Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu thành phần loài thực vật có chứa tinh dầu ở Vườn Quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của Luận án nhằm đánh giá tính đa dạng các loài thực vật có chứa tinh dầu và thành phần hóa học của tinh dầu một số loài trong một số họ thực vật có chứa tinh dầu ở VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu thành phần loài thực vật có chứa tinh dầu ở Vườn Quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ DUY LINH NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI THỰC VẬT CÓ CHỨA TINH DẦU Ở VƯỜN QUỐC GIA VŨ QUANG, TỈNH HÀ TĨNH TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Chuyên ngành: Thực vật học Mã số: 9 42 01 11 VINH, 04/2020
Luận án được hoàn thành tại Trường Đại học Vinh Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Phạm Hồng Ban 2. PGS. TS. Trần Minh Hợi Người phản biện 1: Người phản biện 2: Người phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Trường, tại Trường Đại học Vinh vào hồi giờ , ngày tháng năm 2020 Có thể tìm luận án tại Thư viện Quốc gia Việt Nam, Thư viện Nguyễn Thúc Hào, Trường Đại học Vinh
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nằm ở khu vực nhiệt đới gió mùa, Việt Nam được xếp hạng thứ 16 trên thế giới về sự đa dạng tài nguyên sinh vật. Trong “Thực vật chí đại cương Đông Dương” (Flore Générale de l’Indochine) và các tập bổ sung tiếp theo đã mô tả và ghi nhận có khoảng trên 240 họ với khoảng trên 7.000 loài thực vật bậc cao có mạch. Những năm gần đây, nhiều nhà thực vật đã dự đoán con số đó có thể lên tới 12.000 loài. Hiện nay đã thống kê được khoảng 10.500 loài thực vật bậc cao có mạch, trong đó có khoảng 657 loài thuộc 357 chi và 114 họ chứa tinh dầu (chiếm khoảng 6,3% tổng số loài; 15,8% tổng số chi và 37,8% số họ). Xã hội ngày càng phát triển nhu cầu tìm hiểu và sử dụng các hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên ngày càng lớn. Trong số các nhóm cây tài nguyên thực vật thì nhóm cây chứa tinh dầu chiếm vị trí quan trọng. Đây là nguồn nguyên liệu thiết yếu của nhiều ngành công nghiệp như mỹ phẩm, thực phẩm và dược phẩm. Hầu hết các loài cây chứa tinh dầu nằm trong 2 ngành Thông (Pinophyta) và ngành Ngọc lan (Magnoliophyta). Các họ có nhiều loài cây chứa tinh dầu gồm: Cúc (Asteraceae), Cam (Rutaceae), Na (Annonaceae), Long não (Lauraceae), Bạc hà (Lamiaceae), Hoa tán (Apiaceae), Hoa hồng (Rosaceae), Dầu (Dipterocarpaceae), Nhài (Oleaceae), Thông (Pinaceae), Hoàng đàn (Cupressaceae),... Ngày nay, tinh dầu được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, nhất là ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Đặc biệt trong lĩnh vực mỹ phẩm, tinh dầu là nguyên liệu không thể thiếu được. Mặc dầu ngày càng có nhiều chất thơm tổng hợp, nhưng không thể thay thế cho tinh dầu tự nhiên, vì không tạo ra được mùi thơm mát và đặc biệt các chất thơm tổng hợp thường quá đắt, lại có độ độc cao. VQG Vũ Quang được thành lập theo Quyết định số 102/2002/QĐ-TTg ngày 30 tháng 7 năm 2002 của Thủ tướng Chính phủ, với tổng diện tích khoảng 54.000 ha, trong đó có 76% diện tích rừng tự nhiên với 5 kiểu rừng chính được phân chia theo các đai cao khác nhau. Nơi đây là nơi sinh trưởng của nhiều loài cây gỗ quý: Cẩm lai, Lát hoa, Lim, Giổi, Trầm hương,…và nhiều cây dược liệu quý. Tại VQG Vũ Quang đã có một số công trình nghiên cứu về Đa dạng thực vật bậc cao có 1
mạch nhưng còn thiếu vắng những nghiên cứu chuyên sâu về tài nguyên thực vật. Trong lúc đó khả năng tiềm tàng của tài nguyên cây có tinh dầu ở VQG Vũ Quang rất phong phú. Chính vì vậy, tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu thành phần loài thực vật có chứa tinh dầu ở Vườn Quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh” làm nội dung nghiên cứu của đề tài Luận án 2. Mục tiêu Đánh giá tính đa dạng các loài thực vật có chứa tinh dầu và thành phần hóa học của tinh dầu một số loài trong một số họ thực vật có chứa tinh dầu ở VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Các kết quả nghiên cứu của đề tài luận án là những dẫn liệu điều tra, nghiên cứu cơ bản về tính đa dạng của các loài thực vật có tinh dầu tại VQG Vũ Quang Hà Tĩnh, đồng thời cung cấp những dẫn liệu mới về thành phần hoá học tinh dầu của một số loài thuộc một số họ trong hệ thực vật VQG Vũ Quang. 4. Điểm mới luận án - Cung cấp dẫn liệu mới gồm 366 loài thực vật có tinh dầu ở VQG Vũ Quang; đây là dẫn liệu tương đối đầy đủ và có hệ thống về nguồn tài nguyên thực vật có tinh dầu ở Vườn Quốc gia Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh. - Lần đầu tiên cung cấp những dẫn liệu về tinh dầu của 9 loài (Bời lời lá thuôn (Litsea elongata (Wall. ex Nees) Hook.f.), Bời lời phiến lá thon (Litsea lancilimba Merr.), Bời lời biến thiên (Litsea variabilis Hemsl.), Kháo vàng thơm (Machilus bonii Lecomte), Kháo nhậm (Machilus odoratissima Nees), Nô vàng(Neolitsea aurata (Hayata) Koidz.), Nô bui san (Neolitsea buisanensis Yam. & Kam.), Vàng tâm (Manglietia dandyi (Gagnep.) Dandy), Sa nhân lông hung (Amomum velutinum X. E. Ye, Skprnick. & N. H. Xia) 5. Bố cục luận án Luận án gồm 128 trang, 30 bảng, 7 hình, 39 ảnh được cấu trúc thành các phần chính như sau: Mở đầu (3 trang); Chương 1: Tổng quan tài liệu (28 trang); Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu (8 trang); Chương 3: Kết quả nghiên cứu (86 trang); Kết luận và kiến nghị (2 trang); Danh mục công trình công 2
bố liên quan đến luận án (2 trang); Tài liệu tham khảo (14 trang) và phần phụ lục (gồm 3 phụ lục, 114 ảnh). CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Một số khái niệm về tinh dầu 1.1.1. Khái niệm chung về cây có tinh dầu Những năm Trước đây chưa có định nghĩa chính xác về cây có tinh dầu. Khi phát hiện ra một số hợp chất của tinh dầu có trong cơ thể mọi sinh vật (axít mật của động vật, caroten trong hầu hết thực vật). Như vậy, không có ranh giới rõ ràng giữa cây có tinh dầu và các cây khác. Từ quan điểm này, Nicolaev (1968) định nghĩa: “Cây có tinh dầu là những cây khác biệt với các cây khác ở chỗ có thể thu được tinh dầu từ nó”. Sau này, khi nghiên cứu cấu trúc và hoạt động chức năng các cơ quan tiết, người ta đã thấy rõ sự khác biệt về bản chất của cây tinh dầu. Từ đó có thể định nghĩa Cây tinh dầu là những cây có chứa các cấu trúc chuyên biệt làm nhiệm vụ tiết và tích luỹ tinh dầu. 1.1.2. Khái niệm về tinh dầu Tiêu chuẩn Pháp (1987), đưa ra định nghĩa về tinh dầu như sau: “Sản phẩm thu được từ nguyên liệu có nguồn gốc thực vật, bằng cách cất kéo hơi nước hoặc bằng các phương pháp cơ học đối với vỏ trái cây thuộc chi Citrus. Tinh dầu được tách ra khỏi nước bằng các phương pháp vật lý”. Định nghĩa này có hạn chế là loại trừ các sản phẩm thu được bằng cách chiết xuất với dung môi cũng như các sản phẩm thu được nhờ các phương pháp khác. Tinh dầu được hiểu là những hỗn hợp của hợp chất hữu cơ, có cấu tạo phân tử phức tạp và khác nhau về các đặc tính lý học cũng như hóa học. Tinh dầu có một số đặc tính sau: - Tất cả tinh dầu đều là hợp chất lỏng, sánh, có hoạt tính quang học, gây hiện tượng quay cực của ánh sáng. 3
- Đa số tinh dầu có tỷ trọng nhỏ hơn nước (d1), không tan hoặc rất ít tan trong nước, nhưng lại tan trong các dung môi hữu cơ. - Có mùi thơm do thành phần tinh dầu có các cấu tử dạng tự do. - Tinh dầu có khả năng bay hơi. Căn cứ vào cấu tạo phân tử hóa học của tinh dầu được sắp xếp vào 4 nhóm chủ yếu sau: - Các hợp chất aliphatic. - Các terpen và những dẫn xuất của chúng. - Các dẫn xuất benzen. - Các thành phần khác. 1.2. Nghiên cứu về các loài thực vật có tinh dầu 1.2.1. Nghiên cứu về các loài thực vật có tinh dầu trên thế giới Cho tới nay chưa có đủ tài liệu để hình dung ra lịch sử của lĩnh vực nghiên cứu cây tinh dầu thế giới. Tài liệu sớm nhất hiện có được là cuốn “Những cây làm thuốc” được tìm thấy ở Nhật Bản, viết năm 890. Trong tài liệu này đã thống kê gần 100 loài cây tinh dầu, đồng thời mô tả phương thức chế biến và sử dụng chúng. Tuy nhiên, nghiên cứu cây tinh dầu và tinh dầu đặc biệt thu hút các nhà nghiên cứu từ đầu thế kỷ XX. Những công trình đáng lưu ý hơn cả là tài liệu do Charabot và các học trò của ông công bố vào năm 1903, 1904, 1907. Vào thời gian sau này các công trình nghiên cứu tăng lên rất nhanh và thuộc nhiều lĩnh vực. Theo Brian M. Lawrence trong công trình “Progress in essential oils” (1992- 1994) và “Essential oils” (1995-2005) tác giả đã thống kê khoảng 1.000 loài thực vật chứa tinh dầu đã được phân tích thành phần hoá học trên thế giới. Theo L.P.A. Oyen và Nguyễn Xuân Dũng (1999) trong công trình “Essential oil plants in South-East Asia” thì ở các nước Đông Nam Á với trên 70 loài thực vật có tinh dầu đã được phân tích về thành phần hoá học, trong đó khoảng 30 loài được nghiên cứu khá toàn diện từ đặc điểm sinh học, sinh thái, phân bố, khả năng gây trồng, phát triển, sử dụng, sâu bệnh, sản lượng và buôn bán đến thành phần hoá học. 1.2.2. Nghiên cứu về các loài thực vật có tinh dầu ở Việt Nam 4
Các công trình nghiên cứu về cây tinh dầu ở Việt Nam thực sự bắt đầu từ sau năm 1956. Trong thời gian này hàng loạt các công trình nghiên cứu về tinh dầu Bạc hà, Sả, Màng tang,… được công bố. Theo Lã Đình Mỡi và Lưu Đàm Cư (2001) thì đến nay chúng ta mới khai thác tự nhiên và đưa vào trồng được khoảng hơn 20 loài cây có tinh dầu trong khoảng hơn 600 loài đã biết (chỉ chiếm 3% số loài cây có tinh dầu đã biết). Những loài nói trên thường là những loài được trồng khá phổ biến như Sả, Bạc hà, Hương nhu, Long não, Tràm, Quế, Húng Quế, Hồi, Hoắc hương... 1.3. Nghiên cứu về thành phần hóa học tinh dầu trên thế giới và ở Việt Nam 1.3.1. Nghiên cứu về thành phần hóa học tinh dầu trên thế giới 1.3.1.1. Họ Long não (Lauraceae) Nghiên cứu về tinh dầu trong họ Long não (Lauraceae) có các công trình điển hình X. D. Ji và cộng sự (1991), L. Zhu và cộng sự (1993), Choudhury, S. N và cs (1995), Sriramavaratharajan, V. và cs (2019),… 1.3.1.2. Họ Ngọc lan (Magnoliaceae) Nhiều công trình khoa học công bố thành phần hóa học tinh dầu của các loài trong chi Magnolia như: Theo Oyen L.P.A., Nguyen Xuan Dung (1999),Grag, S.N. & Sushil Kumar (1999);Zheng et al. (2015), Scharf et al. (2016),... 1.3.1.3. Họ Gừng (Zingiberaceae) Trong họ Gừng (Zingiberaceae) thì nghiên cứu về thành phần hóa học tinh dầu được tập trung ở trong các chi chính như Nghệ (Curcuma), Riềng (Alpinia),Gừng (Zingiber), Sa nhân (Amomum). K. C. Wong và cs (2005), B. Sabulal và cs (2006), Zhenyang Chenvà cs (2019), Marliani L. và cs. (2016), S. Thubthimthed và cs. (2005), Wang và cs. (2015),…. 1.3.2. Ngiên cứu về thành phần hóa học tinh dầu ở Việt Nam 1.3.2.1. Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu họ Long não ( Lauraceae) Nghiên cứu về tinh dầu họ Long não (Lauraceae) tập trung chủ yếu trong các chi Cinnamomum, Litsea, Machilus, Phoebe,... Các công trình điển hình như Nguyễn Xuân Dũng (1996), Trần Đình Thắng và cộng sự (2005), Lê Công Sơn (2013), Đỗ Ngọc Đài và cs (2019,... 5
1.3.2.2. Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu họ Ngọc lan (Magnoliaceae) Các công trình nghiên cứu về tinh dầu họ Ngọc lan có Do et al. (1997), Lesueur et al. (2007), Do et al. (2016a), Bùi Văn Hướng và cộng sự (2014), Do et al. (2016b),... 1.3.2.3. Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu họ Gừng (Zingiberaceae) Ở Việt Nam thì nghiên cứu về thành phần hóa học tinh dầu của họ Gừng (Zingberaceae) điển hình là các công trình của Nguyễn Xuân Dũng và cs (1996),Nguyễn Xuân Dũng và cs(2005), Phan Minh Giang và cs (2007), Lê Thị Mỹ Châu và cs (2015), Lê Thị Hương (2016), Lê Thị Hương và cs (2019), Nguyễn Danh Hùng và cs (2018),… 1.4. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ở VQG Vũ Quang Phần này nêu lên vị trí địa lý, địa hình, địa mạo, đặc điểm khí hậu, đặc điểm kinh tế xã hội, đặc điểm hệ thực vật của khu vực nghiên cứu. CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu Đối tượng là các loài thực vật có tinh dầu phân bố ở VQG Vũ Quang, tỉnhHà Tĩnh. 2.2. Thời gian nghiên cứu Đề tài được thực hiện từ năm 2015 đến năm 2019. Mỗi năm đã triển khai 2 đợt thu mẫu , mỗi đợt 7-10 ngày. Nghiên cứu được thực hiện tại VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh Tổng số mẫu thu được là 1.200 mẫu. Xác định được 1061 mẫu tiêu bản và được lưu trữ tại Phòng mẫu Thực vật, Trung tâm Thực hành thí nghiệm, Trường Đại học Vinh. Thành phần hóa học tinh dầu được phân tích tại Viện Hóa học các Hợp chất Thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 2.3. Nội dung nghiên cứu 6
- Xác định thành phần loài thực vật có tinh dầu. - Phân tích tính đa dạng các loài cây có tinh dầu về các mặt: + Đa dạng về ngành, họ, chi, loài; + Đa dạng về dạng thân; + Đa dạng về giá trị sử dụng của các loài cây có tinh dầu; + Đa dạng về các yếu tố địa lí thực vật của các loài cây có tinh dầu; + Đa dạng nguồn gen quý hiếm và tình trạng bảo tồn. - Phân tích thành phần hóa học của tinh dầu một số loài quan trọng của một số họ thực vật. 2.4. Phương pháp nghiên cứu 2.4.1. Phương pháp kế thừa tài liệu Các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ở khu vực nghiên cứu, các mẫu thực vật lưu ở bảo tàng trong nước và nước ngoài, các công trình công bố liên quan đến đề tài. 2.4.2. Phương pháp điều tra thực địa Dựa theo bản đồ chọn các tuyến điều tra chính để nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu đã chọn được 5 tuyến chính đặc trưng cho các sinh cảnh rừng ở VQG Vũ Quang. Tuyến 1 Trung tâm Vườn đi Trạm Sao La - đường lên Pơ mu. Tuyến 2 Trung Tâm Vườn - trạm Cò - Thành Cụ Phan - Dốc dẻ. Tuyến 3 Sơn Kim I. Tuyến 4 Sơn Kim II. Tuyến 5 Hương Khê. Quá trình, điều tra nghiên cứu thực địa áp dụng theo phương pháp được Nguyễn Nghĩa Thìn giới thiệu trong “Các phương pháp nghiên cứu thực vật” (2007). Để xác định các loài thực vật có tinh dầu thì thường tra cứu các tài liệu đã công bố về thành phần hóa học tinh dầu và dựa vào cảm quang (dùng mũi ngửi xem có mùi thơm hay không) trong quá trình điều tra thực địa. 2.4.3. Phương pháp thu mẫu và định loại Thu mẫu: Mỗi cây thường thu từ 1-3 mẫu tiêu bản ở cùng 1 địa điểm. Sau khi thu mẫu đánh số hiệu vào mẫu. Khi thu mẫu thì ghi chép đặc điểm dễ bị mất khi mẫu khô hoặc ngâm trong cồn, phóc môn như: màu sắc, nhựa mủ, đặc điểm của hoa, quả, lá ... Ngoài ra còn chụp ảnh của cây bằng máy ảnh kĩ thuật số Canon. 7
Định loại: Phương pháp nghiên cứu dùng để định loại là phương pháp hình thái so sánh. Đây là phương pháp nghiên cứu truyền thống nhưng thông dụng được sử dụng hiện nay. Phương pháp này dựa trên các đặc điểm của cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh sản để nghiên cứu, trong đó chủ yếu dựa vào cơ quan sinh sản như vị trí cụm hoa, cấu tạo của hoa (đặc điểm của lá bắc, đài hoa, tràng hoa, bộ nhị, bộ nhụy, quả, hạt,..). Trong quá trinh xác định tên khoa học của các loài thì dựa vào khóa định loại cây cỏ Việt Nam (Phạm Hoàng Hộ, 1999 - 2000); Ngoài ra còn có sử dụng các tài liệu sau:Cẩm nang tra cứu và nhận biết các họ thực vật hạt kín ở Việt Nam (Nguyễn Tiến Bân, 1997);Cây gỗ rừng Việt Nam (Viện Điều tra Quy hoạch rừng, Bộ Lâm nghiệp (1971-1989);Thực vật chí Đại cương Đông Dương (1907);Thực vật chí Trung Quốc (1994-2002);Cây cỏ thường thấy ở Việt Nam; Thực vật chí Việt Nam: họ Na (Annonaceae), Họ Bạc hà (Lamiaceae), Họ Cỏ roi ngựa (Verbenaceae), Họ Gừng (Zingiberaceae), họ Long não (Lauraceae)], Họ Cúc (Asteraceae) và một số tài liệu chuyên ngành khác. Chỉnh lý tên khoa học và xây dựng danh lục: Chỉnh lý tên khoa học theo Danh lục các loài thực vật Việt Nam, R. K. Brummitt (1992) và http://www.theplantlist.org 2.4.4. Phương pháp đánh giá tính đa dạng của hệ thực vật - Đa dạng về các taxon của hệ thực vật: Theo “Cẩm nang nghiên cứu đa dạng sinh vật” của Nguyễn Nghĩa Thìn (1997): - Đa dạng về dạng thân: Dựa vào ghi chép quá trình điều tra thực địa cũng như các tài liệu liên quan (Tên cây rừng Việt Nam để thống kê và đánh giá về các dạng thân của cây chứa tinh dầu. - Đa dạng về giá trị sử dụng của hệ thực vật: Giá trị sử dụng của các loài thực vật có tinh dầu được tìm hiểu từ các tài liệu như: “Từ điển cây thuốc Việt Nam” (Võ Văn Chi, 2012),“1900 loài cây có ích ở Việt Nam” (Trần Đình Lý và cs, 1993),“Danh lục các loài thực vật Việt Nam”(Nguyễn Tiến Bân (Chủ biên) và cs, 2003, 2005),“Lâm sản ngoài gỗ Việt Nam”(Triệu Văn Hùng và cs, 2007),“Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam” (Đỗ Tất Lợi, 2003), “Cây thuốc 8
Việt Nam, trồng, hái, chế biến, trị bệnh ban đầu” (Lê Trần Đức, 1997), “Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam” (Đỗ Huy Bích và nnk, 2004),... - Đa dạng về yếu tố địa lý Việc thiết lập phổ các yếu tố địa lý, áp dụng sự phân chia của các tác giả Pócs Tamás (1965), Lê Trần Chấn (1999) và Nguyễn Nghĩa Thìn (2007). - Đa dạng các loài thực vật quý hiếm và vấn đề bảo tồn: Căn cứ vào Sách Đỏ Việt Nam (2007), bao gồm: loài tuyệt chủng (EX), loài tuyệt chủng ngoài thiên nhiên (EW), loài rất nguy cấp (CR), loài nguy cấp (EN), loài sẽ nguy cấp (VU), loài ít nguy cấp (LR). 2.4.5. Thu mẫu và chưng cất tinh dầu Mẫu để chưng cất tinh dầu là các bộ phận riêng biệt của cây (lá, cành, vỏ, thân giả, thân rễ, hoa, quả). Mỗi mẫu thu từ 0,5-3 kg tươi. Mẫu được ghi số hiệu (số hiệu này trùng với số hiệu mẫu để định loại) và thời gian thu. Sau khi thu hái, mẫu được cắt nhỏ và chưng cất bằng phương pháp lôi cuốn hơi nước có hồi lưu trong thiết bị Clevengertrong thời gian 2-4 giờ ở áp suất thường theo tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam IV (2009). 2.4.6. Phương pháp định lượng tinh dầu Tinh dầu của các bộ phận khác nhau được định lượng theo phương pháp I của Dược điển Việt Nam II (2002). Hàm lượng tinh dầu tươi được tính theo công thức. a x 0.9 X(%) = x 100% (khi d1) b Trong đó: a là thể tích của tinh dầu tính bằng ml b là khối lượng của mẫu tính bằng gam. Tinh dầu được làm khô bằng Na2SO4 khan, đựng trong các lọ tiêu chuẩn đậy kín, bảo quản ở 0-5oC trước khi đem phân tích. 9
2.4.7. Phương pháp phân tích thành phần hoá học tinh dầu Chuẩn bị mẫu phân tích cho sắc ký khí: Hoà tan 1,5 mg tinh dầu đã được làm khô bằng Na2SO4 khan trong 1ml hexan tinh khiết loại dùng cho phân tích sắc ký. + Sắc ký khí (GC) với đầu dò FID: Được thực hiện trên máy Agilent Technologies HP 7890A Plus với detectơ FID, cột mao quản HP-5MS chiều dài 30 m, đường kính trong (ID) = 0,25 mm, lớp phim mỏng 0,25m với khí mang là hydro. Nhiệt độ buồng bơm mẫu là 250oC. Nhiệt độ detectơ là 260oC. Chương trình nhiệt độ 60oC (2 min), tăng 4oC/phút cho đến 220oC, dừng ở nhiệt độ này trong 10 phút. + Sắc ký khí khối phổ (GC/MS): Được thực hiện trên hệ thống thiết bị sắc ký khí khối phổ liên hợp Agilent Technologies HP 7890A/ HP 5973 MSD với cột tách và các điều kiện vận hành sắc ký như nêu ở trên và với heli làm khí mang. 2.4.8. Phương pháp xử lí số liệu Số liệu được xử lí trên phần mềm Microsoft Office Excel 2007. CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đa dạng các loài thực vật có tinh dầu ở VQG Vũ Quang 3.1.1. Đa dạng về bậc ngành và lớp Kết quả điều tra, định loại các loài thực vật có chứa tinh dầu ở VQG Vũ Quang, Hà Tĩnh đã xác định được 366 loài, 145 chi và 45 họ của 2 ngành thực vật bậc cao có mạch (bảng 3.1). Bảng 3.1. Phân bố các taxon có tinh dầu trong các ngành của hệ thực vật VQG Vũ Quang Họ Chi Loài Ngành Tỷ lệ Số Số họ Tỷ lệ % Số loài Tỷ lệ % % chi Pinophyta 4 8,89 6 4,14 7 1,91 Magnoliophyta 41 91,11 139 95,86 359 98,09 Magnoliopsida 34 75,56 120 86,33 304 84,68 10
Liliopsida 7 15,56 19 13,67 55 15,32 Tổng 45 100 145 100 366 100 Kết quả bảng trên cho thấy, các loài tinh dầu ở VQG Vũ Quang thuộc 2 ngành là ngành Thông (Pinophyta) và ngành Ngọc Lan (Magnoliophyta), trong đó các loài chủ yếu tập trung trong ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) với 359 loài, chiếm 98,09% tổng số loài, 139 chi, chiếm 95,86% và 41 họ, chiếm 91,11% tổng số họ; ngành Thông (Pinophyta) với 7 loài, chiếm 1,91%; 6 chi, chiếm 4,14% và 4 họ, chiếm 8,89% tổng số họ. Như vậy, các loài có tinh dầu chủ yếu tập trung ở ngành Ngọc lan với số chi và loài chiếm trên 90%, điều này hoàn toàn hợp lý so với sự tiến hóa của thực vật bởi vì ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) là ngành chiếm ưu thế của thực vật bậc cao có mạch và nó cũng phù hợp với các loài thực vật có tinh dầu. Khi phân tích về các taxon của 2 lớp trong ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) (bảng 3.2) thì cũng có sự khác nhau, Lớp Ngọc lan (Magnoliopsida) có số lượng các taxon chiếm ưu thế trên 80% tổng số họ, số chi và số loài của ngành; lớp Hành (Liliopsida) chiếm tỷ lệ thấp với 7 họ (chiếm 16,67%); 19 chi (chiếm 13,67%) và 55 loài (chiếm 15,32%). Bảng 3.2. Tỷ lệ của hai lớp trong ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) Họ Chi Loài Tên lớp Số họ Tỷ lệ % Số chi Tỷ lệ % Số loài Tỷ lệ % Magnoliopsida 34 82,93 120 86,33 304 84,68 Liliopsida 7 17,07 19 13,67 55 15,32 Tổng 41 100 139 100 359 100 Tỷ lệ Mag./Li. 4,9 6,3 5,5 3.1.2. Đa dạng về bậc họ Trong số 45 họ được ghi nhận có các loài cho tinh dầu thì có tới 32 họ (chiếm 71,11% tổng số họ) có số lượng loài từ 1- 4 loài, với tổng số loài là 69 loài, chỉ chiếm 18,85% tổng số loài. Có 5 họ ( chiếm 11,11% tổng số họ) có số lượng loài từ 6-10 loài, với tổng số loài là 40 loài chiếm 10,93%. Có 4 họ ( chiếm 8,89% tổng số họ) có từ 11- 11
14 loài, với tổng số loài 51 loài chiếm 13,93%. Có 4 họ có từ 21 loài trở lên với 206 loài, chiếm 56,28%. 3.1.3. Đa dạng về bậc chi Các loài cây cho tinh dầu ở VQG Vũ Quang thuộc 145 chi. Trong đó số lượng các loài phân bố ở các chi là không đồng đều nhau. Có 17 chi chiếm 11,72% tổng số chi nhưng có số lượng loài tới 164 loài chiếm tới 44,81% tổng số loài. Số chi có số lượng loài ít hơn 5 loài là 128 chi (chiếm 88,28%), với tổng số loài là 202 loài chiếm 55,19%. Các chi có số lượng loài cho tinh dầu nhiều hơn là Litsea với 25 loài, Cinnamomum với 21 loài, tiếp đến là Alpinia - 13 loài, Piper và Fissistigma có11 loài và Syzygium – 10 loài. Các chi còn lại có số lượng loài từ 5-9 loài. Phân tích Các chi có nhiều loài cây cho tinh dầu ở VQG Vũ Quang cho thấy: 17 chi có số lượng loài nhiều hơn 5 loài thuộc 7 họ: Long não (Lauraceae), Gừng (Zingiberaceae), Na (Annonaceae), Hồ Tiêu (Piperaceae), Sim (Myrtaceae), Ngọc lan (Magnoliaceae), Thầu dầu (Euphorbiaceae). Trong đó họ Long não có tới 7 chi (chiếm 41,17% ) với số lượng loài là 81 loài chiếm 49,39% . Với kết quả phân tích này cho thấy VQG Vũ Quang họ Long não rất đa đạng và phong phú. Điều này cũng hoàn toàn hợp lí, bởi các loài cây họ Long não thích nghi với điều kiện khí hậu,… trong khi đó VQG Vũ Quang là nơi có điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, có cả đai thấp và đai cao, do đó rất thuận lợi cho các loài cây Long não sinh trưởng và phát triển. Họ Gừng có 3 chi: Alpinia với 13 loài, Amomum với 8 loài, Zingiber với 7 loài. Tổng số loài của 3 chi nhiều loài của họ Gừng là 28 loài chiếm 17,07% tổng số loài. Họ Na cũng có 3 chi: Fissistigma với 11 loài, Desmos và Uvaria cùng có 5 loài. Với tổng số loài của 3 chi nhiều loài là 21 loàichiếm 12,80%. 3.1.4. So sánh thành phần loài thực vật có tinh dầu ở VQG Vũ Quang so với VQG Pù Mát - So sánh với VQG Pù Mát Để thấy được tính đa dạng của các loài thực vật có tinh dầu ở VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh, kết quả được so sánh với các loài cây có tinh dầu ở VQG Pù Mát (2016) của tác giả Nguyễn Viết Hùng (Bảng 3.5). Bảng 3.5. So sánh các loài thực vật có tinh dầu ở Vũ Quangvới Pù Mát 12
Vũ Quang Pù Mát(1) Tỷ lệ % Vũ Ngành Số Tỷ lệ Số Tỷ lệ Quang so với loài (%) loài (%) Pù Mát Pinophyta 7 1,91 6 1,66 116,67 Magnoliophyta 359 98,09 355 98,34 111,23 Diện tích (ha) 56.000 94.000 59,57 Tổng 366 100 361 100 101,39 (1) Nguyễn Viết Hùng (2016) Như vậy, kết quả (bảng 3.5) cho thấy số loài cây có tinh dầu thuộc ngành Thông ở VQG Vũ Quang so với VQG Pù Mát chiếm 116,67% (7 loài so với 6 loài); số loài của ngành Ngọc lan ở Vũ Quang cao hơn Pù Mát chiếm 111,23% (359 so với 355) và không chênh lệch đáng kể. Trong khi đó, diện tích của Vũ Quang chiếm 59,57% so với Pù Mát. Như vậy, kết quả trên cho thấy, số loài cây chứa tinh dầu ở VQG Vũ Quang cao hơn so với Pù Mát cho dù diện tích của Pù Mát gấp hơn 1,8 lần và số loài thực vật bậc cao có mạch hiện biết gấp 1,5 lần, điều này thể hiện là các loài cây có tinh dầu không phụ thuộc vào diện tích, số lượng loài mà do công tác điều tra. 3.1.5. Đa dạng về dạng thân Qua điều tra, ghi nhận về dạng thân của các loài thực vật có tinh dầu ở VQG Vũ Quang, dựa vào “Tên cây rừng Việt Nam” đã phân chia làm 5 dạng thân chính là cây gỗ lớn, cây gỗ nhỏ, cây thân bụi, cây thân leo và cây thân thảo (Bảng 3.7). Bảng 3.7. Dạng thân của các loài thực vật có tinh dầu ở VQG Vũ Quang TT Dạng thân Số loài Tỷ lệ % 1 Thân thảo (THA) 108 29,51 2 Thân gỗ lớn (GOL) 102 27,87 3 Gỗ nhỏ (GON) 79 21,58 4 Leo trườn (BTR) 46 12,57 5 Thân bụi (BUI) 31 8,47 Tổng 366 100 13
Bảng trên cho thấy, nhóm cây thân thảo có số lượng loài nhiều nhất với 108 loài, chiếm 29,51% tổng số loài, dạng này gặp chủ yếu ở các loài thuộc các họ như Cúc (Asteraceae), Bạc hà (Lamiaceae), Gừng (Zingiberaceae), Hoa tán (Apiaceae), Ráy (Araceae), Lúa (Poaceae) Tiếp đến là thân gỗ lớn với 102 loài, chiếm 27,87% tổng số loài phân bố trong các họ như Kim giao (Podocarpaceae), Ngọc lan (Magnoliaceae), Long não (Lauraceae),Thầu dầu (Euphorbiaceae), Sim (Myrtaceae),….Dạng cây thân gỗ nhỏ với 79 loài, chiếm 21,58% tổng số loài, gặp nhiều ở đại diện của một số họ Long não (Lauraceae), Cỏ roi ngựa (Verbenaceae), Sim (Myrtaceae), Cam (Rutaceae), Na (Annonaceae). Thân leo trườn với 46 loài, chiếm 12,57% tập trung ở các họ Na (Annonaceae), Hồ tiêu (Piperaceae), Nhài (Oleaceae), Cam (Rutaceae),… Thấp nhất là cây thân bụi với 31 loài, chiếm 8,47% chủ yếu thuộc các họ Sim (Myrtaceae), Cỏ roi ngựa (Verbenaceae), Cam (Rutaceae), Thầu dầu (Euphorbiaceae), Nhân sâm (Araliaceae), Na (Annonaceae). Như vậy, dạng thân của các loài cho tinh dầu chủ yếu là thân thảo, mà cây thân thảo là nhóm cây sinh trưởng và phát triển nhanh, vòng đời ngắn, cho sinh khối lớn. Từ đó góp phần định hướng cho việc trồng, khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên thực vật cho tinh dầu đạt hiệu quả. 3.1.6. Đa dạng về giá trị sử dụng Kết quả nghiên cứu đã thống kê về giá trị sử dụng của các loài thực vật cho tinh dầu ở VQG Vũ Quang cho thấy các loài không chỉ cho tinh dầu mà còn cho các giá trị sử dụng khác như: làm thuốc, ăn được, làm gia vị, cho gỗ,… các tài liệu sử dụng dùng để tra cứu là Từ điển cây thuốc Việt Nam của Võ Văn Chi (2012), 1.900 loài cây có ích của Trần Đình Lý và cs (1993), Danh lục các loài thực vật Việt Nam của Nguyễn Tiến Bân và cs,....Ngoài giá trị cho tinh dầu, giá trị sử dụng của các loài còn được xếp vào 7 nhóm khác nhau, (bảng 3.8). Bảng 3.8. Giá trị sử dụng của các loài thực vật có tinh dầu ở Vũ Quang TT Giá trị sử dụng Ký hiệu Số loài* Tỉ lệ % 1 Cây làm thuốc THU 191 52,19 2 Cây cho gỗ LGO 102 27,87 3 Ăn được AND 47 12,84 14
4 Cây làm cảnh CAN 17 4,64 5 Cây cho chất độc DOC 6 1,64 6 Cây cho gia vị CGV 8 2,19 7 Cây cho dầu béo CDB 20 5,46 * 1 loài có thể cho 1 hoặc nhiều giá trị sử dụng khác nhau - Nhóm cây làm thuốc: ngoài cây cho tinh dầu thì nhóm cây làm thuốc có số lượng loài lớn nhất với 191 loài, chiếm 52,19% tổng số loài, các loài được sử dụng làm thuốc thường gặp: Thạch xương bồ (Acorus gramineus Soland), Sơn thục (Homalomena occulta (Lour.) Schott.), Kim tuyến tơ (Anoectochilus setaceus Blume), Hương bài (Dianella ensifolia (L.) DC.), Nhân trần (Andenosma cacrulenm R. Br.), Nắm cơm (Kadsura coccinea (Lem.) A. C. Smith), Na rừng (Kadsura heteroclita (Roxb.) Craib), Cơm rượu (Glycosmis pentaphylla (Retz.) Correa), Hồng bì dại (Clausenna excavata Burm.f.), Nhài thon (Jasminum lanceolaria Roxb.), Lá khôi (Ardisia silvestris Pitard),... - Nhóm cây cho gỗ với 102 loài, chiếm 27,87% tổng số loài với các loài cây gỗ quý như: Pơ mu (Fokienia hodginsii (Dunn) A. Henry & H. H. Thomas), Hoàng đàn giả (Dacrydium elatum (Roxb.) Wall. ex Hook.), Bộp lông (Actinodaphne pilosa (Lour.) Merr.), Gù hương (Cinnamomum balansae Lecomte), Re xanh phấn (Cinnamomum glaucescens (Nees) Hand.-Mazz.), Re hương (Cinnamomum parthenoxylon (Jack) Meisn.), Vàng tâm (Manglietia dandyi (Gagnep.) Dandy in S. Nilsson), Giổi lông (Michelia balansae (DC.) Dandy), Giổi lụa (Tsoogiodendron odorum Chun.),... - Nhóm cây ăn được: với 47 loài chủ yếu là các loài được làm rau ăn, lấy quả,... với các loài chủ yếu như: Bơ (Persea americana Mill.), Trám trắng (Canarium album (Lour.) Raeusch.), Trám đen (Canarium tramdenum Dai & Yakovl.), Tàu bay (Crassocephalum crepidioides (Benth.) S. Moore), Chân chim tám lá (Schefflera heptaphylla (L.) Frodin),... - Nhóm cây làm cảnh với 17 loài chủ yếu được khai thác để trồng làm cảnh do hoa, thân cây đẹp như: Hoa giẻ (Desmos chinensis Lour.), Hoa giẻ lông đen (Desmos cochinchinensis Lour.), Mò đỏ (Clerodendrum japonicum (Thunb.) Sweet), Bông ổi (Lantana camara L.), Ngải hoa trắng (Hedychium coronarium 15
Koenig), Giác đế miên (Goniothalamus tamirensis Pierre ex Fin. & Gagnep.), Du sam núi đất (Keteleeria evelyniana Mast), Đội mũ (Mitrephora calcarea Diels ex Ast),... - Nhóm cây cho dầu béo với 20 loài, chiếm 3,28%, gồm các loài Bời lời lá mềm (Litsea mollifolia Chun), Bời lời lá vòng (Litsea verticillata Hance), Ô đước đuôi (Lindera caudata (Nees) Hook.f.), Bời lời ba vì (Litsea baviensis Lecomte), Bời lời cam bốt (Litsea cambodiana Lecomte), Nô trung bộ (Neolitsea chunii var. annamensis Liou), Nô bầu dục (Neolitsea ellipsoides Allen), .... - Nhóm cây cho gia vị và nhóm cây cho độc cùng với 14 loài với các loài điển hình như Bã đậu (Croton tiglium L.), Ngải tiên vàng (Hedychum flavum Roxb.), Riềng nếp (Alpinia galanga (L.) Willd.), Riềng tàu (Alpinia oblongifolia Hayata), Riềng thuốc (Alpinia officinarum Hance),... 3.1.7. Đa dạng về yếu tố địa lý Yếu tố địa lý thực vật là thể hiện một loài nào đó có tính chất đặc hữu hay di cư và để biết được mức độ giống nhau hay khác nhau về vùng phấn bố của các loài thực vật. Do vậy, khi nghiên cứu các yếu tố địa lý của các loài thực vật có tinh dầu ở VQG Vũ Quang, căn cứ vào khung phân loại của Nguyễn Nghĩa Thìn (2007) đã chia làm 8 yếu tố chính. Kết quả cho thấy, trong 366 loài cây có tinh dầu thì 363 loài đã được xác định,chiếm 99,08% tổng số loài,còn 3 loài chưa có thông tin nên được xếp vào yếu tố chưa xác định. - Nhóm các yếu tố nhiệt đới với 188 loài, chiếm 51,37% tổng số loài và chiếm ưu thế hoàn toàn so với các nhóm còn lại của các loài thực vật có tinh dầu ở Vũ Quang. - Yếu tố cổ nhiệt đới với 13 loài, chiếm 3,55% tổng số loài. Đây là yếu tố mà các loài phân bố trải dài từ Châu Úc sang châu Á và châu Phi. - Yếu tố ôn đới với 7 loài, chiếm 1,91% tổng số loài chúng phân bố chủ yếu ở vùng ôn đới Bắc với 1 loài, vùng Đông Bắc Á đến Nhật Bản với 6 loài. - Yếu tố cây trồng với 6 loài, chiếm 1,64% tổng số loài. Các loài chủ yếu được di thực và hiện nay được phát tán rộng rãi trong tự nhiên. 16
- Trong nhóm các yếu tố nhiệt đới thì yếu tố nhiệt đới châu Á là lớn nhất với 77loài,chiếm 21,04%, tiếp đến là yếu tố Đông Dương-Malezi với 29 loài, chiếm 7,92%; Đông Dương-Ấn Độ và Đông Dương Nam Trung Quốc cùng với 27 loài, chiếm 7,38%; yếu tố Đông Dương-Himalaya với 8 loài, chiếm 2,19% và yếu tố Đặc hữu Đông Dương với 20 loài, chiếm 5,46%. - Yếu tố đặc hữu và cận đặc hữu với 141 loài, chiếm 38,52% tổng số loài. Trong đó, yếu tố đặc hữu với 62 loài, chiếm 16,94% tổng số loài; yếu tố cận đặc hữu với 79 loài, chiếm 21,58%. Như vậy, tỷ lệ các yếu tố đặc hữu cho thấy tính chất quan trọng của các loài thực vật cho tinh dầu bản địa ở VQG Vũ Quang. Tỷ lệ này cũng phù hợp với các kết quả nghiên cứu của Thái Văn Trừng (1978), Lê Trần Chấn và cs (1999) cho rằng hệ thực vật Việt Nam có trên 30% số loài đặc hữu và cận đặc hữu. VQG Vũ Quang là địa điểm có địa hình đồi núi thấp đến cao (2.200 m) và có tiềm năng cần được nghiên cứu tiếp tục để phát hiện và bổ sung các loài thực vật cho Việt Nam và cho khoa học. 3.1.8. Đa dạng về nguồn gen quý hiếm và bảo tồn Dựa trên tài liệu Sách Đỏ Việt Nam (2007) kết quả điều tra đã thống kê được 22 loài thực vật có nguy cơ tuyệt chủng thuộc 2 ngành, 15 họ, 21 chi phân bố ở VQG Vũ Quang, tỉnh Hà Tĩnh (bảng 3.10). Bảng 3.10. Các loài thực vật có tinh dầu bị đe dọa tuyệt chủng ở Vũ Quang Mức độ TT Tên khoa học Tên việt nam Nguy cấp 1 Fokienia hodginsii (Dunn) A. Henry & H. Pơ mu EN H. Thomas 2 Keteleeria evelyniana Mast Du sam núi đất VU 3 Ecosanthellum plagioneurum (Diels) Ban Nhọc trái khớp lá VU thuôn 4 Goniothalamus takhtajanii Ban Giác đế tam đảo CR 5 Aristolochia indica L. Sơn dịch VU 6 Asarum caudigerum Hance Biến hoá VU 7 Mahonia nepalensis DC. Mã hồ VU 17
8 Canarium tramdenum Dai & Yakovl. Trám đen VU 9 Actinodaphne ellipticibacca Kosterm. Bộp quả bầu dục VU 10 Cinnamomum balansae Lecomte Gù hương VU 11 Cinnamomum cambodianum Lecomte Re cam bốt VU 12 Cinnamomum parthenxylon (Jack) Meisn. Re hương CR 13 Endiandra hainanensis Merr. & Mect. ex Khuyết nhị hải EN Allen nam 14 Manglietia dandyi (Gagnep.) Dandy in S. Vàng tâm VU Nilsson 15 Michelia balansae (DC.) Dandy Giổi lông VU 16 Tsoogiodendron odorum Chun. Giổi lụa VU 17 Aglaia spectabilis (Miq.) Jain & Bennet. Gội nếp VU 18 Ardisia silvestris Pitard Lá khôi VU 19 Kadsura heteroclita (Roxb.) Craib Na rừng VU 20 Limnophila rugosa (Roxb.) Merr. Om hoa nhỏ VU 21 Aquilaria crassna Pierre ex Lecomte Trầm hương EN 22 Anoectochilus setaceus Blume Kim tuyến tơ EN Ghi chú: CR: Rất nguy cấp; EN: Nguy cấp; VU: Sẽ nguy cấp. Trong 22 loài được xác định bị đe dọa tuyệt chủng ở các mức độ khác nhau thì có 2 loài rất nguy cấp (CR) và 4 loài nguy cấp (EN) đang đứng trước nguy cơ rất lớn sẽ bị tuyệt chủng ngoài thiên nhiên trong tương lai gần; 16 loài sẽ nguy cấp (VU) đang đứng trước nguy cơ rất lớn sẽ bị tuyệt chủng ngoài thiên nhiên trong tương lai rất gần. Theo nghị định 06/2019 đã xác định được 12 loài, thuộc 9 chi của 8 họ có phân bố ở VQG Vũ Quang, Hà Tĩnh 3.1.9. Mô tả đặc điểm sinh học các loài được phân tích tinh dầu Đã mô tả đặc điểm sinh học của 17 loài của 3 họ thực vật có tinh dầu là: Long não (Lauraceae), Ngọc lan (Magnoliaceae), Gừng (Zingiberaceae) về tên khoa học, hình thái, sinh học và sinh thái, phân bố, mẫu nghiên cứu, giá trị sử dụng, ảnh. 3.2. Thành phần hóa học tinh dầu các loài được phân tích ở VQG Vũ Quang 18