BƢỚC ĐẦU HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẮM TRẮNG (Avicenni alba) TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ BẰNG KỸ THUẬT RAPD

Chia sẻ: G G | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

172
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Rừng ngập mặn Cần Giờ TP Hồ Chí Minh, đƣợc xem là khu rừng phục hồi đẹp nhất Đông Nam Á và vinh dự đƣợc UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh quyển đầu tiên của Việt Nam, nằm trong mạng lƣới 459 khu dự trữ sinh quyển trên Thế giới. Đây đƣợc xem là hệ sinh thái quan trọng, điển hình ở vùng ven biển nhiệt đới, không chỉ phong phú, đa dạng với các quần thể thực vật, động vật có giá trị mà còn đƣợc xem là lá phổi xanh của TP Hồ Chí Minh và...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BƢỚC ĐẦU HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẮM TRẮNG (Avicenni alba) TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ BẰNG KỸ THUẬT RAPD

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP BƢỚC ĐẦU HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẮM TRẮNG (Avicenni alba) TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ BẰNG KỸ THUẬT RAPD Ngành học: CÔNG NGHỆ SINH HỌC Niên khóa: 2003 – 2007 Sinh viên thực hiện: NGUYỄN PHƢỚC DOANH Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8 / 2007
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC ******************* BƢỚC ĐẦU HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẮM TRẮNG (Avicenni alba) TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ BẰNG KỸ THUẬT RAPD Giáo viên hƣớng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. BÙI MINH TRÍ NGUYỄN PHƢỚC DOANH Niên khóa: 2003 - 2007 Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 8 / 2007
LỜI CẢM TẠ  Con muốn hôn lên đôi vầng trán đã nhiều nếp nhăn của Cha Mẹ để bày tỏ lòng yêu thƣơng của con với ngƣời. Suốt cuộc đời này con xin mãi khắc ghi công ơn sinh thành, dƣỡng dục của Cha Mẹ đã nuôi dƣỡng con khôn lớn và cho con ăn học nên ngƣời. Con rất muốn Cha Mẹ biết rằng con yêu Cha Mẹ nhiều lắm, con luôn tự hào vì là con của Cha Mẹ. Con xin chân thành biết ơn những ngƣời thân yêu trong gia đình đã luôn động viên và tạo điều kiện cho con ăn học đến ngày hôm nay. Em xin gởi lòng biết ơn đến:  Ban giám hiệu trƣờng Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh.  Ban giám đốc Trung tâm Phân tích Thí nghiệm trƣờng Đại Học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh.  Ban Chủ nhiệm và các Thầy, Cô ở Bộ môn Công nghệ sinh học.  Ban quản lý Rừng phòng hộ Cần Giờ, anh Bình, anh Kiệt thuộc phòng kỹ thuật. đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho phép em thực hiện đề tài này. Em xin đặc biệt gởi lòng biết ơn và tri ân sâu sắc đến Thầy - Tiến sỹ Bùi Minh Trí – giáo viên hƣớng dẫn, đã nhiệt tình chỉ dẫn, giúp đỡ và truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý giá trong nghiên cứu cũng nhƣ trong cuộc sống, giúp em hoàn thành đề tài này và ứng dụng nhiều trong thời gian tới. Và rất cảm ơn đến các anh chị đang công tác tại Trung tâm phân tích Thí nghiệm Trƣờng Đại học Nông Lâm: chị Hƣng, chị Dung, chị Liên, anh Khoa, anh Phƣơng, anh Vũ…cùng các bạn sinh viên Công nghệ sinh học K29 thƣơng yêu, đã cùng tôi chia sẽ nhiều buồn vui, động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này. Xin chân thành cảm ơn ! NGUYỄN PHƢỚC DOANH iii
TÓM TẮT KHÓA LUẬN NGUYỄN PHƢỚC DOANH, Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh. Đề tài “BƢỚC ĐẦU HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẮM TRẮNG (Avicennia alba) TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ BẰNG PHƢƠNG PHÁP RAPD” đƣợc tiến hành tại Trung tâm Phân tích Thí nghiệm và Hóa sinh trƣờng Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 4/2007 đến tháng 8/2007. Mắm trắng là loài cây ngập mặn thực sự, giữ nhiều vai trò quan trọng và có sự phân bố rộng tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ. Tuy nhiên, trải qua những hoạt động khai thác của con ngƣời, quần thể mắm trắng tại đây ngày càng thoái hóa và suy giảm về diện tích nghiêm trọng. Vì vậy, những nghiên cứu về đa dạng di truyền trở nên cần thiết để cung cấp những thông tin cơ bản cho việc thiết lập các chiến lƣợc tái tạo và phục hồi sự đa dạng sinh học của hệ sinh thái. Những kết quả đạt đƣợc:  Thu đƣợc 50 mẫu lá mắm trắng có tính chất đại diện cao cho quần thể.  Tối ƣu quy trình ly trích DNA, thu nhận DNA chất lƣợng cao đáp ứng các yêu cầu nghiên cứu Sinh học phân tử.  Bƣớc đầu xây dựng quy trình RAPD phù hợp cho cây mắm trắng, sử dụng primer OPAC10. Với 14 mẫu DNA phân tích thu đƣợc tổng cộng 49 băng, trung bình là 3,5 băng cho mỗi mẫu. Có 6 băng đa hình ở các kích thƣớc 450 bp, 390 bp, 330 bp, 300 bp,100 bp, 50 bp và chỉ 1 băng đồng hình ở kích thƣớc 200bp.  Kết quả thực hiện phản ứng RAPD đƣợc xử lý trên mần mềm NTSYS thu đƣợc cây phân loài của những cây đem phân tích. Cây phân loài cho thấy chỉ số đồng dạng di truyền khá cao từ 0,55 – 1. Điều này cũng có nghĩa sự đa dạng di truyền của quần thể mắm trắng tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ ở mức thấp do đó cần đặc biệt chú ý đến công tác bảo tồn, phục hồi đa dạng di truyền trên cây mắm trắng và đa dạng sinh học rừng Cần Giờ, đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững rừng trong thời gian tới. iv
SUMMARY NGUYEN PHUOC DOANH, Nong Lam university. “PREMILINARY RESEACH ON METHOD DEVELOPMENT AND GENETIC DIVERSITY EVALUATION OF Avicennia alba IN CAN GIO MANGROVE BIOSPHERE RESERVE AREA USING RAPD”. This thesis was carried out at Chemical & Biological Analysis And Experiment Center, Nong Lam university from April to August 2007. Avicennia alba is an important true mangrove species because of it’s large distribution, especially in Can Gio Mangrove Biosphere Reserve Area. However, over – exploitation by human activities has induced to a steady decline and degraduation. Studies on population genetics are necessary to provide basic information for establishing the strategies for conserving and recovering biodeversity of the ecosystem. The obtained results were:  Fifty of Avicennia alba leaf samples were collected.  The genome DNA isolation protocol was improved to get high quality DNA.  The RAPD – PCR procedure was developed and optimized suitable for Avicennia alba using primer OPAC10. Totally 49 amplicons were generated with an average of 3,5 applicons per individual. There were only one isomorphic băng (200 bps) and six polymorphic băngs (50 bps, 100 bps, 300 bps, 330 bps, 390 bps, and 450 bps).  A phylogenic tree was drawn by using NTSYS sofware based on RAPD results. This phylogenic shown a high coefficient similarity from 0.55 to 1 in 14 analized samples. It suggested that the genetic diversity of Avicennia alba population is relatively poor. So, strategies for conserving and recovering their genetic diversity in Can Gio biodiversity is urgently needed. v
MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG LỜI CẢM TẠ ............................................................................................................ iii TÓM TẮT KHÓA LUẬN ......................................................................................... iv SUMMARY ................................................................................................................ v MỤC LỤC .................................................................................................................. vi DANH SÁCH CÁC BẢNG ....................................................................................... ix DANH SÁCH CÁC HÌNH ......................................................................................... x DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... xi Phần 1. GIỚI THIỆU .................................................................................................. 1 1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................... 1 1.2. Mục đích............................................................................................................... 2 1.3. Yêu cầu................................................................................................................. 2 1.4. Giới hạn của đề tài ............................................................................................... 2 Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................. 3 2.1. Giới thiệu về khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ ...................................................... 3 2.1.1. Đặc điểm tự nhiên ............................................................................................ 3 2.1.2. Cấu trúc ............................................................................................................ 6 2.1.3. Các tiềm năng của rừng ngập mặn Cần Giờ .................................................... 7 2.1.4. Vai trò của khu dự trữ sinh quyển .................................................................... 9 2.1.5. Các nguy cơ đe dọa đối với rừng ngập mặn Cần Giờ ...................................... 9 2.2. Giới thiệu về cây mắm trắng (Avicennia alba) ................................................. 10 2.2.1. Vùng phân bố ................................................................................................. 10 2.2.2. Hình thái học cây mắm trắng ......................................................................... 11 2.2.3. Giá trị kinh tế của cây mắm trắng .................................................................. 13 2.2.4. Những hiện trạng cây mắm trắng tại rừng ngập mặn Cần Giờ ....................... 13 2.2.5. Những nghiên cứu khoa học về cây mắm trắng .............................................. 14 vi
2.3. Khái niệm về đa dạng di truyền ......................................................................... 14 2.3.1. Đa dạng sinh học ............................................................................................ 14 2.3.2. Ý nghĩa và tầm quan trọng của đa dạng sinh học .......................................... 14 2.3.3. Các phân mức về đa dạng sinh học ................................................................ 15 2.3.3.1. Đa dạng hệ sinh thái ..................................................................................... 15 2.3.3.2. Đa dạng loài ................................................................................................. 15 2.3.3.3. Đa dạng di truyền ......................................................................................... 16 2.3.4 Hiện trạng đa dạng sinh học ở Việt Nam ........................................................ 17 2.4. Phƣơng pháp chiết tách DNA thực vật ............................................................. 18 2.5. Polymerase Chain Reaction (PCR) .................................................................... 19 2.5.1 Khái niệm ........................................................................................................ 19 2.5.2. Thành phần và vai trò của các chất trong phản ứng PCR .............................. 19 2.5.3. Nguyên tắc của phản ứng PCR ...................................................................... 20 2.5.4. Ứng dụng của kỹ thuật PCR .......................................................................... 21 2.5.5. Ƣu và nhƣợc điểm của kỹ thuật PCR ............................................................. 21 2.6. Các chỉ thị phân tử dùng trong nghiên cứu tính đa dạng di truyền .................... 22 2.6.1. Nhóm không dựa trên PCR RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) .............................................. 22 2.6.2. Nhóm dựa trên PCR ........................................................................................ 23 2.6.2.1. SSCP (Single – Strand Conformation Polymorphism) ............................... 23 2.6.2.2. Microsatellite (SSR: Simple Sequence Repeat) .......................................... 24 2.6.2.3. AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) ................................. 25 2.6.2.4. RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) ........................................ 30 Phần 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ....................................... 33 3.1. Thời gian và địa điểm tiến hành ......................................................................... 33 3.1.1. Thời gian tiến hành ......................................................................................... 33 3.1.2. Địa điểm .......................................................................................................... 33 3.2. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................ 33 3.2.1. Mẫu thực vật.................................................................................................... 33 vii
3.2.2. Hóa chất thí nghiệm ........................................................................................ 34 3.2.2.1. Hóa chất dùng trong ly trích DNA ............................................................... 34 3.2.2.2. Hóa chất dùng trong kiểm tra DNA ............................................................. 35 3.2.2.3. Hóa chất dùng để thực hiện phản ứng RAPD .............................................. 36 3.2.3. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm ........................................................................ 36 3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 37 3.3.1. Phƣơng pháp ly trích DNA ............................................................................. 37 3.3.2. Kiểm tra DNA ly trích ........................................................................ 39 3.3.2.1. Kiểm tra định tính DNA bằng phƣơng pháp điện di trên gel ...................... 39 3.3.2.2. Kiểm tra định lƣợng DNA bằng quang phổ kế ............................................ 39 3.3.3. Thực hiện kỹ thuật RAPD ............................................................................... 40 3.3.4. Phân tích số liệu trên phần mềm NTSYSpc2.1 ..................................... 42 Phần 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................... 43 4.1. Kết quả thu thập mẫu mắm trắng tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ ............... 43 4.2. Kết quả quá trình bảo quản mẫu ........................................................................ 44 4.3. Kết quả quá trình ly trích DNA tổng số ............................................................. 44 4.4. Kết quả quá trình thực hiện phản ứng RAPD .................................................... 47 4.4.1. Kết quả thí nghiệm 1 ....................................................................................... 47 4.4.2. Kết quả thí nghiệm 2 ....................................................................................... 50 4.5. Đánh giá sơ bộ mức độ đa dạng di truyền cây mắm trắng tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ .......................................................................................................... 50 Phần 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 54 5.1. Kết luận .............................................................................................................. 54 5.2. Đề nghị ............................................................................................................... 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 56 PHỤ LỤC viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 3.1. Thành phần hóa chất cho phản ứng RAPD ở nghiệm thức 1 ................... 40 Bảng 3.2. Chu kỳ nhiệt cho phản ứng RAPD ở nghiệm thức 1 ............................... 40 Bảng 3.3. Thành phần hóa chất trong phản ứng RAPD ở nghiệm thức 2 ................ 41 Bảng 3.4. Chu kỳ nhiệt cho phản ứng RAPD ở nghiệm thức 2 ............................... 41 DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 4.1. Sơ đồ tóm tắt quy trình ly trích 4 ............................................................ 47 ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1. Bản đồ khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ ............................. 5 Hình 2.2. Cây mắm trắng tại khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ. ................................. 11 Hình 2.3. Lá và hoa cây mắm trắng. ......................................................................... 12 Hình 2.4. Trái mắm trắng. ......................................................................................... 12 Hình 2.5. Sơ đồ tóm tắt nguyên lý kỹ thuật PCR. ..................................................... 20 Hình 2.6. Cơ chế cắt của enzyme MseI và EcoRI .................................................... 26 Hình 2.7. Cơ chế gắn của adapter MseI và adapter EcoRI. ...................................... 26 Hình 2.8. Cơ chế khuếch đại tiền chọn lọc trong phản ứng AFLP. .......................... 27 Hình 2.9. Cơ chế khuếch đại chọn lọc trong phản ứng AFLP. ................................. 28 Hình 2.10. Cơ chế phản ứng trong kỹ thuật AFLP ................................................... 29 Hình 2.11. Sự bắt cặp và khuếch đại trong phản ứng RAPD – PCR ........................ 30 Hình 4.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại Khu Dự trữ sinh quyển Cần Giờ ......................... 43 Hình 4.2. Kết quả ly trích theo quy trình 1 và quy trình 2 ........................................ 45 Hình 4.3. Kết quả ly trích theo quy trình 3. .............................................................. 45 Hình 4.4. Sơ đồ tóm tắt quy trình ly trích tối ƣu ....................................................... 46 Hình 4.5. Kết quả ly trích theo quy trình 4 ............................................................... 46 Hình 4.6. Kết quả thực hiện phản ứng RAPD ở nghiệm thức 1 ............................... 48 Hình 4.7. Kết quả thực hiện phản ứng RAPD ở nghiệm thức 2 ............................... 48 Hình 4.8. Sản phẩm RAPD với primer 1 trên cây mắm đen (Avicennia officinalis) .............................................................................................. 49 Hình 4.9. Sản phẩm RAPD ở thí nghiệm 2 trên cây mắm trắng ............................... 50 Hình 4.10. Kết quả thực hiện RAPD trên cây mắm trắng ....................................... 51 Hình 4.11. Cây phân nhóm di truyền 14 mẫu mắm trắng phân tích ......................... 52 x
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT  µl: microlite  µM: micromol/lite  bp: base pair  cm: centimét  CTAB: Cetyltrimethylammonium bromide  DNA: Deoxyribonucleic acid  dNTP: Deoxyribonucleotide triphosphate  Kb: kilobases  mM: milimol/lite  m: mét  nm: nanomét  OD: Optical density.  PCR: Polymerase chain reaction  pmol: picomol  RNA: Ribonucleic acid  Rnase: Ribonuclease  SSR: Single sequence repeat  Ta : Annealing temperature (nhiệt độ bắt cặp)  TAE: Tris-glacial acetic acid- ethylenne diamine tetra acetic acid  TE: Tris-EDTA (ethylenne diamine tetra acetic acid)  Tm: Melting temperature (nhiệt độ nóng chảy)  U: Đơn vị hoạt tính của enzyme xi
1 Phần 1 GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề Rừng ngập mặn Cần Giờ TP Hồ Chí Minh, đƣợc xem là khu rừng phục hồi đẹp nhất Đông Nam Á và vinh dự đƣợc UNESCO công nhận là khu dự trữ sinh quyển đầu tiên của Việt Nam, nằm trong mạng lƣới 459 khu dự trữ sinh quyển trên Thế giới. Đây đƣợc xem là hệ sinh thái quan trọng, điển hình ở vùng ven biển nhiệt đới, không chỉ phong phú, đa dạng với các quần thể thực vật, động vật có giá trị mà còn đƣợc xem là lá phổi xanh của TP Hồ Chí Minh và có nhiều tiềm năng về kinh tế, du lịch sinh thái – văn hóa, nghiên cứu và giao lƣu quốc tế. Cây mắm trắng (Avicennia alba) là một trong những loài thực vật ngập mặn thực sự, rất phổ biến tại rừng Cần Giờ. Đây là quần thể tiên phong và giữ một vai trò quan trọng trong hệ sinh thái rừng. Nguồn lợi chính của mắm không nằm trong việc khai thác gỗ mà nằm trong việc bảo vệ đất bồi và gây môi trƣờng sống cho sinh vật ven biển. Quần thể mắm trắng đi kèm với quần thể đƣớc là thành phần chính của rừng ngập mặn Cần Giờ, có vai trò chắn sóng gió, bảo vệ vùng ven biển, là nơi nuôi dƣỡng và cung cấp thức ăn cho các loài hải sản có giá trị cao. Diện tích đất bồi sẽ giảm đi nếu thiếu mắm để bảo vệ. Quần thể mắm trắng tại đây chủ yếu là phát triển tự nhiên. Tuy nhiên, qua thời gian cùng với sự phát triển của rừng, diện tích mắm trắng đang ngày càng thu hẹp trƣớc sự khai thác, sử dụng không hợp lý và lâm vào tình trạng báo động bởi những dịch sâu bệnh tấn công trên vùng rộng. Việc đánh giá tổng quát về quỹ gien và mức độ đa dạng di truyền của quần thể mắm trắng tại Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ là cần thiết để cung cấp những thông tin cơ bản cho các kế hoạch bảo vệ và sử dụng hợp lý tiềm năng cây mắm trắng. Đáp ứng yêu cầu đó, đƣợc sự phân công của Bộ môn Công Nghệ Sinh Học – Trƣờng Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, và dƣới sự hƣớng dẫn của Tiến sĩ Bùi Minh Trí, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
2 “BƢỚC ĐẦU HOÀN THIỆN PHƢƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU SỰ ĐA DẠNG DI TRUYỀN CÂY MẮM TRẮNG (Avicennia alba) TẠI KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ BẰNG KỸ THUẬT RAPD”. 1.2. Mục đích  Tối ƣu hóa quy trình ly trích DNA và bƣớc đầu hoàn thiện quy trình thực hiện phản ứng RAPD thích hợp cho cây mắm trắng.  Đánh giá sơ bộ mức độ đa dạng di truyền của quần thể mắm trắng (Avicennia alba) tại khu dự trữ sinh quyển Rừng ngập mặn Cần Giờ. 1.3. Yêu cầu  Thu thập đƣợc nhiều mẫu đặc trƣng, mang tính đại diện cao cho quần thể mắm trắng tại khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ, chú ý đến những mẫu đặc biệt, cá biệt trong quần thể, ghi nhận tọa độ chính xác của mỗi cá thể.  Ly trích thành công DNA từ các mẫu đã thu đủ tiêu chuẩn về độ tinh sạch và số lƣợng cho các phân tích tiếp theo.  Thiết lập quy trình RAPD - PCR trên cây mắm trắng cho độ tin cậy cao. 1.4. Giới hạn của đề tài  Số lƣợng các primer đƣợc sử dụng còn bị hạn chế.  Chƣa có điều kiện khảo sát quần thể mắm trắng với số lƣợng mẫu lớn.  Việc tìm kiếm những cá thể đặc biệt bị giới hạn do điều kiện đi lại trong rừng gặp nhiều khó khăn.  Đề tài đƣợc thực hiện trong thời gian ngắn, từ tháng 4/2007 đến tháng 8/2007, do đó chƣa phản ánh đúng đắn và chính xác với tất cả các giống hiện có.
3 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Giới thiệu về Khu Dự trữ sinh quyển Cần Giờ 2.1.1. Đặc điểm tự nhiên Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ nằm trên địa bàn huyện Cần Giờ, một huyện ngoại thành của TP Hồ Chí Minh, nằm ở vùng ven biển vịnh Gềnh Rái và cửa sông Đồng Nai, là cửa ngõ Đông Nam của thành phố Hồ Chí Minh, cách trung tâm thành phố khoảng 30 km. Đây là khu dự trữ sinh quyển mang đặc điểm của hệ sinh thái cửa sông ven biển, hệ động thực vật đặc trƣng cho hệ sinh thái rừng ngập mặn. Vùng rừng ngập mặn bị chia cắt bởi hệ thống sông rạch dày đặc gồm sông lớn nhƣ Lòng Tàu nằm giữa khu rừng (đƣờng thủy ra vào cảng Sài Gòn), sông Đồng Tranh, sông Nhà Bè, sông Thị Vải, sông Gò Gia, và nhiều rạch khác [19]. Trƣớc năm 1960, rừng ngập mặn Cần Giờ (có tên gọi thông thƣờng là Rừng Sác) có tới hơn 40.000 ha cây rừng, đƣợc xếp hạng rừng giàu. Rừng có cấu trúc dày đặc với tán rừng dày, cao trên 25 m, đƣờng kính 25 – 40 cm, là sinh cảnh của nhiều động vật hoang dã. Trong rừng, đƣớc (Rhizophora apiculata) là loài chiếm ƣu thế, bên cạnh các quần thể khác nhƣ bần đắng (Sonneratia alba), mắm trắng (Avicennia alba), đƣng (R. mucronata), vẹt (Bruguiera spp.), xu (Xylocarpus spp), cóc (Lumnitzera spp.), chà là (Phoenix paludosa), giá (Excoecaria agallocha) [5], [19]. Trong suốt thời gian chiến tranh chống Mỹ, rừng ngập mặn Cần Giờ là đối tƣợng tàn phá của nhiều phƣơng tiện chiến tranh, đặc biệt bị hủy diệt gần nhƣ hoàn toàn do chất độc hóa học, liên tục từ năm 1961 đến năm 1971, hầu hết các loại cây rụng lá và chết. Các loài cây nhƣ đƣớc, đƣng gần nhƣ biến mất. Một số ít cây dà (Ceriops spp), giá (Excoecaria agallocha) ven bờ kênh rạch tái sinh theo từng cụm nhỏ, nơi đất ngập triều có mắm, trên đất cao có chà là nƣớc (Phoenix paludosa) và các loài ráng đại (Acrostichum aureum), dây mủ (Gymnanthera mitida), cóc kèn
4 (Derris trifoliata), chùm lé (Azima sarmentosa), lức (Pluchea indica), chùm gọng (Clerodendrum inerme) [5]. Sau giải phóng, một chƣơng trình lớn đƣợc thực hiện: khôi phục rừng ngập mặn Cần Giờ vì yêu cầu cấp bách khắc phục hậu quả nghiêm trọng đối với môi trƣờng TP Hồ Chí Minh do chiến tranh hóa học gây ra. Từ năm 1967 đến nay, công việc tái tạo rừng đƣợc thực hiện mạnh mẽ. Đến nay diện tích rừng ngập mặn Cần Giờ vào khoảng 38.000 ha. Sau hơn 30 năm bảo tồn và phát triển, rừng ngập mặn Cần Giờ vinh hạnh đƣợc UNESCO công nhận là Khu dự trữ sinh quyển với tên chính thức: Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ TP Hồ Chí Minh và tên ngắn gọn: Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ [19], [21]. Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ có tọa độ địa lý và các đặc điểm nhƣ sau:  Vĩ độ Bắc: 10o22’14” – 10o37’39”  Kinh độ Đông: 106o46’12” – 107o00’59”  Ngày đƣợc UNESCO công nhận: 21/01/2000.  Tổng diện tích: 71.370 ha, chiếm tới 1/3 diện tích đất đai toàn TP Hồ Chí Minh. Trong đó diện tích rừng và đất liền là 38.664 ha (chiếm khoảng 54,2%).  Dân số: 57.650 ngƣời (nguồn thống kê tháng 7/1999 của huyện Cần Giờ), với 40% số hộ thuộc diện xóa đói giảm nghèo, sống chủ yếu dựa vào khai thác tài nguyên rừng [5], [8], [19].
5 Ghi chú: Vùng lõi Vùng đệm Vùng chuyển tiếp Hình 2.1. Bản đồ Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ.
6 2.1.2. Cấu trúc Khu dự trữ sinh quyển Rừng ngập mặn Cần Giờ đƣợc chia làm 3 vùng chính: vùng lõi, vùng đệm, vùng chuyển tiếp [5]. Vùng lõi (4.721 ha): đặc trƣng cho các hệ sinh thái rừng trồng và đặc biệt là rừng ngập mặn tái sinh tự nhiên dọc theo các kênh rạch và bìa rừng với đa dạng sinh học cao về thành phần các loài động vật, thực vật, vi sinh vật với cảnh quan rừng ngập mặn đa dạng và hấp dẫn, gồm các tiểu khu rừng số 4b, 6, 11, 12 và 13. Mục tiêu quản lý vùng lõi là bảo tồn đa dạng sinh học, hạn chế các hoạt động của con ngƣời và có các chức năng chính nhƣ sau:  Bảo tồn hệ sinh thái rừng ngập mặn bao gồm rừng trồng và rừng tự nhiên.  Bảo tồn cảnh quan rừng ngập mặn với các môi trƣờng sống của động vật hoang dã, đặc biệt là chim nƣớc.  Bảo tồn hệ thống thuỷ vực, các bãi bồi dọc bờ sông và ven biển nơi kiếm ăn và sinh đẻ của các loài động vật vùng triều.  Tiến hành một số công trình nghiên cứu khoa học về sức bền hệ sinh thái và du lịch sinh thái có giới hạn [5]. Vùng đệm (37.339 ha): tiếp giáp với vùng lõi, là nơi có thể tiến hành các hoạt động kinh tế, nghiên cứu, giáo dục và giải trí nhƣng không ảnh hƣởng đến mục đích bảo tồn trong vùng lõi, bao gồm các tiểu khu rừng số 1, 2, 3, 4a, 5, 7, 8, 9, 10, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22. 23 và 24. Với chức năng phục hồi các hệ sinh thái, vùng đệm có vai trò quan trọng trong bảo tồn vùng lõi. Các hoạt động du lịch sinh thái, tham quan và nghiên cứu có thể triển khai ở Khu căn cứ địa kháng chiến, đặc khu Rừng Sác, thăm vƣờn chim, vƣờn cò, vƣờn dơi sẽ góp phần nâng cao thu nhập cho ngƣời dân, nâng cao ý thức và hiểu biết giá trị của công tác bảo tồn góp phần làm giảm sức ép lên vùng lõi của khu dự trữ sinh quyển. Mặt khác, vùng đệm còn tạo không gian cho thú hoang dã nhƣ khỉ, rái cá, kỳ đà kiếm ăn. Khi các khu vực này trở nên ổn định, có thể bổ sung
7 vào vùng lõi nếu cần thiết, đồng thời tạo cảnh quan tự nhiên và hoạt động văn hoá phục vụ cho du lịch sinh thái. Ngoài ra, các mô hình lâm ngƣ kết hợp thân thiện với môi trƣờng cũng đƣợc ứng dụng, trình diễn cho nhân dân địa phƣơng đến tham quan, học tập và trao đổi kinh nghiệm [5]. Vùng chuyển tiếp (29.310 ha): gồm các khu vực còn lại của huyện Cần Giờ, bao gồm các vùng bãi bồi, giồng, bãi cát, các khu vực sản xuất nông nghiệp, thuỷ sản của dân cƣ dọc theo ven biển Cần Giờ. Vùng chuyển tiếp còn đƣợc gọi là vùng phát triển bền vững, nơi cộng tác của các nhà khoa học, nhà quản lý và ngƣời dân địa phƣơng, tạo điều kiện thuận lợi và đẩy mạnh các hoạt động phát triển kinh tế, du lịch, dịch vụ đi đôi với tuyên truyền giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng [5]. 2.1.3. Các tiềm năng của rừng ngập mặn Cần Giờ Rừng ngập mặn Cần Giờ là Khu dự trữ sinh quyển thế giới đầu tiện tại Việt Nam, và là thành viên thứ 368 của mạng dự trữ sinh quyển quốc tế thuộc 97 quốc gia. Đến tháng 7/2002, Rừng ngập mặn Cần Giờ tiếp tục đƣợc Tổ chức Du lịch thế giới (World Tourism Organization) công nhận là Khu du lịch Sinh thái bền vững nhất (là 1 trong 65 khu đƣợc thế giới công nhận). Theo Ủy ban Quốc gia Con ngƣời và Sinh quyển Việt Nam (MAB), rừng ngập mặn Cần Giờ đƣợc xem là khu rừng phục hồi đẹp nhất Đông Nam Á, đặc biệt là còn rất ít trên thế giới [5], [19]. Rừng ngập mặn đƣợc xem là hệ sinh thái quan trọng, điển hình ở vùng ven biển nhiệt đới không chỉ cung cấp lâm sản có giá trị mà còn là nơi cƣ trú của nhiều loài hải sản, chim nƣớc, chim di cƣ và một số loài động vật lƣỡng cƣ, trên cạn [19]. Rừng ngập mặn Cần Giờ mang tính chất rừng nhiệt đới cổ và phong phú về số loài thực vật di cƣ. Theo số liệu điều tra, Rừng ngập mặn Cần Giờ có khoảng 35 loài thực vật, phổ biến là đƣớc đôi (Rhizophora apiculata), đƣng (Rhizophora mucronata), mắm trắng (Avicennia alba), bần (Sonneratia evata), chà là (Phoenix paludosa), dừa nƣớc (Nipa fruticans) [19].
8 Cùng với sự phục hồi về thảm thực vật rừng, nhiều loài động vật tƣởng chừng đã biến mất cùng với sự tàn phá của chiến tranh đã hồi sinh và phát triển lại nhanh chóng ở nơi đây nhƣ khỉ, lợn rừng, chồn, trăn, rái cá, trong đó có nhiều loài đƣợc ghi trong Sách Đỏ Việt Nam nhƣ Cá sấu hoa cà, Rắn hổ mang chúa. Đặc biệt, nhờ có sinh cảnh thuận lợi, các sân chim tự nhiên đã và đang hình thành trở lại với số loài đã chiếm tới 34% tổng số loài chim nƣớc ở Việt Nam, trong đó có tới 9 loài quí hiếm đƣợc ghi trong Sách Đỏ Thế giới. Động vật không xƣơng sống thủy sinh ở rừng ngập mặn Cần Giờ có hơn 700 loài, đặc biệt những loài giáp xác, nhuyễn thể có giá trị kinh tế cao. Trong rừng Cần Giờ có 137 loài cá, 40 loài lƣỡng thể và bò sát, 130 loài chim, 19 loài thú. Rừng ngập mặn thực sự là cầu nối giữa hệ sinh thái thủy vực và hệ sinh thái trên cạn, giữa hệ sinh thái ngập triều và hệ sinh thái ngập nƣớc lợ và lũ sông nƣớc ngọt [19]. Bên cạnh những giá trị về đa dạng sinh học, Cần Giờ còn là nơi lần đầu tiên ở Việt Nam và khu vực Đông Nam Á phát hiện khu mộ cổ chum (trên 300 ngôi), di chỉ có giá trị về nền văn hoá Óc Eo [19]. Ngoài ra, lịch sử phát triển Cần Giờ còn gắn liền với tên tuổi Nguyễn Huệ (chiến thắng trên sông Soài Rạp), Nguyễn Lữ, Trƣơng Định và những chiến công của quân dân trong thời kỳ kháng chiến chống ngoại xâm trong chiến khu Rừng Sác [19]. Những giá trị văn hoá bản địa của cộng đồng ngƣời dân nơi đây cũng rất phong phú và mang đậm bản sắc, gắn liền với các lễ hội theo ngành nghề cổ truyền: làng chài thờ Thần Nam Hải (Cá voi); làng rừng, làng nông thờ Hà Bá, Thủy Quan sông rạch [ 19]. Rừng ngập mặn ở đây có những tổ hợp gien đặc biệt có thể sống và phát triển tốt trong điều kiện nƣớc mặn, ngập nƣớc triều mà các loại cây khác không thể sống đƣợc. Tuy là rừng trồng nhƣng rừng ngập mặn Cần Giờ đạt đƣợc hệ sinh thái giống nhƣ rừng tự nhiên. Một ƣu thế nữa là rừng ngập mặn Cần Giờ nằm trong một thành phố công nghiệp đông dân cƣ, rất thuận lợi để phát triển du lịch, giáo dục, hợp tác quốc tế vô cùng thuận lợi [5].
9 2.1.4. Vai trò của khu dự trữ sinh quyển Các khu dự trữ sinh quyển là đại diện mẫu của các hệ sinh thái trên Trái đất, là phòng thí nghiệm sống cho việc nghiên cứu và giám sát các hệ sinh thái, đem lại lợi ích cho ngƣời dân địa phƣơng và Quốc tế [5]. Hiện nay trên thế giới có 459 khu dự trữ sinh quyển thuộc 97 nƣớc [5]. Khu dự trữ sinh quyển có các chức năng sau:  Bảo tồn: đóng góp vào việc bảo tồn địa dạng cảnh quan, hệ sinh thái loài và vốn gien di truyền.  Phát triển: thúc đẩy phát triển kinh tế dựa trên cơ sở bền vững môi trƣờng và văn hóa.  Trợ giúp: nghiên cứu, giám sát, đào tạo và giáo dục về bảo tồn và phát triển bền vững địa phƣơng, Quốc gia, khu vực và Quốc tế. 2.1.5. Các nguy cơ đe dọa đối với rừng ngập mặn Cần Giờ Trong chiến tranh, rừng ngập mặn Cần Giờ bị hủy diệt gần nhƣ hoàn toàn do chất độc hóa học của Mỹ. Hầu hết các loại cây rụng lá và chết. Các loài cây chính của rừng nhƣ đƣớc, đƣng gần nhƣ bị biến mất [19]. Sau chiến tranh, rừng ngập mặn Cần Giờ đƣợc tái sinh theo kế hoạch trồng và phát triển rừng của thành phố Hồ Chí Minh, nhanh chóng trở thành Khu rừng phòng hộ (1991) và Khu dự trữ sinh quyển thế giới (2000). Tuy nhiên hiện nay rừng ngập mặn Cần Giờ đang đứng trƣớc những nguy cơ đe dọa đáng báo động [21]. Việc nghiêm cấm tỉa thƣa rừng của Ủy ban Nhân dân thành phố Hồ Chí Minh ban hành (6/1999) làm chất lƣợng rừng có xu hƣớng xấu đi, do cạnh tranh không gian, dinh dƣỡng và tạo điều kiện cho sâu bệnh phát triển. Chiều cao của cây quá cao (với tuổi đời 19 – 27 chiếm đa số), cộng với thiếu ánh sáng nên đƣờng kính thân không cân đối, làm thiệt hại đáng kể đến thu nhập từ nguồn gỗ. Mặc khác, việc lƣu thông tàu bè đã làm xói lở ven bờ, khói thải, dầu làm ảnh hƣởng đến môi sinh. Nhiều hộ dân cƣ vẫn còn sinh sống và sản xuất trong rừng làm ảnh hƣởng đến dòng chảy, nguồn nƣớc, tạo các dịch bệnh cho cây rừng. Hiện nay đã xuất hiện nhiều sâu