1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
…………***…………
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
NGUYỄN NGỌC HIẾU
NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP VÀ THỬ NGHỆM HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA
CÁC HOẠT CHẤT TỪ MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT VÀ NẤM NỘI SINH
THỰC VẬT
Chuyên ngành: Hóa học hữu cơ
Mã số: 62.44.01.14
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
HÀ NỘI – 2019
2
Công trình đƣợc hoàn thành tại:
Viện Hoá học
Viện Hàn lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. TS. Dương Ngọc Tú
Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
2. PGS. TS. Dương Anh Tuấn
Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Học viện họp tại: Học viện
Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam - Số 18
Hoàng Quốc Việt - Cầu Giấy - Hà Nội.
Vào hồi giờ ngày tháng năm
Có thể tìm hiểu Luận án tại:
- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
3
I. GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
1. Đặt vấn đề
Việt Nam vẫn nổi tiếng thế giới về tiềm năng đa dạng sinh học cac loài thực vật, với
trên 12.000 loài thực vật bậc cao, không kể các loài nấm, tảo, rêu. rất nhiều loài là đặc
hữu của Việt Nam. Từ kho tàng kinh nghiệm dân gian, chúng ta đã có rất nhiều kinh
nghiệm sử dụng và kết hợp tài tình các nguyên liệu thực vật đa dạng này thành các bài
thuốc dân gian hết sức quý giá, đặc sắc, có hiệu quả đặc biệt trong việc chữa bệnh,
năng cao sức khỏe con người, bảo vệ mùa màng, diệt trừ sâu bệnh, côn trùng, động vật
gây hại..... Với trình độ phát triển khoa học công nghệ hiện nay, cần thiết phải tiếp tục
tim tòi, nghiên cứu, chọn lọc từ kinh nghiệm dân gian kết hợp với sự hỗ trợ của công
nghệ, thiết bị hiện đại để tạo ra các sản phẩm mới, đưa giá trị sử dụng nguồn tài
nguyên thực vật Việt Nam lên tầm cao mới, có giá trị hơn, hiệu quả hơn, được đánh
giá cao cả về hàm lượng khoa học công nghệ cũng như giá trị sử dụng.
Nấm nội sinh thực vật (NSTV) hiện đang được nghiên cứu sâu và rộng trên thế giới và
được kỳ vọng là nguồn tài nguyên vô tận chưa khám phá hết với ngành công nghệ
sinh học - dược phẩm. Kết quả thống kê gần đây, với ước lượng 51% số hợp chất có
hoạt tính được phân lập từ các chủng nấm NSTV là hợp chất mới, đã cho thấy tiềm
năng nghiên cứu và ứng dụng vô cùng to lớn của nấm NSTV.
Triển khai tiếp chương trình hợp tác quốc tế giữa Viện Hóa học (Viện Hàn lâm
KH&CN Việt Nam) và Viện Sinh dược và Công nghệ sinh học (Đại học Tổng hợp
Heirich-Heine Duesseldorf, CHLB Đức) về việc nghiên cứu hệ thực vật Việt Nam để
sàng lọc, phát hiện các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học, có tiềm năng sử dụng
để chế tạo chế phẩm trừ sâu và nấm bệnh hại cây trồng, cũng như mở rộng sang
hướng đối tượng nghiên cứu còn rất mới trên Thế giới cũng như tại Việt Nam là nấm
NSTV, chúng tôi đề xuất đề tài nghiên cứu “ Nghiên cứu phân lập và thử nghiệm
hoạt tính sinh học của các hoạt chất từ một số loài thực vật và nấm nội sinh thực
vật”.
2. Đối tƣợng nghiên cứu và nội dung của luận án
- Đối tượng nghiên cứu của luận án là 4 loài thực vật bao gồm Ngâu ta (Aglaia
duperreana Pierre), Gội ổi (Aglaia oligophylla Miq.), Trầu không (Piper betle L.)
và Nghệ vàng (Curcuma longa L.) và nấm nội sinh của Ngâu ta, Nghệ vàng và
Trầu không.
- Nội dung chính của luận án là:
+ Chiết tách, xác định cấu trúc các hợp chất hữu cơ thành phần của bốn loài thực vật
có tiềm năng trừ sâu và nấm bệnh hại cây..
+ Phân lập nấm nội sinh từ các mẫu thực vật, chiết tách, xác định cấu trúc các hợp
chất hữu cơ thành phần.
+ Thử nghiệm hoạt tính trừ sâu và nấm bệnh của các chiết phẩm và các hợp chất hữu
cơ thành phần.
3. Ý nghĩa khoa học của Luận án:
3.1. Ý nghĩa lý thuyết:
4
Luận án bổ sung nguồn tư liệu và khả năng khai thác, ứng dụng một số loại thực vật
và nấm nội sinh thực vật Việt Nam. Đồng thời kết quả của Luận án khẳng định xu
hướng tìm kiếm, sử dụng các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học từ thực vật và
nấm nội sinh thực vật là khả thi và có ý nghĩa thực tế cao. Luận án cũng là tư liệu giúp
cho sinh viên và nhà khoa học quan tâm đến lĩnh vực này tham khảo.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn:
Kết quả của Luận án đã được sử dụng để gia công chế tạo chế phẩm thảo mộc trừ sâu
và nấm bệnh, đã được khảo nghiêm thành công hiệu lực trừ sâu và nấm bệnh trên
đồng ruộng Việt Nam.
4. Những đóng góp mới của luận án
4.1. Lần đầu tiên ở Việt Nam, mối liên quan giữa thực vật và nấm nội sinh thực vật
trên các loài Ngâu, Nghệ vàng và Trầu không về thành phần hóa học và hoạt tính sinh
học đã được nghiên cứu một cách có hệ thống. Đã phát hiện có những khác biệt giữa
thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của chiết phẩm thực vật và nấm nội sinh.
Điều này khẳng định mối quan hệ cộng sinh, hỗ trợ giữa cây chủ và nấm nội sinh,
cũng như tiềm năng tìm kiếm từ nấm nội sinh thực vật các hoạt chất thay thế để sản
xuất chế phẩm sinh học.
4.2. Tổng số có 19 hợp chất đã được phân lập và xác định cấu trúc (bao gồm: 7 hợp
chất từ cây Ngâu ta (A. duperreana Pierre) và cây Gội ổi (A. oligophylla Miq.) gồm 6
hợp chất đã biết rocaglamide A, I, W, AB, J, rocaglaol và 1 hợp chất mới rocaglamide
AY; 2 hợp chất đã biết ar-tumeron, curcumin từ cây Nghệ vàng (C. longa L.); 3 hợp
chất đã biết eugenol, chavicol, 4-Allylpyrocatechol từ cây Trầu không (P. betle L.); 2
hợp chất đã biết scopararane C, diaporthein B từ nấm nội sinh cây Ngâu (M.
hawaiiensis); 4 hợp chất đã biết β-sitosterol, 4R,4aS,9aR)-1,9a-dihydronidulalin A,
4S,4aR, 9aR)-4a-carbomethoxy-1,4,4a,9a-tetrahydro-4,8-dihydroxy- 6-
methylxanthone, (24R)-methylcholesta-7,22-diene-3β,5α,6β-triol từ nấm nội sinh cây
Nghệ vàng (F. oxysporum); và ergosterol từ nấm nội sinh cây Trầu không (F. solani)
và đã nhận dạng 12 acid béo từ nấm nội sinh cây Nghệ vàng (F. oxysporum) bằng GC-
MS.
4.3. Tổng số có 9 chủng nấm nội ký sinh thực vật đã được phân lập và định danh. Đây
là những công bố đầu tiên về khu hệ các chủng nấm nội sinh trên cây ngâu ta, nghệ
vàng và trầu không Việt Nam.
4.4. Các phần chiết cành lá và vỏ cây Ngâu ta thể hiện hoạt tính 100% ức chế sinh
trưởng sâu khoang (Spodoptetra litura). Các phần chiết nghệ vàng, nấm nội sinh nghệ
vàng, nấm nội sinh trầu không và tinh chất curcumin ức chế 100% sinh trưởng nấm
gây bệnh thối xám (Botrytis cinera). Lần đầu tiên cây nghệ vàng và tinh chất
curcumin được nghiên cứu một cách hệ thống để sử dụng làm nguyên liệu gia công
chế phẩm thuốc trừ nấm sinh học.
5. Bố cục của luận án
Luận án có 141 trang, gồm: Mở đầu (4 trang), Chương 1: Tổng quan tài liệu (32
trang), Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu (13 trang), Chương 3: Thực
nghiệm (19 trang), Chương 4: Kết quả và thảo luận (44 trang), Kết luận (1 trang) và
5
Kiến nghị (1 trang), Danh mục các công trình đã công bố (1 trang), Tài liệu tham khảo
(16 trang) và Phụ lục (43 trang).
Phần Tài liệu tham khảo có 159 tài liệu về lĩnh vực liên quan đến luận án, được
cập nhật đến năm 2018.
Phần Phụ lục gồm 43 trang, gồm các loại phổ của các hợp chất phân lập được
trong luận án.
II. NỘI DUNG LUẬN ÁN
MỞ ĐẦU
Phần mở đầu đề cập đến ý nghĩa khoa học, tính cấp thiết và thực tiễn, đối tượng,
mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của luận án.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Côn trùng, nấm bệnh gây hại và vai trò của thuốc bảo vệ thực vật
1.2. Xu hướng thay thế thuốc BVTV hóa học bằng thuốc BVTV gốc sinh học
1.3. Thuốc BVTV sinh học chiết xuất từ nguyên liệu thực vật
1.4. Nấm nội sinh thực vật và triển vọng tìm kiếm các hoạt chất BVTV sinh học thế hệ mới
1.5. Giới thiệu về loài Ngâu ta (Aglaia duperreana Pierre), Gội ổi (Aglaia oligophylla Miq.),
Trầu không (Piper betle L.) và Nghệ vàng (Curcuma longa L.)
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1.Đối tượng nghiên cứu
4 loại thực vật gồm cây Ngâu ta, Gội nếp, Trầu không và Nghệ vàng và 3 chủng nấm
nội sinh phân lập từ cây Ngâu, Nghệ và Trầu không.
2.2.Phương pháp nghiên cứu
2.2.1.Phương pháp phân lập, tinh chế các hợp chất
2.2.2.Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất
2.2.3.Phương pháp phân lập và sinh khối nấm nội sinh thực vật
2.2.4. Phương pháp thử sàng lọc hoạt tính trừ sâu và nấm bệnh của dịch chiết, phân
đoạn và chất sạch trong phòng thí nghiệm
THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
3.1. Kết quả phân lập nấm nội sinh từ các mẫu thực vật
+ Bốn (04) chủng nấm nội sinh đã được phân lập từ nghệ vàng là Fusarium solani,
Fusarium sp., Trichoderma atroviride và Fusarium oxysporum.
+ Ba (03) chủng nấm nội sinh, được phân lập từ cây ngâu là Colletotrichum
gloeosporioides, Colletotrichum crassipes và Microdiplodia hawaiiensis.
+ Hai (02) chủng nấm nội sinh đã được phân lập từ cây trầu không là Colletotrichum
sp. và Fusarium solani.
3.2. Kết quả phân lập các hợp chất từ thực vật
3.2.1. Phân lập hợp chất từ vỏ cây Ngâu ta (Aglaia duperreana)
3.2.1.1. Xử lý mẫu thực vật