LỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan: Luận án tiến sĩ “Nghiên cứu đa dạng sinhhọc và nguồn lợi rong biển quần đảo Nam Du” là công trình nghiên cứu độc lập của riêng tôi Các nội dung nghiên cứu,
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 6
1 1 Tình hình nghiên cứu rong biển trên thế giới
Rong biển là thực vật thủy sinh bậc thấp, sinh sống chủ yếu ở biển và vùng nước lợ Chúng có khả năng thích nghi với điều kiện ngập nước và chịu đựng được nhiều yếu tố môi trường như độ muối, nhiệt độ, độ sâu và mức độ sóng vỗ khác nhau Sự thích nghi này phụ thuộc vào từng loài, vĩ độ địa lý và thời gian trong năm.
Cơ thể rong biển có cấu trúc từ đơn giản đến phức tạp, với các tế bào chứa sắc tố hỗ trợ quá trình quang hợp, giúp tạo ra sản phẩm hữu cơ từ chất vô cơ, cho phép rong biển tự dưỡng Từ hàng nghìn năm trước, người Trung Quốc đã sử dụng rong biển như thực phẩm và thuốc, và nhiều quốc gia châu Á khác cũng áp dụng rong biển và sản phẩm của nó vào đời sống hàng ngày.
Từ thế kỷ XVIII và XIX, nhiều quốc gia Tây Âu đã bắt đầu sử dụng rong biển không chỉ làm thức ăn cho động vật mà còn làm nguyên liệu cho sản xuất soda, iodine và các loại dược phẩm Tùy thuộc vào từng loại rong biển, con người có thể sử dụng trực tiếp làm thực phẩm, chiết xuất keo rong biển như agar, carrageenan, alginate phục vụ cho các ngành công nghiệp, y dược và đời sống Ngoài ra, rong biển còn được chiết xuất để lấy các hoạt chất sinh học, phục vụ cho việc sản xuất thuốc chữa bệnh, thực phẩm chức năng, giấy và nguyên liệu sinh học.
1 1 1 Phân loại và đa dạng thành phần loài rong biển
Trên thế giới, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về phân loại, đa dạng thành phần loài và nguồn lợi rong biển Một số tác giả tiêu biểu trong lĩnh vực này bao gồm Okamura (1907-1936), Dawson (1954), Taylor (1960), Segawa (1962), Gayral (1962-1965), Tseng (1983), Abbott & Noris (1985), Lewmanomont & Ogawa (1995), Yoshida (1998), Trono (1998), Abbott (1999), Tseng & Lu (2000), Abbott & Huisman (2004), Kraft (2007, 2010), Sahoo (2009), và Huisman (2015, 2018).
Hệ thống phân loại rong tảo đã được nghiên cứu rộng rãi trên toàn cầu, với nhiều công trình tiêu biểu đóng góp vào lĩnh vực này.
Gollerbakh (1977) đã nghiên cứu các đặc điểm hình thái và cấu trúc tế bào của rong tảo, từ đó sắp xếp hệ thống phân loại và tiến hoá của nhóm này thành 10 ngành, bao gồm: 1- Ngành Cyanophyta; 2- Ngành Pyrrophyta; 3- Ngành Chrysophyta; 4- Ngành Bacillariophyta; 5- Ngành Rhodophyta.
Ngành Phaeophyta; 7- Ngành Xanthophyta; 8- Ngành Euglenophyta; 9- Ngành Chlorophyta và 10- Ngành Charophyta
Năm 1997, Sze đã phân loại nhóm rong tảo thành 9 ngành dựa trên đặc điểm hình thái, cấu trúc giải phẫu và một phần từ phân tích DNA Các ngành được sắp xếp theo thứ tự như sau: 1- Ngành Cyanophyta, 2- Ngành Rhodophyta, 3- Ngành Chlorophyta, 4- Ngành Chromophyta, 5- Ngành Haptophyta, 6- Ngành Dinophyta, 7- Ngành Cryptophyta, 8- Ngành Euglenophyta và 9- Ngành cuối cùng.
Đến năm 2006, Barsanti & Gualtieri đã ứng dụng các phương pháp phân tích hình thái, phân tích hóa sinh và công nghệ sinh học phân tử DNA để sắp xếp hệ thống phân loại cho nhóm rong tảo thành 11 ngành Trong đó, một trong những ngành quan trọng là Cyanophyta.
Prochlorophyta, 3- Ngành Glaucophyta, 4- Ngành Rhodophyta, 5- Ngành
Heterokontophyta (Phaeophyta), 6- Ngành Haptophyta, 7- Ngành Cryptophyta, 8- Ngành Chlorarachniophyta, 9- Ngành Dinophyta, 10- Ngành Euglenophyta và 11- Ngành Chlorophyta
Hiện nay, các hệ thống phân loại vẫn được các nhà khoa học sử dụng tùy vào mục đích nghiên cứu, mặc dù có sự khác biệt trong sắp xếp và định tên Thứ tự tiến hóa và phát sinh loài của các hệ thống này không có nhiều thay đổi Nghiên cứu này tập trung vào 4 ngành rong tảo, trong đó có ngành rong lam Cyanophyta, bao gồm các loài kích thước lớn (macroalgae).
(Cyanobacteria), 2- Ngành rong đỏ Rhodophyta, 3- Ngành rong nâu Phaeophyta (Ochrophyta), 4- Ngành rong lục Chlorophyta
Tính đến tháng 4/2022, trên toàn cầu đã ghi nhận 24.186 loài và dưới loài rong tảo biển thuộc 4 ngành rong tảo, theo nghiên cứu của Guiry & Guiry (2022) Trong số đó, ngành tảo lam (rong lam) có 5.200 loài và dưới loài, cho thấy sự đa dạng phong phú của các thành phần loài rong tảo biển.
Ngành thực vật biển hiện có tổng cộng 4.477 loài và dưới loài, trong đó lớp Phaeophyceae chiếm 2.097 loài Ngành rong lục ghi nhận 7.039 loài và dưới loài, trong khi ngành rong đỏ dẫn đầu với số lượng đa dạng nhất, lên tới 7.470 loài và dưới loài.
Theo nghiên cứu của Zemke-White & Ohno (1999) dựa trên báo cáo từ các quốc gia có biển trong hai năm 1994 và 1995, có ít nhất 221 loài rong biển kinh tế được phân bố ở 39 quốc gia và vùng lãnh thổ trên toàn thế giới Trong số này, 145 loài được sử dụng làm thực phẩm, và 101 loài được khai thác để chiết xuất phycocolloid Cụ thể, 32 loài thuộc ngành rong lục, 125 loài thuộc ngành rong đỏ, và 64 loài thuộc ngành rong nâu Nghiên cứu chỉ ra rằng rong biển không chỉ đa dạng về loài mà còn phong phú về ứng dụng trong đời sống con người.
Trong số 101 loài rong biển, có 79 loài thuộc ngành rong đỏ, 28 loài thuộc ngành rong lục và 38 loài thuộc ngành rong nâu Trong đó, 41 loài được sử dụng để chiết xuất alginate, 33 loài để chiết xuất agar và 27 loài để chiết xuất carrageenan Ngoài ra, 24 loài rong biển cũng được áp dụng trong các bài thuốc truyền thống.
1 1 2 Ứng dụng kỹ thuật sinh học phân tử trong định loại rong biển
Hiện nay, việc phân loại rong biển chủ yếu dựa vào đặc điểm hình thái, tuy nhiên, hình thái của rong biển rất đa dạng và dễ thay đổi theo điều kiện môi trường Do đó, việc xác định chính xác tên khoa học của các loài rong biển là rất quan trọng cả về mặt khoa học và ứng dụng.
Rong biển có sự đa dạng phong phú, nhưng việc thương mại hóa thành công chủ yếu chỉ tập trung vào một số loài nhất định, đặc biệt là chi Undaria Điều này dựa trên các yếu tố như trữ lượng tự nhiên, khả năng nuôi trồng quy mô lớn và giá trị dinh dưỡng của chúng, cả ở Việt Nam và trên thế giới.
Laminaria, Kappaphycus, Eucheuma, Gracilaria, Sargassum, Caulerpa,