Luận án Tiến sĩ Khoa học cây trồng: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, kỹ thuật nhân giống và trồng trọt cây bảy lá một hoa [Paris vietnamensis (Takht.) H. Li] tại Sa Pa, Lào Cai

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:179

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Khoa học cây trồng "Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, kỹ thuật nhân giống và trồng trọt cây bảy lá một hoa [Paris vietnamensis (Takht.) H. Li] tại Sa Pa, Lào Cai" trình bày các nội dung chính sau: Bước đầu xác định được mẫu giống cây Bảy lá một hoa có khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng cao; Xác định được một số biện pháp kỹ thuật nhân giống (vô tính, hữu tính) phù hợp cây Bảy lá một hoa; Xác định được một số biện pháp kỹ thuật trồng phù hợp cho cây Bảy lá một hoa tại Sa Pa - Lào Cai.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học cây trồng: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, kỹ thuật nhân giống và trồng trọt cây bảy lá một hoa [Paris vietnamensis (Takht.) H. Li] tại Sa Pa, Lào Cai

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN TIẾN DŨNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC, KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG VÀ TRỒNG TRỌT CÂY BẢY LÁ MỘT HOA [Paris vietnamensis (Takht.) H. Li] TẠI SA PA, LÀO CAI LUẬN ÁN TIẾN SĨ NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2023
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN TIẾN DŨNG NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM NÔNG SINH HỌC, KỸ THUẬT NHÂN GIỐNG VÀ TRỒNG TRỌT CÂY BẢY LÁ MỘT HOA [Paris vietnamensis (Takht.) H. Li] TẠI SA PA, LÀO CAI Ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 9 62 01 10 Người hướng dẫn: PGS.TS. Ninh Thị Phíp PGS.TS. Đoàn Thị Thanh Nhàn HÀ NỘI - 2023
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa dùng bảo vệ bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả luận án Nguyễn Tiến Dũng i
LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ tận tình của nhiều tập thể và cá nhân. Lời đầu tiên cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng, biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới PGS.TS. Ninh Thị Phíp và PGS.TS. Đoàn Thị Thanh Nhàn đã tận tình hướng dẫn, động viên tinh thần, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô thuộc Ban Giám đốc Học viện, Ban Chủ nhiệm Khoa Nông học, Ban Quản lý đào tạo Học viện Nông nghiệp Việt Nam, các thầy cô giáo Bộ môn Cây công nghiệp & Cây thuốc đã trực tiếp đào tạo, giảng dạy và góp ý chỉnh sửa các chuyên đề, luận án trong quá trình thực hiện luận án. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn tới các cán bộ Viện Nghiên cứu và Phát triển Vùng; Khoa Tài nguyên Dược liệu - Viện Dược liệu; UBND xã Ngũ Chỉ Sơn, TT. Sa Pa, Tỉnh Lào Cai, đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi thực hiện các nghiên cứu, thu thập tiêu bản, mẫu vật, các tư liệu nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn các cá nhân đã giúp đỡ tôi trong việc thu thập mẫu và các tư liệu nghiên cứu gồm PGS.TS. Trần Ngọc Lân, PGS.TS. Lê Thị Thu Hiền, TS. Nguyễn Thị Thu, TS. Ngô Đức Phương, ThS. Nguyễn Quỳnh Nga, ThS. Nguyễn Nhật Linh và nhiều bạn bè đồng nghiệp khác. Nghiên cứu sinh xin cảm ơn gia đình ông Lý Quẩy Tình và bà con xã Ngũ Chỉ Sơn, TT. Sa Pa, Lào Cai đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho nghiên cứu sinh thực hiện các thí nghiệm. Xin cảm ơn đề tài: “Nghiên cứu khai thác và phát triển nguồn gen Trọng lâu Việt Nam (Paris vietnamensis (Takht.) H. Li) làm nguyên liệu sản xuất thuốc”. Mã số: NVQG- 2020/ĐT.07.” đã tài trợ một phần kinh phí để tôi thực hiện các nội dung nghiên cứu của luận án này. Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên, khuyến khích tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Hà Nội, ngày tháng năm 2023 Tác giả luận án Nguyễn Tiến Dũng ii
MỤC LỤC Trang Lời cam đoan ..................................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................................ ii Mục lục ........................................................................................................................... iii Danh mục chữ viết tắt ...................................................................................................... vi Danh mục bảng ............................................................................................................... vii Danh mục hình .................................................................................................................. x Trích yếu luận án ............................................................................................................ xii Thesis abstract................................................................................................................ xiv Phần 1. Mở đầu ............................................................................................................... 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ........................................................................... 3 1.3. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................ 3 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................... 3 1.3.2. Thời gian nghiên cứu .......................................................................................... 4 1.3.3. Địa điểm và phạm vi nghiên cứu ........................................................................ 4 1.4. Những đóng góp mới của luận án ....................................................................... 4 1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................ 5 1.5.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................ 5 1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................ 5 Phần 2. Tổng quan tài liệu ............................................................................................. 6 2.1. Tình hình nghiên cứu cây Bảy lá một hoa trên thế giới ......................................... 6 2.1.1. Nghiên cứu về thực vật học ................................................................................ 6 2.1.2. Nghiên cứu về đa dạng di truyền sử dụng ADN của cây Bảy lá một hoa .......... 9 2.1.3. Nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt chất sinh học ................................ 11 2.1.4. Các kết quả nghiên cứu về nhân giống và trồng cây Bảy lá một hoa ............... 17 2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam .................................................................... 23 2.2.1. Nghiên cứu về thực vật học .............................................................................. 23 2.2.2. Nghiên cứu về thành phần hóa học, tác dụng dược lý và giá trị sử dụng ......... 27 iii
2.2.3. Nghiên cứu về trồng trọt ................................................................................... 31 Phần 3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu.......................................................... 33 3.1. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................... 33 3.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 34 3.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 35 3.3.1. Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, sai khác di truyền và khả năng sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống Bảy lá một hoa ...................... 35 3.3.2. Nội dung 2: Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống Bảy lá một hoa bằng hạt và hom rễ ............................................................................................................... 38 3.3.3. Nội dung 3: Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật trồng cây Bảy lá một hoa tại Sa Pa, Lào Cai ....................................................................................... 42 3.4. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................ 46 Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận .................................................................. 47 4.1. Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, khác biệt di truyền và khả năng sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống Bảy lá một hoa ...................................... 47 4.1.1. Đặc điểm nông sinh học của các mẫu giống Bảy lá một hoa ........................... 47 4.1.2. Đánh giá sự sai khác di truyền cây Bảy lá một hoa bằng sinh học phân tử ..... 65 4.1.3. Đặc điểm sinh trưởng chiều cao, đường kính thân qua các năm của các mẫu giống Bảy lá một hoa ................................................................................ 75 4.2. Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống Bảy lá một hoa bằng Invivo ......................... 78 4.2.1. Diễn biến thời tiết khí hậu của thị xã Sa Pa, tỉnh Lào Cai trong 5 năm ........... 78 4.2.2. Kỹ thuật nhân giống bằng hạt ........................................................................... 80 4.2.3. Nhân giống cây Bảy lá một hoa bằng thân rễ ................................................... 95 4.3. Kỹ thuật trồng cây Bảy lá một hoa tại Sa Pa, Lào Cai ................................... 102 4.3.1. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng phát triển của cây Bảy lá một hoa .................................................................................................................. 102 4.3.2. Ảnh hưởng của mật độ, khoảng cách trồng đến sinh trưởng phát triển và năng suất của cây Bảy lá một hoa................................................................... 108 4.3.3. Ảnh hưởng của công thức phân bón đến sinh trưởng cây Bảy lá một hoa ..... 111 Phần 5. Kết luận và kiến nghị.................................................................................... 117 5.1. Kết luận........................................................................................................... 117 5.2. Kiến nghị ........................................................................................................ 118 iv
Danh mục các công trình công bố có liên quan đến luận án ........................................ 119 Tài liệu tham khảo ........................................................................................................ 120 Phụ lục ........................................................................................................................ 134 v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa của nó Araf Arabinofuranosyl BLMH Bảy lá một hoa Cs Cộng sự CT Công thức d Doublet EtOH Ethanol Fuc Fructopyranosyl Gal Galactopyranosyl Glc Glucopyranosyl GA3 Acid Gibberellic HPLC High-performance liquid chromatography (Sắc ký lỏng hiệu năng cao) IBA Indole-3-butyric acid ITS Internal Transcribed Spacers MeOH Methanol NCS Nghiên Cứu Sinh OMe Methoxy P. Paris Ppm Parts Per Million Rha Rhamnopyranosyl STT Số thứ tự TG Thời gian TLC Thin Layer Chromatography (Sắc ký lớp mỏng) TLTK Tài liệu tham khảo v/v Thể tích/thể tích Xyl Xylopyranosyl vi
DANH MỤC BẢNG TT Tên Bảng Trang 2.1. Bộ sưu tập tiêu bản của các loài trong chi Paris ................................................ 7 2.2. Tác dụng dược lý của các chất trong cây bảy lá một hoa ................................. 15 3.1. Đặc điểm của các mẫu giống Bảy lá một hoa................................................... 33 3.2. Trình tự các cặp mồi sử dụng trong nghiên cứu ............................................... 37 4.1. Đặc điểm rễ của các mẫu giống Bảy lá một hoa .............................................. 48 4.2. Đặc điểm thân rễ của các mẫu giống Bảy lá một hoa....................................... 49 4.3. Đặc điểm hình thái thân khí sinh của các mẫu cây Bảy lá một hoa ................. 50 4.4. Đặc điểm lá của các mẫu cây Bảy lá một hoa .................................................. 52 4.5. Đặc điểm hình thái hoa và quả của các mẫu giống Bảy lá một hoa ................. 54 4.6. Đặc điểm sinh trưởng phát triển của các mẫu giống Bảy lá một hoa qua các năm ............................................................................................................. 76 4.7. Khả năng sinh trưởng của thân rễ các mẫu giống Bảy lá một hoa ................... 76 4.8. Năng suất và hàm lượng saponin trong thân rễ các mẫu giống Bảy lá một hoa .................................................................................................................... 77 4.9. Thời tiết khí hậu trung bình trong 5 năm của thị xã Sa Pa, tỉnh Lào Cai trong 5 năm ....................................................................................................... 79 4.10. Ảnh hưởng của thời vụ gieo đến thời gian và tỉ lệ mọc mầm, xuất vườn của cây Bảy lá một hoa ..................................................................................... 81 4.11. Ảnh hưởng của thời vụ gieo tới sinh trưởng và phát triển của cây giống Bảy lá một hoa tại thời điểm xuất vườn ........................................................... 82 4.12. Ảnh hưởng của thời gian xử lý GA3 tới tỉ lệ nảy mầm, xuất vườn cây con Bảy lá một hoa .................................................................................................. 83 4.13. Ảnh hưởng của thời gian xử lý GA3 đến sinh trưởng cây con Bảy lá một hoa .................................................................................................................... 84 4.14. Ảnh hưởng của nồng độ GA3 đến thời gian, tỉ lệ mọc mầm và tỉ lệ xuất vườn của cây Bảy lá một hoa............................................................................ 85 4.15. Ảnh hưởng của nồng độ GA3 đến sinh trưởng của cây giống Bảy lá một hoa .................................................................................................................... 86 4.16. Ảnh hưởng của phương pháp bảo quản hạt giống đến thời gian, tỉ lệ mọc mầm và tỉ lệ xuất vườn của cây giống cây Bảy lá một hoa .............................. 87 vii
4.17. Ảnh hưởng của phương pháp bảo quản hạt giống đến sinh trưởng của cây giống Bảy lá một hoa ........................................................................................ 88 4.18. Ảnh hưởng của độ sâu gieo hạt đến thời gian mọc mầm, tỉ lệ mọc mầm và tỉ lệ xuất vườn của cây giống Bảy lá một hoa .................................................. 90 4.19. Ảnh hưởng của độ sâu gieo hạt đến sinh trưởng của cây giống Bảy lá một hoa tại thời điểm xuất vườn .............................................................................. 90 4.20. Ảnh hưởng của khối lượng hạt tới thời gian, tỉ lệ mọc mầm và tỉ lệ xuất vườn của cây con Bảy lá một hoa ..................................................................... 92 4.21. Ảnh hưởng của khối lượng hạt khả năng sinh trưởng của cây con của cây Bảy lá một hoa thời điểm xuất vườn ................................................................ 93 4.22. Ảnh hưởng của phân bón qua lá đến sinh trưởng và phát triển cây con cây Bảy lá một hoa trong giai đoạn vườn ươm ....................................................... 94 4.23. Ảnh hưởng của tuổi cây con xuất vườn đến sinh trưởng và phát triển của cây Bảy lá một hoa ........................................................................................... 95 4.24. Ảnh hưởng của nồng độ GA3 và IBA đến tỉ lệ mọc mầm và tỉ lệ xuất vườn của cây Bảy lá một hoa ..................................................................................... 96 4.25. Ảnh hưởng của nồng độ GA3 và IBA đến khả năng sinh trưởng của cây Bảy lá một hoa tại thời điểm xuất vườn ........................................................... 97 4.26. Ảnh hưởng của bổ sung chế phẩm sinh học đến khả năng sinh trưởng, phát triển của cây Bảy lá một hoa ............................................................................ 98 4.27. Ảnh hưởng của bổ sung chế phẩm sinh học vào giá thể đến sâu bệnh hại cây Bảy lá một hoa ........................................................................................... 99 4.28. Ảnh hưởng của chế độ che sáng đến khả năng sinh trưởng và phát triển của cây Bảy lá một hoa ......................................................................................... 100 4.29. Ảnh hưởng của số mầm/hom rễ đến tỉ lệ mọc chồi và tỉ lệ hình thành cây con của cây Bảy lá một hoa ............................................................................ 100 4.30. Ảnh hưởng của số mầm/hom rễ đến khả năng sinh trưởng và phát triển của cây con của cây Bảy lá một hoa tại thời điểm xuất vườn ............................... 101 4.31. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến thời gian qua các giai đoạn sinh trưởng cây Bảy lá một hoa ......................................................................................... 102 4.32. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến sinh trưởng phát triển cây Bảy lá một hoa .................................................................................................................. 103 4.33. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến các chỉ tiêu cấu thành năng suất của cây Bảy lá một hoa qua các năm ........................................................................... 104 viii
4.34. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến năng suất và hàm lượng saponin trong cây Bảy lá một hoa ......................................................................................... 106 4.35. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn của cây Bảy lá một hoa ................................................................................... 108 4.36. Ảnh hưởng của mật độ khoảng cách trồng đến sinh trưởng cây Bảy lá một hoa qua các năm ............................................................................................. 109 4.37. Ảnh hưởng của mật độ khoảng cách trồng đến chỉ tiêu cấu thành năng suất cây Bảy lá một hoa ......................................................................................... 109 4.38. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến năng suất và hàm lượng saponin trong cây Bảy lá một hoa ......................................................................................... 110 4.39. Một số chỉ tiêu lý hoá tính của đất trước và sau thí nghiệm ........................... 112 4.40. Ảnh hưởng của công thức bón phân đến thời gian sinh trưởng qua các giai đoạn của cây Bảy lá một hoa .......................................................................... 112 4.41. Ảnh hưởng của công thức phân bón đến một số chỉ tiêu sinh trưởng và phát triển cây Bảy lá một hoa ................................................................................. 113 4.42. Ảnh hưởng của công thức phân bón đến các chỉ tiêu cấu thành năng suất cây Bảy lá một hoa ......................................................................................... 114 4.43. Ảnh hưởng của công thức phân bón đến năng suất và hàm lượng saponin trong cây Bảy lá một hoa ................................................................................ 114 ix
DANH MỤC HÌNH TT Tên hình Trang 2.1. Điều kiện sống của cây Bảy lá một hoa............................................................ 27 3.1. Khu vực nghiên cứu của đề tài ......................................................................... 34 4.1. Thân rễ của các mẫu giống cây Bảy lá một hoa ............................................... 48 4.2. Phần thân khí sinh trên mặt đất của cây Bảy lá một hoa mẫu Paris 2 ................ 49 4.3. Lát cắt ngang thân khí sinh mẫu Paris 2 .......................................................... 50 4.4. Mắt mầm trên thân rễ phụ mọc ra từ thân rễ chính mẫu Paris 2 ...................... 51 4.5. Sự đa dạng hình thái lá của cây Bảy lá một hoa ............................................... 52 4.6. Lá bao chồi của cây Bảy lá một hoa mẫu Paris 2 ............................................ 53 4.7. Sự đa dạng hình thái hoa của các mẫu giống thuộc chi Paris .......................... 55 4.8. Hoa cây Bảy lá một hoa .................................................................................... 55 4.9. Cánh hoa cây Bảy lá một hoa mẫu Paris 2....................................................... 56 4.10. Nhị bảy lá một hoa............................................................................................ 56 4.11. Hình thái bộ nhuỵ Bảy lá một hoa mẫu Paris 2 ............................................... 57 4.12. Quả khi chín và mở bằng khe nứt dọc mẫu Paris 2 ......................................... 58 4.13. Hạt Bảy lá một hoa mẫu Paris 2....................................................................... 58 4.14. Đặc điểm vi phẫu rễ mẫu Paris 2 ..................................................................... 60 4.15. Đặc điểm vi phẫu thân khí sinh mẫu Paris 2 .................................................... 61 4.16. Hình ảnh vi phẫu thân rễ mẫu Paris 2 .............................................................. 62 4.17. a: Đặc điểm vi phẫu toàn bộ gân lá; b: Một phần gân lá mẫu Paris 2 ...................... 63 4.18. Đặc điểm vi phẫu một phần phiến lá mẫu Paris 2............................................ 63 4.19. Đặc điểm vi phẫu dược liệu Bảy lá một hoa mẫu Paris 2 ................................ 64 4.20. Đặc điểm vi phẫu bột dược liệu mẫu Paris 2 ................................................... 65 4.21. Kết quả điện di DNA tổng số (a) và sản phẩm PCR các vùng gen ITS (b) và psbA-trnH (c) của mẫu nghiên cứu .............................................................. 66 4.22. Cây phát sinh chủng loại được xây dựng dựa trên vùng gen ITS của các mẫu nghiên cứu theo phương pháp Maximum-Likelihood .............................. 67 4.23. Cây phát sinh chủng loại được xây dựng dựa trên vùng gen ITS của các mẫu nghiên cứu theo phương pháp Neighbor-Joining ..................................... 68 x
4.24. Cây phát sinh chủng loại vùng gen psbA-trnH theo phương pháp Maximum-Likelihood ....................................................................................... 70 4.25. Cây phát sinh chủng loại vùng gen psbA-trnH theo phương pháp Neighbor-Joining .............................................................................................. 71 4.26. Cây phát sinh chủng loại trên vùng gen ITS + psbA-trnH theo phương pháp Maximum - Likelihood ..................................................................................... 73 4.27. Cây phát sinh chủng loại trên vùng gen ITS + psbA-trnH theo phương pháp Neighbor-Joining .............................................................................................. 74 4.28. Các chỉ tiêu sinh trưởng các mẫu giống Bảy lá một hoa qua các năm ............ 78 4.29. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng tăng trưởng bình quân các chỉ sinh trưởng và các yếu tố cấu thành năng suất cây Bảy lá một hoa qua các năm ................................................................................................................. 105 4.30. Ảnh hưởng của thời vụ trồng đến khả năng tăng trưởng bình quân và yếu tố cấu thành năng suất cây Bảy lá một hoa qua các năm................................ 106 4.31. Ảnh hưởng của mật độ trồng đến khả năng tăng trưởng hàng năm một số chỉ tiêu sinh trưởng và yếu tố cấu thành năng suất cây Bảy lá một hoa ......... 111 4.32. Ảnh hưởng của chế độ bón phân đến lượng tăng trưởng bình quân hàng năm một số chỉ tiêu sinh trưởng và yếu tố cấu thành năng suất cây Bảy lá một hoa qua các năm ...................................................................................... 115 xi
TRÍCH YẾU LUẬN ÁN Tên tác giả: Nguyễn Tiến Dũng Tên luận án: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, kỹ thuật nhân giống và trồng trọt cây Bảy lá một hoa [Paris vietnamensis (Takht.) H. Li] tại Sa Pa, Lào Cai Ngành: Khoa học cây trồng Mã số: 9 62 01 10 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu được đặc điểm nông sinh học, sai khác di truyền và đánh giá ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật nhân giống, kỹ thuật trồng đến sinh trưởng và phát triển cây Bảy lá một hoa góp phần hoàn thiện quy trình kỹ thuật nhân giống, trồng cây Bảy lá một hoa làm dược liệu tại Sa Pa, tỉnh Lào Cai. Mục tiêu cụ thể - Bước đầu xác định được mẫu giống cây Bảy lá một hoa có khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng cao; - Xác định được một số biện pháp kỹ thuật nhân giống (vô tính, hữu tính) phù hợp cây Bảy lá một hoa; - Xác định được một số biện pháp kỹ thuật trồng phù hợp cho cây Bảy lá một hoa tại Sa Pa - Lào Cai. Phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: 3 mẫu giống Bảy lá một hoa được thu thập ở Lào Cai. Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, sai khác di truyền và đánh giá khả năng sinh trưởng, phát triển của các mẫu giống cây Bảy lá một hoa. Nội dung 2: Nghiên cứu kỹ thuật nhân giống Bảy lá một hoa bằng hạt và thân rễ. Nội dung 3. Nghiên cứu một số biện pháp kỹ thuật trồng cây Bảy lá một hoa tại Sa Pa, Lào Cai. Phương pháp nghiên cứu: + Nội dung về đánh giá sai khác di truyền và phân tích hàm lượng hoạt chất được thực hiện phòng thí nghiệm. + Thí nghiệm nhân giống và trồng được bố trí ngoài đồng theo kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ 3 lần nhắc lại. xii
+ Chỉ tiêu phân tích: (i) Phân tích, so sánh và đánh giá các vùng trình tự nhận được với các trình tự đã công bố trên Ngân hàng gen quốc tế. Các số liệu được xử lý bằng các chương trình phần mềm máy tính: Staden Pregap, Staden Gap4 và BioEdit để tìm ra sự đa hình nucleotide của các loài thuộc chi Paris được nghiên cứu và công bố trên ngân hàng GenBank. (ii) Chỉ tiêu giải phẫu lá, thân cây Bảy lá một hoa. (iii) Các chỉ tiêu đánh giá khả năng nhân giống, sinh trưởng cây Bảy lá một hoa. (iv) Chỉ tiêu phân tích hàm lượng hoạt chất (saponin). Kết quả chính và kết luận 1) Xác định được đặc điểm hình thái kết hợp với đặc điểm giải phẫu của các bộ phận lá, thân khí sinh, thân rễ; đặc điểm bột thân rễ của 3 mẫu giống Bảy lá một hoa Paris 1, Paris 2 và Paris 3. Sử dụng chỉ thị ADN tại vùng genes ITS + psbA-trnH để phân biệt cây Bảy lá một hoa Việt Nam. Ba mẫu giống cây Bảy lá một hoa có quan hệ gần gũi với loài P. vietnamensis (Takht.) H. Li. Mẫu giống Paris 2 sinh trưởng, phát triển tốt, cho năng suất đạt 0,68 tấn/ha và hàm lượng saponin đạt 6,37% cao nhất trong ba mẫu giống sau 3 năm trồng, phù hợp với điều kiện khí hậu Sa Pa, Lào Cai. 2) Thời vụ gieo hạt thích hợp nhất cho cây Bảy lá một hoa là vào 15/3 đến 15/4, khi thời tiết bắt đầu ấm dần lên thuận lợi cho cây sinh trưởng và phát triển. Chọn hạt có khối lượng >0,35 g/hạt. Xử lý hạt giống bằng cách chà sạch vỏ và bảo quản ở 5oC. Trước khi gieo, xử lý GA3 ở nồng độ 600 ppm sau 48 giờ. Bổ sung phân bón qua lá cho cây con trong vườn ươm, cây sinh trưởng phát triển tốt, tỷ lệ cây con xuất vườn đạt >70% tại thời điểm 18 tháng sau gieo. Sử dụng thân rễ có ít nhất từ 2 - 3 mầm, xử lý hom bằng GA3 kết hợp với IBA ở nồng độ 60 ppm. Sử dụng giá thể 100% mùn núi tự nhiên có bổ sung chế phẩm Trichoderma, giâm trong điều kiện che bóng 70%,cho tỷ lệ mọc mầm, chồi, tỉ lệ cây con xuất vườn đạt >70%, cây con sinh trưởng phát triển tốt nhất. 3) Thời vụ trồng ảnh hưởng đến thời gian ngủ nghỉ, khả năng sinh trưởng, năng suất và chất lượng dược liệu Bảy lá một hoa. Thời vụ trồng thích hợp nhất vào đầu tháng 4 hàng năm, do đây là giai đoạn nhiệt độ cao dần thích hợp cho cây sinh trưởng và phát triển. Mật độ trồng ở mức 41.000 cây/ha, khoảng cách 30 x 40 cm cho năng suất dược liệu đạt cao nhất đạt 0,7 tấn/ha và hàm lượng saponin đạt 6,13%. Với liều lượng bón phân hữu cơ Sông Gianh 2 tấn/ha + 150 N + 300 P2O5 + 150 K2O + 10 kg trichoderma + 1 tấn vôi bột/ha/3 năm cho cây Bảy lá một hoa cho năng suất cao nhất đạt 0,85 tấn/ha trong khi hàm lượng saponin vẫn giữ được ở mức cao là 6,44%. xiii
THESIS ABSTRACT PhD candidate: Nguyen Tien Dung Thesis title: Study on morphological and agronomical characsteristics, techniques of propagation and cultivation for [Paris vietnamensis (Takht.) H. Li], a medicinal plant in Sa Pa, Lao Cai Major: Crop Science Code: 9 62 01 10 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture Research objectives Overall objectives Research on agro-biological characteristics, identify the genetic distinctiveness and evaluate the effect of technoques of propagation, cultivation of Paris sp. contribute to comple the propagated and cultivated techiques of Paris sp. in Sa Pa, Lao Cai province. Specific objectives Identifying the agro - biological characteristics, identify the genetic distinctiveness of Paris sp. Accessions Identifying some propagated techniques (asexual, sexual) of Paris. Identifying the cultivated techniques for Paris in Sa Pa district, Lao Cai province. Research methodology - Research subjects: 3 accessions of Paris sp. were collected in Lao Cai and Thanh Hoa. - Research content: + Content 1: Research on agro-biological characteristics, identify the genetic distinctiveness and evaluate the growth and development ability of some Paris accessions. + Content 2: Research on propagated techniques of Paris by seed and cutting stem. + Content 3. Research on cultivated techniques of Paris in Sa Pa, Lao Cai. - Research Methods: + The experiment of propagation and planting was arranged in the field in a randomized block design with 3 repetitions. Reseaches on genetic diversity analysis and active ingredient compound were conducted in the laboratory. + Data analysis: (i) Analyze, evaluate the sequence regions received with sequences published on xiv
the International Gene Bank. The data are processed by computer software programs: Staden Pregap, Staden Gap4 and BioEdit to find nucleotide polymorphisms of species of genus Paris studied and published in GenBank. (ii) Anatomy of leaves and stems of Paris accessions. (iii) evaluating the propagation and growth ability of Paris (iv) analyzing the active ingredients (saponins). Main results and conclusions Identify the morphological and the anatomical characteristics of the leaf, stem, rhizomes and flower characteristics of 3 Paris accessions. Using DNA markers at the gene region ITS + psbA-trnH to distinguish the Vietnamese Paris from other species in the genus Paris with high confidence. Paris 1, Paris 2 and Paris 3 accessions are closely related to the species P. vietnamensis (Takht.) H. Li. The Paris 2 accession grown well, and obtained higher medicinal material yield (0,68 ton/ha) and quality (6,37% total saponin) compare to other accessions. The most suitable time for sowing seed of Paris plant is from 15th March to 15th April, when the weather become to warmer for growing and developing. Using the seed with weight > 0,35 g/seed, removing the cover of seeds and storing at 5oC. Before sowing, Treated by GA3 at 600 ppm after 48 hours; Spraying the foliar fertilizer for seedlings in the nursery. The optimal time for seedling explanting at 18 months after sowing. Use rhizome cuttings with at least 2-3 buds; treated by GA3 combined with IBA at 60 ppm; using a substrate of 100% natural humus and addition of trichoderma or powdered lime; in 70% shade condition, obtained the high rate of sprouting, seedling explanting rate reached >70% with high quality of seedling. The suitable planting season is in April; Planting density at 41,000 seedlings/ha (distance of 30 x 40 cm) and a fertilizer application of 2 tons/ha of Song gianh fertilizer + 150N + 300P2O5 + 150K2O + 10 kg of trichoderma + 1 ton of lime powder/ha/3 years for Paris plants obtained the higher rhizome yield (0. 85 ton/ha) and saponin (6.44%). xv
PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Chi Paris L. (thuộc họ Melanthiaceae) thường được gọi là Bảy lá một hoa hoặc Trọng lâu đây là cây thuốc bản địa của Việt Nam và nhiều nơi trên thế giới như Trung Quốc, Bhutan, Ấn Độ, Myanma, Nepal, v.v. Các loài thuộc chi này phân bố rộng khắp Âu - Á, tới Bắc Cực ở giới hạn cực Bắc và đến đảo Hải Nam và Đông Dương ở giới hạn cực nam (Ji, 2021). Ở Việt Nam, các loài thuộc chi Paris nằm rải rác trên các khu rừng lá rộng thường xanh ở vùng miền núi cao phía Bắc đến Tây Nguyên. Phân bố ở những vùng đất ẩm và nhiều mùn ở độ cao từ 100 m đến 1.500 m (Nguyễn Quỳnh Nga & cs., 2016). Cho đến nay, thế giới ghi nhận 27 loài thuộc chi Paris (Xu & cs., 2019), phân bố chủ yếu ở vùng Tây Nam Trung Quốc với 22 loài (Li H, 1986), trong đó tỉnh Vân Nam được xem là trung tâm phát sinh của Bảy lá một hoa. Ở Việt Nam, các nhà khoa học đã ghi nhận 8 loài và 2 thứ thuộc chi Paris, trong đó loài Paris vietnamensis (Takht.) H. Li có phổ phân bố rộng nhất. Các nghiên cứu về thành phần hóa học và dược lý cho thấy, các hoạt chất của cây Bảy lá một hoa là các saponin steroid, đặc biệt là diosgenin và các pennogenin (Zhang & cs., 2012). Các saponin này có khả năng giúp hạ cholesterol máu, kháng u (đặc biệt với một số dòng tế bào ung thư vú và ung thư phổi), kháng viêm, kháng nấm và ức chế ngưng tụ tiểu cầu. Ở Nepal, thân rễ của các loài thuộc chi Paris có vai trò quan trọng về mặt y học và được sử dụng để chống rắn cắn, côn trùng cắn, để giảm bớt tác dụng của ma tuý, vết thương, sốt và ngộ độc thực phẩm. Thân rễ được làm thức ăn cho gia súc nhằm giảm tiêu chảy và kiết lỵ (Madhav & cs., 2010). Ở Ấn Độ, nó được dùng để chữa bỏng, vết cắt, tiêu chảy, kiết lỵ, sốt, đau bụng và chữa vết thương (Paul & cs., 2015). Thân rễ của nhiều loài khác nhau thuộc chi Paris được sử dụng làm nguồn nguyên liệu chính cho ‘Vân Nam Bạch Dược’ - một sản phẩm phổ biến trên toàn cầu được sử dụng trong y học Trung Quốc (Hong & cs., 2017). Vì vậy, thân rễ Paris được sử dụng chữa chấn thương và một số bệnh khác nhau như sốt, đau lưng, chảy máu, gãy xương, bệnh nấm, rắn độc, côn trùng cắn, dị ứng da, khối u và nhiều loại ung thư (Vu & cs., 2019). Đối với những mục đích y học dân tộc này, thân rễ Paris được bán rộng rãi trên các thị trường y học 1
cổ truyền ở cả Trung Quốc, Nepal, Ấn Độ và các nước khác trên thế giới (Acharya & Rokaya, 2005). Khối lượng và giá trị thương mại các loại cây thuốc và cây hương liệu, bao gồm Paris polyphylla Sm. đã nhanh chóng mở rộng trong thập kỷ qua do nhu cầu ngày càng tăng trên thị trường quốc tế, trong đó chủ yếu từ các ngành công nghiệp dược phẩm và hương liệu của Ấn Độ và Trung Quốc (Vasisht & cs., 2016). Khoảng 80% dân số thế giới sử dụng các sản phẩm thuốc từ cây dược liệu cho sức khoẻ cũng như cuộc sống hàng ngày, đặc biệt là bà con dân tộc vùng cao (Applequist & cs., 2020). Cho đến nay, có khoảng 90 loại thuốc thương mại và sản phẩm sức khỏe đã được cấp phép ở Trung Quốc bằng cách sử dụng thân rễ của cây thuốc thuộc chi Paris làm nguyên liệu. Chính quyền tỉnh Quảng Châu ước tính rằng thu nhập tạo ra từ việc bán các loại thuốc và sản phẩm này tăng gấp 2 lần trong 5 năm vừa qua và đạt hơn 20 tỷ Nhân dân tệ (tương đương 2,95 tỷ USD) (Guo & cs., 2020). Do công dụng chữa được nhiều bệnh, lại là những bệnh hiểm nghèo và có giá trị kinh tế cao nên tất cả các loài thuộc chi Paris đều bị khai thác quá mức và sự tái sinh tự nhiên của loài này kém, các quần thể hoang dã có nguy cơ bị tuyệt chủng. Bên cạnh đó, nạn chặt phá rừng, đốt nương làm rẫy ở miền núi nên khu vực phân bố của Bảy lá một hoa bị thu hẹp, tần suất bắt gặp trong tự nhiên ngày càng ít, chỉ bắt gặp những cây nhỏ (Hoàng Thị Thanh Hà & cs., 2017). Mặt khác, khả năng tái sinh cây trong tự nhiên khá thấp bởi nhiều nguyên nhân như hạt có thời gian ngủ nghỉ dài, khó nảy mầm.... Vì những lý do đó nên từ năm 1996, Bảy lá một hoa đã được đưa vào Sách Đỏ Việt Nam với cấp đánh giá Hiếm (bậc R) và đến năm 2007 được đánh giá theo khung phân hạng mới ở mức độ nguy cấp, đề nghị có biện pháp khai thác hợp lý nguồn thuốc đồng thời đưa vào trồng để bảo vệ nguồn gen. Tại Việt Nam, các nghiên cứu trước tác chung về chi Paris chưa có hệ thống và còn nhiều hạn chế, thường tập trung về mô tả đặc điểm hình thái, định danh và xác định tên khoa học (Nguyễn Thị Đỏ, 2007; Nguyễn Quỳnh Nga & cs., 2016, 2015; Hoàng Tấn Quảng & cs., 2016, Nguyễn Thị Thu & cs., 2016; Vũ Thị Thu Thủy & cs., 2017; Nguyễn Thị Ngọc Lan & cs., 2020), cũng như phân tích thành phần hóa học và hoạt tính sinh học có trong loài cây Bảy lá một hoa (Đỗ Huy Bích & cs., 2006; Nguyễn Thị Duyên & cs., 2017). Các nghiên cứu về biện pháp kỹ thuật nhân giống và gây trồng, đặc biệt là kỹ thuật nhân giống còn rất hạn chế, mới 2
có nghiên cứu đơn lẻ về biện pháp nhân giống vô tính bằng cách thu gom củ giống từ trong tự nhiên hoặc tách các đốt của củ giống có chứa các mắt mầm ngủ, do đó hệ số nhân giống không cao (Đỗ Huy Bích & cs., 2006), hay nhân giống bằng biện pháp nuôi cấy mô chưa mang lại kết quả như kỳ vọng do tỷ lệ cây sống còn thấp (Bế Văn Thịnh., 2019). Vài năm trở lại đây, một số tổ chức, cá nhân đã phải tiến hành gây trồng cây Bảy lá một hoa với quy mô nhỏ lẻ để tạo nguồn nguyên liệu làm thuốc trong nước và xuất khẩu. Tuy nhiên, các nghiên cứu của cây Bảy lá một hoa về các đặc điểm nông sinh học, nhân giống, trồng trọt… gần như chưa có công trình nào nghiên cứu một cách đầy đủ và có hệ thống; thiếu cơ sở khoa học, gây khó khăn cho việc khai thác và phát triển bền vững loài cây này. Xuất phát từ thực tiễn nêu trên, thực hiện đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, kỹ thuật nhân giống và trồng trọt cây Bảy lá một hoa (Paris vietnamensis (Takht.) H. Li) tại Sa Pa, Lào Cai” là rất cần thiết. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu chung Nghiên cứu đặc điểm nông sinh học, đánh giá sai khác di truyền, ảnh hưởng của các biện pháp kỹ thuật nhân giống, kỹ thuật trồng cây Bảy lá một hoa. Từ đó góp phần hoàn thiện quy trình kỹ thuật nhân giống, trồng cây Bảy lá một hoa làm dược liệu tại Sa Pa - Lào Cai. Mục tiêu cụ thể 1. Bước đầu xác định được mẫu giống cây Bảy lá một hoa có khả năng sinh trưởng, phát triển, năng suất và chất lượng cao. 2. Xác định được một số biện pháp kỹ thuật nhân giống (vô tính, hữu tính) phù hợp cây Bảy lá một hoa. 3. Xác định được một số biện pháp kỹ thuật trồng phù hợp cho cây Bảy lá một hoa tại Sa Pa - Lào Cai. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu về đặc điểm nông sinh học, đánh giá sai khác di truyền của 3 mẫu giống Bảy lá một hoa (Paris 1, Paris 2 và Paris 3 [Paris vietnamensis (Takht.) H. Li.] được trồng tại Sa Pa - Lào Cai. 3