Luận văn Thạc sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu bảo tồn nguồn gen cây Râu mèo (Orthosiphon spiralis (Lour.) Merr) tại tỉnh Thái Nguyên

Chia sẻ: Tri Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và hàm lượng hoạt chất dược học trong thân cây Râu mèo, luận văn chỉ ra được một số đặc điểm về cây Râu mèo và định lượng được một số chất cơ bản làm nguyên liệu chế biến thuốc. Kết quả thử nghiệm về 03 loại thuốc kích thích ra rễ (NAA, IBA, IAA) với các nồng độ khác nhau ảnh hưởng đến tỷ lệ sống, khả năng ra rễ và nảy chồi trong nhân giống hom cây Râu mèo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu bảo tồn nguồn gen cây Râu mèo (Orthosiphon spiralis (Lour.) Merr) tại tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM GIÁP NGỌC LUÂN NGHIÊN CỨU BẢO TỒN NGUỒN GEN CÂY RÂU MÈO (Orthosiphon spiralis (Lour.) Merr) TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC THÁI NGUYÊN - 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM GIÁP NGỌC LUÂN NGHIÊN CỨU BẢO TỒN NGUỒN GEN CÂY RÂU MÈO (Orthosiphon spiralis (Lour.) Merr) TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN Ngành: Lâm học Mã số: 8620201 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. VŨ VĂN THÔNG THÁI NGUYÊN - 2020
i LỜI CAM ĐOAN Luận văn Thạc sĩ: "Nghiên cứu bảo tồn nguồn gen cây Râu mèo (Orthosiphon spiralis (Lour.) Merr) tại tỉnh Thái Nguyên". Là công trình nghiên cứu của bản thân tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Vũ Văn Thông giảng viên khoa lâm nghiệp, trường đại học Nông lâm Thái Nguyên. Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, ngày 03 tháng 10 năm 2020 Tác giả luận văn Giáp Ngọc Luân
ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Đặc biệt tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn khoa học TS. Vũ Văn Thông đã trực tiếp giúp đỡ, tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo, Khoa Lâm Nghiệp - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Đồng thời cảm ơn sự giúp đỡ, cộng tác và tạo điều kiện của cán bộ người dân huyện Phú Bình và huyện Phổ Yên tỉnh Thái Nguyên trong suốt quá trình tôi thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn. Thái Nguyên, ngày 03 tháng 10 năm 2020 Học viên Giáp Ngọc Luân
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... 1 LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................................. vi DANH MỤC BẢNG .................................................................................................vii DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ viii MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................................. 1 2.1. Mục tiêu chung ..................................................................................................... 1 2.2. Mục tiêu cụ thể ..................................................................................................... 2 3. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................... 2 3.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................. 2 3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất .......................................................................... 2 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 3 1.1. Các khái niệm liên quan ....................................................................................... 3 1.1.1. Khái niệm về bảo tồn ........................................................................................ 3 1.1.2. Khái niệm bảo tồn nguyên vị (in situ) và chuyển vị (ex situ) ........................... 4 1.2. Tình hình bảo tồn nguồn gen thực vật trên thế giới và Việt Nam ....................... 4 1.2.1. Trên thế giới ...................................................................................................... 4 1.2.2. Trong nước ........................................................................................................ 8 1.2.3. Tổng quan chung về giá trị nguồn gen cây dược liệu và tình hình khai thác cây dược liệu trên thế giới và trong nước ................................................. 10 1.3. Khái quát tình hình nghiên cứu bảo tồn nguồn tài nguyên cây thuốc trên thế giới và Việt Nam .............................................................................................. 17 1.3.1. Tình hình nghiên cứu bảo tồn tài nguyên cây thuốc trên thế giới .................. 17 1.3.2. Tình hình nghiên cứu bảo tồn tài nguyên cây thuốc tại Việt Nam ................. 20 1.4. Những nghiên cứu về cây Râu mèo trên thế giới và ở Việt Nam .......................... 23 1.4.1. Trên thế giới ..................................................................................................... 23 1.4.2. Trong nước ....................................................................................................... 24
iv Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....... 28 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 28 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu...................................................................................... 28 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................... 28 2.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 28 2.3. Các phương pháp, kỹ thuật sử dụng ................................................................... 28 2.3.1. Phương pháp tiếp cận ...................................................................................... 28 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng .................................................... 29 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 38 3.1. Kết quả điều tra, đánh giá tình hình khai thác và kiến thức bản địa của người dân địa phương trong việc sử dụng cây Râu mèo. ................................. 38 3.2. Kết quả điều tra đặc điểm sinh học, thu thập mẫu giống loài Râu mèo tại huyện Phú Bình, Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên .................................................. 40 3.2.1. Đặc điểm sinh học loài Râu mèo .................................................................... 40 3.3. Đánh giá đặc điểm sinh học cây Râu mèo........................................................ 42 3.3.1. Đặc điểm hình thái thân, cành, lá, hoa và quả ................................................ 42 3.3.2. Đặc điểm phân bố của loài Râu mèo ............................................................... 45 3.3.3. Đặc điểm cây bụi và thảm tươi nơi có loài Râu mèo phân bố ........................ 45 3.3.4. Đặc điểm về đất nơi có Râu mèo phân bố ...................................................... 46 3.3.5. Thu thập mẫu giống và xây dựng vườn lưu giữ loài Râu mèo ........................... 47 3.4. Kết quả nghiên cứu nhân giống bằng phương pháp giâm hom .............................. 49 3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ và loại chất kích thích đến khả năng ra rễ ............... 49 3.4.2. Ảnh hưởng của vị trí lấy hom đến khả năng ra mầm, ra rễ và tỷ lệ sống .............. 51 3.4.3. Ảnh hưởng của vị trí cắt hom đến tăng trưởng chiều dài rễ ........................... 53 3.4.4. Chỉ số ra rễ của cây Râu mèo .......................................................................... 54 3.4.5. Ảnh hưởng của thời vụ đến tỷ lệ ra rễ của hom .............................................. 54 3.4.6. Ảnh hưởng của tuổi cây mẹ lấy hom đến tỷ lệ ra rễ của hom......................... 55 3.5. Kết quả nghiên cứu nhân giống hữu tính (gieo từ hạt) cây Râu mèo ............... 56 3.5.1. Thu hái hạt giống ............................................................................................ 56 3.5.2. Tỷ lệ nảy mầm ................................................................................................. 57 3.5.3. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến tỷ lệ nảy mầm và hệ số nhân giống ....... 58 3.5.4. Tăng trưởng chiều cao và động thái ra lá của cây con giai đoạn vườn ươm ............ 59 3.5.5. Kết quả nghiên cứu về hỗn hợp ruột bầu ........................................................ 60
v 3.5.6. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của ánh sáng đến sinh trưởng của cây con trong giai đoạn vườn ươm ................................................................................ 61 3.5.7. Kết quả theo dõi tình hình sâu bệnh ................................................................ 63 3.6. Kết quả nghiên cứu thành phần hóa học trong thân, lá cây Râu mèo .............. 64 3.6.1. Hàm lượng Sinensetin trong cây Râu mèo ..................................................... 64 3.6.2. Hàm lượng acid ursolic trong cây Râu mèo .................................................... 66 3.6.3. Hàm lượng acid rosmarinic trong cây Râu mèo ............................................. 67 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 68 1. Kết luận ................................................................................................................. 68 2. Tồn tại ................................................................................................................... 69 3. Kiến nghị ............................................................................................................... 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 70
vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Việt ĐDSH Đa dạng sinh học FAO Tổ chức lương thực và nông nghiệp liên hiệp quốc GACP Thực hành tốt trồng trọt và thu hái dược liệu Liên minh quốc tế bảo tồn thiên nhiên và tài nguyên IUCN thiên nhiên ÔTC Ô tiêu chuẩn UNESCO Tổ chức giáo dục, khoa học và văn hóa liên hiệp quốc VQG Vườn quốc gia WWF Tổ chức quốc tế về bảo tồn thiên nhiên YHDT Y học dân tộc
vii DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Tổng hợp số người trả lời phỏng vấn ........................................... 38 Bảng 3.2. Đặc điểm sinh vật học của cây râu mèo tại đối tượng nghiên cứu...... 41 Bảng 3.3. Chiều cao cây Râu mèo ................................................................ 42 Bảng 3.4. Kết quả đo đếm kích thước của lá Râu mèo tại khu vực nghiên cứu ..................................................................................... 43 Bảng 3.5. Bảng tổng hợp độ che phủ trung bình của cây bụi, dây leo và thảm tươi nơi có loài Râu mèo phân bố ........................................ 45 Bảng 3.6. Tổng hợp nguồn gen cây Râu mèo đã thu thập ............................ 48 Bảng 3.7. Kết quả giâm hom Râu mèo ở nồng độ và loại thuốc khác nhau...... 50 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của vị trí lấy hom đến khả năng bật mầm, ra rễ và tỷ lệ sống của hom ........................................................................ 52 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của vị trí cắt hom đến tăng trưởng chiều dài rễ ......... 53 Bảng 3.10. Chỉ số ra rễ trong các công thức thí nghiệm ................................. 54 Bảng 3.11. Ảnh hưởng của thời vụ đến tỷ lệ ra rễ của hom ........................... 55 Bảng 3.12. Ảnh hưởng của tuổi cây mẹ lấy hom đến tỷ lệ ra rễ của hom ...... 55 Bảng 3.13. Đặc điểm sinh học của cây Râu mèo tại vườn sưu tập ................. 56 Bảng 3.14. Tỷ lệ nảy mầm của hạt giống râu mèo ......................................... 58 Bảng 3.15. Ảnh hưởng điều kiện môi trường đến hệ số nhân giống của mẫu giống râu mèo tại Trường Đại học Nông lâm (sau 20 ngày) ............ 59 Bảng 3.16. Tăng trưởng chiều cao của cây giống râu mèo trong giai đoạn vườn ươm ...................................................................................... 60 Bảng 3.17. Ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp ruột bầu đến sinh trưởng chiều cao .... 60 Bảng 3.18. Ảnh hưởng của tỷ lệ che bóng đến sinh trưởng của cây Râu mèo trong giai đoạn vườn ươm..................................................... 62 Bảng 3.19. Kết quả điều tra sâu hại cây râu mèo trong giai đoạn vườn ươm...... 64 Bảng 3.20. Hàm lượng chất khô Sinensetin, acid ursolic và acid rosmarinic trong thân, lá cây Râu mèo ......................................... 65
viii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Sơ đồ bố trí vườn sưu tập mẫu giống Râu mèo đã thu thập ........... 32 Hình 3.1. Một số đặc điểm sinh học của cây râu mèo .................................... 41 Hình 3.2. Lá Râu mèo ..................................................................................... 44 Hình 3.3. Hạt Râu mèo ................................................................................... 44 Hình 3.4. Vườn lưu giữ mẫu giống Râu mèo.................................................. 48 Hình 3.5 ........................................................................................................... 50 Hình 3.6 ........................................................................................................... 50 Hình 3.7 ........................................................................................................... 51 Hình 3.8 ........................................................................................................... 53 Hình 3.9 ........................................................................................................... 53 Hình 3.10 ......................................................................................................... 53 Hình 3.11. Chiều dài mầm hom gốc Râu mèo sau 30 ngày ............................ 56 Hình 3.12. Chiều dài mầm hom giữa giữa Râu mèo sau 30 ngày .................. 56 Hình 3.13. Chiều dài mầm hom ngọn Râu mèo sau 30 ngày ......................... 56 Hình 3.14. Tỷ lệ nảy mầm, tỷ lệ sống và hệ số nhân giống ............................ 59 Hình 3.15. Tăng trưởng chiều cao và động thái ra lá...................................... 60 Hình 3.16. Ảnh hưởng của hỗn hợp ruột bầu đến sinh trưởng chiều cao ....... 61 Hình 3.17. Ảnh hưởng của chế độ ánh sáng đến sinh trưởng đường kính cổ rễ .. 63 Hình 3.18. Ảnh hưởng của chế độ ánh sáng đến sinh trưởng chiều cao ......... 63 Hình 3.19. Hàm lượng Sinensetin trong cây Râu mèo Thái Nguyên ............. 66 Hình 3.20. Hàm lượng acid ursolic trong cây Râu mèo Thái Nguyên ........... 66 Hình 3.21. Hàm lượng acid rosmarinic trong cây Râu mèo Thái Nguyên ..... 67
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Cây Râu mèo là loài cây thuốc thuộc họ Bạc hà phân bố rộng rãi trên nhiều vùng ở nước ta. Gần đây, loài cây thuốc này và các chế phẩm của nó đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới và trong nước. Trong y học cổ truyền của các nước Đông Á (trong đó có Việt Nam), Râu mèo được sử dụng trong điều trị một số rối loạn đường tiết niệu, trị bệnh sỏi thận, bệnh đái tháo đường, và bệnh huyết áp cao. Ở các nước châu Âu và Nhật Bản, lá của loài cây thuốc này được sử dụng cho mục đích lợi tiểu. Trên cơ sở đó, dịch chiết lá và dược chất sinesetin của loài cây Râu mèo đã được ghi nhận trong dược điển một số nước Châu Âu để điều trị một số rối loạn đường tiết niệu. Một số nghiên cứu gần đây cũng chứng minh tác dụng gây độc đối với tế bào ung thư ruột kết của dịch chiết methanol của cây Râu mèo cho thấy tiềm năng sử dụng các chế phẩm của nó trong điều trị ung thư. Từ những hiểu biết trên đây, trong những năm qua ở nước ngoài cũng như ở Việt Nam, dược liệu từ Râu mèo đã được một số công ty dược phẩm phát triển thành một số biệt dược hoặc thực phẩm chức năng dùng trong điều trị các chứng bệnh đường tiết niệu, đặc biệt là bệnh sỏi thận. Tuy nhiên, ở Việt Nam trong những năm gần đây cây Râu mèo đã bị khai thác quá mức để làm dược liệu, ngày càng trở nên khan hiếm trong tự nhiên. Nguy cơ mất đi nguồn gen quý ngay trong vùng phân bố tự nhiên vốn đã hiện hữu trong những năm trước đây. Thái Nguyên là tỉnh trung du miền núi, nơi hội tụ của các loài thực vật ở phía bắc Việt Nam, trong đó cây thuốc Râu mèo có tiềm năng lớn trong y học dân tộc và nguyên liệu trong công nghiệp chế biến dược phẩm. Xuất phát từ những lí do nêu trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:: “Nghiên cứu bảo tồn nguồn gen cây Râu mèo (Orthosiphon spiralis (Lour.) Merr) tại tỉnh Thái Nguyên”. 2. Mục tiêu của đề tài 2.1. Mục tiêu chung Thu thập lưu giữ nguồn gen cây Râu mèo làm cơ sở bảo tồn và phát triển nguồn gen phục vụ nhu cầu làm thuốc.
2 2.2. Mục tiêu cụ thể - Xác định được tình hình khai thác và kiến thức bản địa của người dân trong việc sử dụng cây Râu mèo. - Xác định được đặc điểm sinh học cây Râu mèo phân bố tại tỉnh Thái Nguyên. - Xác định được một số hoạt chất dược học cơ bản trong thân, lá cây Râu mèo. - So sánh được 03 loại chất kích thích ra rễ (NAA, IBA, IAA) với các nồng độ khác nhau có ảnh hưởng đến tỷ lệ sống, khả năng ra rễ và nảy chồi của hom cây Râu mèo. 3. Ý nghĩa của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học Trên cơ sở kết quả nghiên cứu đặc điểm nông sinh học và hàm lượng hoạt chất dược học trong thân cây Râu mèo, chỉ ra được một số đặc điểm về cây Râu mèo và định lượng được một số chất cơ bản làm nguyên liệu chế biến thuốc. Kết quả thử nghiệm về 03 loại thuốc kích thích ra rễ (NAA, IBA, IAA) với các nồng độ khác nhau ảnh hưởng đến tỷ lệ sống, khả năng ra rễ và nảy chồi trong nhân giống hom cây Râu mèo. Bước đầu đề tài đã cung cấp một số dẫn liệu khoa học về sử dụng thuốc kích thích và nồng độ sử dụng trong nhân giống hom cây Râu mèo. 3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất - Bước đầu đưa ra được một số giải pháp về mặt kỹ thuật nhân giống cây Râu mèo từ hom. - Kết quả nghiên cứu, là tài liệu cho các bên liên quan tham khảo và áp dụng trong khai thác phát triển nguồn gen cây Râu mèo phục vụ nhu cầu làm thuốc.
3 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Các khái niệm liên quan 1.1.1. Khái niệm về bảo tồn Năm 1980, một số tổ chức quốc tế như IUCN, WWF, FAO, UNESCO đã thống nhất một định nghĩa mới của bảo tồn đó là bảo tồn tài nguyên di truyền. Theo đó tài nguyên di truyền (Genetic Resources) là giá trị kinh tế, khoa học hoặc xã hội của các vật liệu có thể di truyền chứa bên trong loài và các loài. Bảo tồn (Conservation) là quản lý sử dụng tài nguyên sinh học sao cho chúng có thể tạo ra lợi ích lâu bền lớn nhất cho các thế hệ hiện tại, trong khi vẫn duy trì tiềm năng đáp ứng nhu cầu và nguyện vọng của các thế hệ tương lai. Bảo tồn các loài có ba mục tiêu chính là: (1) Bảo vệ các hệ sinh thái (bảo tồn thiên nhiên). (2) Bảo tồn sự đa dạng sinh học (bảo tồn nguồn gen). (3) Bảo đảm lâu bền các nguồn tài nguyên. Một số khái niệm khác về bảo tồn Thuật ngữ “Bảo tồn sinh học” xuất pháp từ mỗi quan tâm của các nhà khoa học về nạn phá rừng nhiệt đới, sự biến mất của nhiều loài, hay việc suy giảm đa dạng di truyền trong nội bộ loài. Bảo tồn loài là khả năng tồn tại loài đó trong hiện tại và tương lai gần có những yếu tố được xem xét khi đánh giá tình trạng bảo tồn của một loài không chỉ đơn giản dựa vào cá thể còn sống mà tỷ lệ tăng hay giảm của loài đó theo thời gian, tỷ lệ nhân giống thành công, mối đe dọa với loài… (Phạm Thanh Huyền và cs, 2006). Bảo tồn nguồn gen: “Nguồn gen là những sinh vật sống hoàn chỉnh hay những bộ phận của chúng mang thông tin di truyền sinh học, và là những vật liệu ban đầu có khả năng tạo ra hay tham gia tạo giống mới của thực vật, động vật và vi sinh vật”. Vì vậy bảo tồn nguồn gen chính là bảo tồn các vật thể mang thông tin di truyền sinh học, những vật thể có khả năng tạo ra hay tham gia tạo ra giống mới.
4 1.1.2. Khái niệm bảo tồn nguyên vị (in situ) và chuyển vị (ex situ) 1.1.2.1. Khái niệm bảo tồn nguyên vị (in situ) Theo Frankel (1976) bảo tồn nguyên vị (in situ) định nghĩa như là “tiếp tục duy trì một quần thể bên trong quần xã mà nó là một phần, trong môi trường mà nó đã thích nghi”. Mục tiêu quan trọng của bảo tồn là duy trì cấu trúc di truyền của quần thụ hiện tại. Cho nên cần có những hiểu biết cần thiết về động thái quần thể để có thể quản lý điều chỉnh cho phù hợp. 1.1.2.2. Khái niệm bảo tồn chuyển vị (ex situ) Bảo tồn chuyển vị (ex situ) là biện pháp di dời các loài cây, con và các vi sinh vật ra khỏi môi trường sống thiên nhiên của chúng. Mục đích của việc di dời này là để nhân giống, lưu giữ, nhân nuôi vô tính hay cứu hộ trong trường hợp: (1) nơi sinh sống bị suy thoái hay huỷ hoại không thể lưu giữ lâu hơn các loài nói trên, (2) dùng để làm vật liệu cho nghiên cứu, thực nghiệm và phát triển sản phẩm mới, để nâng cao kiến thức cho cộng đồng. Biện pháp này được áp dụng khá phổ biến, đặc biệt, trong trường hợp nơi ở nguyên gốc của động thực vật bị thu hẹp hoặc bị đe dọa khác cần phải di chuyển động thực vật để bảo vệ, nhân nuôi và thả lại tự nhiên hoặc phục vụ nghiên cứu, đào tạo, du lịch... 1.2. Tình hình bảo tồn nguồn gen thực vật trên thế giới và Việt Nam 1.2.1. Trên thế giới Tài nguyên di truyền các dạng sống của sinh vật trên trái đất không chỉ là kết quả của chọn lọc tự nhiên và nhân tạo, mà còn là thành quả lao động sáng tạo của loài người, nó mang lại cho con người những lợi ích lớn vì được sống trong mối quan hệ hài hòa với thiên nhiên. Trong lịch sử phát triển của xã hội loài người, các hoạt động kinh tế xã hội có chủ ý hoặc nhiều khi là vô thức mà con người đã không nhận thức được đầy đủ sự cần thiết phải giữ mối quan hệ chung sống hài hòa giữa con người với thiên nhiên. Vì thế con người đang hàng ngày hàng giờ gây tổn hại tới môi trường sống của mình, trong đó có việc đang làm mất đi nhiều dạng sống của sinh vật. Con số thống kê cho thấy thế giới sinh vật đã mất đi hàng triệu dạng sống, cả các nguồn gen tự nhiên
5 lẫn các nguồn gen giống vật nuôi, cây trồng mà các thế hệ loài người phải rất dày công và trải qua lịch sử hàng vạn năm mới tạo ra được. Sự suy thoái nhanh chóng của diện tích rừng nhiệt đới trên toàn cầu với tốc độ ước tính khoảng 12,6 triệu ha mỗi năm, tương đương 0,7% tổng diện tích rừng nhiệt đới (FAO, 2001) đã gây ra những tác hại to lớn về kinh tế, xã hội và môi trường. Rừng nhiệt đới được xem như những “kho chứa” về tính đa dạng sinh học (ĐDSH) của thế giới (Kanowski và Boshier, 1997), nên sự suy thoái về số lượng lẫn chất lượng của rừng nhiệt đới đồng nghĩa với sự suy giảm tính ĐDSH. Vì vậy, việc phát triển những chiến lược hiệu quả nhằm bảo tồn, khôi phục và phát triển tính ĐDSH cho hệ sinh thái rừng nhiệt đới đang nhận được sự quan tâm của nhiều tổ chức quốc tế và nhiều dự án bảo tồn ĐDSH cho hệ sinh thái rừng nhiệt đới đang được tiến hành trên quy mô toàn cầu. Bảo tồn nguồn gen hay bảo tồn nguồn tài nguyên di truyền là quản lý sự sử dụng của con người đối với nguồn tài nguyên di truyền để có thể thu được lợi ích ổn định lớn nhất cho thế hệ hiện tại trong khi vẫn duy trì tiềm năng của chúng để đáp ứng yêu cầu và nguyện vọng của các thế hệ mai sau. Bảo tồn các tài nguyên sống có ba mục tiêu chủ yếu, đó là (1) Bảo vệ các hệ sinh thái (bảo tồn thiên nhiên), (2) Bảo tồn sự đa dạng di truyền (bảo tồn nguồn gen) và (3) Bảo đảm sử dụng lâu bền các nguồn tài nguyên. Như vậy có thể dễ dàng nhận thấy vị trí và vai trò đặc biệt quan trọng của bảo tồn nguồn gen trong chiến lược bảo vệ đa dạng sinh học (FAO, 1993). Bảo tồn nguồn gen thực chất là bảo tồn đa dạng di truyền tồn tại bên trong mỗi loài và giữa các loài. Đa dạng di truyền là biến dị di truyền có trong biến dị tự nhiên. Biến dị tự nhiên có bên trong, kích thước quần thể và sự cách ly. Cùng với quá trình tiến hóa của mỗi loài là kết quả tương hỗ phức tạp giữa các yếu tố khác nhau như di truyền, phản ứng với sự đa dạng của môi trường sống, hệ thống nhân giống, mức độ lai chéo, lai giống, yếu tố này thường tạo nên các quần thể khác biệt về mặt di truyền bên trong một loài và tạo nên các cá thể khác biệt nhau về mặt di truyền bên trong quần thể. Nhiệm vụ bảo tồn tính đa dạng di truyền, bảo tồn nguồn gen còn có nét đặc thù là phải gắn với nhiệm vụ bảo vệ thiên nhiên. Phải có sự thỏa hiệp giữa các nhân tố
6 sinh học với các nhân tố kỹ thuật, kinh tế và hành chính. Ở đây việc bảo tồn nguồn gen cây rừng thường gắn liền với bảo tồn nguồn gen các cây thuốc, cây nông nghiệp hoang dại và động vật sinh sống trong rừng. Giữa bảo tồn nguồn gen với bảo vệ thiên nhiên tuy có quan hệ mật thiết với nhau, song lại có sự phân biệt quan trọng. Bảo tồn thiên nhiên là nhằm bảo vệ các diện tích đại diện cho các sinh cảnh và các quần xã, những đối tượng có thể phân định được. Còn bảo tồn nguồn gen thì đi xa hơn, nó quan tâm đến những khác biệt di truyền, những cái thường chỉ có thể đoán định chứ không thể phân biệt được. Các nghiên cứu ở Thái Lan, Philipin và Malaysia cho thấy nhiều giống cây trồng địa phương đã và đang bị thay thế bằng những giống cây khác, cây nhập nội. Báo cáo của FAO (1996) trích dẫn nghiên cứu ở Hàn Quốc cho thấy 74% giống của 14 loài cây trồng phổ biến trên trang trại năm 1985 đã bị thay thế vào năm 1993. Tại Châu Phi việc suy thoái và phá hủy rừng là những nguyên nhân chính của việc suy thoái nguồn gen. Báo cáo từ hầu hết các nước ở Mỹ La Tinh cũng cho thấy sự suy giảm nguồn gen của những loài cây lâm nghiệp có giá trị kinh tế: Peru, Côlômbia, Panama. Báo cáo của Bộ Nông nghiệp Mỹ cho thấy rằng 95% giống bắp cải, 91% giống ngô, 94% đậu đỗ và 81% giống khoai tây đã không còn tồn tại. Theo Hiệp hội các Vườn thực vật quốc tế (BGCI - Botanic Garden Conservation International), khoảng 100.000 loài thực vật (tương đương 1/3 số loài thực vật trên thế giới) đang bị đe dọa tuyệt chủng (FAO, 1996). Có sự liên quan chặt chẽ giữa vấn đề văn hóa và đa dạng sinh học. Đa dạng sinh học có giá trị văn hóa, được thể hiện qua những kiến thức kinh nghiệm sử dụng, quản lý tài nguyên lâu đời của người dân. Công ước Đa dạng sinh học cũng đã đề cập đến điều này, do vậy việc mất mát đa dạng sinh học sẽ dẫn đến sự mất mát những kiến thức, kinh nghiệm lâu đời của người dân địa phương gắn với những loài sinh vật đó. Hiện nay chưa có một hệ thống theo dõi giám sát sự suy giảm, mất mát nguồn gen cũng như những kiến thức bản địa liên quan. Việc suy thoái nguồn gen sẽ làm suy giảm nguồn nguyên liệu di truyền cho các thế hệ tương lai. Bên cạnh đó cánh cửa cho những lựa chọn tiến hóa và phát triển của nhiều loài sẽ đóng lại, sự đơn điệu về gen là một trong những thảm họa cho di truyền, tiến hóa và phát triển.
7 Hiện nay nhiều quốc gia đã nhận ra tầm quan trọng của việc điều tra đánh giá toàn diện các loài cây trồng, các loài hoang dã, các hệ sinh thái và những kiến thức liên quan. Những điều tra như vậy sẽ giúp xây dựng chiến lược quản lý, lưu giữ và đảm bảo sự cân bằng tối ưu giữa lưu giữ nội vi (In situ conservation) và việc thu thập mẫu cho lưu giữ ngoại vi (Ex situ). Bảo tồn nội vi và bảo tồn ngoại vi là hai phương thức duy trì bổ sung hỗ trợ cho nhau. Lưu giữ nội vi là hình thức lý tưởng để bảo tồn nguồn gen. Hình thức phổ biến là việc hình thành các khu bảo vệ nguồn gen. Các khu bảo vệ nguồn gen (protected areas) được coi là cái xương sống của bảo tồn đa dạng sinh học. Nhờ nỗ lực của các quốc gia mà số khu bảo tồn trên toàn thế giới tăng nhanh trong những năm gần đây. Theo báo cáo của Tổ chức bảo tồn quốc tế (IUCN, 2003) dẫn theo Nguyễn Nghĩa Thìn số khu bảo tồn trên toàn thế giới tính đến năm 2003 là 102.102 khu, với tổng diện tích ước tính là 18,8 triệu km2, chiếm 11,5% diện tích bề mặt trái đất, tăng hơn 100 lần so với năm 1962, khoảng hơn 1.000 khu. Tuy nhiên ngoại trừ một số loài cây rừng thì nhiều loài cây trồng, cây hoang dại khác vẫn chưa được chú ý bảo tồn đúng mức do nhiều lý do khác nhau. Nhiều quốc gia đã sử dụng các khu bảo tồn để lưu giữ các loài cây ăn quả hoang dại như ở Đức, Srilanka hay Braxin. Do tầm quan trọng của những loài cây lương thực, thực phẩm, cây thuốc hoang dại đối với những cộng đồng nghèo, cần có những nỗ lực hơn nữa trong việc bảo tồn nguồn gen những loài này. Hầu hết nguồn gen các loài hoang dại quan trọng về lương thực, thực phẩm, và cây thuốc lại tồn tại bên ngoài các khu bảo tồn như trên các trang trại, khu rừng, hay các khu vực do con người quản lý. Hầu hết những khu vực này hiện nay chưa được quản lý bảo vệ đúng mức, nhiều khu vực không có chủ sở hữu và là của chung, tự do khai thác. Do vậy nguồn gen bị suy thoái nghiêm trọng nhiều loài đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng. Điển hình là các loài cây dược liệu được sử dụng làm thuốc nam, làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến thuốc tân dược. Tuy nhiên ở nhiều nước thì người dân cũng tham gia vào việc bảo tồn nguồn gen thông qua việc duy trì những giống địa phương truyền thống. Đây là hình thức bảo tồn trên trang trại, trong đó coi trọng kiến thức và kinh nghiệm của người dân
8 địa phương. Nhận thấy được tầm quan trọng của phương thức bảo tồn nguồn gen này, nhiều quốc gia đã xây dựng dự án duy trì ngay trên trang trại (on-farm conservation). Tuy nhiên các dự án chủ yếu tập trung duy trì các loài cây nông nghiệp như lúa, ngô, rau, đậu đỗ trên vườn, trang trại hộ gia đình, chưa quan tâm đúng mức đến các loài cây dược liệu có giá trị kinh tế và văn hoá. Chỉ có một số ít loài cây trồng rừng được lưu giữ ngoại vi, chủ yếu thông qua duy trì các bộ sưu tập sống được hỗ trợ bởi các chương trình bảo tồn và phát triển nguồn gen quốc tế. Trong các báo cáo thì hầu hết các quốc gia đều chỉ rõ việc thiếu kiến thức về nguồn gen các loài thực vật bản địa, địa phương. Do đó việc điều tra, nghiên cứu phân loại các loại thực vật bản địa là rất cần thiết, đặc biệt là những loài có giá trị về văn hóa với các cộng đồng địa phương. Việc điều tra sẽ giúp đề ra các chiến lược bảo tồn nhằm ngăn chặn sự tuyệt chủng của những loài đó, kéo theo sự mất đi các giá trị văn hóa tốt đẹp của các cộng đồng địa phương. Theo Frankel (1977) thì các nhân tố chính làm căn cứ cho chiến lược bảo tồn là mục tiêu bảo tồn, bản chất vật liệu và phạm vi bảo tồn.Các hoạt động cần ưu tiên, bao gồm: khảo sát, thu thập đánh giá, bảo tồn, sử dụng. Bảo tồn nguồn gen được tiến hành bằng các phương thức khác nhau như: bảo tồn in situ, bảo tồn ex situ (bao gồm cả dạng cây sống, hạt giống, hạt phấn, mô nuôi cấy in vitro), bảo tồn tư liệu và bảo tồn thông tin. 1.2.2. Trong nước Nhận thức được tầm quan trọng của bảo tồn đa dạng sinh học, Chính phủ Việt Nam đã có nhiều nỗ lực trong bảo tồn. Trong đó đáng chú ý phải kể đến việc xây dựng và phê duyệt kế hoạch hành động đa dạng sinh học (BAP) năm 1995. Kế hoạch hành động đa dạng sinh học là cơ sở pháp lý và thực tiễn cho việc lưu giữ nguồn gen ở Việt Nam. Bên cạnh đó thì Việt Nam cũng đã phê chuẩn Công ước Đa dạng sinh học, Agenda 21 và một số công ước quốc tế khác liên quan đến bảo tồn đa dạng sinh học. Việt Nam nằm trong vùng Đông Nam Á nơi được xem là giàu có bậc nhất thế giới về tài nguyên di truyền thực vật. Cùng với nền văn minh nông nghiệp lâu đời nên Việt Nam có di sản quý giá là tài nguyên cây trồng phong phú, đa dạng. Cho
9 đến nay, hệ thống bảo tồn tài nguyên di truyền thực vật phục vụ cho mục tiêu lương thực và dược liệu của nước ta đang bảo tồn 20.000 giống của 200 loài cây trồng trong đó có nhiều loài cây trồng quan trọng như lúa, chuối, khoai sọ, nhiều loài thuộc chi cam - quýt, nhiều loài thuộc chi vải - nhãn, nhiều loài cây dược liệu và nhiều tập đoàn các cây trồng bản địa khác. Nhu cầu sử dụng thuốc thảo mộc và dược liệu ở nước ta hiện nay rất lớn. Theo số liệu của Tổng công ty dược Việt Nam (1997) và Viện Dược liệu (1998) là vào khoảng 50.000 tấn/năm. Lượng dược liệu sử dụng trong YHDT hàng năm vào khoảng 30.000 tấn (chưa kể nhu cầu sử dụng trong công nghiệp dược phẩm khoảng 20.000 tấn). Năm 1998 Tổng công ty Dược Việt Nam xuất khẩu được 13 triệu USD, trong đó dược liệu, tinh dầu và các hoạt chất chiết từ cây thuốc chiếm 74%. Dược liệu còn là nguồn hàng xuất khẩu quan trọng của nước ta, nhu cầu của thị trường các nước hàng năm cần khoảng 500 tấn Sa nhân, 5.000 - 6.000 tấn vỏ Quế, hàng ngàn tấn Long nhãn. Nguồn dược liệu của chúng ta hàng năm có thể cung cấp đạt doanh thu từ 500 - 800 tỷ đồng, trong đó dược liệu tham gia xuất khẩu có thể từ 20 - 50 triệu USD, với khối lượng 5.000 - 10.000 tấn. Tuy nhiên, tình trạng phá rừng bừa bãi và khai thác tận thu trong nhiều năm qua đã khiến những loài cây dược liệu bị cạn kiệt và hiện nay ngành dược liệu phải nhập khẩu nguồn nguyên liệu này từ nước ngoài. Trung tâm Nghiên cứu Lâm đặc sản ngoài gỗ (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) cho biết, sản xuất dược liệu từ nguồn lâm sản ngoài gỗ tự nhiên ở Việt Nam hiện nay có tới 60% nguồn nguyên liệu phải nhập khẩu, trong đó chủ yếu là từ Trung Quốc. Theo thống kê, trong số các loài cây nguyên liệu phải nhập khẩu, có 20 loài cây thuốc vốn đã được nhập về trồng thành công ở Việt Nam như Bạch chỉ, đương quy, huyền sâm, thục địa, đỗ trọng, đảm bảo mỗi năm ngoài cung ứng đủ nhu cầu sản xuất nội địa còn phục vụ xuất khẩu. Ngoài ra, còn có 45 loài cây nguyên liệu trước đây là thế mạnh của Việt Nam, trong đó có Hoắc hương, Hồng hoa, Gừng, Ý dĩ hiện nay đang phải nhập khẩu từ nước ngoài; 25 loài cây thuốc mọc tự nhiên đạt giá trị xuất khẩu hàng trăm tấn/năm như Hà thủ ô, Ba kích, Bồ công anh, Kim ngân hoa, Kim tiền thảo cũng đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt nếu không được bảo vệ, bảo tồn, phát triển bền vững.
10 Việc mất các nguồn gen quý hiếm cũng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến nền kinh tế của đất nước, như việc phát triển các loài cây gỗ quý, các loài cây thuốc có giá trị cao. Nếu mất nguồn gen của các loài đặc hữu, ta sẽ giảm tính cạnh tranh của hàng nông, lâm, thuỷ sản của Việt Nam. Rõ ràng là cần phải có hành động kịp thời để bảo vệ nguồn tài nguyên cây thuốc còn lại. Muốn khai thác duy trì và phát triển nguồn tài nguyên này cần phải có kế hoạch khai thác và phát triển hợp lý, đồng thời bảo tồn và phát triển giá trị của chúng đừng để mất đi những loài quý hiếm mà ông cha ta đã dày công nghiên cứu trong kho tàng y học của nước nhà. Phải tiếp tục phát hiện những gì còn là kinh nghiệm trong dân gian chưa được nghiên cứu, để thấy hết được bản sắc dân tộc, chức năng khoa học phục vụ cho chính con người trong giai đoạn hiện nay. Năm 1987, Ủy ban Khoa học kỹ thuật Nhà nước (nay là Bộ Khoa học Công nghệ) đã ban hành Quy chế tạm thời về Bảo tồn nguồn gen, làm cơ sở cho các nghiên cứu bảo tồn nguồn gen, trong đó có bảo tồn nguồn gen cây rừng ở nước ta. Mười năm sau, vào năm 1997 Bộ Khoa học Công nghệ đã ban hành chính thức Quy chế này. Viện Khoa học Lâm nghiệp được chỉ định làm cơ quan đầu mối của công tác bảo tồn nguồn gen cây rừng và là cơ quan chủ trì đề tài nghiên cứu “Bảo tồn nguồn gen cây rừng” từ năm 1988 đến nay. Nội dung các nghiên cứu bao gồm: - Khảo sát thực vật học và khảo sát sinh thái - di truyền - Đánh giá đa dạng di truyền của các loài thực vật hiện được coi là bị đe dọa bằng cách sử dụng các chỉ thị phân tử (RAPD. AND lục lạp). - Đánh giá mức độ đe dọa của loài theo phân hạng của IUCN (2008), từ đó đề xuất danh sách các loài bị đe dọa. - Đề xuất các phương án/giải pháp bảo tồn (in situ và ex situ) cho một số loài cụ thể. - Xây dựng các khu bảo tồn ex situ (vườn sưu tập, vườn thực vật, quần thụ bảo tồn). 1.2.3. Tổng quan chung về giá trị nguồn gen cây dược liệu và tình hình khai thác cây dược liệu trên thế giới và trong nước Chữa bệnh bằng cây cỏ đang dần trở thành xu hướng của thế giới. Trong khoảng 30 năm gần đây, Viện Ung thư Hoa Kỳ (CNI) đã điều tra nghiên cứu sàng