Nghiên cứu đặc điểm hình thái và cấu tạo giải phẫu một số loài thuộc họ khoai lang (convolvulaceae) tại trạm đa dạng sinh học mê linh – vĩnh phúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH – KTNN ---***--- NGUYỄN THỊ MỸ LINH NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI VÀ CẤU TẠO GIẢI PHẪU MỘT SỐ LOÀI THUỘC HỌ KHOAI LANG CONVOLVULACEAE TẠI T

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA SINH – KTNN -*** -

NGUYỄN THỊ MỸ LINH

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI

VÀ CẤU TẠO GIẢI PHẪU MỘT SỐ LOÀI

THUỘC HỌ KHOAI LANG (CONVOLVULACEAE)

TẠI TRẠM ĐA DẠNG SINH HỌC

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận này, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và

sâu sắc đến TS Đỗ Thị Lan Hương đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và

giúp đỡ để em hoàn thành khóa luận này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong tổ Thực vật, khoa Sinh – KTNN, trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình làm đề tài và hoàn thiện khóa luận

Trong quá trình nghiên cứu không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô giáo và các bạn để khóa luận của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Mỹ Linh

LỜI CAM ĐOAN

Khóa luận tốt nghiệp này được thực hiện và hoàn thành dưới sự hướng

dẫn của TS Đỗ Thị Lan Hương

Tôi xin cam đoan:

- Đây là kết quả nghiên cứu của tôi

- Các kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và không trùng với kết quả nghiên cứu của bất kì tác giả nào đã được công bố

- Mọi thông tin dẫn trong khóa luận đã được chỉ rõ nguồn gốc

Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Sinh viên

Nguyễn Thị Mỹ Linh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2

5 Bố cục khóa luận 2

NỘI DUNG 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Giới thiệu tổng quan về đối tượng, lĩnh vực nghiên cứu 3

1.1.1 Đặc điểm chung của họ Khoai lang 3

1.1.2 Giá trị kinh tế của họ Khoai lang 3

1.2 Lịch sử nghiên cứu hình thái giải phẫu thực vật trên thế giới 4

1.3 Quá trình nghiên cứu hình thái giải phẫu thực vật ở Việt Nam 7

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 9

2.1 Đối tượng nghiên cứu 9

2.2 Nội dung nghiên cứu 9

2.2.1 Đặc điểm hình thái các loài nghiên cứu 9

2.2.2 Cấu tạo giải phẫu các loài nghiên cứu 9

2.3 Phương pháp nghiên cứu 9

2.3.1 Nghiên cứu ngoài thực địa 9

2.3.2 Phương pháp ngâm mẫu tươi 9

2.3.3 Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 9

2.4 Thời gian nghiên cứu 11

2.5 Địa điểm nghiên cứu 11

2.6 Giới thiệu chung về khu vực nghiên cứu 11

2.6.1 Vị trí địa lí và địa hình 11

2.6.2 Địa chất - thổ nhưỡng 11

2.6.3 Khí hậu - thủy văn 12

2.6.4 Thảm thực vật 12

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 13

3.1 Khoai lang (Ipomoea batatas Lamk.) 13

3.1.1 Đặc điểm hình thái 13

3.1.2 Cấu tạo giải phẫu 14

3.2 Cây rau muống (Ipomoea aquatica Forssk.) 20

3.2.1 Đặc điểm hình thái 20

3.2.2 Cấu tạo giải phẫu 21

3.3 Cây bìm khói (Ipomoea carnea Jacq.) 25

3.3.1 Đặc điểm hình thái 25

3.3.2 Cấu tạo giải phẫu 26

3.4 Cây bìm cảnh (Ipomoea cairica (L.) Sweet.) 30

3.4.1 Đặc điểm hình thái 30

3.4.2 Cấu tạo giải phẫu 31

3.5 Cây bìm tía (Pharbitis purpurea (L.) Voigt.) 33

3.5.1 Đặc điểm hình thái 33

3.5.2 Cấu tạo giải phẫu 34

3.6 So sánh 5 loài trong họ Khoai lang 37

3.6.1 Hình thái 37

3.6.2 Cấu tạo giải phẫu 39

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 44

DANH MỤC BẢNG

Bảng so sánh hình thái giữa các loài trong họ Khoai lang 38

DANH MỤC HÌNH

Ảnh 1: Hình thái ngoài cây khoai lang (I batatas Lamk.) 14

Ảnh 2: Hình thái ngoài rễ củ cây khoai lang (I batatas Lamk.) 14

Ảnh 3: Bó dẫn thân cây khoai lang (I batatas Lamk.) 14

Ảnh 4: Cấu tạo thân cây khoai lang (I batatas Lamk.) 15

Ảnh 5: Một phần cấu tạo rễ cây khoai lang (I batatas Lamk.) 16

Ảnh 6: Cấu tạo bó dẫn rễ cây khoai lang (I batatas Lamk.) 16

Ảnh 7: Một phần cấu tạo rễ củ cây khoai lang (I batatas Lamk.) 17

Ảnh 8: Lát cắt ngang lá cây khoai lang (I batatas Lamk.) 19

Ảnh 9: Cấu tạo bó dẫn lá cây khoai lang (I batatas Lamk.) 19

Ảnh 10: Hình thái ngoài cây rau muống (I aquatica Forssk.) 21

Ảnh 11: Cấu tạo một phần thân cây rau muống (I aquatica Forssk.) 22

Ảnh 12: Cấu tạo bó dẫn thân cây rau muống (I aquatica Forssk.) 22

Ảnh 13: Một phần cấu tạo rễ cây rau muống (I aquatica Forssk.) 23

Ảnh 14: Cấu tạo trụ giữa rễ cây rau muống (I aquatica Forssk.) 23

Ảnh 15: Cấu tạo lá cây rau muống (I aquatica Forssk.) 24

Ảnh 16: Một phần cấu tạo bó dẫn lá cây rau muống (I aquatica Forssk.) 24

Ảnh 17: Hình thái ngoài cây bìm khói (I carnea Jacq.) 25

Ảnh 18: Một phần cấu trúc thân cây bìm khói (I carnea Jacq.) 26

Ảnh 19: Bó dẫn thân cây bìm khói (I carnea Jacq.) 26

Ảnh 20: Một phần cấu tạo rễ cây bìm khói (I carnea Jacq.) 28

Ảnh 21: Bó dẫn chi tiết rễ cây bìm khói (I carnea Jacq.) 28

Ảnh 22: Một phần cấu tạo lá cây bìm khói (I carnea Jacq.) 29

Ảnh 23: Hình thái ngoài cây bìm cảnh (I cairica (L.) Sweet.) 30

Ảnh 24: Một phần cấu tạo thân cây bìm cảnh (I cairica (L.) Sweet.) 31

Ảnh 25: Cấu tạo bó dẫn thân cây bìm cảnh (I cairica (L.) Sweet.) 31

Ảnh 26: Cấu tạo rễ cây bìm cảnh (I cairica (L.) Sweet.) 32

Ảnh 27: Cấu tạo lá cây bìm cảnh (I cairica (L.) Sweet.) 33

Ảnh 28: Các tinh thể canxioxalat có trong lá cây bìm cảnh (I cairica (L.) Sweet.) 33

Ảnh 29: Hình thái ngoài cây bìm tía (Pharbitis purpurea (L.) Voigt.) 33

Ảnh 30: Cấu tạo thân thứ cấp cây bìm tía (Pharbitis purpurea (L.) Voigt.) 35

Ảnh 31: Một phần cấu tạo thân sơ cấp cây bìm tía (Pharbitis purpurea (L.) Voigt.) 35

Ảnh 32: Lát cắt ngang rễ cây bìm tía (Pharbitis purpurea (L.) Voigt.) 36

Ảnh 33: Một phần cấu tạo rễ cây bìm tía (Pharbitis purpurea (L.) Voigt.) 36

Ảnh 34: Cấu tạo lá cây bìm tía (Pharbitis purpurea (L.) Voigt.) 37

Ảnh 35: Một phần cấu tạo lá cây bìm tía (Pharbitis purpurea (L.) Voigt.) 37

Việt Nam là nước nông nghiệp thuộc vùng khí hậu nhiệt đới, điều kiện thời tiết nhiều biến động Mặt khác điều kiện đất đai trong từng vùng cũng khác nhau Mật độ dân số đông đúc nên cần phải chọn lựa cây trồng có hiệu quả kinh tế cao

để làm tăng tổng thu nhập trên một diện tích đất trồng Với các giá trị to lớn về nhiều mặt như: cung cấp lương thực, thực phẩm, kinh tế, xã hội, y học,… họ Khoai lang đã và đang thu hút sự quan tâm, nghiên cứu của nhiều nhà khoa học Với nhiều nghiên cứu về họ Khoai lang ở các khía cạnh khác nhau: sự đa dạng loài, khai thác, phân bố, cấu tạo giải phẫu, giá trị sử dụng, năng suất trồng

trọt,…[8]

Để cung cấp thêm các dẫn liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học của học sinh và sinh viên về hình thái cũng như cấu tạo giải phẫu của một

số loài thuộc họ Khoai lang chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài:

"Nghiên cứu đặc điểm hình thái và cấu tạo giải phẫu một số loài thuộc họ Khoai lang (Convolvulaceae) tại trạm đa dạng sinh học Mê Linh – Vĩnh Phúc”

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu các đặc điểm hình thái và cấu tạo giải phẫu của một số loài

trong họ Khoai lang: khoai lang (Ipomoea batatas Lamk.), rau muống (Ipomoea aquatica Forssk.), bìm khói (Ipomoea carnea Jacq.), bìm cảnh (Ipomoea cairica (L.) Sweet.) và bìm tía (Pharbitis purpurea (L.) Voigt.)

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu đặc điểm hình thái – giải phẫu của các loài nghiên cứu

- So sánh đặc điểm hình thái – giải phẫu giữa các loài nghiên cứu

- Rút ra một số đặc điểm chung của các loài thuộc họ Khoai lang

4.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Nhận biết được hình thái và giải phẫu một số cây thuộc họ Khoai lang

- Đóng góp thêm cho phần tài liệu tham khảo để giúp cho sinh viên khoa Sinh nghiên cứu về họ Khoai lang

5 Bố cục khóa luận

Khóa luận gồm 45 trang, 35 ảnh, 1 bảng được chia thành các phần chính như sau: mở đầu 2 trang, tổng quan tài liệu: 6 trang, đối tượng – địa điểm – thời gian và phương pháp nghiên cứu: 4 trang, kết quả nghiên cứu:

27 trang, kết luận và kiến nghị: 3 trang, tài liệu tham khảo: 2 trang

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu tổng quan về đối tượng, lĩnh vực nghiên cứu

1.1.1 Đặc điểm chung của họ Khoai lang

Họ Khoai lang gồm những cây thảo sống một hoặc nhiều năm, phần lớn có thân quấn, đôi khi là cây bụi, rất hiếm cây gỗ nhỏ

Các cơ quan dưới đất rất phát triển, có loài có rễ dài hơn 1m Rễ to, phồng lên thành củ Thân của chúng thường quấn lại, vì thế mà có tên Latinh

là convolvere - quấn/cuốn lại

Các lá đơn mọc cách, nguyên, chia thuỳ hoặc xẻ lông chim Lá thường

có lông, không có lá kèm, có nhựa mủ màu trắng [14]

Hoa thường lớn, ở tận cùng hoặc nách lá Hoa kèm theo lá bắc Hoa đều, lưỡng tính hoặc đơn tính mẫu 5 Đài thường rời hoặc liền ở gốc Cánh hợp, đối xứng xuyên tâm hình ống, hình đinh rỗng, hình phễu hay hình chuông, chia thành thuỳ nông Bộ nhị bao giờ cũng cùng số với cánh hoa và xếp xen kẽ với chúng Bao phấn hướng trong, đĩa mật phát triển ở đế hoa

Bộ nhụy thường gồm hai lá noãn nhưng có khi 3 hoặc 5

Quả thường là nang, có cánh mỏng, ít khi là quả nạc không mở hoặc quả hạch nhỏ Hạt hình cầu hoặc hình khối nhiều mắt, vỏ ngoài hạt nhẵn, hoặc sần sùi, có khi có lông, nội nhũ giảm [14]

1.1.2 Giá trị kinh tế của họ Khoai lang

• Ẩm thực

Mặc dù lá và thân non cũng ăn được, nhưng các rễ củ nhiều tinh bột mới là sản phẩm chính và quan trọng nhất từ khoai lang Củ khoai lang cũng chứa nhiều xơ tiêu hóa, vitamin A, vitamin C, vitamin B6, là thức ăn tốt cho những người mắc bệnh tiểu đường do các nghiên cứu sơ bộ trên động vật

cho thấy nó hỗ trợ cho sự ổn định nồng độ đường trong máu và làm giảm sức kháng insulin

• Phi ẩm thực

Tại Nam Mỹ, nước lấy từ củ khoai lang đỏ trộn lẫn với nước chanh để làm một loại thuốc nhuộm vải Bằng cách thay đổi tỷ lệ thành phần của các loại nước này mà người ta thu được các tông màu từ hồng tới tía hay đen Tất

cả các phần của cây đều có thể dùng làm thức ăn (khô hay tươi) cho gia súc

• Y học dân tộc

- Rễ củ khoai lang được sử dụng làm chất tăng tiết sữa [7]

- Khoai lang có tác dụng làm giảm bệnh tiểu đường và trị táo bón, củ

được dùng điều trị hen suyễn [7]

- Rau muống trị đái đường, làm thuốc chữa ngộ độc lá ngón, say sắn,

nấm độc, xuất huyết dạ dày, trị rắn trun cắn [7]

- Bìm cảnh làm thuốc chữa phù thũng, đái ra máu [7]

• Kinh tế

- Củ khoai lang chất lượng thơm, ngon

- Năng suất cao và có giá trị kinh tế, để xuất khẩu, tiêu thụ trong nước,…

- Trồng như là cây trồng trong nhà, cây cảnh,…

1.2 Lịch sử nghiên cứu hình thái giải phẫu thực vật trên thế giới

Hình thái giải phẫu học thực vật là bộ môn khoa học chuyên nghiên cứu về hình dạng bên ngoài và cấu tạo bên trong cơ thể thực vật Ngay từ thời

cổ đại, các nhà khoa học đã nghiên cứu vấn đề này Cho đến nay hình thái giải phẫu học thực vật vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu để làm rõ thêm các quy luật về hình thái và cấu tạo cơ thể thực vật trong quá trình phát triển, thích nghi với môi trường sống Tuy nhiên, giới thực vật vô cùng phong phú, khả năng thích nghi với môi trường tự nhiên của chúng thật đa dạng, điều này

đã tạo nên nguồn gen quý, sự đa dạng sinh học cho hành tinh chúng ta

Thực vật học là bộ môn khoa học xuất hiện tương đối sớm Cách đây gần 3000 năm, một trong những công trình đầu tiên có tính chất khoa học mà ngày nay người ta biết được là của Theophraste (317-286 trước công nguyên)

đã viết nhiều sách về thực vật như "Lịch sử Thực vật", "Nghiên cứu về cây cỏ" Trong các sách đó, lần đầu tiên đề cập đến các dẫn liệu có hệ thống về hình thái, cấu tạo cơ thể thực vật cùng với cách sống, cách trồng, cũng như công dụng của nhiều loại cây

Thế kỷ XVI-XVII, Caesalpine, Rivenus, Tournefort đã xây dựng hệ thống phân loại thực vật dựa trên cơ sở đặc tính hình thái của hạt, phôi và cánh hoa

Năm 1703, John Ray đã phân biệt sự khác nhau giữa cây Một lá mầm

và cây Hai lá mầm, tách chúng ra thành 2 nhóm phân loại lớn

Thời kỳ phục hưng, nguồn lợi từ thực vật đối với việc phát triển của chủ nghĩa tư bản với tư cách là một loại hàng hoá đã được đặc biệt chú ý Kiến thức về thực vật do đó cũng được tăng lên nhanh chóng Nhiều hệ thống phân loại ra đời, nhưng phải kể đến ở đây là Linnê (1707-1778), ông đã mô tả 10.000 loài và xếp chúng vào một hệ thống nhất định Hình thức ông dùng để phân loại thực vật dựa vào hình thái cơ quan sinh sản mà trong đó chủ yếu là nhị

và một phần lá noãn

Sau Linnê có một số nhà bác học như Tutxiơ, Ađanxơn, Oguxt, Đơcanđôn, Anphônxơ đã có nhiều đóng góp cho phân loại hình thái và hệ thống thực vật thông qua phương pháp nghiên cứu đặc điểm hình thái và cấu tạo giải phẫu thực vật

Tuy nhiên, việc nghiên cứu phân loại hình thái học thực vật của các nhà khoa học đã nêu trên chỉ dựa vào việc quan sát đặc điểm hình thái của cây để làm tiêu chuẩn

Năm 1838, Robert Hook (Anh) đã phát minh ra kính hiển vi mở đầu cho một giai đoạn mới nghiên cứu cấu trúc bên trong cơ thể thực vật

Thế kỷ XVII - XVIII, nhờ sự phát triển của nhiều ngành khoa học như vật lý, hóa học, người ta đã thu được khá nhiều dẫn liệu quan trọng về cấu tạo bên trong cơ thể thực vật, nên việc nghiên cứu thực vật không còn bó hẹp trong việc sưu tầm mô tả nữa mà phương pháp thực nghiệm được sử dụng Hàng loạt các công trình khoa học đã ra đời, trong đó có:

+ "Giải phẫu thực vật" của M Malpighi (Ý), (1675-1679)

+ "Anatomy of vegetables" của Grew (Anh), (1652)

Những nghiên cứu này có thể được xem là mở đầu cho khoa học giải phẫu thực vật ngày nay

Đầu thế kỷ XIX, các nhà khoa học đã tìm ra mối liên quan giữa cấu trúc và một số chức năng cơ bản trong đời sống của thực vật như quang hợp,

hô hấp, Năm 1874, Svendener đã chú ý đến việc áp dụng chức năng sinh lý khi nghiên cứu giải phẫu thực vật Năm 1884, Haberland đã phát triển hướng nghiên cứu này trong cuốn sách "Giải phẫu - Sinh lý thực vật"

De Barry (1877) cho ra đời cuốn "Giải phẫu so sánh các cơ quan dinh dưỡng", trong đó phân biệt các loại mô, túi tiết, mạch, ống nhựa mủ, Cách phân biệt của ông tuy còn mang tính chất nhân tạo nhưng cũng đánh dấu một bước tiến bộ trong nghiên cứu cấu trúc của cơ thể thực vật

Vào nửa sau thế kỷ XX, việc nghiên cứu hình thái, giải phẫu thực vật ngày càng được đẩy mạnh và được ứng dụng cho một số ngành khác nhau như sinh lý, sinh thái học thực vật, phân loại, Các kết quả nghiên cứu trên được tập hợp trong một số sách về giải phẫu thực vật của nhiều tác giả trên thế giới, như:

"Giải phẫu các họ cây Hai lá mầm và Một lá mầm" của Metcalfe và Chalk (1950, 1960, 1961) là một công trình có giá trị, tập hợp đợc kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả trên thế giới

Katherine Esau (1965) đã đề cập đến cấu tạo giải phẫu của một số cây leo Hai lá mầm Theo tác giả thân cây Hai lá mầm thuộc thân thảo không có sinh

trưởng cấp hai Hệ thống mạch cấp một bao gồm các dải xếp sát nhau, có kích

thước thay đổi như: bí ngô (Cucurbita); mộc hương (Aristolochia) Còn cây Một

lá mầm thuộc thảo trong các lát cắt ngang của lóng có thể nhìn thấy ba hệ thống mô thông thường, là biểu bì, mô cơ bản và mô dẫn Các bó dẫn này thường được phân bố theo hai mặt phẳng cơ bản, hoặc chúng nằm thành hai vòng, một vòng bao gồm những bó nhỏ hơn, còn vòng kia gồm những bó lớn hơn nằm sâu trong thân, [4] [5]

Kixeleva (1977) mô tả khá kỹ cấu tạo giải phẫu cây Một lá mầm, cây Hai

lá mầm và một số hình thức biến thái của thân Theo tác giả những cây leo có thân dài và mềm dẻo Tính mềm dẻo của chúng là do cấu tạo độc đáo của gỗ mà

ra Gỗ ở cây leo không tạo thành vòng dày đặc thống nhất, mà bị phân cắt ra bởi các tia tuỷ hay bởi các phần libe thành những vùng riêng biệt [13]

1.3 Quá trình nghiên cứu hình thái giải phẫu thực vật ở Việt Nam

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu hình thái giải phẫu thực vật chỉ thực sự phát triển vào khoảng 30 năm trở lại đây Tuy nhiên, cũng như hầu hết các công trình nghiên cứu trên thế giới, phần lớn đều đi sâu quan sát mô tả cấu tạo

cơ quan dinh dưỡng, mô tả cấu tạo của cơ thể thực vật một cách chung chung

Thời kỳ thực dân Pháp đô hộ, chỉ có công trình nghiên cứu về giải phẫu

gỗ của H Lecomte trong cuốn sách "Các cây gỗ ở Đông Dương"

Những năm gần đây, một số tác giả trong nước đã quan tâm nghiên cứu một số loài, chi hay họ thực vật Hạt kín như:

Phan Nguyên Hồng (1970) mô tả hình thái và cấu tạo giải phẫu một số

cơ quan của các loài cây ngập mặn theo hướng thích nghi [8]

Nguyễn Bá (1974) nghiên cứu khá kĩ hình thái, cấu tạo các cơ quan trong cơ thể thực vật nhưng lĩnh vực hình thái giải phẫu theo hướng thích nghi thì lại chưa được đề cập nhiều [1]

Hoàng Thị Sản, Phan Nguyên Hồng, Nguyễn Tề Chỉnh (1980) và Hoàng Thị Sản, Trần Văn Ba (1998) đều đề cập đến đặc điểm cấu tạo, sự phát triển chung của cơ thể thực vật nhưng cũng chưa đưa ra được nhiều dẫn chứng cụ thể về đặc điểm hình thái và giải phẫu thích nghi của loài [19]

Nguyễn Tề Chỉnh (1980) với đề tài nghiên cứu “Góp phần tăng cường

tính thực tiễn trong giáo trình giải phẫu và hình thái thực vật qua nghiên cứu cấu tạo giải phẫu cơ quan dinh dưỡng một số cây hạt kín ở Việt Nam” Số

lượng mẫu tác giả làm giải phẫu khá nhiều và phong phú trong đó có đề cập qua một số loài: bầu bí, khoai lang, bìm bìm Tuy nhiên, trong đề tài này chỉ

mô tả cấu trúc giải phẫu đơn thuần, chưa chỉ ra được những đặc điểm sai khác giữa các loài nghiên cứu và vấn đề cấu tạo giải phẫu theo hướng thích nghi hoàn toàn không đề cập đến [13]

Đỗ Thị Lan Hương (2004) với đề tài: “Nghiên cứu đặc điểm hình thái

và cấu tạo giải phẫu thích nghi với chức năng của một số cây trong 3 họ: Bầu

bí (Cucurbitaceae), Củ nâu (Dioscoreaceae) và Khoai lang (Convolvulaceae)” nhằm phân tích và so sánh đặc điểm hình thái và cấu tạo giải phẫu của 3 họ này [14]

Như vậy, việc nghiên cứu hình thái giải phẫu thích nghi phù hợp với chức năng của các cơ quan dinh dưỡng bước đầu được nghiên cứu một cách

cụ thể Các công trình khoa học được nghiên cứu trên đối tượng là cây nội địa chưa được nhiều Do đó, dẫn chứng minh họa thực tế còn hạn chế

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Một số loài thuộc họ Khoai lang (Convolvulaceae)

+ Khoai lang (Ipomoea batatas Lamk.)

+ Rau muống (Ipomoea aquatica Forssk.)

+ Bìm khói (Ipomoea carnea Jacq.)

+ Bìm cảnh (Ipomoea cairica (L.) Sweet.)

+ Bìm tía (Pharbitis purpurea (L.) Voigt.)

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Đặc điểm hình thái các loài nghiên cứu

2.2.2 Cấu tạo giải phẫu các loài nghiên cứu

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Nghiên cứu ngoài thực địa

Cách lấy mẫu: thân cắt cách gốc khoảng 0,5m; lá bánh tẻ; mẫu rễ với các kích thước khác nhau; rễ củ

Đánh số hiệu; cố định mẫu trong dung dịch đã chuẩn bị sẵn

2.3.2 Phương pháp ngâm mẫu tươi

Ngâm mẫu tươi trong hỗn hợp dung dịch: 400ml rượu etylic 96%, 80ml formol, 40ml axit axetic 40%, 280ml nước cất (theo phương pháp của Pauseva, 1974) (dẫn theo Hoàng Thị Sản và CS., 1980) Dung dịch này giữ cho mẫu thực vật tươi lâu, để giữ mẫu tươi lâu cần thay dung dịch 4 tháng 1 lần

2.3.3 Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

Làm tiêu bản giải phẫu tươi bằng dao lam cắt tay để quan sát cấu trúc cơ quan cần nghiên cứu

Làm tiêu bản cố định theo phương pháp của R.M Klein và D.T Klein (1979) [11,12], Trần Công Khánh (1981) [10]

Lát cắt được nhuộm kép với xanh metylen và cacmin Các bước tiến hành:

- Mẫu vi phẫu sau khi cắt được ngâm ngay vào nước Javen 15-30 phút

để loại hết nội chất của tế bào

- Rửa sạch Javen bằng nước cất rồi ngâm mẫu vào nước có pha axit axetic trong 5 phút để loại hết nước Javen còn dính lại

- Rửa hết axit axetic bằng nước cất

- Nhuộm màu trong dung dịch cacmin khoảng 30 phút

- Rửa lại trong nước cất

- Nhuộm mẫu trong dung dịch xanh metylen

- Lấy vi mẫu ra, rửa sạch bằng nước cất rồi đưa lên kính quan sát với nước hoặc dung dịch glyxerin (với nước sẽ quan sát mẫu tươi, còn với dung dịch glyxerin quan sát tươi nhưng có thể để được trong thời gian vài ngày)

Bóc biểu bì lá để quan sát cấu tạo hiển vi: Đun mẫu lá 1-2 phút trong dung dịch HNO3 loãng cho đến khi lá có màu vàng nhạt và có nhiều bọt khí trên bề mặt lá thì dừng lại Lấy mẫu ra rửa sạch bằng nước cất, tách biểu bì trên và biểu bì dưới Đặt mẫu lên lam kính rồi dùng bút lông đánh nhẹ để thịt

lá trôi đi rồi quan sát

Ghi lại hình ảnh quan sát được bằng máy ảnh kỹ thuật số nối với kính hiển vi quang học OLIMPIA

Quan sát, đo, đếm mẫu vật qua kính hiển vi quang học Sử dụng trắc vi vật kính và trắc vi thị kính để xác định kích thước tế bào và mẫu vật cần đo theo phương pháp của Pauseva (1974) [dẫn theo Hoàng Thị Sản và CS., 1980] [19]

2.4 Thời gian nghiên cứu: 8-2015 đến 5-2016

2.5 Địa điểm nghiên cứu:

- Đề tài được nghiên cứu tại Trạm đa dạng sinh học Mê Linh, xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên, Vĩnh Phúc

là 170,3ha, trong đó chiều dài khoảng 3000m, chiều rộng trung bình khoảng 550m (chỗ rộng nhất khoảng 800m, chỗ hẹp nhất khoảng 300m), bao gồm gần 70ha rừng thứ sinh, 30ha rừng trồng, hơn 60ha cây bụi, ao suối và 3ha dành cho khu nhà làm việc của Trạm [9]

Đây thuộc vùng bán sơn địa phía Bắc huyện Mê Linh, là phần kéo dài

về phía Đông Nam của dãy Tam Đảo, có địa hình đồi và núi thấp với xu hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam

2.6.2 Địa chất - thổ nhưỡng

Đất gồm 2 loại chủ yếu là đất Feralit màu vàng và đất Feralit màu vàng

đỏ Nhìn chung các loại đá mẹ khá cứng, thành phần khoáng có nhiều thạch anh, Muscovit, khó phong hóa, hình thành nên các loại đất có thành phần cơ giới nhẹ, cấp hạt thô, dễ bị rửa trôi và xói mòn, nhất là những nơi dốc cao bị

xói mòn mạnh để trơ lại phần đá rất cứng (điển hình là khu vực từ

độ cao 300-400m) [9]

2.6.3 Khí hậu - thủy văn

Đây là vùng nhiệt đới gió mùa, nằm trong vùng khí hậu chung của

đồng bằng Bắc Bộ, nhiệt độ trung bình hàng năm là 22-23ºC, tập trung không

đều, tháng có nhiệt độ cao là tháng 6, tháng 7 và tháng 8 Còn mùa lạnh vào

các tháng 12, tháng 1 và tháng 2 Lượng mưa từ 1100-1600 mm/năm, phân bố

không đều [9]

2.6.4 Thảm thực vật

Theo các tài liệu đã thống kê, Trạm đa dạng Sinh học Mê Linh có 171

họ thực vật với 699 chi và 1126 loài Trong đó:

+ Ngành Thông đất (Lycopodiophyta) 2 họ, 3 chi, 6 loài

+ Cỏ tháp bút (Equisetophyta) 1 họ, 1 chi, 1 loài

+ Dương xỉ (Polypodiophyta) 19 họ, 34 chi, 64 loài

+ Ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) 147 họ, 692 chi, 1151 loài

+ Các họ có nhiều loài là: Thầu dầu (Euphorbiaceae) với 67 loài; Cà

phê (Rubiaceae) 53 loài; Lan (Orchidaceae) 38 loài; Cói (Cyperaceae) 35 loài;

Đậu (Fagaceae) 35 loài; Gừng (Zingiberaceae) 20 loài; Ráy (Araceae) 22 loài;

Cỏ roi ngựa (Verbenaceae) 21 loài; Đơn nem (Myrsinaceae) 20 loài; Cúc

(Asteraceae) 29 loài; Dâu tằm (Moraceae) 21 loài [2][3]

Hệ thực vật ở Trạm được chia thành các bộ, gồm bộ thực vật trên núi

đất, thực vật trên núi đá, thực vật hạt trần, bộ tre trúc, thực vật ưa ẩm, thực

vật thủy sinh…

Hệ sinh thái của Trạm giờ đây không chỉ có các loài cây địa phương mà

còn được bổ sung 88 loài thực vật trên khắp đất nước như kim giao, nghiến,

sưa, sao đen, nhội, lát hoa, vàng anh, kháo, chò nâu

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1 Khoai lang (Ipomoea batatas Lamk.)

3.1.1 Đặc điểm hình thái

Khoai lang là loại cây thảo dạng dây leo sống lâu năm, mọc bò Tuỳ theo màu sắc thân, lá, hình dạng, kích thước và sự phân thuỳ ở lá trong trồng trọt người ta gọi chúng bằng nhiều tên khác nhau như: khoai lang lá to, khoai lang lá nhỏ, muống lang, chuột lột, hồng quảng,…

Thân khoai lang có đường kính 0,5-0,6cm, phân đốt Tại mỗi mấu thân

có rễ mọc ra phát triển giúp khoai lang bám chắc vào đất, đây là đặc điểm thích nghi với lối sống bò lan trên mặt đất (ảnh 1)

Cuống lá dài, mỏng, lá đơn, mọc cách, không có lá kèm, phiến lá hình tim có mũi nhọn Lá mọc so le hình tim hay xẻ thùy chân vịt, cuống dài, màu xanh đậm, mầm nhánh tái sinh khỏe (3-4 nhánh cùng mọc một lúc) nên cho nhiều ngọn Các hoa có tràng hợp và kích thước trung bình, màu trắng tím

Rễ chính của khoai lang có kích thước nhỏ làm nhiệm vụ hút nước, ion khoáng và giữ chặt cây vào đất Còn việc đảm nhận chức năng dự trữ lại là của các rễ bên Tuy nhiên, không phải tất cả các rễ bên đều phình to thành củ mà trong mỗi gốc có từ 3-5 củ to còn lại là các củ nhỏ (ảnh 2)

Rễ củ ăn được có hình dáng thuôn dài và thon, lớp vỏ nhẵn nhụi có màu

từ đỏ, tím, nâu hay trắng Lớp cùi thịt có màu từ trắng, vàng, cam hay tím

Hình thức sinh sản của cây khoai lang là sinh sản sinh dưỡng bằng thân

3.1.2 Cấu tạo giải phẫu

Ảnh 2: Hình thái ngoài rễ củ

cây khoai lang (I batatas Lamk.)

Ảnh 1: Hình thái ngoài cây khoai lang

(I batatas Lamk.)

Ảnh 3: Bó dẫn thân cây khoai lang

(I batatas Lamk.) (x400)

Mô mềm vỏ gồm 3 - 6 lớp tế bào hình cầu xếp không sít nhau mà để

chừa ra nhiều khoảng gian bào Trong phần mô mềm xuất hiện nhiều ống

nhựa mủ Đây là tế bào sống, thành không hoá gỗ, có tính đàn hồi, cấu tạo

gồm xenluloza và pectin, thường có nhiều nhân Ống nhựa mủ ở khoai lang

thuộc loại ống đa bào được hình thành từ một số tế bào mô mềm ngay dưới

đỉnh sinh trưởng Nó có dạng bầu dục hơi dài, thiết diện ngang hình cầu,

thành mỏng, chứa đầy nhựa mủ màu trắng đục Hệ thống ống nhựa mủ phân

bố rộng trong cây khoai lang (cả phần vỏ và phần trụ)

Mô cứng khoai lang không tạo

thành vòng không liên tục Tế bào hình

Libe ngoài bao kín toàn bộ phía ngoài tầng phát sinh trụ, libe trong chỉ

có từng đám nhỏ dới chỗ có phần gỗ phát triển mạnh Ở chỗ ít gỗ không thấy

rõ libe trong Phía có phần gỗ phát triển mạnh, tại đây rải rác trong đám libe có

các tế bào mạch rây và tế bào kèm mặc dù tiết diện và số lượng nhỏ, ít hơn

hẳn so với phần libe ngoài

Trên lát cắt ngang thân cây khoai lang xuất hiện nhiều tinh thể

canxioxalat Trong cùng là mô mềm ruột được cấu tạo bởi những tế bào hình

cầu, xếp sít nhau to dần từ ngoài vào trong

Ảnh 4: Cấu tạo thân cây khoai lang

(I batatas Lamk.) (x35)

(Nguồn: Đ.T.L.Hương) 1.Bó dẫn to 2 Bó dẫn nhỏ 3 Mô mềm ruột

1

2

3

Rễ cấu tạo kiểu bó dẫn hở: phía ngoài là libe thứ cấp, phía trong là gỗ thứ cấp, tầng phát sinh trụ ở giữa Có 4-7 bó dẫn, các bó dẫn được ngăn cách với nhau bởi một vài dãy tế bào tia Các mạch gỗ được liên kết với nhau bởi các tế bào mô mềm có thành hoá gỗ Phần ruột còn vết tích của bó gỗ sơ cấp (ảnh 6)

1

2

Ảnh 5: Một phần cấu tạo rễ cây khoai lang

(I batatas Lamk.) (x100)

(Nguồn: Đ.T.L.Hương)

1 Bần 2 Mô mềm 3 Tinh thể caxioxalat

4 Libe 5 Gỗ

Ảnh 6: Cắt ngang rễ cây khoai lang

(I batatas Lamk.) (x35)

(Nguồn: Đ.T.L.Hương)

3

4

5

6 mạch gỗ, tế bào mô mềm có thành hoá gỗ ít Nhƣ vậy, bó dẫn ở đây thuộc loại

bó dẫn có dạng bó đồng tâm (ảnh 7)

Nhƣ vậy, trung trụ có 2 loại bó dẫn, bó chồng chất có nguồn gốc từ tầng phát sinh trụ của rễ thứ cấp, bó đồng tâm do sự hoạt động của tầng phát

Ảnh 7: Một phần cấu tạo rễ củ cây khoai lang

(I batatas Lamk.) (x400)

sinh phụ tạo thành Tuy nhiên, các bó dẫn này chỉ chiếm một phần nhỏ của trung trụ, còn phần lớn là mô mềm cơ bản Các tế bào mô mềm đặc biệt là mô mềm libe luôn luôn đợc hình thành thêm do sự hoạt động của tầng phát sinh, tầng phát sinh phụ nên củ khoai lang lớn khá nhanh

và ở 4-5 lớp vòng cung ở mặt dưới của gân lá (ảnh 8)

Sau lớp mô dày là lớp mô mềm dự trữ gồm 4-5 lớp hình đa giác xếp không sít nhau

Ở giữa gân chính là 12-13 bó dẫn sơ cấp xếp thành hình vòng cung, 3-4 lớp libe ở phía ngoài, 3 lớp gỗ ở phía trong (ảnh 8)

Lá khoai lang không có lông che chở Phần phiến lá có biểu bì trên và dưới cấu tạo bởi 1 lớp tế bào sống hình đa giác Thịt lá là các lớp mô mềm nằm giữa 2 lớp biểu bì, chứa chủ yếu là tế bào mô mềm diệp lục đồng hóa là

mô giậu và mô khuyết

Mô giậu ở phía trên, cấu tạo bởi những tế bào dài xếp sát cạnh nhau Trong các tế bào đó có nhiều lạp lục, làm nhiệm vụ quang hợp Mô giậu (màu sẫm trên tiêu bản) tạo thành một dải kéo dài hết phần phiến lá đến gần hết phần lồi mặt trên của lá (ảnh 9)

Mô khuyết ở dưới cấu tạo bởi những tế bào không đều, trong các tế bào này có ít lạp lục hơn nên màu nhạt hơn (ảnh 9)