(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu, tuyển chọn giống hồng hoa nhập nội (carthamus tinctorius l ) thích hợp với các tỉnh miền bắc

thích hợp với các tỉnh miền Bắc Ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 60 62 00 11 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu Chọn lọc được giống hồng

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Khiêm

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016

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 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

Hà Nội, ngày 16 tháng 12 năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Hương

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự

giúp đỡ về mọi mặt của các thầy cô cá nhân, tập thể

Trước hết tôi xin trân trọng cảm ơn TS Nguyễn Văn Khiêm, người hướng dẫn

khoa học đã tận tình giúp đỡ và có những ý kiến góp ý vô cùng quý báu để tôi thực hiện

và hoàn thiện tốt luận văn của mình

Tôi xin trân trọng cảm ơn ý kiến đóng góp, định hướng quý báu của các thầy cô

trong Ban Đào tạo – Viện Khoa học nông nghiệp Việt Nam trong quá trình học tập, thực

hiện đề tài, hoàn thành luận văn

Tôi xin trân trọng cảm ơn lãnh đạo cơ quan, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận

lợi và giúp đỡ tôi trong quá trình tôi tham gia khóa học và thực hiện luận văn của mình

Cuối cùng, tôi xin được bày lòng biết tới người thân trong gia đình đã luôn động

viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN viii

THESIS ABSTRACT x

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2

1.3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 2

1.3.1 Ý nghĩa khoa học 2

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 3

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 3

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài 3

PHẦN 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 4

2.2 ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC CỦA HỒNG HOA 5

2.2.1 Đặc điểm thực vật cây hồng hoa 5

2.2.2 Hệ thống sinh sản của hồng hoa 7

2.2.3 Phân loại hồng hoa 7

2.3 NGUỒN GỐC, PHÂN BỐ TRÊN THẾ GIỚI VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT HỒNG HOA 11

2.4 THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ CÔNG DỤNG 12

2.5 SÂU BỆNH HẠI VÀ CÔNG TÁC CHỌN GIỐNG CHỐNG CHỊU SÂU BỆNH 14

2.6 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN TẠO GIỐNG HỒNG HOA 15

2.6.1 Nhập nội và chọn lọc dòng thuần 15

2.6.2 Lai tạo giống 16

2.6.3 Chọn giống lai 19

2.7 CÔNG TÁC BẢO TỒN, KHAI THÁC VÀ PHÁT TRIỂN HỒNG HOA TẠI VIỆT NAM 20

PHẦN 3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 VẬT LIỆU VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 22

3.1.1 Vật liệu nghiên cứu 22

3.1.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 22

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 22

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.3.1 Đánh giá khả năng thích nghi của các mẫu giống hồng hoa trồng tại Hà Nội 23

3.3.2 Chọn lọc giống hồng hoa có tiềm năng năng suất, đạt chất lượng theo dược điển và thích hợp với điều kiện sinh thái miền Bắc 28

3.3 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 29

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG THÍCH NGHI CỦA CÁC MẪU GIỐNG HỒNG HOA TRỒNG TẠI THANH TRÌ - HÀ NỘI 30

4.1.1 Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các mẫu giống hồng hoa nhập nội trồng tại Thanh Trì – Hà Nội (vụ 2013-2014) 30

4.1.3 Nghiên cứu đánh giá tình hình sâu bệnh hại trên các giống hồng hoa nhập nội trồng tại Thanh Trì – Hà Nội (vụ 2013-2014) 41

4.1.4 Nghiên cứu đánh giá chất lượng dược liệu các mẫu giống hồng hoa nhập nội trồng tại Thanh Trì – Hà Nội 46

4.2 NGHIÊN CỨU CHỌN LỌC GIỐNG HỒNG HOA CÓ TIỀM NĂNG NĂNG SUẤT, ĐẠT CHẤT LƯỢNG THEO DƯỢC ĐIỂN VÀ THÍCH HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN SINH THÁI MIỀN BẮC 52

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61

5.1 KẾT LUẬN 61

5.2 KIẾN NGHỊ 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

PHỤ LỤC 66

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt

BVTV Bảo vệ thực vật

CV Coefficient of Variation (hệ số biến thiên)

DĐTQ Dược điển Trung Quốc

DĐVN Dược điển Việt Nam

HPLC High-performance thin – layer chromatography (sắc ký

lỏng hiệu năng cao) HSFA Hydroxysafflor yellow A

KLCT Khối lượng cá thể

LSD Least-Significant Difference (Sai số nhỏ nhất có ý nghĩa)

NSLT Năng suất lý thuyết

PDA Potato Dextro Agar

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1 Khả năng nảy mầm của các mẫu hạt giống 30

Bảng 4.2 Thời gian sinh trưởng và phát triển của các giống hồng hoa 31

Bảng 4.3 Động thái tăng trưởng chiều cao của các mẫu giống 32

Bảng 4.4 Động thái ra nhánh của các mẫu giống 34

Bảng 4.5 Động thái ra lá của các mẫu giống 35

Bảng 4.6 Các yếu tố cấu thành năng suất và năng suất dược liệu của các giống hồng hoa 38

Bảng 4.7 Các yếu tố cấu thành năng suất và chất lượng hạt giống hồng hoa 40

Bảng 4.8 Thành phần sâu hại trên hồng hoa 42

Bảng 4.9 Thành phần bệnh hại chính trên hồng hoa 43

Bảng 4.10 Kết quả phân tích độ ẩm và tro toàn phần của các mẫu dược liệu hồng hoa 48

Bảng 4.11 Hàm lượng HSFA và Kaemferol trong mẫu dược liệu 51

Bảng 4.12 Một số chỉ tiêu sinh trưởng của HH1 trong các năm chọn lọc 53

Bảng 4.13 Một số chỉ tiêu về năng suất của HH1 54

Bảng 4.14 Thành phần sâu bệnh hại chính trên HH1 trong các vụ chọn lọc tiếp theo 55

Bảng 4.15 Mô tả hình thái của mẫu HH1 57

Bảng 4.16 Tỷ lệ cây khác dạng qua 2 vụ theo dõi trên đồng ruộng 59

DANH MỤC HÌNH

Hình 4.1 Tỷ lệ nảy mầm của hạt hồng hoa 31

Hình 4.2 Động thái tăng trưởng chiều cao của các mẫu giống 33

Hình 4.3 Động thái tăng trưởng số nhánh của các mẫu giống 34

Hình 4.4 Động thái ra lá của các mẫu giống 36

Hình 4.5 Hình thái lá của các mẫu hồng hoa: a HH1, b HH2, c HH3 36

Hình 4.6 Năng suất lý thuyết và năng suất thực thu của 3 giống hồng hoa 39

Hình 4.7 Cụm hoa (a) và dược liệu hồng hoa khô (b) 39

Hình 4.8 Hạt giống của các mẫu hồng hoa: a HH1; b HH2; c HH3 40

Hình 4.9 Sâu róm hại hồng hoa: a Biểu hiện gây hại; b Sâu róm đỏ; c sâu róm 42

Hình 4.10 Sâu khoang hại hồng hoa: a Sâu khoang; b Biểu hiện gây hại trên hồng hoa 43

Hình 4.11 Bệnh héo xanh: a mẫu bệnh hại; b Triệu chứng gây hại trên đồng ruộng 44

Hình 4.12 Sợi nấm Rhizoctonia solani Kuhn soi dưới kính hiển vi 45

Hình 4.13 Bệnh thối lá: a, b Triệu chứng gây hại; c Hình ảnh sợi nấm chụp dưới kính hiển vi 46

Hình 4.14 Sắc ký đồ TLC định tính mẫu dược liệu hồng hoa 47

Hình 4.15 Sắc ký đồ HPLC phân tích HSFA trong mẫu dược liệu hồng hoa 49

Hình 4.16 Phương trình đường chuẩn xác định HSFA 49

Hình 4.17 Sắc ký đồ HPLC phân tích Kaempferol trong mẫu dược liệu hồng hoa 50

Hình 4.18 Phương trình đường chuẩn xác định Kaempferol 51

Hình 4.19 Hồng hoa giai đoạn cây con a giai đoạn trong vườn ươm, b cây con trên đồng ruộng 55

Hình 4.20 Các giai đoạn sinh trưởng của hồng hoa a,b cây trưởng thành e Giai đoạn thu dược liệu 56

Hình 4.21 Hình thái lá: a lá ở nửa trên thân; b lá ở nửa dưới thân 57

Hình 4.23 Hình thái lá bắc: a lá bắc ngoài ; b lá bắc giữa ; c,d lá bắc trong 58

Hình 4.24 Quả hồng hoa 58

Hình 4.25 Hoa hồng hoa : a Cụm hoa bổ dọc; b Hoa tách rời khỏi cụm hoa, c tràng hoa và nhị đính trên ống tràng 59

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Nguyễn Thị Hương

Tên Luận văn: Nghiên cứu, tuyển chọn giống hồng hoa nhập nội (Carthamus tinctorius L.) thích hợp với các tỉnh miền Bắc

Ngành: Di truyền và chọn giống cây trồng Mã số: 60 62 00 11

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Mục tiêu nghiên cứu

Chọn lọc được giống hồng hoa có tiềm năng năng suất, chất lượng đạt dược điển quy định và thích hợp với điều kiện sinh thái ở miền Bắc Việt Nam từ nguồn vật liệu nhập nội

Đối tượng nghiên cứu: 03 giống hồng hoa nhập nội

Nội dung nghiên cứu:

Nội dung 1: Đánh giá khả năng thích nghi của các mẫu giống hồng hoa tại Hà Nội (đánh giá sinh trưởng phát triển, tình hình sâu bệnh hại, hàm lượng hoạt chất chính trong dược liệu hồng hoa)

Nội dung 2: Nghiên cứu chọn lọc giống hồng hoa có tiềm năng năng suất, đạt chất lượng theo tiêu chuẩn Dược điển và khả năng thích hợp với điều kiện sinh thái miền Bắc

Phương pháp nghiên cứu

Thí nghiệm đánh giá được bố trí với 03 công thức, mỗi công thức là 1 mẫu giống hồng hoa

Thí nghiệm chọn lọc được tiến hành với mẫu hồng hoa tốt nhất (HH1) được chọn lọc từ 03 mẫu (HH1, HH2, HH3) đánh giá từ vụ 1 Pương pháp chọn lọc giống được áp dụng là chọn lọc hỗn hợp dương tính đối với cây giao phấn

Kết quả chính đạt được

- Ba mẫu giống hồng hoa HH1, HH2, HH3 nhập nội đã được trồng tại Thanh Trì,

Hà Nội đều có khả năng sinh trưởng, phát triển Trong đó giống HH1 có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt nhất

- Năng suất dược liệu hồng hoa của các mẫu giống có sự khác biệt rõ rệt, mẫu HH1 cho năng suất lý thuyết đạt cao nhất 108,03 kg/ha, tiếp sau đó là mẫu HH2 75,25 kg/ha

và thấp nhất là mẫu HH3 62,41 kg/ha

- Các mẫu giống bị sâu gây hại là sâu khoang, sâu róm, sâu róm đỏ; và bệnh hại là héo xanh, lở cổ rễ và thối lá Trong đó, HH1 có khả năng kháng bệnh tốt nhất với mức

độ nhiễm sâu bệnh ở mức nhẹ đến trung bình, mẫu HH3 là mẫu bị bệnh hại cao nhất

- Trong 2 mẫu phân tích, HH1 đạt chất lượng so với dược điển ở các chỉ tiêu định tính, độ ẩm, hàm lượng tro toàn phần, hàm lượng HSFA (2,23 %), và Kaempferol (0,053%) Trong khi HH1 đạt chất lượng so với dược điển ở các chỉ tiêu định tính, độ

ẩm, hàm lượng tro toàn phần, hàm lượng HSFA (2,02 %), không đạt ở chỉ tiêu Kaempferol (0,038%, so với quy định là không thấp hơn 0,05%)

- Sau 3 vụ chọn lọc đã chọn được giống HH1 có khả năng thích ứng với khí hậu miền Bắc Giống có thời gian sinh trưởng là 170 ngày, chiều cao 168 cm, số nhánh 21,67 Chống chịu khá với sâu bệnh hại Năng suất lý thuyết dược liệu đạt 115,34 kg/ha

Tỷ lệ cây khác dạng ở vụ thứ 3 là 2,78 %

Kết luận

Kết quả đề tài nghiên cứu đã chọn lọc được giống hồng hoa HH1 có tiềm năng năng suất (dược liệu đạt 115,34 kg/ha) chất lượng đạt dược điển quy định và thích hợp với điều kiện sinh thái ở miền Bắc Việt Nam từ nguồn vật liệu nhập nội

THESIS ABSTRACT

Master candidate: Nguyen Thi Huong

Thesis title: Researching and selection of exotic introduced safflower cultivars (Carthamus tinctorius L.) suitable for northern provinces of Vietnam

Major: Genetics and Plant Breeding Code: 60 62 01 11

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)

Contents 2: Selection of safflower cultivar has potential of productivity, quality and suitable for the ecological conditions in provinces of North Vietnam

of growth and development of the best

HH1 had the highest theoretical yield (108,03 kg/ha), then HH2 (75,25 kg/ha) and lowest HH3 (62,41 kg/ha) in first year Pests such as cutworms, caterpillars, red caterpillars, and diseases such as wilt disease, leaf collar rot and rot were recorded causing plants HH1 has good resistance to some pests and diseases

Analysis results showed that levels of active ingredients, qualitative indicators, moisture and total ash content in HH1 got as standard level Also considered in the target amount of kaempferol and HSFA were achieved compared with the Chinese Pharmacopoeia with HSFA reached 2.23% (>2,0 control), Kaempferol reached 0.053% (>0,05% control) After 3 selection seasons, it has selected HH1 could adapt to northern climate HH1 is 168 cm in height, number of branches 21.67, yield reached 115.34 kg /

ha The rate of off-type plants in 3rd selection season is 2.78%

Conclusion

It has been selected HH1 safflower cultivar has productivity potential (Petal medica reached 115.34 kg/ha), quality was higher than Pharmacopoeia level and could adapt to the ecological conditions in provinces of northern Vietnam

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Ngày nay, nhu cầu sử dụng thuốc có nguồn gốc tự nhiên ngày càng gia tăng Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trên thị trường, bên cạnh việc sử dụng nguồn dược liệu trong nước cần nghiên cứu phát hiện, di thực và nhập nội vào nước ta để phát triển những giống/loài cây thuốc mới, cung cấp nguồn dược liệu quý, làm phong phú thêm nguồn dược liệu chữa bệnh cho con người

Việc di thực và nhập nội cây thuốc sẽ giúp làm đa dạng nguồn gen, đa dạng cơ cấu cây trồng và bổ sung nguồn giống tốt phục vụ sản xuất cung cấp nguyên liệu cho sản xuất thuốc Ngoài ra, di thực và nhập nội giống thành công

sẽ giúp chủ động hơn nguồn giống cho sản xuất dược liệu trong nước, không còn

lệ thuộc vào nguyên liệu ngoại nhập, đảm bảo chất lượng dược liệu tốt và ổn định trên thị trường Tuy nhiên, để di thực nhập nội thành công các giống/loài cây thuốc cần có những nghiên cứu kỹ lưỡng về khả năng thích nghi của loài cây thuốc đó với các điều kiện sinh thái cũng như các điều kiện canh tác và trình độ thâm canh cây thuốc của từng địa phương ở nước ta

Trong y học, hồng hoa là loại dược liệu quý có nhiều tác dụng chữa bệnh Thành phần chính của nó là carthamin, một vị thuốc quí trong y học cổ truyền có tác dụng hoạt huyết, thông mạch, chống viêm, phá ứ, dùng để điều trị mất kinh hay trị viêm tử cung Y học hiện đại đã chứng minh hồng hoa là một vị thuốc mới dùng trong điều trị tim mạch đối với bệnh nhân cao tuổi bị mạch vành Hồng hoa có tác dụng làm giảm cholesterol máu rất tốt và đồng thời là một vị thuốc có tác dụng điều hoà miễn dịch cho cơ thể (Đỗ Tất Lợi, 1991)

Hiện nay, nước ta đang phải nhập dược liệu hồng hoa chủ yếu từ Trung Quốc với lượng lớn Song, kết quả đánh giá của Viện Kiểm nghiệm thuốc trung Ương – Bộ Y tế trong thời gian qua đã cho thấy rằng chất lượng dược liệu hồng hoa nhập nội thấp, bị trộn lẫn với các chất khác, ảnh hưởng đến chất lượng và an toàn thuốc Trước đây, từ những năm 1970, nước ta đã nhập nội và di thực thành công các giống hồng hoa từ các nước Đông Âu và Liên Xô (cũ), cây tỏ ra thích nghi với điều kiện sinh thái của nước ta Hà Giang, Lào Cai, Lâm Đồng và một

số tỉnh khác đã trồng với diện tích lớn Tuy nhiên do công tác giống và canh tác không được quan tâm nên không chủ động được vùng sản xuất hạt giống và vùng

chuyên canh hồng hoa, nguồn gen này dần dần mất đi Hiện nay, nước ta phải nhập hạt giống, chưa thể tự sản xuất giống cho sản xuất trong nước Do đó, để chủ động nguồn giống sản xuất dược liệu có chất lượng cao và ổn định, cần nhập nội, di thực để tiếp tục công tác chọn, tạo giống nhằm tạo ra được các giống hồng hoa cho năng suất cao, chất lượng tốt, chống chịu sâu bệnh và thích ứng với điều kiện thời tiết, khí hậu ở nước ta Tiếp đó, xây dựng vùng sản xuất dược liệu hồng hoa chuyên canh với quy mô lớn

Trong những năm gần đây, một số giống hồng hoa đã được nhập nội ở nước ta Kết quả nghiên cứu ban đầu cho thấy các giống hồng hoa có khả năng thích nghi khác nhau trong điều kiện khí hậu ở miền Bắc nước ta Một số giống sinh trưởng và phát triển kém, nhạy cảm với sâu bệnh và thời tiết Trong khi một

số giống thích nghi đã sinh trưởng và phát triển tốt Trong nghiên cứu này, chúng tôi thực hiện đề tài luận văn: “Nghiên cứu, tuyển chọn giống hồng hoa nhập nội (Carthamus tinctorius L.) thích hợp với các tỉnh miền Bắc”

1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Chọn lọc được giống hồng hoa có tiềm năng năng suất, chất lượng đạt tiêu chuẩn theo quy định của Dược điển và thích hợp với điều kiện sinh thái ở miền Bắc Việt Nam từ nguồn vật liệu nhập nội

1.3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

động sản xuất dược liệu trong nước làm thuốc phục vụ công tác chăm sóc sức khỏe cộng đồng

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là 3 giống hồng hoa nhập nội đã được Viện Dược Liệu giám định đúng loài

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Phạm vi nghiên cứu của Luận văn là chọn lọc giống từ 3 mẫu giống hồng hoa nhập nội đã được Viện Dược Liệu giám định đúng loài Các thí nghiệm được tiến hành tại Thanh Trì - Hà Nội

PHẦN 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

Di thực, nhập nội cây thuốc là việc làm cần thiết góp phần làm tăng nguồn vật liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu và sản xuất Tuy nhiên kết quả của việc

di thực chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau Để đánh giá thành công của việc di thực cần đánh giá cây trồng đó có thích hợp với điều kiện tự nhiên ở vùng sinh thái mới hay không Sự đánh giá này được căn cứ vào khả năng sinh trưởng, phát triển cây trong môi trường sinh thái mới, cũng như đánh giá hàm lượng hoạt chất có trong dược liệu so với yêu cầu dược điển quy định Giống mới có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt, dược liệu đạt yêu cầu so với được điển, cần tiếp tục được chọn lọc bằng phương pháp chọn giống phù hợp đối với cây trồng

cụ thể Trong trường hợp giống nhập nội không có khả năng thích nghi do sinh trưởng, phát triển kém, hoặc chất lượng không đạt yêu cầu so với tiêu chuẩn dược điển quy định, cần loại bỏ, tiếp tục nhập nội các mẫu giống khác

Các kết quả nghiên cứu đã được công bố trên thế giới cho thấy nhập nội

và chọn lọc là phương pháp thích hợp để chọn giống hồng hoa Hồng hoa là loại cây trồng đã từng được nhập nội thành công tại Việt Nam, cây được nghiên cứu, đánh giá và tỏ ra thích nghi với nhiều vùng sinh thái khác nhau của Việt Nam Tại Thanh Trì - Hà Nội (đại diện cho vùng sản xuất dược liệu hồng hoa), cây sinh trưởng, phát triển tốt cho năng suất và chất lượng dược liệu tốt Bên cạnh

đó, khí hậu Hà Nội tiêu biểu cho vùng đồng bằng Bắc Bộ với đặc điểm của khí hậu cận nhiệt đới ẩm, mùa hè nóng, mưa nhiều và mùa đông lạnh, ít mưa về đầu mùa và có mưa phùn về nửa cuối mùa Theo các tài liệu nghiên cứu cho thấy hồng hoa thích hợp với điều kiện lạnh và khô do đó việc bố trí thí nghiệm đánh giá hồng hoa trong thời vụ đầu mùa đông tại Hà Nội có thể là hợp lý

Hồng hoa là cây giao phấn chéo, do đó có thể áp dụng phương pháp chọn lọc đối với cây giao phấn Quần thể hạt giống ban đầu song song được đánh giá tính thích nghi có thể tiến hành chọn lọc hỗn hợp Trong quần thể ban đầu tiến hành đánh giá và chọn lọc các cá thể có các tính trạng tốt (đánh giá thông qua các đặc điểm hình thái) sau đó hạt của chúng được hỗn lại và đánh giá trong các vụ tiếp theo

2.2 ĐẶC ĐIỂM THỰC VẬT HỌC CỦA HỒNG HOA

2.2.1 Đặc điểm thực vật cây hồng hoa

Hồng hoa có tên khoa học là Carthamus tinctorius L Ngoài ra, nó còn có nhiều tên gọi thông thường khác là Rum (ở Ấn Độ), hồng lam hoa, thảo hồng hoa (ở Trung Quốc) Hồng hoa có tên tiếng Anh là Safflower, wild saffron, parrot seed Hồng hoa thuôc họ Cúc (Asteraceae)

Hình 2.1 Hình thái bên ngoài của cây hồng hoa: a,b Hình thái thân;

c cụm hoa hồng hoa Hồng hoa là loại cây nhỏ, sống hàng năm, cao trung bình 0,6 – 1 m, có thể đến 1,5 m Thân đứng, nhẵn, có vạch dọc, phân cành ở ngọn, cây phân nhánh cấp

1, 2, 3

Lá mọc so le, không cuống, hình bầu dục hoặc hình trứng thuôn, dài 4 – 9

cm, rộng 1 – 3 cm, gốc tròn ôm lấy thân, đầu nhọn sắc, mép có răng không đều, dạng gai nhọn sắc, hai mặt màu xanh lục sẫm, gân giữa lồi ở mặt sau

Cụm hoa đầu mọc ở ngọn tạo thành ngù; tổng bao gồm những lá bắc ngoài có dạng lá, hình mác, mép có gai, những lá bắc nhỏ hơn hình trứng, mang

5 - 7 gai ở đầu và các dạng sợi mỏng, trong suốt ở vòng trong cùng; hoa màu đỏ cam đính trên đế hoa dẹt; bao hoa hình ống dạng sợi, đỉnh có 5 thuỳ rất hẹp; nhị

5, đính ở họng của bao hoa thành ống bao quanh nhuỵ, không có mào lông

Quả bế, hình trứng, dài 5 – 8 mm, rộng 4 - 5 mm ở đỉnh có 4 cạnh lồi Mùa hoa quả vào tháng 5 – 8 Hình thái bên ngoài của cây hồng hoa được thể hiện trong Hình 2.1 (Đỗ Tất Lợi, 1991)

Hồng hoa chủ yếu được trồng trong vùng đất khô ráo để sản xuất dầu

ăn ở nhiều nước và hoa của nó được sử dụng làm dược liệu cung cấp các vị thuốc trong các bài thuốc y học cổ truyền Giai đoạn đầu cây thường sinh trưởng chậm Trong giai đoạn phát triển chậm một số lá được tạo ra ở gốc cây Sau giai đoạn này, thân cây kéo dài một cách nhanh chóng và phát nhánh Nhánh được tạo ra hợp với thân một góc <30° đến 75°, góc độ này phụ thuộc vào giống Khả năng phân nhánh của cây được kiểm soát cả về mặt di truyền

và các yếu tố môi trường Khả năng phát sinh nhánh của cây trồng được điều khiển bởi các gen đồng hợp tử lặn (Fernandez-Martinez and Knowles, 1978; Singh, 2005b; Deokar and Patil, 1975) Hồng hoa có một hệ thống rễ cái phát triển kéo dài tới 2-3 m trong đất, với hệ thống rễ dài giúp hồng hoa hấp thu nước và các chất dinh dưỡng từ các lớp sâu hơn lớp đất trồng so với các loại cây trồng khác Thời gian nở hoa của cây kéo dài trong một tháng, và bắt đầu

ở các nhánh chính đầu tiên, tiếp theo nhánh cấp II, và cấp III Trong một cụm hoa bắt đầu nở từ lớp hoa ngoài cùng tiếp đó các hoa nằm ở giữa sau đó khoảng 3-5 ngày Màu hoa của cây hồng hoa được chia làm bốn nhóm, phụ thuộc vào giống:

1 Hoa mầu vàng, chuyển sang màu đỏ khi khô

2 Hoa mầu vàng, chuyển sang màu vàng khi khô

3 Hoa mầu cam, chuyển sang màu đỏ sẫm khi khô

2.2.2 Hệ thống sinh sản của hồng hoa

Hồng hoa thuộc họ Cúc, hoa mọc thành cụm Mỗi cụm bao gồm nhiều hoa, với số lượng từ 20 đến 250 hoa Hoa được bao bọc bởi lá bắc đế tròn Các đĩa hoa được gắn vào đế hoa tại một mấu lồi Phía ngoài các hoa có lông hoặc lông được xen kẽ giữa các hoa trong một cụm hoa Một hoa gồm cánh hoa được gắn vào một ống tràng Các ống tràng hoa lần lượt được gắn ở đáy một buồng trứng Năm bao phấn dính được gắn vào ống tràng hoa và bao quanh các nhị Các ống tràng hoa dài 1,8-3 cm và 5 thùy cánh hoa dài 6,5-8,5 mm Ống phấn hoa dài 5-7 mm Nhụy được bao quanh bởi 5 bao phấn hợp nhất Các buồng trứng kém hơn trong mỗi hoa phát triển thành một loại quả hạt gọi là quả bế, mà thường được gọi là hạt giống Phấn hoa của hồng hoa mầu vàng Khả năng tiếp nhận của phấn hoa diễn ra trong vài ngày Tỷ lệ thụ phấn chéo ở hồng hoa đã được báo cáo trong khoảng từ 0 đến 59% phụ thuộc vào kiểu gen khác nhau ở Ấn Độ (Patil et al., 1987) Việc thụ phấn chéo ở các dòng bất dục đực được báo cáo là 100%, và không có sự khác biệt về năng suất hạt của cây bất dục đực và hữu dục đực trong điều kiện thụ phấn mở (Singh, 1996) Phấn hoa được vận chuyển bởi côn trùng chứ không nhờ gió Các tác nhân thụ phấn phổ biến nhất của hồng hoa là ong mật Mỗi cụm hoa kép tạo ra 15 - 60 hạt (Singh, 1996)

2.2.3 Phân loại hồng hoa

Chi Carthamus bao gồm 25 loài, phân bố trên toàn thế giới Trong số 25 loài, hồng hoa trồng trên thế giới chỉ có loài Carthamus tinctorius L có chứa 12 cặp nhiễm sắc thể (Patel and Narayana, 1935; Richharia and Kotval, 1940; Ashri và Knowles, 1960; Kumar et al., 1981) Hồng hoa có bốn số nhiễm sắc thể, tức là 2n

= 20, 24, 44, và 64 (Ashri and Knowles, 1960) Dựa trên bốn lớp của số nhiễm sắc thể, các loài trong chi đã được phân thành bốn nhóm và số lượng nhiễm sắc thể cơ bản đã được chỉ ra là 10 và 12 (Ashri and Knowles, 1960), và không phải

8 và 12 như đề nghị của Darlington và Wylie (1956) Những nhóm này theo Ashri và Knowles (1960) là:

1 Nhóm I (2n = 24): Nhóm 1 bao gồm các loài hàng năm như C tinctorius, C palaestinus, và C oxyacantha Tất cả ba loài có thể lai với nhau và tạo ra cây con hữu thụ, điều này cho thấy quan hệ họ hàng chặt chẽ và khả năng bắt cặp nhiễm sắc thể của các loài (Ashri and Knowles, 1960) Khả năng chuyển gen

tự nhiên giữa C tinctorius và họ hàng hoang dã C Palaestinus, C oxyacantha dường như là rất thấp vì chúng được trồng ở các vùng và các mùa khác nhau C oxyacantha được tìm thấy ở phía tây bắc Ấn Độ đến Iraq,

và C palaestinus chỉ được trồng ở miền Nam Israel C tinctorius được trồng nhiều ở Ấn Độ, ở một vài vùng của Pakistan, khá nhiều ở miền bắc và miền trung Iran, và ở một vài nơi ở Jordan, Syria, Thổ Nhĩ Kỳ và Israel (Ashri and Knowles, 1960) C oxyacantha được coi là tổ tiên hoang dã của hồng hoa trồng (Bamber, 1916; Deshpande, 1952; Ashri & Knowles, 1960) Các loài của nhóm 1 được mô tả có lá bắc bao bên ngoài màu xanh lá cây, hình dạng thay đổi từ hình trứng đến thẳng; tràng hoa mầu vàng, cam, đỏ, hoặc trắng; hạt phấn hoa màu vàng; quả có thể có hoặc không có chùm lông (Ashri and Knowles, 1960)

2 Nhóm II (2n = 20): Nhóm này có C Alexandrinus, C syriacus, và C tenuis

C glaucus Tất cả các loài được tìm thấy ở phía đông của vùng biển Địa Trung Hải Các loài này có hoa màu xanh hoặc màu hồng, và 3 loài đầu tiên

có hình thái tương tự nhau, chỉ riêng C glaucus khác biệt so với những loài khác, vì nó có phần đầu hoa lớn hơn và lá bắc có hình trứng chứ không phải

là thẳng Các loài khác trong nhóm này là C boissier Halacsy, C dentatus Vahl (Gen, A1A1), C leucocaulos Sibth và Sm (Gen, A2A2), C glaucus subsp anatolicus (Boiss.) Sam subsp glandulosus Han., C ambiguus Heldr,

C nitidus Boiss, C rechingeri Davis, C ruber Link, và C Sartori Held Ashri và Knowles (1960) chỉ ra rằng các loài trong nhóm I và II không có liên quan chặt chẽ Lai nhân tạo giữa các loài của hai nhóm được có thể thực hiện được, nhưng tất cả đều bất dục, chứng tỏ khả năng bắt cặp của các nhiễm sắc thể rất thấp giữa các loài Điều này cho thấy rằng không có trao đổi vật liệu di truyền xảy ra giữa các loài trong các nhóm này

3 Nhóm III (2n =44): Nhóm này chỉ có một loài C lanatus, với 22 cặp nhiễm sắc thể Nó có mặt trong tự nhiên ở Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Morocco, Hy Lạp và Thổ Nhĩ Kỳ Bước đầu cho rằng loài này là sản phẩm của lai giữa các loài của nhóm I và II, kết quả là bộ nhiễm sắc thể tăng gấp đôi C lanatus lai với các loài của nhóm I cho kết quả khả năng bắt cặp thấp giữa nhiễm sắc thể, nên các loài nhóm I đã không có liên quan đến tổ tiên của C lanatus

một số loài trong nhóm II góp 10 cặp nhiễm sắc thể trong loài C lanatus (Ashri and Knowles, 1960)

4 Nhóm IV (2n = 64): Nhóm IV gồm hai loài: C baeticus (Boiss và Reuter) Nyman và C turkestanicus M Popov C baeticus có 32 cặp NST tại giảm phân, điều này cho thấy nó là một thể đa dị bội có ba bộ gen khác nhau: một

bộ gen nhiễm sắc thể 12 và hai bộ gen riêng biệt không đồng nhất với 10 nhiễm sắc thể mỗi bộ gen Các giống lai giữa C baeticus × C Lanatus có bắt cặp đôi hoàn hảo của 22 nhiễm sắc thể, điều đó cho thấy C lanatus là một trong những tổ tiên của C baeticus (Ashri và Knowles, 1960) C glaucus có bộ nhiễm sắc thể 2n = 20 được coi là tổ tiên của C turkestanicus

C baeticus lan sang phía đông Địa Trung Hải, Bắc Phi, và Tây Ban Nha C turkestanicus được tìm thấy ở phía tây châu Á, phía đông tới Kashmir, và ở Ethiopia Nó có 22 cặp nhiễm sắc thể tương đồng với C baeticus và cũng có phấn hoa màu trắng, nó có hình dáng tương tự C lanatus Thrace chứng tỏ có

sự trao đổi vật liệu di truyền đáng kể giữa hai loài (Khidir và Knowles, 1970)

5 Các loài Carthamus với 2n = 22: Có 1 loài duy nhất có 11 cặp nhiễm sắc thể, tức là C divaricatus (Beg và Vace) Pamp., được tìm thấy rất hạn chế trong một vùng ở Libya (Knowles, 1988) Hoa của nó màu vàng, tím, hoặc trắng, phấn hoa màu vàng Nó dễ dàng lai với các loài có 10 cặp nhiễm sắc thể, tạo

ra con lai hữu dục C divaricatus cũng lai với C tinctorius tạo ra thế hệ con cháu bất dục

6 Các loài Carthamus khác với 2n = 24: C arborescens và C caeruleus, có bộ nhiễm sắc thể gồm 12 cặp nhiễm sắc thể, có đặc điểm hình thái khác biệt và

có thể lai với bất kỳ loài nào trong chi Carthamus (Ashri and Knowles, 1960); Do đó, chúng không thuộc nhóm nào trong bốn nhóm C arborescens được tìm thấy ở miền nam Tây Ban Nha và các khu vực lân cận của vùng Bắc Phi C caeruleus cũng có mặt tại bán đảo Iberia và Bắc Phi Mặc dù cùng xuất hiện xung quanh biển Địa Trung Hải, nhưng có sự khác biệt về hình thái giữa các loài C arborescensso với các loài Carthamus C rhiphaeus Font Quer, một loài có 12 cặp nhiễm sắc thể, dường như có hình thái liên quan chặt chẽ với C arborescens (Ashri and Knowles, 1960) C rhiphaeus

được tìm thấy trong một vùng nhỏ ở miền bắc Morocco C nitidus Boiss, loài trước đó phân loại có 10 cặp nhiễm sắc thể bởi Ashri và Knowles (1960), sau đó đã được phân loại lại là có 12 cặp nhiễm sắc thể (Lopez-Gonzalez, 1990) Loài này đã được nhóm lại thành một nhóm riêng biệt tách biệt với các loài khác

Lopez-Gonzalez (1990) đề xuất một hệ thống phân loại mới cho chi Carthamus đó là dựa trên các đặc điểm giải phẫu, phân bố địa sinh học, và thông tin hệ thống sinh học Trong phân loại hệ thống chi mới Carthamus và Carduncellus được nhóm lại cùng với hai chi là Phonus và Lamottea Các loài tương ứng của Phonus, Lamottea, Carthamus, và Carduncellus là Carthamus arborescens L., Carthamus caeruleus L., Carthamus tinctorius L., và Carduncellus monspelienium Các loài Phonus, Lamottea, và Carduncellus thuộc nhóm cây lâu năm, và tất cả đều có 24 nhiễm sắc thể; Tuy nhiên, chi Carthamus

là cây hàng năm và có 2n = 20, 22, 24, 44, và 64 nhiễm sắc thể, trong đó có nhiều loài thể đa dị bội giả định Sự phân loại dựa vào phân bố địa lý vùng lại chỉ ra rằng Phonus phân bố ở Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, và Bắc Phi; Lamottea được phân bố trong khu vực phía tây Địa Trung Hải; Carthamus được tìm thấy ở phía tây và trung tâm châu Á, cũng như trong khu vực Địa Trung Hải; và Carduncellus được trồng ở khu vực phía tây châu Âu của Địa Trung Hải, Bắc Phi, Ai Cập, và Israel / Palestine

Các loài trong chi Carthamus mới được chia thành ba nhóm

1 Nhóm Carthamus có 24 nhiễm sắc thể, bao gồm các loài C curdicus Hanelt,

C gypsicola Ilj, C oxyacanthus Bieb, C palaestinus eig., C persicus hoang dại và C tinctorius L Loài C nitidus Boiss (2n = 24) cùng số nhiễm sắc thể với các loài trên hay không vẫn còn chưa rõ; do đó, loài này đang tách riêng biệt với các loài còn lại của chi để tạo thành một nhóm riêng biệt

2 Nhóm Odontagnathius (DC.) Hanelt (bao gồm cả phần Lepidopappus Hanelt) có 20 hoặc 22 nhiễm sắc thể và bao gồm các loài C boissier Halacsy, C dentatus Vahl., C divaricatus Beguinot và Vace (2n = 22 nhiễm sắc thể), C glaucus Bieb, C leucocaulos Sm., và C tenuis (Boiss & Bl.) Bornm

3 Nhóm Atractylis Reichenb có n = 11 nhiễm sắc thể tạo ra nhiều dạng đa bội, bao gồm các loài C lanatus L., C creticus (C baeticus (Boiss & Reuter) Nyman), và C turkestanicus M Popov

2.3 NGUỒN GỐC, PHÂN BỐ TRÊN THẾ GIỚI VÀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT HỒNG HOA

Hồng Hoa đã được trồng cách đây nhiều thế kỷ từ Trung Quốc đến khu vực Địa Trung Hải và dọc theo thung lũng sông Nile đến Ethiopia (Weiss, 1971) Hiện nay, nó được trồng thương mại ở Ấn Độ, Mỹ, Mexico, Ethiopia, Kazakhstan, Australia, Argentina, Uzbekistan, Trung Quốc và Liên bang Nga Pakistan, Tây Ban Nha, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada, Iran và Israel cũng là những nước trồng hồng hoa với diện tích lớn Hiện nay, hồng hoa được trồng ở khoảng 53 nước trên thế giới (James, 1983) Ấn Độ là nước có diện tích trồng hồng hoa lớn nhất thế giới với 60 triệu ha/năm tuy nhiên chủ yếu trồng để lấy dầu ăn; Trung quốc có 25 tỉnh (khu tự trị) sản xuất hồng hoa như Tân Cương, Hà Nam, Tứ Xuyên, Chiết Giang, … với diện tích 35.000 – 40.000 ha/năm nhưng chủ yếu sản xuất lấy hoa làm thuốc chữa bệnh, trong đó khu tự trị Tân Cương chiếm 2/3 sản lượng hoa của cả nước (Li et al., 1996)

Trước đây, hồng hoa đã được trồng với diện tích và sản lượng lớn trên thế giới Sản lượng hạt hồng hoa trên thế giới đã tăng từ 487.000 tấn trong năm 1965 lên 1.007.000 tấn vào năm 1975, sau đó giảm xuống còn 921.000 tấn vào năm

1985 (Anonymous, 2002) Mexico là nước sản xuất hồng hoa lớn nhất trên thế giới cho đến năm những năm 1980, với diện tích 528.000 ha và sản lượng đạt trên 600.000 tấn hạt trong năm 1979-1980 Tuy nhiên, diện tích và sản hồng hoa

ở Mexico giảm đáng kể trong những năm sau này, chỉ có 10% diện tích và sản lượng trong liên vụ 1979-1980 (Cervantes-Martinez, 2001) Sản xuất hồng hoa thương mại của Mỹ được bắt đầu vào những năm 1950, diện tích nhanh chóng tăng lên đến 175.000 ha chủ yếu ở các bang California, Nebraska, Arizona, và Montana Hồng hoa được trồng trên một diện tích 100.000 ha (Esendal, 2001) Hồng hoa ở Trung Quốc hiện đang chiếm một diện tích từ 35.000 đến 55.000 ha, sản xuất 50 - 80 tấn hạt hàng năm Tân Cương là vùng sản xuất hồng hoa lớn nhất, chiếm 80% tổng sản lượng ở Trung Quốc Sản xuất hồng hoa ở các tỉnh khác ở Trung Quốc là Vân Nam, Tứ Xuyên, Hà Nam, Hà Bắc, Sơn Đông, Giang

Tô và Chiết Giang (Zhaomu and Lijie, 2001) Hiện nay, Ấn Độ là nước sản xuất

hồng hoa lớn nhất trên thế giới, tiếp theo là Mỹ, Mexico, và Trung Quốc Diện tích trồng hồng hoa ở Ấn Độ trong năm 2004-2005 ước tính là 387.000 ha, với sản lượng 154.000 tấn hạt (Anonymous, 2005) Tại Ấn Độ, bang Maharashtra và Karnataka chiếm tương ứng 72 và 24% hồng hoa về diện tích và sản lượng Các bang sản xuất khác là Andhra Pradesh, Orissa, Madhya Pradesh, Chattisgarh, Bihar Sản xuất hồng hoa ở Ấn Độ chủ yếu vào mùa mưa vụ đông Tại Ấn Độ sản lượng dược liệu hoa đạt 90 – 130 kg/ha và hạt giống 1350 – 1940 kg); ở Trung Quốc sản lượng hoa đạt cao hơn 130 - 150 kg/ha (Ehsan Asadi, 2009) 2.4 THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ CÔNG DỤNG

Tại Ấn Độ, hoa của giống hồng hoa là NARI-6 và NARI-NH-1 đã được phân tích và báo cáo thành phần hóa học là giàu protein (10,4 và 12,86%), đường tổng số (7,36 và 11,81%), canxi (558 và 708 mg/100 g), sắt (55,1 và 42,5 mg/100 g), magiê (207 và 142 mg/100 g) và kali (3992 và 3264 mg/100 g) Tất cả các axit amin quan trọng, ngoại trừ tryptophan đều có mặt trong hoa hồng hoa (Singh, 2005a) Lá hồng hoa rất giàu protein, carotene, Riboflavin, và vitamin C, được sử dụng làm bánh quy, rau xanh Gần đây hồng hoa biến đổi gen đã được tạo ra để sản xuất protein có giá trị cao như dược phẩm và các enzyme công nghiệp (Mundel et al., 2004)

Bộ phận sử dụng làm thuốc của hồng hoa là cánh hoa, khi cánh hoa chuyển dần từ vàng sang đỏ là lúc tiến hành thu dược liệu Hoa hồng hoa là một

vị thuốc quí trong y học cổ truyền, có tác dụng hoạt huyết, thông mạch, chống viêm, phá ứ, dùng để điều trị mất kinh hay trị viêm tử cung Thành phần hóa học chính trong hồng hoa là carthamin (Đỗ Tất Lợi, 1991) Ngoài ra, y học hiện đại đã chứng minh hồng hoa là một vị thuốc mới dùng trong điều trị tim mạch đối với bệnh nhân cao tuổi bị mạch vành Nó có tác dụng làm giảm cholesteron máu rất tốt và đồng thời là một vị thuốc có tác dụng điều hoà miễn dịch cho cơ thể Ngoài là một vị thuốc hoa hồng hoa còn được sử dụng làm phẩm màu thực phẩm sử dụng trong làm bánh, mayonnair, và trong công nghiệp sử dụng làm phẩm nhuộm cho ngành dệt may

Hồng hoa đã được biết đến và được trồng từ thời cổ đại, Nhờ hoa có màu sắc rực rỡ nên nó đã được sử dụng để chiết xuất làm thuốc nhuộm màu vàng và màu cam nhuộm cho thực phẩm và các loại vải Với sự ra đời của thuốc nhuộm tổng hợp rẻ hơn như anilin, nhu cầu sử dụng hồng hoa làm thuốc nhuộm dần dần

giảm xuống trong thế kỷ 20 Tuy nhiên, gần đây hồng hoa được quan tâm nhiều hơn để sản xuất thuốc nhuộm sử dụng trong ngành thực phẩm do luật mới đây cấm sử dụng màu tổng hợp trong thực phẩm ở các nước châu Âu và một số nước khác Hồng hoa cũng được báo cáo là có tính chất dược lý để chữa trị một số bệnh mãn tính như tăng huyết áp, bệnh tim mạch, viêm khớp, thoái hóa đốt sống,

vô sinh ở cả nam giới và phụ nữ Thông tin chi tiết về ứng dụng lâm sàng của hồng hoa đã được đưa ra trong các chuyên khảo về hồng hoa được viết bởi Li và Mundel (1996) Trung Quốc sản xuất khoảng 1.800-2.600 tấn hồng hoa hàng năm để để làm nguyên liệu chiết xuất thuốc nhuộm và sử dụng làm dược liệu trong các bài thuốc (Zhaomu and Lijie, 2001) Hoa hồng hoa còn được sử dụng làm trà tại Trung Quốc (Li & Yuanzhou, 1993) và Ấn Độ (Singh, 2005a)

Ở Ấn Độ từ thời xa xưa hồng hoa đã được trồng để lấy hoa làm thuốc nhuộm màu, và hạt được sử dụng để sản xuất dầu ăn, dầu hồng hoa có chất lượng cao giàu các axit béo không bão hòa, giúp giảm cholesterol trong máu Dầu hồng hoa có dinh dưỡng tương tự như dầu ô liu, vì nó có chứa hàm lượng cao linoleic hoặc axit oleic Các axit béo không bão hòa đơn như axit oleic cũng có tác dụng giảm mật độ lipoprotein (LDL; cholesterol xấu) mà không ảnh hưởng đến mật độ cao lipoprotein (HDL; cholesterol tốt) trong máu (Smith, 1996) Dầu hồng hoa rất ổn định về thành phần ở nhiệt độ thấp, do đó thích hợp cho các ứng dụng trong đông lạnh / ướp lạnh thực phẩm (Weiss, 1971) Dầu hồng hoa cũng phù hợp hơn cho sản xuất bơ thực vật so với đậu nành hoặc dầu cải (Kleingarten, 1993) Dầu hồng hoa được coi là lý tưởng cho mỹ phẩm và được sử dụng trong dầu tóc 'Macassar' và Bombay ‘Sweet Oil’ (Weiss, 1971) Dầu hồng hoa được ưa thích cho sơn công nghiệp do tính đặc hiệu của nó không có axit linolenic, hàm lượng axit linoleic cao, giá trị màu thấp, các axit béo tự do thấp, saponin thấp, và không có sáp, tạo ra chất lượng trong các loại sơn, nhựa alkyd, và lớp phủ ngoài (Smith, 1996)

Tại Việt Nam, công dụng chính được biết đến của hồng hoa là công dụng làm thuốc Thành phần hoá học chính có trong dược liệu Hồng hoa là các chất màu, gồm: sắc tố hồng với chất chính là Carthami, sắc tố vàng với các chất chính

là Hydroxysafflor yellow A (HSFA), Hydroxysafflor yellow B Ngoài ra còn có một số thành phần khác như flavonoid (Kaempferol, …), Serotobenin, Luteonin

và các dẫn xuất của nó, polysaccharid, … (Đỗ Huy Bích và cs., 2006) Trong đó, HSFA là một hợp chất có hoạt tính sinh học cao, tác dụng dược lý của HSFA đã

được chứng minh bởi một số nghiên cứu, gồm có: tác dụng chống viêm, chống dị ứng, chống ưng thư và bảo vệ tim mạch,… (Ligang Chen et al., 2006) Cấu trúc hóa học của HSFA (thành phần chính trong dược liệu hồng hoa) như sau:

bộ cây trồng trong khu vực khi điều kiện phát triển bệnh thuận lợi, điển hình như

ở Ấn Độ Trồng giống kháng bệnh là phương pháp tiết kiệm nhất và thuận tiện cho việc kiểm soát bệnh chủ yếu ở hồng hoa Mundel và Huang (2003) mô tả một cách chi tiết cách thức để kiểm soát các bệnh nguy hiểm của hồng hoa nhờ việc chọn giống và các biện pháp canh tác Karve và cộng sự (1981) cho thấy khả năng kháng bệnh do các loại nấm như Alternariacarthami Chowdhari, Cercospora carthami Sund và Ramak, Ramularia carthami Zaprom, Fusarium oxysporum Sehl ex Fries, Rhizoctonia bataticola Bult, và Rhizoctonia solani Kuhn gây ra, được quy định bởi gen trội duy nhất Nghiên cứu về di truyền kháng bệnh héo rũ do Fusarium oxysporum gây hại ở hồng hoa cho thấy tính kháng được kiểm soát hoạt động do gen ức chế sự biểu hiện của kháng bệnh héo

rũ (Singh et al., 2001b) Khả năng kháng bệnh héo rũ ở các giống hồng hoa tạo ra

do lai hồi giao với giống chứa gen kháng bệnh héo rũ làm tăng năng suất hạt giống đến 31% so với giống chuẩn quốc gia A-1 (Singh et al., 2003b) Chọn giống kháng nhiều bệnh thu được giống VFR-1 Giống này được bắt nguồn từ

giống Nebraska 4051, và nó có khả năng kháng bệnh héo Verticillium, Fusarium

và thối rễ do Rhizoctonia gây hại (Thomas, 1971) Giống hồng hoa Úc Sironaria,

có khả năng kháng bệnh bạc lá Alternaria và kháng vừa phải thối rễ Phytophthora, đã được phát triển bởi phương pháp lai lại (Harrigan, 1989) Các giống hồng hoa kháng bạc lá Alternaria như Sidwill, Hartman, Oker, Girard, và Finch, đã được tạo ra thành công ở Mỹ (Bergman and Riveland, 1983; Bergman

et al., 1985, 1987) Những giống hồng hoa này đã được bắt nguồn từ lai AC-1 với dòng chống chịu Alternaria 87-42-3 bắt đầu vào đầu những năm 1960 Gen kháng với bệnh thối rễ do nấm Phytophthora drechsleri được đưa vào giống Dart (Abel and Lorance, 1975) Mundel và cộng sự (1985) báo cáo hợp nhất kháng bệnh Sclerotinia gây thối do Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary vào giống hồng hoa Canada là Saffie bằng cách áp dụng phương pháp chọn lọc hàng loạt

Ngoài ra rệp là dịch hại phổ biến nhất của hồng hoa, gây hại đến 50% năng suất Nguồn gen biểu thị khả năng chống chịu ổn định với rệp đã được nhận biết ở hồng hoa Hai loài hoang dã C avescens và C Lanatus đã được báo cáo là mang gen kháng chống ruồi ở hồng hoa (Kumar, 1993)

2.6 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỌN TẠO GIỐNG HỒNG HOA

Chọn giống hồng hoa cho năng suất cao và ổn định đã được nghiên cứu ở

Ấn Độ và các nước khác trên thế giới Đa số các công việc thực hiện có liên quan đến nâng cao năng suất hạt của giống hồng hoa Hồng hoa là loại cây trồng thụ phấn chéo mở, nhưng các phương pháp chọn giống cây trồng tự thụ phấn cũng được sử dụng trong chọn giống hồng hoa Các phương pháp cải tiến cây trồng sử dụng rộng rãi để cải thiện năng suất và sự ổn định ở hồng hoa được mô tả dưới đây 2.6.1 Nhập nội và chọn lọc dòng thuần

Nhập nội là phương pháp đơn giản nhất để cải tiến cây trồng và đã được

sử dụng rộng rãi từ thời xa xưa trên khắp các châu lục Hồng hoa là một cây trồng ở Mỹ, Canada, và Argentina là kết quả của nhập nội từ Ấn Độ, Nga, Thổ Nhĩ Kỳ, vv… Từ đầu của thế kỷ 19, nhập nội các giống trồng vào khu vực mới chỉ thỉnh thoảng đưa ra các giống cho sản xuất thương mại Nói chung, nhập nội giống đòi hỏi một vài chu kỳ để cho cây trồng thích nghi, tiếp theo là lựa chọn và đánh giá, trước khi chúng được chính thức đưa vào sản xuất thương mại Do đó, đánh giá khả năng thích nghi với khí hậu ở vùng cây được nhập về của các giống cây trồng được nhập nội là việc làm cần thiết trước khi chọn lọc để xác định các cây ưu tú và đánh giá trong giai đoạn tiếp theo để phát triển giống

Chọn lọc là phương pháp chọn giống thường được sử dụng để cải tiến giống hồng hoa ở Ấn Độ Phương pháp này đã tạo ra 17 trong số 25 giống được sử dụng cho canh tác thương mại trong nước bằng cách chọn lọc phục tráng từ các giống ở địa phương Các giống hồng hoa tạo ra bằng sử dụng phương pháp này ở các nước như sau: Ấn Độ: N-630, Nagpur-7, N-62-8, A-300, Manjira, S-144, JSF-

1, K-1, CO-1, Type-65, APRR-3, Bhima, HUS-305, Sharda, JSI-7, A-2, PBNS-12; Mỹ: Nebraska-5, Nebraska-10 (N-10); Canada: Saffire (Hegde et al., 2002)

Việc chọn lọc dòng thuần từ các giống hồng hoa địa phương tạo ra một số dòng hồng hoa với nhiều tính trạng mong muốn Hồng hoa có sự đa dạng rất lớn

về đặc điểm và tầm quan trọng về mặt kinh tế Sự khác biệt rất lớn về đặc điểm thực vật là lý do mà rất nhiều các giống hồng hoa tạo ra tại Ấn Độ đã được phát triển bằng cách chọn dòng thuần Cho đến nay, phương pháp này được coi là hiệu quả nhất cho sự phát triển giống hồng hoa

2.6.2 Lai tạo giống

Lai tạo giống được thực hiện chủ yếu là để tạo ra các thế hệ sau mang các đặc điểm mong muốn của hai hoặc nhiều giống Lai tạo ra sự thay đổi các thuộc tính khác nhau ở thế hệ F2 sau đó được sử dụng để tiếp tục chọn lọc dựa vào đặc điểm di truyền của các tính trạng khác nhau

Việc lựa chọn cha mẹ để lai có vai trò quan trọng trong việc xác định sự thành công của một chương trình cải tiến cây trồng Joshi (1979) đã đề xuất việc lựa chọn các cha mẹ để lai trong một vụ tự thụ phấn cần có những đặc điểm quan trọng là (1) lựa chọn các cha mẹ trên cơ sở xác định chúng cho năng suất hạt và tính trạng mong muốn khác, (2) xem xét các mức độ biểu hiện trong các yếu tố năng suất, (3) xem xét sự đa dạng di truyền của các bậc cha mẹ mang gen mong muốn và (4) đánh giá khả năng kết hợp của cha mẹ bằng phương pháp lai dialleles Đánh giá thế hệ con cái cùng với cha mẹ của chúng và kiểm tra giống là việc làm cần thiết để đánh giá hiệu suất của các giống lai so với bố mẹ ở các chỉ tiêu năng suất và tính trạng mong muốn khác Điều này cho phép lựa chọn các hầu hết các kiểu gen có triển vọng Các cá thể F1 được chọn theo phương pháp

đã nêu ở trên là ưu tú đến thế hệ F2 Các cá thể F2 chọn lọc có thể được trồng ở một khu vực rộng lớn có quy mô quần thể tương đối lớn Điều này được thực hiện để có được cá thể đại diện cho tất cả các tổ hợp gen có trong quần thể Điều này có thể chọn lọc cá thể phân ly Các cây F1 tương ứng và cây kiểm tra chuẩn

cũng có thể được trồng cùng với thế hệ F2 để tạo ra thông tin về tự giao phối Tỷ

lệ tự thụ thấp xảy ra ở các cá thể F2 Việc lựa chọn các loại cây riêng biệt có tiềm năng có những đặc điểm kinh tế quan trọng được thực hiện trong F2, và các cây được chọn sẽ được thu hoạch và hạt được để riêng biệt để đánh giá thế hệ con cháu liên tiếp Trong khi lựa chọn cá thể F2, các thông tin về năng suất, chất lượng và mối tương quan giữa chúng có thể được sử dụng cho các chương trình cải tiến cây trồng

Các nghiên cứu tương quan giữa năng suất hoa với yếu tố cấu thành năng suất chỉ ra rằng năng suất hoa phụ thuộc vào số nhánh chính trên cây, đường kính cụm bông, số cụm bông/cây, số hoa/bông, chiều dài cánh hoa, kích thước cánh hoa/hoa, và năng suất hạt giống/cây Vì vậy, lựa chọn những đặc điểm điểm có lợi cho các yếu tố cấu thành năng suất sẽ giúp cải tiến năng suất hoa (Singh, 2004)

Chọn tạo giống ở hồng hoa theo tính trạng mong muốn được thực hiện bằng các phương pháp được mô tả dưới đây:

Phương pháp phả hệ Pedigree:

Phương pháp này đã được sử dụng thường xuyên nhất để cải thiện năng suất hạt, hàm lượng dầu, và những đặc điểm mong muốn khác ở hồng hoa Phương pháp phả hệ tiêu chuẩn, thường được sử dụng trong các loài cây trồng có khả năng tự thụ phấn như hồng hoa và được mô tả dưới đây

Trong phương pháp này, việc chọn cây có đặc điểm mong muốn được thực hiện trong các quần thể F2 Khoảng 5-10% số cây của quần thể F2 được lựa chọn, thu hoạch, và thu hoạch hạt giống từng cây riêng biệt cho nghiên cứu thế

hệ F3 Con cháu thế hệ F3 có thể được đánh giá thử nghiệm nhân rộng cùng với cây đối chứng chuẩn để lựa chọn các cây tiềm năng ở thế hệ F3 về năng suất hạt giống và các đặc điểm mong muốn Con cháu của thế hệ F3 tiếp tục được chọn lọc, đánh giá để thu được F4, F5, F6 và các thế hệ trong những năm tiếp theo Mỗi thế hệ phải chịu sự tương tác và áp lực chọn lọc để chọn lọc các tính trạng mong muốn Các loài thực vật được chọn lọc cần phải được tự thụ để có được các cá thể đồng hợp tử theo thời gian sau thế hệ F6 Các cá thể đồng hợp tử có thể được trồng khảo nghiệm đánh giá năng suất ở giai đoạn này, và những dòng/giống có triển vọng nhất trong số chúng có thể được tiếp tục chọn lọc để phát triển giống Các dòng thuần được đánh giá trong khảo nghiệm ở nhiều vùng sinh thái và nhân rộng để xác định các dòng/giống xuất sắc nhất Đánh giá tại

nhiều vùng sinh thái là cần thiết để biết khả năng thích ứng của chúng với điều kiện khí hậu nông nghiệp khác nhau trước khi lưu hành dòng/giống thích nghi nhất Các giống hồng hoa được phát triển bởi các phương pháp phả hệ ở Ấn Độ

và các nước khác, cùng với năm họ ban hành cho sản xuất thương mại, như sau:

Ấn Độ: A-1 (năm 1969), Tara (1976), Nira (1986), Girna (1990 ), JSI-73 (1998), NARI-6 (2001), Phule Kusuma (2003); Mỹ: Leed (1968), Sidwill (1977), Hartman (1980), Rehbein (1980), Oker (1984), Girard (1986), Finch (1986); Mexico: Sahuaripa 88 (1989), Ouiriego 88 (1989), San Jose 89 (1990); Canada:

AC Stirling (1991), AC Sunset (1995) (Hegde et al., 2002)

Phương pháp quần thể lớn

Số lượng lớn: Trong phương pháp số lượng lớn, F2 và các thế hệ sau được thu hoạch với số lượng lớn để phát triển thế hệ tiếp theo Lợi ích chủ yếu của phương pháp chọn lọc quần thể với số lượng lớn là tạo ra áp lực chọn lọc mạnh

mẽ lên các quần thể với số lượng lớn thiên về giống cho năng suất cao Kết quả

là, năng suất cao hơn, và các dòng/giống có năng suất thấp hơn được loại bỏ trong quá trình đánh giá sáu đến bảy thế hệ, và quần thể trở nên gần như đồng hợp tử Trong thế hệ F7 hoặc F8 việc chọn cây mang tính trạng mong muốn hứa hẹn được thực hiện Những cây được lựa chọn được thu hoạch và hạt được tách riêng biệt để đánh giá các cá thể con cháu trong khảo nghiệm nhân rộng, cùng với đối chứng chuẩn, để xác định những dòng có triển vọng nhất cho khảo nghiệm nhiều vùng Ưu điểm của phương pháp số lượng lớn là nhà lai tạo có thể

xử lý một số lượng lớn quần thể Đó là kì vọng ở để quần thể hồng hoa tự thụ phấn, trái lại tỷ lệ sự thụ phấn chéo cao có thể làm cho phương pháp quần thể lượng lớn không hiệu quả do sự hiện diện của một số lượng lớn các cây dị hợp tử

ở cuối của thế hệ F7

Phương pháp hạt giống gốc duy nhất

Phương pháp này đã được sử dụng bởi Fernandez-Martinez và Dominguez-Gimenez (1986) ở Tây Ban Nha để phát triển 5 giống hồng hoa: Tomejil (1986), Rancho (1986), Merced (1986), Alameda (1986), và Rinconda (1986) Trong phương pháp này, từ F2 trở đi, ngẫu nhiên hạt giống duy nhất được lựa chọn từ mỗi cây để tăng mỗi thế hệ tiếp theo cho đến F5 và F6 Trong F7, một số lượng lớn các cá thể được sử dụng để nhân rộng Các con cháu có ưu điểm trội được khảo nghiệm nhân rộng để đánh giá năng suất và các tính trạng

Phương pháp hồi giao (back cross)

Phương pháp này đã được sử dụng thành công ở Mỹ để tạo ra giống hồng hoa US-10 (1959), , UC-1 (1966) (Knowles, 1968) và Oleic Leed (1976) (Urie et al., 1979), bằng cách chuyển tính trạng quy định hàm lượng axit oleic cao vào giống có khả năng chống thối rễ do nấm Phytophthora drechsleri (Thomas, 1964) để tạo ra con cháu mang cả 2 tính trạng chống thối rễ và hàm lượng axit oleic cao Nói chung phương pháp này thường được thực hiện với những tính trạng được kiểm soát bởi các gen quy định tính trạng chất lượng Những gen này

sẽ được kết hợp từ một cá thể cho gen vào một giống có khả năng thích ứng rộng rãi Một loạt các phép lai hồi giao backcrosses được thực hiện giữa các con lai và

bố mẹ Trong mỗi chu kỳ lai, con cháu sẽ có những tính trạng mong muốn được lai tạo với bố mẹ Sáu đến bảy thế hệ lai back crosses có thể tạo ra một kiểu gen đồng hợp tử cho tất cả các gen kiểm soát những tính trạng khác nhau Hạt giống

tự thụ của các cá thể được chọn lọc từ các thế hệ hồi giao cuối cùng mang những đặc điểm cần thiết tạo ra con cháu đồng hợp tử tương tự như cha mẹ ban đầu 2.6.3 Chọn giống lai

Bản chất thụ phấn chéo thường xuyên của hồng hoa, tạo ra ưu thế lai cao cho hạt giống và năng suất hoa Do có rất nhiều tính trạng thương mại quan trọng, hệ thống bất dục đực di truyền (GMS) và bất dục đực tế bào chất (CMS) nên hồng hoa thích hợp cho khai thác ưu thế lai Các báo cáo về sự tồn tại của ưu thế lai cao cho năng suất hạt giống và những đặc điểm khác mong muốn ở hồng hoa đã thu hút nhiều nhà nghiên cứu từ những năm 1970 để tìm kiếm các phương pháp đơn giản và dễ sử dụng sản xuất hạt giống lai có quy mô thương mại (Urie and Zimmer, 1970a; Karve et al., 1979) Việc phát hiện ra tính bất dục đực ở hồng hoa (Heaton and Knowles, 1980; Joshi et al., 1983; Ramachandram và Sujatha, 1991; Singh, 1996, 1997) và phát triển các dòng bất dục đực di truyền có các đặc điểm nông học trội ở Ấn Độ đã giúp phát triển các giống hồng hoa lai như DSH-129 và MKH-11 vào năm 1997, các giống hồng hoa lai đầu tiên không

có gai như NARI-NH-1 năm 2001 và các giống lai có gai NARI-H-15 năm 2005 Các giống hồng hoa lai nói chung tăng 20-25% về năng suất hạt giống và sản lượng dầu so với giống đối chứng A-1 Ấn Độ là quốc gia duy nhất trên thế giới

đã phát triển giống hồng hoa lai (Singh et al., 2003a)

Ở hồng hoa, hệ thống bất dục đực di truyền cũng như tế bào chất được

khai thác để triển triển các giống lai Tuy nhiên, các hệ thống bất dục đực được

sử dụng cho phát triển giống lai ở Ấn Độ là hệ thống GMS Các hệ thống GMS

có sẵn của hồng hoa là đơn gen lặn và gen trội

2.7 CÔNG TÁC BẢO TỒN, KHAI THÁC VÀ PHÁT TRIỂN HỒNG HOA TẠI VIỆT NAM

Cây hồng hoa được nhập nội vào Việt Nam từ các nước Đông Âu và Liên

Xô (cũ) vào khoảng cuối những năm 1970 Trước đây được trồng nhiều nhất ở

Hà Giang (Đỗ Tất Lợi, 1991) Cây cũng đã được trồng thử nghiệm và đưa vào sản xuất thử ở nhiều vùng trong cả nước từ các vùng núi cao như Sa Pa – Lào Cai, Tam Đảo – Vĩnh Phúc, Đà Lạt – Lâm Đồng, cho đến đồng bằng như Hà Nội, Hưng Yên (Đại học Dược, 2004; Đỗ Huy Bích và cs., 2003) Cây sinh trưởng và phát triển khá tốt cho năng suất hoa và hạt khá cao Tuy nhiên sau một thời gian dài cây không được quan tâm nên giống bị thoái hoá và dần bị mất giống

Hiện nay, dược liệu hồng hoa chủ yếu được nhập khẩu từ Trung Quốc và

Ấn Độ để sử dụng cho y học cổ truyền trong nước Khi nguồn cung ứng có chất lượng và giá cả không ổn định sẽ làm ảnh hưởng rất lớn tới nhu cầu sử dụng trong nước nhất là trong sản xuất thuốc Hàng năm nước ta phải nhập khoảng 20 tấn dược liệu hồng hoa (cả nhập chính ngạch và tiểu ngạch) để sử dụng trong các bệnh viện Y học cổ truyền, các khoa Đông y và các cơ sở khám chữa bệnh Đông

y Nhu cầu sử dụng hồng hoa của một số bệnh viện Y học cổ truyền trong nước hàng năm: Bệnh viện Y học cổ truyền thành phố HCM sử dụng 800 kg hồng hoa Vân Nam và 30 kg Hồng hoa Tây Tạng; Bệnh viện Y học cổ truyền Trung ương

sử dụng 500 kg (Cao Hữu Linh, 2012)

Hồng hoa được nhân giống và trồng bằng hạt Vào mùa quả chín chọn những quả to của những cây khoẻ để chín già, mang về phơi khô, tách lấy hạt, tiếp tục phơi khô và bảo quản cẩn thận đến tháng 12 đem gieo trong vườn ươm Đất vườn ươm cần làm nhỏ, lên luống cao 15-20 cm, rộng 70-90 cm Hạt cần phải được ngâm vào trong nước nóng (1 sôi, 2 lạnh) trong 3-4 giờ, vớt ra để ráo rồi gieo vãi hay gieo hạt theo rạch Dùng rơm rạ phủ và tưới nước hàng ngày Sau 3-5 ngày, hạt nảy mầm Khi cây có 4-5 lá thật đánh đi trồng vào ngày râm mát hoặc có mưa nhỏ Hồng hoa ưa đất cát pha, màu mỡ, cao ráo, thoát nước Đất cần cày bừa

kỹ, để ải, đập nhỏ, lên luống cao 20-25 cm, mặt luống rộng 70-100 cm Mỗi hecta

Cây con được trồng khoảng cách 30 x 40 cm trồng lệch nanh sấu 2 hàng/luống 70

cm và 3 hàng/luống 100 cm Trồng xong tưới ngay trong vòng 5-7 ngày Từ khi trồng đến lúc thu hoạch, làm cỏ, xới 3-4 lần, kết hợp bón thúc đạm và vun gốc Mỗi lần bón 50 kg ure cho 1 ha (Đỗ Huy Bích và cs., 2003)

Sau khi trồng được 6-7 tháng hồng hoa ra hoa và cho thu hoạch Hoa được hái khi có màu đỏ sẫm Cứ 2-3 ngày thu 1 lần vào lúc trời nắng ráo Thu xong phơi trong râm mát hoặc nắng nhẹ cho đến khô Hồng hoa được trồng ở Trạm nghiên cứu cây thuốc Sa Pa và Trung tâm nghiên cứu cây thuốc Văn Điển Hà Nội (nay là Trung tâm nghiên cứu trồng và chế biến cây thuộc Hà Hội) đều có chất lượng tốt Cây sinh trưởng và phát triển khá tốt, chiều cao cây tới gần 2 m, cây ra hoa quả nhiều (Đỗ Huy Bích và cs., 2003)

Trước đây đã được các nhà khoa học nghiên cứu chọn vùng, canh tác có kết quả rất khả quan như trồng đại trà ở Hà Giang, Hà Nội cây sinh trưởng và phát triển tốt như vùng nguyên sản, cho hoa, quả có năng suất khá cao Tuy nhiên dần dần cây bị mai một và mất giống chủ yếu do bị sâu bệnh gây hại Hồng hoa

bị rất nhiều tác nhân gây hại Cho đến nay đã phát hiện có trên 50 loại sâu bệnh gây hại Vì thế trong thời gian trước đây kỹ thuật về bảo vệ thực vật chưa cao, phần lớn nguyên nhân hồng hoa bị chết do chưa biết tác nhân gây bệnh nên năng suất và sản lượng giảm sút, nó dần mất khỏi cơ cấu trồng cây dược liệu Ngày nay nhu cầu sử dụng dược liệu hồng hoa trong nước tăng cao, trong khi đó việc sản xuất loại dược liệu này gặp nhiều khó khăn (Đỗ Huy Bích và cs., 2003)

PHẦN 3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 VẬT LIỆU VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

3.1.1 Vật liệu nghiên cứu

- Vật liệu nghiên cứu là hạt giống của 03 mẫu giống hồng hoa nhập nội không rõ nguồn gốc và đặc điểm giống, được ký hiệu là HH1, HH2 và HH3

- Mẫu bệnh (lá, thân, rễ) lấy từ cây hồng hoa

- Mẫu dược liệu hoa thu từ cây trồng trong ruộng thí nghiệm

- Các vật liệu khác sử dụng trong nghiên cứu bao gồm: dụng cụ thí nghiệm (thước đo, cân điện tử, ) nguyên liệu làm mẫu sâu hại (các dung dịch ngâm mẫu côn trùng ) Nguyên liệu cho nghiên cứu bệnh cây bao gồm môi trường phân lập, làm thuần và nuôi cấy nấm Nguyên liệu, hóa chất phục vụ cho nội dung đánh giá chất lượng dược liệu (dung môi, hóa chất, chất chuẩn Hydroxysafflor yellow A của hãng TAUTO – Trung Quốc, độ tinh khiết 97,0 %; Chất chuẩn Kaempferol của hãng TAUTO – Trung Quốc, độ tinh khiết 97,0 %) 3.1.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Các thí nghiệm được tiến hành tại Trung tâm Nghiên cứu Trồng và chế biến cây thuốc Hà Nội – Viện Dược liệu, Thanh Trì – Hà Nội và Khoa Phân tích Phân tích tiêu chuẩn – Viện Dược liệu

Thời gian nghiên cứu được tiến hành trong 3 vụ từ năm 2014 đến năm

2016

3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Nội dung 1: Đánh giá khả năng thích nghi của các mẫu giống hồng hoa tại Thanh Trì - Hà Nội

- Đánh giá khả năng sinh trưởng và phát triển của các giống hồng hoa trồng tại Thanh Trì – Hà Nội

- Đánh giá khả năng ra hoa, đậu quả và năng suất của các giống hồng hoa trồng tại Thanh Trì – Hà Nội

- Đánh giá tình hình sâu bệnh hại trên các giống hồng hoa trồng tại Thanh Trì – Hà Nội

- Đánh giá chất lượng dược liệu của các giống hồng hoa trồng tại Thanh Trì –

Hà Nội

Nội dung 2: Nghiên cứu chọn lọc giống hồng hoa có tiềm năng năng suất, đạt chất lượng theo tiêu chuẩn Dược điển và khả năng thích hợp với điều kiện sinh thái miền Bắc

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.3.1 Đánh giá khả năng thích nghi của các mẫu giống hồng hoa trồng tại

Hà Nội

Bố trí thí nghiệm:

- Đánh giá tỷ lệ nảy mầm trong phòng: Mẫu hạt giống được đặt trong đĩa petri được lót giấy thấm Mỗi mẫu được thử với 5 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc được tiến hành với 50 hạt Sau đó đĩa petri được đặt trong tủ vi khí hậu với nhiệt độ được duy trì ở mức 250C và luôn đảm bảo đủ ẩm 70% Theo dõi nảy mầm hạt và tính

tỷ lệ nảy mầm (%)

- Đánh giá tỷ lệ này mầm ngoài đồng ruộng: Hạt giống được tiến hành gieo trên vườn ươm trong điều kiện mùa vụ thích hợp Mỗi mẫu hạt được gieo với 5 lần nhắc lại, mỗi lần nhắc lại tiến hành gieo 100 hạt Theo dõi số hạt này mầm và tính tỷ lệ mộc mầm (%)

- Thí nghiệm ngoài đồng ruộng được tiến hành đối với 3 mẫu giống hồng hoa, mỗi mẫu giống là một công thức, được bố trí với 5 lần nhắc lại/mẫu Diện tích mỗi ô thí nghiệm là 20 m2 Thí nghiệm không có đối chứng do hiện không có giống hồng hoa được sản xuất tại Việt Nam

Kỹ thuật trồng, chăm sóc, thu hái dược liệu:

+ Thời vụ gieo hạt: 15/10 đến 30/10

+ Hạt giống sạch, không bị lẫn tạp được gieo trong vườn ươm trước khi trồng trên ruộng thí nghiệm Sau khi gieo, tưới nước thường xuyên đảm bảo đủ ẩm Cây con thường bị sâu bệnh phá hoại nên cần chú ý để phòng trừ kịp thời

Đất cày, làm nhỏ và lên luống cao 30-35 cm, rộng 70 cm, bón lót phân chuồng 15 tấn/ha Khoảng cách trồng 30 x40 cm

+ Tưới nước cho cây đảm bảo độ ẩm cho cây sinh trưởng và phát triển, bón thúc 3 đợt, sau trồng 1,5 tháng, sau trồng 3 tháng và khi cây bắt đầu ra hoa

+ Xới xáo và vun gốc khi cây cao 30-35 cm Làm giàn chống đổ cho cây khi cây cao 40 – 50 cm, giàn làm theo kiểu giàn hình chữ A

+ Khi cánh hoa chuyển từ mầu vàng sang mầu đỏ thu hoach quả, tách phần hạt riêng với cánh hoa Dược liệu cánh hoa được phơi khô trong nắng tự nhiên hoặc sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ 50oC Sau đó, dược liệu cánh hoa được bảo bản trong tủ lạnh ở 4oC đến khi phân tích chất lượng

Các chỉ tiêu theo dõi

Tiến hành theo dõi định kì 15 ngày/lần, mỗi lần nhắc lại đo đếm trên 10 cây + Tỷ lệ nảy mầm (%): Được tính theo công thức

+ Thời gian mọc mầm (ngày): tính từ lúc gieo đến khi có 50% hạt mọc mầm + Thời gian từ gieo đến khi ra lá thật (ngày): tính từ lúc gieo đến khi có 50% cây con có 2 lá thật

+ Thời gian từ trồng đến ra hoa đầu (ngày): Tính từ lúc trồng đến khi có 50% cây ra hoa đầu tiên

+ Thời gian từ trồng đến khi bắt đầu thu hoạch (ngày): Tính từ lúc trồng đến khi thu hoạch dược liệu

+ Chiều cao cây (cm): Đo từ vị trí sát mặt đất đến đỉnh vuốt lá cao nhất + Số lá trung bình trên cây: lá/cây

+ Số cành cấp 1/cây

+ Số hoa/cây (bông): Đếm tổng số hoa trên cây

+ Số quả/cây (quả): Đếm tổng số quả trên cây

+ Số hạt chắc/quả (hạt): Đếm tổng số hạt chắc trên quả chín

+ Khối lượng 1000 hạt (g): Đếm 1000 hạt rồi cân khối lượng

+ Năng suất cá thể (g): Được tính là khối lượng dược liệu khô thu được trên mỗi cá thể

+ Năng suất thực thu (kg/ha): thu toàn bộ hoa trên toàn bộ diện tích mỗi lần nhắc lại sau đó phơi khô và cân khối lượng thu được

+ Năng suất lý thuyết (kg/ha)

Trong đó: NSCT: Năng suất cá thể (g)

Mức độ hiện diện của sâu hại được xếp ở các mức sau:

(+) : rất ít phổ biến (< 10% cây hoặc lá bị bệnh);

(++) : ít phổ biến (11– 25 % cây hoặc lá bị bệnh);

(+++) : Phổ biến (26 – 50 % cây hoặc lá bị bệnh);

(++++) : Rất phổ biến ( >50 % cây hoặc lá bị bệnh)

- Phương pháp giám định sâu và động vật hại: Các mẫu sâu và động vật hại thu về một phần được xử lý mẫu ướt, một phần làm mẫu khô để phân loại, một phần được nuôi tiếp để xác định loài Các mẫu trưởng thành của bộ cánh vảy và cánh cứng được bảo quản bằng cách căng và sấy trong tử sấy ở nhiệt độ 600C trong 3-4 ngày, sau đó đưa vào hộp mẫu gỗ để định loại Các loài trưởng thành thuộc bộ cánh thẳng, cánh nửa và sâu non, nhộng thuộc bộ cánh vảy cùng các loài thiên địch ký sinh được sơ chế rồi bảo quản trong các dung dịch bảo quản côn trùng (Viện Bảo vệ thực vật, 1997)

- Phân lập và giám định nấm gây bệnh: Mẫu bệnh điển hình sau khi thu thập về, loại bỏ phần lá và rửa sạch dưới vòi nước Cắt bộ phận bị bệnh thành những miếng nhỏ sao cho miếng cắt nằm ở ranh giới giữa mô bệnh và mô khỏe Khử trùng miếng cắt bằng ethanol 700 trong 5 giây, sau đó rửa sạch bằng nước cất vô trùng Thấm khô miếng cắt thành miếng nhỏ 5x5mm và cấy lên môi trường PDA Khi nấm đã phát triển với kích thước đường kính tản nấm 1-2cm, cấy truyền sang môi trường WA Nấm được làm thuần bằng cách cấy đỉnh sinh trưởng của sợi nấm từ môi trường WA sang môi trường PDA và CLA (Burgess

et al., 2008) Các mẫu nấm được nuôi trong phòng thí nghiệm ở điều kiện 25oC Sau 7 ngày, nấm được giám định dựa vào hình thái quan sát dưới kính hiển vi (Banerr and Hunter, 1998)

Đánh giá chất lượng dược liệu của các giống hồng hoa nhập nội

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng dược liệu các mẫu hồng hoa theo Dược điển quy định gồm có: Định tính dược liệu, độ ẩm dược liệu, tro toàn phần dược liệu và định lượng hoạt chất chính là Hydroxysafflor yellow A và Kaempferol Dược liệu là cánh hoa được thu khi cánh hoa bắt dầu chuyển từ mầu vàng sang mầu đỏ như mô tả bởi Dược điển Việt Nam IV (2009) và Dược điển Trung Quốc (2010)

- Bản mỏng: Silica gel 60 F254

- Dung môi triển khai: ethyl acetat: acid fomic: nước: methanol (7:2:3:0,4) Sau khi triển khai sắc ký, lấy bản mỏng ra, để khô trong không khí và phun thuốc thử boric oxalic Quan sát sắc ký đồ UV 366 nm (trước và sau khi phun thuốc thử)

Phân tích độ ẩm: Độ ẩm của dược liệu được xác định theo phương pháp được mô tả tại phụ lục 12.13 của Dược điển Việt Nam IV (2009)

Phân tích tro toàn phần: Hàm lượng tro toàn phần của dược liệu được tiến hành theo phương pháp được mô tả ở phụ lục 9.8 của Dược điển Việt Nam IV (2009) Định lượng hydroxysafflor yellow A và kaempferol có trong dược liệu hồng hoa

Chất lượng dược liệu hồng hoa được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) theo Dược điển Trung Quốc (2010) Chất lượng dược liệu hồng hoa được xác định bằng so sánh nồng độ các chất Hydroxysafflor yellow A

và Kaempferol trong dược liệu với nồng độ chuẩn trong dược điển Chất lượng được liệu hồng hoa đạt chất lượng khi nồng độ của chúng không thấp hơn nồng

độ quy định trong Dược điển

Định lượng hydroxysafflor yellow A trong dược liệu hồng hoa:

Chuẩn bị mẫu Hydroxysafflor yellow A (HSFA) đối chiếu: cân chính xác khoảng 5 mg mẫu chất, hoà tan trong chính xác 5 ml methanol/nước (1/4), thu được dung dịch mẫu HSFA đối chiếu có nồng độ khoảng 1 mg/ml Từ dung dịch này, tiến hành pha loãng với các hệ số pha loãng khác nhau để thu được các dung dịch xây dựng đường chuẩn

Chuẩn bị mẫu thử: cân chính xác khoảng 0,4 (g) dược liệu Hồng hoa đã tán nhỏ, sấy khô và xác định độ ẩm Chuyển vào bình tam giác 50 ml, thêm khoảng 25 ml methanol/nước (1/4), siêu âm trong 30 phút, lọc vào bình định mức

50 ml Thêm tiếp 20 ml methanol/nước (1/4) vào bã, siêu âm tiếp trong 20 phút, lọc tiếp vào bình định mức 50 ml trên Bổ sung bằng methanol/nước (1/4) đến vạch mức, thu được dung dịch mẫu thử có nồng độ chính xác khoảng 2 mg/ml Phân tích hoạt chất Hydroxysafflor yellow A

Hydroxysafflor yellow A được định lượng trên hệ thống máy sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), hãng Shimadzu, Nhật Bản Sử dụng cột C18, hệ dung môi Acetonitril (B) – H3PO4 0,05 % (A) Tốc độ dòng: 0,4 ml/phút, ở bước sóng UV: 403 nm Chương trình rửa giải như sau:

Định lượng kaempferol có trong dược liệu hồng hoa:

Chuẩn bị mẫu Kaempferol đối chiếu: cân chính xác khoảng 5 mg mẫu chất, hoà tan trong chính xác 5 ml methanol thu được dung dịch mẫu Kaempferol đối chiếu có nồng độ khoảng 1 mg/ml Từ dung dịch này, tiến hành pha loãng với các hệ số pha loãng khác nhau để thu được các dung dịch có nồng độ khác nhau

để xây dựng đường chuẩn

Chuẩn bị mẫu thử: cân chính xác khoảng 0,5 (g) dược liệu Hồng hoa đã tán nhỏ, sấy khô và xác định độ ẩm Chuyển vào bình cầu có dung tích 100 ml, thêm khoảng 25 ml methanol, chiết hồi lưu ở 700C trong 60 phút Để nguội, cân và bổ sung bằng methanol đến khối lượng ban đầu Lọc để thu được dịch lọc Lấy chính xác 15,0 ml dịch lọc, thêm 5 ml acid hydrochloric (15 % - 37 %) vào, trộn đều, đun hồi lưu để thủy phân trong 30 phút, làm lạnh, chuyển vào bình định mức 25

ml trên Bổ sung bằng methanol đến vạch mức, thu được dung dịch mẫu thử

Phân tích hoạt chất kaempferol:

Kaempferol được định lượng trên hệ thống máy sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) của hãng Shimadzu, Nhật Bản sản xuất Sử dụng cột C18, hệ dung môi Acetonitril (B) – H3PO4 0,01 % (A) Tốc độ dòng: 1,0 ml/phút, ở bước sóng UV:

265 nm Chương trình rửa giải như sau: