NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG CÁC LOÀI THỰC VẬT CÓ TINH DẦU Ở KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN PÙ HOẠT, TỈNH NGHỆ AN Chuyên ngành: Thực vật học Mã số: 9.42.01.11 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ --- NGUYỄN THÀNH CHUNG NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG CÁC LOÀI THỰC VẬT CÓ TINH DẦU Ở KHU BẢO TỒ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-

NGUYỄN THÀNH CHUNG

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG CÁC LOÀI THỰC VẬT

CÓ TINH DẦU Ở KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN

Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm

Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học 1: TS Đỗ Ngọc ĐàiTS Đỗ Ngọc Đài

Người hướng dẫn khoa học 2: PGS TS Trần Minh HợiS Nguyễn Thị Thanh Hương

Phản biện 1: PGS TS Nguyễn Trung Thành

Phản biện 2: GS.TS Lê Mai Hương

Phản biện 3: PGS TS Phạm Hồng Ban

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ ’, ngày … tháng … năm 202…

Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Các loài thực vật có tinh dầu là nguồn nguyên liệu rất cần thiết đối với nhiều ngành công nghiệp chế biến (dược phẩm, thực phẩm, hóa mỹ phẩm,…), cũng như với các nhu cầu sử dụng hàng ngày trong cuộc sống của con người (làm gia vị, làm thuốc, sát trùng, làm cảnh, cải tạo môi trường,…) Bản chất hóa học cùng các đặc tính đa dạng, các giá trị ứng dụng của tinh dầu có mối quan hệ khá chặt chẽ với các taxon thực vật (họ, chi, loài, thứ,…) cũng như các yếu tố sinh thái (khí hậu, đất đai…) và điều kiện thu hái, chế biến…Các taxon thực vật khác nhau thường có khả năng sinh tổng hợp khác nhau và tích lũy những nhóm các hợp chất tinh dầu có các thành phần hóa học khác nhau, với các đặc tính và các công dụng khác nhau Nghiên cứu các cây tinh dầu gắn liền với tính đa dạng của chúng là các cơ sở khoa học rất cần thiết đối với nhiệm vụ bảo tồn, khai thác, sử dụng và phát triển bền vững

Nhu cầu về tinh dầu thực vật đối với kinh tế, xã hội… ở nước ta cũng như trên thế giới đã ngày càng nhiều, càng tăng, càng đa dạng cả về khối lượng và chất lượng

Hệ Thực vật Việt Nam hiện dự kiến có khoảng 12.000 loài thực vật có mạch, trong đó đã thống kê được khoảng 650 loài thực vật có tinh dầu Đây là nguồn tài nguyên thực vật có tiềm năng rất lớn đối với kinh tế và xã hội Những năm gần đây đã

có một số công trình lớn điều tra, khảo sát nguồn thực vật có tinh dầu ở các vùng khác nhau như vùng Bắc Trung Bộ và Đông Bắc Việt Nam Hàng trăm loài có tinh dầu, trong

đó có nhiều loài cho tinh dầu quý, có giá trị có thể khai thác và phát triển

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),

Như vậy, nhóm cây tinh dầu của Việt Nam có số lượng lớn và phân bố rộng trong nhiều họ Đây là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, nhất là các hợp chất hóa học, nhằm phát huy thế mạnh để bảo vệ nguồn gen cũng như các hợp chất hóa học Nhiều loài cây tinh dầu ở Việt Nam có thể sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như: vừa có khả năng cung cấp tinh dầu vừa có khả năng sử dụng vào mục đích kinh tế

Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt là một trong những khối núi lớn của Việt Nam với độ cao 2.457 m, nằm trong phạm vi 9 xã: Tri Lễ, Tiền Phong, Thông Thụ, Hạnh Dịch, Nậm Giải, Đồng Văn, Nậm Nhóng, Cắm Muộn và Châu Thôn huyện Quế Phong, ở phía Tây Bắc tỉnh Nghệ An, có tọa độ địa lý từ 19o27'46” đến 19o59'55” độ vĩ Bắc, 104o37'46’’đến 105o11'11” độ kinh Đông Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt với tổng diện tích là 90.741 ha Đến nay, chưa có công trình nào nghiên cứu về các loài thực vật có tình dầu

một cách đầy đủ và hệ thống tại khu vực này Chính vì vậy, nghiên cứu sinh thực hiện đề

tài luận án “Nghiên cứu đa dạng các loài thực vật có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt, tỉnh Nghệ An”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Điều tra, thu thập mẫu thực vật, xác định tên khoa học và lập danh lục các loài thực vật có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Tiên nhiên Pù Hoạt

- Đánh giá được tính đa dạng về thành phần loài thực vật có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt

- Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định và kháng ấu trùng muỗi của một số loài được phân tích thành phần hóa học tinh dầu

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học

Đã lập được danh lục các loài thực vật có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt, tỉnh Nghệ An và ghi nhận 3 loài bổ sung cho Hệ Thực vật Việt Nam Chưng cất, xác định hàm lượng, thành phần hóa học tinh dầu của 34 mẫu thuộc 25 loài trong 6 họ thực vật và 15 loài lần đầu tiên được nghiên cứu thành phần hoá học tinh dầu Đánh giá hoạt tính kháng kháng vi sinh vật kiểm định của 23 mẫu tinh dầu và hoạt tính kháng ấu trùng muỗi của 18 mẫu trong 17 loài thuộc 6 họ thực vật có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt

khảo; Phụ lục 1,2,3,4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Vai trò và ứng dụng của tinh dầu

Tinh dầu đã được con người sử dụng từ khá sớm trong các hoạt động thường ngày của đời sống như dùng các loài thực vật để xông giải cảm, đốt thân cây; gốc cây để đuổi muỗi, làm hương, hay lấy tinh dầu để ướp xác vua chúa Ngày nay, tinh dầu được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm, …

1.2 Tinh dầu, đặc tính và giá trị của tinh dầu

Căn cứ vào cấu tạo phân tử hóa học, các hợp chất của tinh dầu thường được sắp xếp vào 4 nhóm chủ yếu sau: Các hợp chất aliphatic (các alcohol béo), các aliphatic alcohol có mùi thơm nhẹ, các terpen và dẫn xuất của chúng, các dẫn xuất benzene, các thành phần khác

1.3 Nguồn tài nguyên thực vật có tinh dầu

Cho đến nay, theo thống kê của các nhà khoa học trên thế giới có hơn 3.000 loài thực vật thuộc 120 họ thực vật có mạch chứa tinh dầu đã được biết Các loài cây có tinh dầu phân bố khắp trên thế giới Trong đó, ở vùng nhiệt đới có số lượng các loài cây có tinh dầu nhiều nhất (chiếm khoảng 50% tổng số loài cây có tinh dầu trên toàn cầu) Những họ có số lượng loài chứa tinh dầu nhiều nhất là: Họ Sim (Myrtaceae), Bạc hà (Lamiaceae), Hoa tán (Apiaceae), Cúc (Asteraceae), Cam (Rutaceae), Long não (Lauraceae), Thông (Pinaceae), Hoa hồng (Rosaceae), Gừng (Zingiberaceae), Hoàng đàn (Cuprescaceae), Cỏ roi ngựa (Verbenaceae) Chình vì vậy, trong nghiên cứu này tác giả lựa chọn các loài trong 6 họ Cúc (Asteraceae), Long não (Lauraceae), Gừng (Zingiberaceae), Cỏ roi ngựa (Verbenaceae), Na (Annonaceae), Sim (Myrtaceae), để tiến hành nghiên cứu, đánh giá thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học

1.4 Tình hình nghiên cứu về tinh dầu và hoạt tinh sinh học của tinh dầu trên thế giới

1.4.1 Họ Na (Annonaceae)

Họ Na (Annonaceae) đã có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hoá học và

hoạt tính sinh học từ tinh dầu Chi Uvaria được nghiên cứu bởi các loài, Uvaria chamae, Uvaria rufa, Uvaria concava, Uvaria ovata, Uvaria tortilis, Uvaria scheffleri

1.4.2 Họ Cúc (Asteraceae)

Họ Cúc là một họ có nhiều chi và loài chứa tinh dầu Nghiên cứu về tinh dầu họ

này chủ yếu các trình tập trung vào các chi Ageratum, Artemisia, Blumea, Chromolena, Wedelia, Xanthium,… Các công trình nghiên cứu của Robert Vera, Ram S Verma và

cộng sự (2016), Vilma Kaskoniene và cộng sự (2011), Liang Zhu và cộng sự (2011), Maria Rose Jane R Albuquerque và cộng sự, Z Parveen và cộng sự (2017),

1.4.3 Họ Long não (Lauraceae)

Họ Long não được nghiên cứu tinh dầu từ khá sớm vì có nhiều loài được ứng

dụng trong thực tế đặc biệt các loài thuộc chi Cinnamomum, Litsea, Machilus Nghiên cứu thành phần hoá học tinh dầu, hoạt tính sinh học của họ Long não (Lauraceae) trên thế giới được đề cập rất nhiều vì đây là họ thực vật có nhiều ứng dụng trong đời sống của con người

1.4.4 Họ Ngọc lan (Magnoliaceae)

Họ Ngọc lan cũng được nhiều nhà khoa học quan tâm vì đây là họ có nhiều loài làm cảnh, cho gia vị, lấy gỗ Hiện nay, đã có một số công trình nghiên cứu về tinh dầu của họ này của Zheng và cộng sự (2015), Scharf và cộng sự (2016),

1.4.5 Họ Cỏ roi ngựa (Verbenaceae)

Họ Cỏ roi ngựa (Verbenaceae) phân bố rộng khắp trên thế giới Nghiên cứu về

tinh dầu họ này chưa nhiều, chủ yếu các công trình tập trung vào chi Lantana, Vitex,

Aloysia, Premna, Các công trình chủ yếu của Dua V K và cộng sự (2008), de Oliveira

Từ loài Zingiber montanum đã được nghiên cứu nhiều về tinh dầu cũng như hoạt

tinh sinh học; thân rễ loài này phân bố ở Thái Lan được xác đinh chủ yếu là sabinene (34,0-53,5%), (E)-1-(3,4-dimethoxyphenyl) butadiene (DMPBD) (1,0-27,5%) và terpinen-4-ol (11,5-30,0%); ở Ấn Độ được đặc trưng bởi sabinene (13,5–38,0%), (E)-1-(3',4'-dimethoxyphenyl) buta-1,3-diene (DMPBD; 20,1–35,3%), terpinen-4-ol (9,0–31,3%), γ-terpinene (1,1–4,8%) và β-phellandrene (1,0–4,4%) Trong tinh dầu lá chủ yếu là sabinene (15.0%), β-pinene (14,3%), caryophyllene oxide (13,9%) và

caryophyllene (9,5%) Nhiều công trình công bố trong tinh dầu thân rễ của loài Zingiber zerumbet chủ yếu là hợp chất zerumbone

1.5 Nghiên cứu về các loài thực vật có mạch và thực vật có tinh dầu ở Việt

Các công trình công bố về thành phần hoá học tinh dầu điển hình như Lã Đình Mỡi

và cộng sự (2001, 2002), Đỗ Tất Lợi (1985), Lưu Đàm Cư (1999), Trần Minh Hợi, Trần Huy Thái (2002), Lê Thị Hương và cộng sự (2021), Lê Công Sơn (2013), Nguyễn Viết Hùng (2016), Lê Đông Hiếu (2017), Hoàng Văn Chính (2019), Lê Duy Linh (2020), Trịnh Thị Hương (2021),

1.5.1 Họ Na (Annonaceae)

Họ Na (Annonaceae) là họ được nghiên cứu về tinh dầu khá đầy đủ Nhóm tác giả Trần Đình Thắng và cs (2014) đã xuất bản cuốn sách chuyên khảo “Tinh dầu của một số loài trong họ Na (Annonaceae) ở Việt Nam” Nhóm tác giả đã công bố 73 loài và thứ được phân tích tinh dầu Trong đó có nhiều loài đặc hữu ở Bắc Trung Bộ và Việt Nam Ngoài ra, còn có các công trình của Nguyễn Viết Hùng (2016) khi nghiên cứu Hệ Thực vật có tinh dầu ở VQG Pù Mát đã công bố thành phần hoá học tinh dầu 04 loài trong họ này

1.5.2 Họ Cúc (Asteraceae)

Ở Việt Nam, nghiên cứu về thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của các loài trong họ Cúc (Asteraceae) chưa được đề cập nhiều, chỉ một số công trình như: Nguyễn Thị Chung và cộng sự (2011), Nguyễn Huy Hùng và cộng sự (2019, 2020),…

1.5.3 Họ Long não (Lauraceae)

Các công trình nghiên cứu về họ Long não chủ yếu như Lê Công Sơn (2013), Trần Đình Thắng và cộng sự (2013), Đỗ Ngọc Đài và cộng sự (2019, 2020),

1.5.4 Họ Cỏ roi ngựa (Verbenaceae)

Nghiên cứu tinh dầu họ này ở Việt Nam có một số công trình của Trần Huy Thái và cộng sự (2006), Nguyễn Văn Bời và cộng sự (2002), Đỗ Ngọc Đài và cộng sự (2015),…

1.5.5 Họ Gừng (Zingiberaceae)

Họ Gừng ở Việt Nam được nghiên cứu khá nhiều về thành phần hoá học tinh dầu Nguyễn Xuân Dũng và cộng sự (1993), Phan Minh Giang và cộng sự (2011), Lê Duy Linh và cộng sự (2020), Nguyễn Danh Hùng và cộng sự (2019), Lê Thị Hương và cộng

sự (2020), Trịnh Thị Hương (2021),

1.6 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của Khu BTTN Pù Hoạt

Phần này nêu lên đặc điểm cơ bản của điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, đặc điểm hệ thực vật ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các loài thực vật có mạch cho tinh dầu phân bố

ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt, tỉnh Nghệ An

2.2 Thời gian nghiên cứu

Quá trình điều tra thu thập mẫu vật từ tháng 12/2019 đến tháng 12 năm 2021; được chia làm 15 đợt với 9 tuyến khảo sát chính gồm: tuyến Hạnh Dịch, Thông Thụ, Đồng Văn, Tiền Phong, Tri Lễ, Nậm Giải, Châu Thôn, Nậm Nhóng, Cắm Muộn Dựa vào các tài liệu của Lã Đình Mỡi và cộng sự (2000) và nhận biết các loài thực vật qua mùi vị đặc trưng, đã tiến hành thu thập mẫu của các loài cây có tinh dầu Đối với các loài có khả năng thu hái trên 1 kg tười thì ngoài thu mẫu tiêu bản còn thu mẫu để phục vụ đánh giá hàm lượng, thành phần hóa học tinh dầu Đối với những loài khác chưa thu được mẫu để chưng cất tinh dầu thì chỉ thu mẫu làm tiêu bản và xác định tên khoa học Kết quả đã có hơn 1.256 mẫu được thu, trong đó có 58 mẫu được chưng cất tinh dầu

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Điều tra, xử lý mẫu vật, lập danh lục các loài thực vật có mạch cho tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt, tỉnh Nghệ An

- Đánh giá tính đa dạng các loài thực vật có mạch cho tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt, tỉnh Nghệ An

- Xác định hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu của một số loài thuộc một

số họ thực vật có tinh dầu

- Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định và kháng ấu trùng muỗi của một số loài được phân tích thành phần hóa học tinh dầu

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp kế thừa tài liệu

Kế thừa các tài liệu đã công bố trước đó về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, các công trình nghiên cứu về các loài thực vật có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù

Hoạt

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu điều tra thực địa

Điều tra thực địa dựa vào các tài liệu của Nguyễn Nghĩa Thìn (2007) và Nguyễn Tiến

Bân (1997)

2.4.3 Xác định điểm và tuyến nghiên cứu

Việc xác định điểm và tuyến nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp của Nguyễn Nghĩa Thìn (2007) Cụ thể: Dựa vào bản đồ địa hình và bản đồ hiện trạng sử dụng đất của khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt, tiến hành vạch tuyến và điểm nghiên cứu Các điểm và tuyến nghiên cứu đi qua các sinh cảnh khác nhau đặc trưng cho khu vực nghiên cứu Sử dụng la bàn, máy định vị vệ tinh GPS và bản đồ để xác định vị trí của tuyến thu mẫu, các điểm nghiên cứu ngoài thực địa

2.4.4 Phương pháp thu mẫu và xử lý sơ bộ mẫu ngoài thực địa

Nguyên tắc thu mẫu thực hiện theo Nguyễn Nghĩa Thìn (2007):

Các mẫu thu có đủ cả bộ phận dinh dưỡng, sinh sản, được gắn số hiệu và ghi lại các thông tin sơ bộ ngoài thực địa, các thông tin này sẽ được chép vào sổ thu mẫu Sau đó, với các mẫu nhỏ được bỏ trong túi nilon kín có kẹp miệng, còn các mẫu khác được gói trong

tờ giấy báo xếp thành từng chồng và cho vào túi nilon lớn hơn chứa dung dịch pha cồn để bảo quản; mẫu thu được kẹp trong giấy báo khổ A3 và nẹp tạm thời bằng kẹp mắt cáo bằng gỗ

2.4.5 Phương pháp xử lý và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm

Các mẫu vật thu thập trong quá trình thực địa được mang về phân tích và xử lý trong phòng thí nghiệm để phục vụ cho công tác nghiên cứu cũng như lưu trữ

Ép mẫu: Trước khi sấy mẫu, ép phẳng mẫu trên giấy báo dày, đảm bảo toàn bộ

phiến lá được duỗi hoàn toàn, không bị quăn mép, các bộ phận của hoa hoặc quả được

mở hoặc bổ ra để tiện cho việc phân tích, ép và sấy mẫu Tập mẫu ép giữa các lớp báo dày và tấm alumin thoát nhiệt sẽ được bó chặt giữa đôi cặp ô vuông (mắt cáo) trước khi cho vào sấy

Sấy mẫu và tẩm mẫu: Mẫu mang về sau khi ép được sấy ngay Khi sấy đã để mẫu

dựng đứng để nước bốc hơi dễ dàng và mẫu chóng khô Hàng ngày tiến hành thay giấy báo mới cho mẫu chóng khô Mẫu tẩm cồn được mở các bó mẫu nhằm cho hơi cồn bốc hơi trước khi dùng báo mới ép lại để tránh mùi khó chịu khi sấy

Phân tích mẫu: Mẫu được ép, sấy, làm thành tiêu bản, hoàn chỉnh lý lịch khi xác

định được tên So mẫu nghiên cứu với bộ mẫu chuẩn (như ở Phòng tiêu bản Thực vật - Khoa Nông Lâm Ngư, Trường Đại học Kinh tế Nghệ An; Phòng Thực vật - Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật,…), xác định tên loài dựa vào các đặc điểm của cành, lá, hoa, quả

Các tài liệu sử dụng trong quá trình xác định tên khoa học của loài gồm:

- Cây cỏ Việt Nam (Phạm Hoàng Hộ, 1999 - 2000)

- Cẩm nang tra cứu và nhận biết các họ thực vật Hạt kín ở Việt Nam (Nguyễn Tiến Bân, 1997); Danh lục các loài thực vật Việt Nam, tập II, III

- Flora of China (1994-2002)

- Thực vật chí Việt Nam: Na –Annonaceae; Hoa Môi – Lamiaceae; Cỏ roi ngựa – Verbenaceae; Cúc – Asteraceae; Long não – Lauraceae; Gừng – Zingiberaceae

Chỉnh lý tên khoa học và xây dựng danh lục: Sắp xếp tên họ và chi theo R.K

Brummitt (1992) Tên đầy đủ của loài cùng với các thông tin về yếu tố địa lý, dạng sống

và giá trị sử dụng được dựa vào các tài liệu: “Danh lục các loài thực vật Việt Nam” (2003, 2005) và các tài liệu liên quan khác

2.4.6 Phương pháp đánh giá tính đa dạng của thực vật chứa tinh dầu của hệ thực vật

- Đa dạng về các taxon của các loài thực vật có tinh dầu: Theo phương pháp của

Nguyễn Nghĩa Thìn (2007)

+ Đánh giá đa dạng các taxon cho tinh dầu trong ngành (thống kê số loài, chi và

họ theo từng ngành thực vật có tinh dầu, trên cơ sở dựa vào bảng danh lục thực vật các loài có tinh dầu, tính tỷ lệ % của các taxon để thấy được mức độ đa dạng của chúng)

+ Đánh giá đa dạng loài có tinh dầu của các họ (xác định họ nhiều loài, tính tỷ lệ

% số loài của các chi đó so với toàn bộ của cả các loài thực vật chứa tinh dầu)

+ Đánh giá đa dạng loài của các chi (xác định chi giàu loài, tính tỷ lệ % số loài các chi đó so với toàn bộ số loài của cả các loài hực vật chứa tinh dầu)

- Đa dạng về dạng thân: Tiến hành xác định, phân tích dạng thân của các loài cây

có tinh dầu theo “Tên cây rừng Việt Nam”

- Đa dạng về giá trị sử dụng của các loài thực vật có tinh dầu: Điều tra và nghiên

cứu các loài thực vật có tinh dầu ở khu vực nghiên cứu Tiến hành thống kê các loài có giá trị sử dụng từ bảng danh lục thực vật ở khu vực nghiên cứu bằng các tài liệu chuyên ngành, như: “Từ điển cây thuốc Việt Nam” (2012); “1900 loài cây có ích ở Việt Nam” (1993); “Danh lục các loài thực vật Việt Nam” (2003, 2005); “Cây cỏ Việt Nam” (1999

- 2000); Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam

- Đa dạng các loài thực vật quý hiếm có tinh dầu và vấn đề bảo tồn: Căn cứ vào

các tiêu chuẩn của Sách Đỏ Việt Nam (2007), thang đánh giá của IUCN (2021), Nghị định số 84/2021/NĐ-CP về Danh mục thực vật rừng nguy cấp, quý, hiếm

2.4.7 Nghiên cứu tách chiết và phân tích thành phần hoá học của tinh dầu

2.4.7.1 Thu thập mẫu và chưng cất tinh dầu

Mẫu để chưng cất tinh dầu là các bộ phận riêng biệt của cây (lá, thân, rễ, hoa, quả, hạt) 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 Clevenger trong thời gian 2-4 giờ ở áp suất thường, theo tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam V (2017)

2.4.7.2 Phương pháp định lượng tinh dầu

Tinh dầu của các bộ phận khác nhau được định lượng theo phương pháp I (Dược điển Việt Nam V, 2017)

2.4.7.3 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 6890N 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 4o

C/phút cho đến 220o

C, 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 6890N/ HP 5973 MSD với cột tách và các điều kiện vận hành sắc ký như nêu ở trên và với Heli làm khí mang

2.4.7.4 Phương pháp đánh giá tinh dầu

Việc xác định định tính các thành phần của tinh dầu được thực hiện bằng các phương pháp sau: Dựa trên giá trị của chỉ số lưu giữ (Retention Index), xác định với một dãy các đồng đẳng n-alkan trong cùng một điều kiện sắc ký Dựa trên sắc ký nội chuẩn (co-injection) với các chất chuẩn thương mại (của hãng Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA) hoặc với các thành phần tinh dầu đã biết Dựa trên phổ khối lượng, so sánh với phổ khối lượng tìm thấy trong các ngân hàng dữ liệu (NIST 08 và Wiley 9th Version) hoặc so sánh với các dữ liệu của các tài liệu tham khảo

2.4.7.5 Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng VSV kiểm định

* Thử vi sinh vật kiểm định

Các chủng vi sinh vật được sử dụng để thử hoạt tính: Vi khuẩn gram dương:

Enterococcus faecalis ATCC29212; Staphylococcus aureus ATCC25923; Bacillus cereus ATCC14579; Vi khuẩn gram âm: Escherichia coli ATCC25922; Pseudomonas aeruginosa ATCC27853; Salmonella enterica ATCC13076; Chủng nấm men: Candida albican ATCC10231

Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định được thực hiện dựa trên phương pháp pha loãng đa nồng độ Đây là phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định nhằm đánh giá mức độ kháng mạnh, yếu của các mẫu thử thông qua các giá trị thể hiện hoạt tính là MIC (nồng độ ức chế tối thiểu) Mẫu ban đầu được pha loãng trong DMSO (Dimethyl sulfoxit) ở dải nồng độ giảm dần: 256 µg/ml, 128 µg/ml, 64 µg/ml, 32 µg/ml,

16 µg/ml, 8 µg/ml, 4 µg/ml và 2 µg/ml với số thí nghiệm lặp lại N=3 Chuẩn bị dung dịch vi khuẩn hoặc nấm với nồng độ 2×105CFU/ml

* Thử hoạt tính kháng ấu trùng muỗi

Hoạt tính kháng ấu trùng muỗi được xác định bằng phương pháp Muench

Reed-Muỗi và ấu trùng: Reed-Muỗi trưởng thành Aedes aegypti, Aedes albopictus và Cules quinquefasciatus được thu thập tại phường Hòa Khánh Nam, quận Liên Chiểu, thành

phố Đà Nẵng (16°03'14,9"N, 108°09'31,2"E) Muỗi trưởng thành được duy trì trong lồng côn trùng (40 × 40 × 40 cm) và cho ăn 10% dung dịch đường và được cho ăn máu trên chuột Trứng nở được gây ra với nước máy Ấu trùng được nuôi trong các khay nhựa (24 × 35 × 5 cm) Ấu trùng được cho ăn bánh quy chó và bột men theo tỷ lệ 3: 1 Tất cả các giai đoạn được thực hiện ở 25 ± 2° C, độ ẩm tương đối 65-75%, và một chu

kỳ tối 12: 12 tại Trung tâm Sinh học Phân tử, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ cao, Đại học Duy Tân

* Phương pháp xử lí số liệu

Số liệu được xử lí trên phần mềm Microsoft Office Excel 2016

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đa dạng các loài thực vật có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt

3.1.1 Đa dạng về bậc ngành

Kết quả điều tra, nghiên cứu các loài cây có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên

Pù Hoạt, đã xác định được 496 loài, thuộc 177 chi và 52 họ trong 2 ngành thực vật có mạch là Ngọc lan (Magnoliophyta) và Thông (Pinophyta) (Bảng 3.1) Trong đó, đã bổ

sung 3 loài cho hệ thực vật Việt Nam là Lãnh công quảng tây (Fissistigma kwangsiensis Tsiang & P T Li) và Ngải tiên (Hedychium villosum var tenuiflorum Wall ex Baker)

và Gừng lá bắc cong (Zingiber recurvatum S Q Tong & Y M Xia)

Bảng 3.1 Phân bố cây tinh dầu trong các ngành của Hệ Thực vật Khu BTTN Pù Hoạt

Sự phân bố không đều nhau của các taxon không chỉ được thể hiện giữa các ngành mà còn được thể hiện giữa các taxon lớp trong ngành Ngọc lan

Lớp Ngọc lan (Magnoliopsida) có số lượng các taxon chiếm ưu thế trên 75% tổng

số họ, chi và số loài của ngành; lớp Hành (Liliopsida) với 7 họ (chiếm 13,46%); 17 chi (chiếm 9,60%) và 61 loài (chiếm 12,37%) Điều này hoàn toàn hợp lý, vì lớp Ngọc lan luôn chiếm ưu thế so với lớp Hành và phù hợp với các công trình nghiên cứu của Lã Đình Mỡi và cs (2001), khi nghiên cứu cây có tinh dầu ở các khu hệ thực vật khác của Việt Nam

Tuy nhiên, trong danh lục thực vật Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt, Nghệ An năm 2020 đã thống kê được 197 loài cây có tinh dầu (Đỗ Ngọc Đài và cs Như vậy, quá trình điều tra đã xác định và bổ sung cho Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt hơn 200 loài thực vật có tinh dầu, nâng tổng số loài cây có tinh dầu hiện biết ở đây là 496 loài Ngoài

ra, cứ 5,7 họ của lớp Ngọc lan thì có 1 họ của lớp Hành; 8,9 chi của lớp Ngọc lan thì có

1 chi của lớp Hành và 6,9 loài của lớp Ngọc lan và có 01 loài của lớp Hành

3.1.2 Đa dạng về bậc họ

Trong số 52 họ thực vật có tinh dầu đã xác định được ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên

Pù Hoạt thì có 10 họ đa dạng nhất (từ 14 đến 122 loài), chiếm 19,23% tổng số họ, chiếm 61,58% tổng số chi và 397 loài chiếm 80,53% tổng số loài Các họ điển hình là Long não (Lauraceae) - 122 loài, Na (Annonaceae) - 55 loài, Gừng (Zingiberaceae) – 52 loài, Cúc (Asteraceae) – 41 loài, Cam (Rutaceae) - 36 loài

Bảng 3.2 Các họ đa dạng nhất cho tinh dầu ở Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt

Để đánh giá các chi đa dạng nhất của các loài thực vật có tinh dầu, đã thống kê được

10 chi chiếm 5,65% tổng số chi nhưng với 163 loài, chiếm 33,06% tổng số loài cây có tinh dầu ở Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt Kết quả được thống kê qua bảng 3.3

Bảng 3.3 Các chi đa dạng nhất có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt

Như vậy, với 10 chi đa dạng nhất trong số 177 chi của các loài thực vật có tinh dầu (từ 9-32 loài) chiếm 5,65% tổng số chi nhưng có 163 loài, chiếm 33,06% tổng số loài, gồm

các chi như: Màng tang (Litsea) - 32 loài, Quế (Cinnamomum) - 26 loài, Trâm (Syzygium)

- 18 loài, Lãnh công (Fissistigma) - 17 loài, Riềng (Alpinia) - 14 loài, Hồ tiêu (Piper) -

3.1.5 Các loài thực vật bổ sung cho Hệ Thực vật Việt Nam

Phần này mô tả bổ sung 03 loài cho Hệ Thực vật Việt Nam

3.1.6 Đa dạng về dạng thân

Qua điều tra về dạng thân của các loài thực vật có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt, 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 3.6)

Bảng 3.6 Dạng thân của các loài cây có tinh dầu ở Khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt

1 Gỗ lớn (cao từ 16 m trở lên) GOL 140 28,23

Từ bảng trên cho thấy, các loài thực vật có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên

Pù Hoạt thuộc 5 nhóm dạng thân chính Trong đó, cây gỗ lớn với 140 loài, chiếm 28,23% chủ yếu trong ngành Thông, các họ trong ngành Ngọc lan (Magnoliaceae), Long não (Lauraceae), Sim (Myrtaceae),…; cây gỗ nhỏ với 134 loài, chiếm 27,02% tổng số loài với các họ chủ yếu là Xoài (Anacardiaceae), Na (Annonaceae), Nhân sâm (Araliaceae), Cam (Rutaceae), Long não (Lauraceae), Sim (Myrtaceae), Ngọc lan (Magnoliaceae),…; nhóm cây thân bụi với 79 loài, chiếm 15,93% tập trung chủ yếu thuộc các họ Cam (Rutaceae), Cỏ roi ngựa (Verbenaceae), Sim (Myrtaceae), Thầu dầu (Euphorbiaceae), Nhân sâm (Araliaceae), Na (Annonaceae),…; thân leo với 15 loài, chiếm 3,02 % tập trung ở các họ Hồ tiêu (Piperaceae), Tiết dê (Menispermaceae),…; thân thảo với 128 loài, chiếm 25,81% điển hình trong các họ Gừng (Zingiberaceae), Cúc (Asteraceae), Ráy (Araceae), Bạc hà (Lamiaceae), …Từ kết quả đó góp phần định hướng cho việc khai thác, trồng và sử dụng nhuồn tài nguyên thực vật cho tinh dầu đạt hiệu quả

3.1.7 Đa dạng về giá trị sử dụng

Ngoài giá trị chính sử dụng cho tinh dầu thì các loài nghiên cứu được thống kê về các giá trị sử dụng khác nhu làm thuốc, ăn được, làm gia vị, cho gỗ, Giá trị sử dụng của các loài thực vật có tinh dầu được trình bày ở bảng 3.7

- Nhóm cây cho tinh dầu: Đây là các loài thực vật chứa tinh dầu (tất cả các loài đều chứa tinh dầu nên đã được nghiên cứu nhiều, điển hình như các công trình của Lã Đình Mỡi và cs 2001), Trần Đình Thắng và cs (2014), Lưu Đàm Cư và cs (2020), Lê Thị Hương và cs (2021)…) Ngoài ra, một số loài trong quá trình nghiên cứu đã chưng

cất và phân tích thành phần hóa học của tinh dầu như: Chắp to khoẻ (Beilschmiedia robusta C.K Allen), Re cuống dài (Cinnamomum longepetiolatum Kosterm.), Quế bời lời (Cinnamomum polyadelphum (Lour.) Kosterm), Ẩn hạch vàng (Cryptocarya concinna Hance), Mò quả to (Cryptocarya impressa Miq.), Cà đuối nhuộm (Cryptocarya infectoria (Blume) Miq.), Hoa trứng gà (Magnolia coco (Lour.) DC.), Tu

hú thân gỗ (Calliacrpa arborea Roxb.), Tử châu đỏ (Callicarpa rubella Lindl.), Gừng lá mới (Zingiber neotruncatum T.L Wu, K Larsen & Turland), Gừng lá bắc cong (Zingiber recurvatum S.Q Tong & Y.M Xia),

Bảng 3.7 Giá trị sử sụng của các loài thực vật có tinh dầu ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên

Pù Hoạt

TT Giá trị sử dụng Ký hiệu Số lƣợng Tỷ lệ %

8 Nhóm cây cho độc, tannin và

- Nhóm cây làm cảnh với 23 loài thuộc các họ Kim giao (Podocarpaceae), Na (Annonaceae), Cúc (Asteraceae), Ngọc lan (Magnoliaceae),Trâm (Myrtaceae),… một số

loài được sử dụng trồng làm cảnh điển hình như: Móng rồng hồng kông (Artabotrys hongkongensis Hance), Hoa giẻ thơm (Desmos chinensis Lour.), Hoa giẻ nam bộ (Desmos cochinchinensis Lour.),…

- Nhóm cây ăn được với 55 loài: Đây là nhóm cũng được người dân sử dụng lá để dùng làm rau ăn hàng ngày hay ăn quả, một số loài điển hình như: Chân chim tám lá

(Schefflera heptaphylla (L.) Harms), Sẻn (Zanthoxylum acanthopodium DC.), Hoàng mộc nhiều gai (Zanthoxylum myriacanthum Wall ex Hook.f.),…