide lên
ngân hàng gen (Genbank) thế giới.

-

Bố sung, hoàn thiện kỹ thuật tạo cây con Mun ở vườn ươm và trồng thử
48

nghiệm cây Mun ở các giai đoạn tuối xuất vườn khác nhau (3 tháng, 6

tháng, 9 tháng) đã xác

định được

hơn cả là cây con
49

tuối

cây con xuất

xuất vườn

vườn

tốt

9

tháng tuối.

4. Đối tượng nghiên cứu
50

Mun ở rừng tự nhiên, rừng trồng ở vườn thực vật, rừng trồng thử

nghiệm và cây con vườn ươm.
5. Giới hạn của đề tài
5.1.
-

Giới hạn nội dung nghiên cứu
Đề tài chỉ nghiên cứu một số đặc điểm sinh học cơ bản có liên quan trực tiếp đến sinh
trưởng
51

của

Mun

như hình thái, phân bố, vật hậu, cấu trúc tố thành,

mối quan hệ giữa Mun với một số loài cây khác, tái sinh tự nhiên và khả năng

sinh trưởng ở rừng trồng làm cơ sở định hướng cho kỹ thuật gây trồng loài cây này.
-

“Tạo giống” trong đề tài này chỉ là việc tạo cây con từ hạt; nghiên cứu đặc điểm sinh
học của Mun thực hiện tại một số địa điểm ở miền Bắc; nghiên cứu mối quan hệ di
truyền giữa các quần thể Mun thực hiện tại một số địa điểm ở Việt Nam.


1

5.2.

Giới hạn địa bàn nghiên cứu
52

Các nghiên cứu thực địa của đề tài chủ yếu được tiến hành tại VQG

Cúc Phương- Ninh Bình, KBTTN Ngọc Sơn- Ngố Luông- Hòa Bình, KBTTN Na
53

Hang- Tuyên Quang. Ngoài ra, nội dung nghiên cứu mối quan hệ di truyền

một số quần thể Mun còn được thực hiện ở một số khu vực như: VQG Phong Nha- Kẻ
Bàng, Quảng Bình; VQG Núi Chúa- Ninh Thuận; xã Cam Thịnh Đông và Cam Thịnh
Tây thuộc Thành phố Cam Ranh, tỉnh Khánh Hòa.
5.3.

Giới hạn thời gian nghiên cứu
54 Các thí nghiệm tạo cây con ở vườn ươm được theo dõi từ khi cấy cây
vào bầu đến lúc cây 9 tháng tuổi. Thí nghiệm ở rừng trồng thử nghiệm
được theo dõi sau khi trồng 12 tháng.


55
56
1.1.

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Giới thiệu chung về cây Mun

1.1.1.

Đặc điểm phân loại
57

Theo Lê Mộng Chân và Lê Thị Huyên, 2003 [10], Trần Hợp, 2002

[25], Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999 [37], Nguyễn Tiến Bân, 2003 [2], Vũ Văn
Dũng,1987 [13], Le Comte H (1908- 1942) [82]... , Mun còn có tên là Mun sừng,
Mung, Mun đen,...Phân loại theo hệ thống Takhtajan, Mun có tên khoa học là
Diospyros mun A.Chev. ex Lecomte, thuộc họ Thị (Ebenaceae), bộ Thị (Ebenales),
lớp cây hai lá mầm (Magnoliopsida), ngành thực vật hạt kín (Magnoliophyta).
58

Họ thị (Ebenaceae) là một họ thực vật có hoa, nó bao gồm các loài cây

như Hồng, Thị, Cậy, Mun. Họ này có khoảng 548 loài cây gỗ và cây bụi thuộc các chi
là Diospyros, Euclea, Lissocarpa và Royena. Các loài phần lớn là cây thường xanh và
có nguồn gốc ở khu vực nhiệt đới hay cận nhiệt đới, chỉ một số ít các loài cây lá sớm
rụng có nguồn gốc ở khu vực ôn đới, đài hoa bền vững trên quả là đặc trưng của họ
này, chi thị (Diospyros) là một chi có từ khoảng 450-500 loài, có sự phân bố rộng
khắp
59

vùng nhiệt đới, với sự đa dạng lớn nhất về các loài trong khu

vực

Indomalaya, ở Việt Nam họ Thị có 1 chi Diospyros khoảng 60 loài. Chi này

bao gồm một số loài có giá trị thương mại quan trọng hoặc là để lấy quả ăn (bao gồm
các loài Hồng, Thị, Cậy như Diospyros kaki và Diospyros virginiana) hoặc là để lấy
gỗ. Có hai nhóm gỗ có giá trị thương mại là gỗ mun trơn: loại gỗ mun đen thuần túy
(đáng chú ý là Diospyros ebenum, Diospyros mun...) và gỗ mun sọc (mun vàng hay
mun Macassar - Diospyros celebica). Trong đó, Diospyros mun là loài rất có giá trị
nên đã bị khai thác nhiều, làm cho số lượng Mun tồn tại trong tự nhiên suy giảm
nhanh chóng.
1.1.2.

Đặc điểm thực vật học
60

Mun là cây gỗ trung bình, rụng lá, cao 7-18 m, đường kính đến 0,3 m

hay hơn, cành nhánh nhẵn, tán rậm. Vỏ ngoài đen, nứt dọc nông. Lá đơn mềm, mọc
cách, hình trứng nhọn, gân giữa và gân bên nối rõ, dài 5,5-6,5 cm; rộng 2-2,2 cm, khi


khô có màu đen. Hoa nhỏ, màu vàng đơn tính; hoa đực mọc thành xim 3-5 hoa ở nách
lá, hoa cái mọc đơn độc. Hoa đực có đài hợp, hình cốc ngắn, ở phần trên chia thành 4
thùy, màu lục. Tràng hợp thành ống, dài 5 mm, ở trên chia thành 4 thùy màu vàng. Nhị
8; bao phấn hình mũi dùi, dài khoảng 3 mm. Quả hình cầu nhỏ, đường kính 1,52 cm
màu xanh nhẵn, khô màu đen, vỏ dày, mang đài tồn tại xẻ 4 thuỳ. Mùa hoa Mun
thường vào tháng 7. Mun tái sinh bằng hạt và chồi rễ ở gần gốc. Mun là loài cây ưa
sáng, mọc chậm, sống lâu (Phạm Hoàng Hộ, 1999) [22].
1.1.3.

Đặc điểm sinh thái
61

Cũng theo Lê Mộng Chân và Lê Thị Huyên, 2003 [10], Trần Hợp,

2002 [25], Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999 [37], Nguyễn Tiến Bân, 2003 [2], Vũ Văn
Dũng,1987 [13], Le Comte H (1922- 1933) [82], cây Mun mọc rải rác hay thành từng
đám trong trảng cây bụi cao rậm, chịu hạn ở vùng núi đá vôi dưới 800m. Đây là loài
đặc hữu của Việt Nam, đã phát hiện mun tại Hà Giang, Tuyên Quang, Lạng Sơn, Hòa
Bình, Ninh Bình, Quảng Bình, Khánh Hòa, Ninh Thuận,...Bộ Khoa học, Công nghệ và
Môi trường, 2007 [4].
1.2.

Giới thiệu hệ gen sử dụng trong nghiên cứu phân loại phân tử ở thực vật,
một số thành tựu nghiên cứu về đa dạng di truyền và tiến hóa phân tử

1.2.1.

Giới thiệu một số hệ gen sử dụng trong nghiên cứu phân loại phân tử ở thực

vật
62

Nghiên cứu giải mã một số vùng gen bảo thủ cho mục đích phân loại,

nhận dạng một số nguồn gen quý là hướng nghiên cứu được phát triển mạnh trên thế
giới trong những năm gần đây.
kỹ thuật
63

Cơ sở

của phương pháp này là dựa trên

phân

tích DNA còn được gọi là “dấu vân DNA- DNA fingerprint”. Ứng dụng hướng

nghiên cứu này giúp nhận biết ranh giới các loài (giám định gen); đánh giá sự phát
sinh chủng loại giữa các loài (tiến hóa loài) (Hillils et al., 1996) [74]. Phương pháp
được xây dựng dựa trên thành phần và cấu trúc của các vùng gen đặc hữu của các
taxon sinh vật, tập trung vào hai vùng gen chính là gen nhân (ITS) và vùng gen lục lạp
(cpDNA), nên có hiệu quả cao trong việc định loại và giám định loài. Với các giá trị


khoa học nêu trên, đến nay việc xác định trình tự nucleotide vùng gen đặc trưng đang
là công cụ hỗ trợ đắc lực cho các nhà nghiên cứu trong việc phát hiện các loài mới,
giải quyết các mối nghi ngờ về vị trí phân loại, đánh giá đầy đủ về tính đa dạng di
truyền, quan hệ chủng loại và mức độ tiến hoá của nhiều loài động thực vật và vi sinh
vật. Hiện nay, ở Việt Nam hướng nghiên cứu này đang được sử dụng trong nghiên cứu
phân loại, định loại, tiến hóa,... trên nhiều đối tượng sinh vật ở Viện Công nghệ sinh
học, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam,.
64

1.2.11. Một số vùng gen thuộc hệ gen lục lạp
65

Hệ gen lục lạp (cpDNA) là một phân tử DNA vòng, sợi đơn, mỗi gen

thường không lặp lại, có kích thước từ 120 kb - 220 kb. Không giống như các gen
nhân, các gen lục lạp chỉ mã hoá các protein cần thiết cho chức năng quang hợp. Hệ
gen lục lạp thường được sử dụng cho nghiên cứu phân loại ở thực vật do đặc tính di
truyền theo dòng mẹ, không bị tái tổ hợp di truyền cho thế hệ sau và rất bảo thủ (Sato
et al., 1999) [100].
35

66
67

Hình 1.1. Hệ gen lục lạp của cây Arabidopsis thaliana (Sato et al., 1999)
68

Hệ gen lục lạp được đánh giá là sự tích lũy các đột biến theo thời gian,

nên phản ánh đúng mức độ tiến hóa của loài. Các gen lục lạp có tốc độ đột biến thấp
hơn từ 4 - 5 lần so với gen trong nhân, nhưng nhanh hơn khoảng ba lần so với DNA ty
thể thực vật và thường xuyên được sử dụng trong nghiên cứu phân loại. Hiện nay, các
vùng gen matK, trnL-trnF, vùng đệm psbA-trnH, rpoC2...hay được sử dụng trong


nghiên cứu hệ thống học phân tử thực vật. Tất cả các gen thuộc hệ gen lục lạp thường
có mức độ biến đối không lớn hơn 2% giữa các loài lân cận.
69

Vùng đệm psbA - trnH: Vùng này có kích thước xấp xỉ 450 bp, xác

suất nhân bản thành công rất cao (100% với các loài đã được nghiên cứu). Mức độ
khác biệt trình tự nucleotide giữa các loài trung bình là 1,24% và sự khác biệt bên
trong loài rất thấp từ 0 - 0,08% (Son et al., 2010) [104].
70

Gen matK: cùng với vùng đệm psbA - trnH đã được đề xuất làm DNA

barcode cho nhóm thực vật có hoa. Kết quả sử dụng gen matK cho phân loại đã thu
được
71

sự tương đồng rất cao với phân loại hình thái và cho giá

trị

bootstrap từ 92 - 100% (Mort et al., 2001) [89].
72

Gen trnL: Gen này được sử dụng nhiều trong nghiên cứu phân loại

phân tử (Kress et al., 2005, Mort et al., 2005) [80], [91]. Các kết quả thu được trong
các nghiên cứu nguồn gốc phát sinh loài sử dụng gen trnL cho thấy đây là một vùng
DNA hữu ích cho phân loại.
73

Vùng rpoC (RNA polymerase) mã hoá cho protein trong quá trình

quang hợp. Có ít nhất hai loại RNA polymerase khác nhau ở lục lạp. Một loại liên kết
chặt với cpDNA tham gia vào tống hợp các RNA ribosome. Một loại RNA polymerase
khác có cấu
74

trúc phức tạp hơn và có từ 7 đến 14 polynucleotide, tuy nhiên điểm

khởi động sao mã chính xác gần vùng khởi động của lục lạp chưa được xác

định.
75

Ngoài các locus được nêu trên, các vùng gen rbcL, vùng đệm trnL-

trnF, trnT-trnL,... thuộc hệ gen lục lạp cũng thường được sử dụng cho nghiên cứu phân
loại, tiến hóa,... Việc sử dụng mỗi vùng gen cho những ưu nhược điểm khác nhau, kết
quả phân loại sẽ chính xác hơn khi phân tích tố hợp nhiều gen.
I.2.I.2.

Vừng gen nhân (ITS)
76

Vùng gen ITS (internal transcribed spacer) của gen mã hoá cho

ribosome nhân gồm các đơn vị gen 18S; 5,8S và 26S (hình 1.2). Giữa các đơn vị gen
có các đoạn ITS-1 và ITS-2, các thành phần này tạo thành một nhóm gen cơ bản. Các
nhóm gen như vậy lặp lại liên tục trong hàng nghìn bản sao trong hệ gen nhân và


chúng được ngăn cách bởi vùng NTS (nontranscribed spacer).


NTS i

77
78

Hình 1.2. Sơ đồ vùng gen ITS

Trong các nghiên cứu phân loại thực vật, vùng ITS là locus được xác

định trình tự phố biến nhất và được kiến nghị làm vùng DNA barcode cho thực vật
(Mort M. E. 2002, Alvarez, 2003; Baldwin, 1995) [90], [64], [65]. Ở mức độ loài,
vùng ITS có mức độ đa dạng cao (khoảng 13,6% giữa các loài gần gũi), nhưng lại có
mức độ biến đối thấp bên trong loài (Baldwwin et al., 1995) [65]. Với sự hiện diện của
trên
884.0

trình tự ITS được công bố trên ngân hàng Genbank năm 2014 đây là nguồn

tư liệu có giá
79
1.2.2.

trị, mở ra những triển vọng lớn cho nghiên cứu phân loại và giám

định.
Một số thành tựu nghiên cứu về đa dạng di truyền và tiến hóa phân tử
80 Kỹ thuật giải trình tự gen với đặc tính ốn định, có độ chính xác cao hiện đã

được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu phân loại, đa dạng di truyền và phát sinh hệ
thống của một số loài thực vật ở Việt Nam như phân tích mối quan hệ di truyền của
các loài ở chi thị (Diospyros) sử dụng đoạn gen ITS-rDNA (Keizo et al., 2008) [79],
(Yonemori et al., 1998) [116], (Choi, 2003) [68]. Sau khi nghiên cứu đặc điểm di
truyền của Bách xanh núi đá (Calocedrus rupestris) và Bách xanh núi đất (C.
macrolepis) sử dụng một phần đoạn gen ITS1-rDNA đã đề nghị Calocedrus rupestris
là một thứ của Calocedrus macrolepis, Calocedrus macrolepis var. rupestris (Nguyễn
Minh Tâm và Nguyễn Thị Phương Trang, 2012) [92]. Nhóm nghiên cứu mã vạch thực
vật của Trung Quốc sau khi nghiên cứu các vùng gen rbcL, matK, trnH-psbA, ITS của
6286 cá thể thực vật thuộc 1757 loài, 141 chi, 75 họ, 42
đến

kết luận là

bộ

đã

đi

cặp chỉ thị matK + ITS có khả năng phân loại cao


81

hơn, đến 75,3% số loài (China et al, 2011 ) [67]. Sau khi nghiên cứu các vùng

genatpF-atpH, psbA-trnH, psbK-psbI, psbM-trnD, matK, rps 16, rpoB, rpoC1, rbcL,
ITS và nad1 của 33 quần thể Panax bipinnatifidus, 5 quần thể P. japonicus, 2 quần thể
P. stipuleanatus, 2 quần thể P. trifolius và các quần thể của P. gingseng, P.
notogingseng, P. pseudogingseng, P. quinquefolius đã chỉ ra rằng vùng gen ITS có
mức độ đa dạng di truyền cao hơn, có khả năng phân biệt loài đến 87,5% và dưới loài
là 84,21% (Zuo et al., 2011) [117].
82

Phân tích gen lục lạp và ITS, kết hợp với đặc điểm hình thái

các tác giả đã chỉ ra chi Callitropsis hình thành một nhánh tiến hoá riêng (Little et al.,
2004) [86], (Xiang, 2005) [112]. Kết hợp các đặc điểm giải phẫu, sinh hoá, hình thái
vi cấu trúc, đặc điểm của cơ quan sinh sản và đặc điểm hình thái thực vật cùng với dẫn
liệu sinh học phân tử, vùng gen matK, NEEDLY intro2, ITS, rbcL và trnl đã xây dựng
mối quan hệ tiến hoá trong họ phụ Cupressoidae. Các chi Callitropsis, Cupressus và
Juniperus hình thành
83

một nhánh tiến hoá đơn. Loài thuộc thế giới cũ của chi
Cupressus là chị em của Juniperus. Chi Callitropsis và 16 loài

thuộc thế giới mới của Cupressus được xác định là nhóm chi em của các loài thuộc thế
giới mới của nhánh tiến hoá với 2 chi Cupressus và Juniperus (Little, 2006) [87]. Sử
dụng vùng gen 18S để xác
chi thuộc

định mối

họ hoàng

84

quan hệ

tiến

hoá của

6

đàn

Cupressaceae ở Việt Nam, dẫn liệu chỉ ra 2 nhánh tiến hoá

có quan hệ mật thiết với nhau, Xanthocyparis

vietnamesis/Cupressus

tonkinensis và Fokienia
85

hodginsii/Cupressus

rupestris/Cupressus

formasana.

Xanthocyparis

noothatensis có quan hệ gần gũi với loài thuộc chi Cupressus. Fokienia hodginsii cùng
nhánh tiến hoá với chi Calocedrus (Nguyễn Minh Tâm và cs, 2012) [92].
86

Gần đây, việc ứng
phân

87

dụngcác kỹ

thuật sinh

học

tử trong nghiên cứu đa

dạng di truyền, phân loại và nhận dạng mẫu sinh vật ở Việt Nam cũng đã đạt

được nhiều kết quả có giá trị. Những nghiên cứu về lĩnh vực này ở Việt Nam còn rất


x

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×