Nghiên cứu đặc điểm sinh học và biện pháp nhân giống loài Hoàng liên ô rô lá dày (Mahonia bealei (Fortune) Pynaert) làm cơ sở cho công tác bảo tồn loài cây này tại tỉnh Lào Cai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM

KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN

VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT

BÙI VĂN HƯỚNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ BIỆN PHÁP NHÂN GIỐNG

LOÀI HOÀNG LIÊN Ô RÔ LÁ DÀY (MAHONIA BEALEI (FORTUNE)

PYNAERT) LÀM CƠ SỞ CHO CÔNG TÁC BẢO TỒN LOÀI CÂY NÀY

TẠI TỈNH LÀO CAI

LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC

Hà Nội, 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM

KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN

VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT

BÙI VĂN HƯỚNG

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC VÀ BIỆN PHÁP NHÂN GIỐNG

LOÀI HOÀNG LIÊN Ô RÔ LÁ DÀY (MAHONIA BEALEI (FORTUNE)

PYNAERT) LÀM CƠ SỞ CHO CÔNG TÁC BẢO TỒN LOÀI CÂY NÀY

TẠI TỈNH LÀO CAI

Chuyên ngành: Thực vật học

Mã số: 60 42 01 11

LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học

TS. BÙI VĂN THANH

Hà Nội, 2017

LỜI CẢM ƠN

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

sự giúp đỡ của các thầy, cô, các nhà khoa học trong lĩnh vực sinh học, hóa học

và lâm nghiệp.

Trước hết tôi xin được trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Bùi

Văn Thanh, người thầy hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ và có những ý kiến, góp

ý vô cùng quý báu để tôi thực hiện và hoàn thành tốt luận văn của mình.

Tôi xin trân trọng cảm ơn những ý kiến đóng góp của các thầy, cô phòng

Đào tạo sau đại học - Viện Sinh thái và tài nguyên sinh vật trong quá trình học

tập và hoàn thiện luận văn.

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn lãnh đạo cơ quan, đồng nghiệp phòng Bảo

tồn Thiên nhiên - Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận

lợi trong suốt quá trình tôi tham gia khóa học và hoàn thành luận văn.

Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ của các cán bộ phòng Khoa học -

Hợp tác quốc tế, Vườn Quốc gia Hoàng Liên và nhân dân, cán bộ quản lý các

xã đã tạo điều kiện, tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình điều tra, nghiên

cứu và thu thập số liệu.

Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn của mình tới người thân trong gia đình,

những người đã luôn động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện

luận văn.

Đề tài được sự hỗ trợ về kinh phí bởi Viện Hàn lâm Khoa học và Công

nghệ Việt Nam (mã số: VAST.ĐLT.04/15-16), Quỹ Phát triển Khoa học và

Công nghệ Quốc gia - Nafosted (mã số: 106-NN.03-2016.49), Quỹ học bổng

Nagao tại Việt Nam, sự hỗ trợ thiết bị nghiên cứu thực địa của Quỹ

IDEAWILD.

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Tác giả luận văn

Bùi Văn Hướng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả trong luận văn này là trung thực

và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tất cả các nguồn thông

tin trích dẫn trong luận văn đã được liệt kê trong tài liệu tham khảo. Nếu có gì

sai sót tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm./.

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Tác giả luận văn

Bùi Văn Hướng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH ẢNH

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 1

2. Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................... 2

3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn....................................................................... 2

3.1. Ý nghĩa khoa học........................................................................................ 2

3.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................ 3

4. Cấu trúc của luận văn.................................................................................... 3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU................................................ 4

1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới................................................................ 4

1.1. Phân loại thực vật ...................................................................................... 4

1.2. Giá trị sử dụng ........................................................................................... 6

1.3. Kỹ thuật nhân giống bảo tồn...................................................................... 8

2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ................................................................ 8

2.1. Phân loại thực vật ...................................................................................... 8

2.2 Giá trị sử dụng .......................................................................................... 11

2.3. Nghiên cứu về nhân giống bảo tồn .......................................................... 11

3. Đánh giá chung............................................................................................ 11

4. Tổng quan khu vực nghiên cứu................................................................... 12

4.1. Điều kiện tự nhiên.................................................................................... 12

4.2. Điều kiện kinh tế - xã hội......................................................................... 17

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

CỨU................................................................................................................ 19

2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 19

2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu............................................................ 19

2.3. Nội dung nghiên cứu................................................................................ 19

2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 20

2.4.1. Phương pháp kế thừa ............................................................................ 20

2.4.2. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh học của cây Hoàng liên ô rô lá

dày ................................................................................................................... 20

2.4.3. Phương pháp nghiên cứu nhân giống hữu tính từ hạt.......................... 22

2.4.4. Phương pháp nghiên cứu nhân giống vô tính từ thân, cành ................ 24

2.4.5. Phương pháp nghiên cứu giá trị sử dụng và thành phần hóa học của loài

Hoàng liên ô rô lá dày .................................................................................... 26

2.4.6. Phương pháp xử lý số liệu..................................................................... 29

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.................................................... 31

3.1. Đặc điểm sinh học của cây Hoàng liên ô rô lá dày.................................. 31

3.1.1. Đặc điểm hình thái................................................................................ 31

3.1.2. Đặc điểm sinh trưởng, tái sinh và mật độ tự nhiên của loài Hoàng liên ô

rô lá dày .......................................................................................................... 36

3.1.3. Đặc điểm sinh thái học loài Hoàng liên ô rô lá dày............................. 37

3.1.4. Xây dựng bản đồ phân bố tiềm năng của loài Hoàng liên ô rô lá dày. 40

3.2. Kết quả nhân giống hữu tính loài Hoàng liên ô rô lá dày từ hạt.............. 43

3.2.1. Một số đặc điểm và chỉ tiêu của hạt Hoàng liên ô rô lá dày ................ 43

3.2.2. Tỷ lệ nảy mầm của hạt Hoàng liên ô rô lá dày..................................... 44

3.3. Kết quả nhân giống vô tính Hoàng liên ô rô lá dày bằng phương pháp giâm

hom.................................................................................................................. 45

3.3.1. Ảnh hưởng của loại hom và kích thước hom đến tỷ lệ sống của hom

Hoàng liên ô rô lá dày .................................................................................... 45

3.3.2. Ảnh hưởng của loại chất và nồng độ chất kích thích sinh trưởng đến tỷ

lệ sống của hom giâm...................................................................................... 49

3.3.3. Ảnh hưởng của thời vụ giâm hom đến tỷ lệ sống của hom Hoàng liên ô

rô lá dày .......................................................................................................... 53

3.4. Tình hình khai thác và giá trị sử dụng của loài Hoàng liên ô rô lá dày... 56

3.4.1. Tri thức bản địa trong khai thác và sử dụng loài Hoàng liên ô rô lá dày

......................................................................................................................... 56

3.4.2. Thành phần hóa học và kết quả thử nghiệm hoạt tính sinh học ........... 57

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................... 59

1. Kết luận ....................................................................................................... 59

2. Kiến nghị..................................................................................................... 60

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN

VĂN ................................................................................................................ 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Cs. Cộng sự

CT Công thức

IAA Chất điều hòa sinh trưởng Indol acetic acid

IBA Chất điều hòa sinh trưởng Indol butiric acid

KBTTN Khu Bảo tồn thiên nhiên

LC-MS Liquid chromatography - Mass spectrometry

Nxb. Nhà xuất bản

OTC Ô tiêu chuẩn

TB Trung bình

VQG Vườn Quốc gia

-NAA Chất điều hòa sinh trưởng -Napthalen acetic acid

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1. Chỉ tiêu theo dõi đặc điểm sinh học của loài Hoàng liên ô rô lá dày

......................................................................................................................... 21

Bảng 2.2. Công thức thí nghiệm tỷ lệ nảy mầm của hạt................................. 23

Bảng 2.3. Công thức thí nghiệm ảnh hưởng của loại hom và kích thước hom

đến tỷ lệ sống của hom giâm........................................................................... 25

Bảng 2.4. Công thức thí nghiệm ảnh hưởng của loại chất và nồng độ chất kích

thích sinh trưởng đến tỷ lệ sống của hom giâm .............................................. 26

Bảng 2.5. Công thức thí nghiệm ảnh hưởng của thời vụ đến tỷ lệ sống của hom

giâm................................................................................................................. 26

Bảng 3.1. Đặc điểm hình thái loài Hoàng liên ô rô lá dày.............................. 31

Bảng 3.2. Dẫn liệu bổ sung một chỉ tiêu đặc điểm hình thái của loài Hoàng liên

ô rô lá dày........................................................................................................ 35

Bảng 3.3. Mật độ cá thể loài Hoàng liên ô rô lá dày....................................... 37

Bảng 3.4. Đặc điểm tự nhiên tại khu vực Hoàng liên ô rô lá dày phân bố..... 38

Bảng 3.5. Đặc điểm tự nhiên khu vực loài Hoàng liên ô rô lá dày (Mahonia

bealei) và loài Hoàng liên ô rô (Mahonia nepalensis) phân bố...................... 39

Bảng 3.6. Các loài thực vật chủ yếu tại các điểm nghiên cứu có loài Hoàng

liên ô rô lá dày phân bố................................................................................... 40

Bảng 3.7. Một số chỉ tiêu của hạt Hoàng liên ô rô lá dày............................... 43

Bảng 3.8. Kết quả theo dõi độ nảy mầm của hạt Hoàng liên ô rô lá dày ....... 44

Bảng 3.9. Ảnh hưởng của loại hom và kích thước hom đến tỷ lệ sống của hom

......................................................................................................................... 46

Bảng 3.10. Ảnh hưởng của loại hom và kích thước hom đến hiệu quả giâm

hom Hoàng liên ô rô lá dày sau 90 ngày......................................................... 47

Bảng 3.11. Ảnh hưởng của loại chất và nồng độ của chất kích thích sinh

trưởng đến tỷ lệ sống của hom........................................................................ 50

Bảng 3.12. Ảnh hưởng của loại chất kích thích sinh trưởng và nồng độ của

chúng đến hiệu quả nhân giống loài Hoàng liên ô rô lá dày sau 90 ngày ...... 52

Bảng 3.13. Ảnh hưởng của thời vụ giâm hom đến tỷ lệ hình thành cây con của

hom Hoàng liên ô rô lá dày............................................................................. 54

Bảng 3.14. Ảnh hưởng của thời vụ đến hiệu quả nhân giống loài Hoàng liên ô

rô lá dày sau 90 ngày....................................................................................... 55

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Bản đồ Landsat 8 khu vực Hoàng liên sơn năm 2016 tỉnh Lào Cai

......................................................................................................................... 16

Hình 3.1. Cây Hoàng liên ô rô lá dày.............................................................. 32

Hình 3.2. Cụm hoa Hoàng liên ô rô lá dày........................................................... 32

Hình 3.3. Hoa Hoàng liên ô rô lá dày ............................................................. 33

Hình 3.4. Quả và Hạt Hoàng liên ô rô lá dày.................................................. 33

Hình 3.5. Sự hình thành chồi mới ................................................................... 36

Hình 3.6. Cây con tái sinh trong tự nhiên............................................................. 36

Hình 3.7. Bản đồ dự báo khả năng phân bố của loài Hoàng liên ô rô lá dày...... 41

Hình 3.8. Bản đồ khu vực thích hợp cho phân bố của loài Hoàng liên ô rô lá

dày ................................................................................................................... 42

Hình 3.9. Hoàng liên ô rô lá dày (Mahonia bealei) được buôn bán ............... 57

Hình 3.10. Công thức cấu tạo của 3 chất mới được xác định trong loài Hoàng

liên ô rô lá dày................................................................................................. 58

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong hoạt động bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững tài

nguyên thiên nhiên, việc bảo tồn các loài động, thực vật quý hiếm có nguy cơ

bị tuyệt chủng giữ một vị trí quan trọng không chỉ về mặt khoa học mà còn liên

quan toàn diện, lâu dài đến sự phát triển kinh tế, xã hội và môi trường.

Lào Cai là một tỉnh miền núi phía Bắc có hệ sinh thái vô cùng đặc biệt

với dãy núi Hoàng Liên Sơn, cùng đỉnh Phan-xi-păng cao 3.143m được coi là

nóc nhà của Đông Dương - nơi hội tụ của nhiều luồng khí hậu, nó chứa đựng

một nguồn tài nguyên sinh học rất lớn, với hệ động - thực vật phong phú, đa

dạng mang đặc trưng của rừng mưa nhiệt đới. Nhiều loài động - thực vật quý

hiếm có giá trị đã được tìm thấy ở nơi đây thuộc danh mục các loài động thực

vật nguy cấp, quý hiếm, trong đó có loài Hoàng liên ô rô lá dày.

Hoàng liên ô rô lá dày có tên khoa học là Mahonia bealei (Fortune)

Pynaert, thuộc chi Mã hồ (Mahonia Nutt.) trong họ Hoàng liên gai

(Berberidaceae). Đây là một loài cây bản địa của Việt Nam được sử dụng làm

thuốc, làm thực phẩm và làm cảnh [39], có nhiều giá trị nên đã bị khai thác quá

mức và sử dụng trực tiếp qua nhiều năm không chú ý đến bảo vệ tái sinh, cùng

với nhiều nguyên nhân tác động khác, đã làm cho loài cây này bị suy giảm

nghiêm trọng. Cùng với một số cây khác như Ngũ gia bì gai, Đảng sâm, Tam

thất hoang Sa Pa,... từ năm 1996 đã được đưa vào Sách đỏ Việt Nam với mức

đang nguy cấp (E), năm 2007 đã được xếp ở mức nguy cấp (EN).

Loài Hoàng liên ô rô lá dày có phạm vi phân bố hẹp, trên thế giới phân

bố ở Trung Quốc và được trồng ở một số nước như Nhật Bản, Mexico, Hoa

Kỳ. Ở Việt Nam loài này phân bố ở một số tỉnh miền Bắc như Lào Cai, Hà

Giang [39].