Luận án tiến sĩ lâm nghiệp điều tra thành phần loài nấm đông trùng hạ thảo tại vườn quốc gia hoàng liên, nghiên cứu nuôi trồng loài đông trùng hạ thảo bông tuyết (isaria tenuipes)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM    HOÀNG QUỐC BẢO ĐIỀU TRA THÀNH PHẦN LOÀI NẤM ĐƠNG TRÙNG HẠ THẢO TẠI VƯỜN QUỐC GIA HỒNG LIÊN VÀ NGHIÊN CỨU NI TRỒNG LỒI ĐƠNG TRÙNG HẠ THẢO BÔNG TUYẾT (ISARIA TENUIPES) LUẬN ÁN TIẾN SỸ LÂM NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH ĐÀO TẠO : QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG MÃ SỐ : 9620211 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : GS.TS PHẠM QUANG THU HÀ NỘI - NĂM 2018 i LỜI CAM ĐOAN Luận án hoàn thành chương trình đào tạo tiến sĩ khóa 27 (2015 - 2018) Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tơi Các kết trình bày luận án trung thực Nếu có sai sót, tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng 01 năm 2019 Nghiên cứu sinh Hoàng Quốc Bảo ii LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành chương trình đào tạo nghiên cứu sinh khóa 27, giai đoạn 2015 - 2019 Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Trong q trình thực hồn thành luận án, tác giả nhận nhiều giúp đỡ, tạo điều kiện tập thể lãnh đạo, nhà khoa học, cán nghiên cứu thuộc: Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ rừng, Ban Đào tạo Hợp tác quốc tế, Lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam; Lãnh đạo UBND tỉnh Lào Cai, Văn phòng UBND tỉnh Lào Cai, Tỉnh đoàn Lào Cai, VQG Hoàng Liên Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành giúp đỡ q báu Xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Phạm Quang Thu - thầy giáo trực tiếp hướng dẫn dành nhiều thời gian cơng sức bảo cho Tơi hồn thành luận án Trân trọng cảm ơn đồng chí lãnh đạo, nghiên cứu viên, kỹ thuật thuật viên Trung tâm Nghiên cứu Bảo vệ rừng tạo điều kiện tốt nhất, hỗ trợ Tơi suốt q trình nghiên cứu hoàn thành luận án Xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp gia đình động viên, khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ Tơi suốt q trình thực hồn thành luận án Luận án hoàn thiện sở tham khảo nhiều tài liệu có liên quan, ý kiến đóng góp nhiều nhà chun mơn nỗ lực tác giả Tuy nhiên điều kiện thời gian cịn hạn chế, khó tiếp cận kết nghiên cứu nên luận án không tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp, xây dựng nhà khoa học bạn bè đồng nghiệp để luận án hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! iii MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU .xix DANH MỤC CÁC BẢNG xx DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ xxi MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Hệ thống giới Nấm 1.2 Hình thái cấu trúc sợi nấm 13 1.2.1 Sợ nấm 13 1.2.2 Quả thể .14 1.2.3 Quả thể đệm .14 1.2.4 Nang nấm 14 1.2.5 Bào tử nấm 15 1.3 Nấm ký sinh côn trùng .15 1.3.1 Khái niệm 15 1.3.2 Chu trình sống lây nhiễm nấm ký sinh trùng 16 Tình hình nghiên cứu nhóm nấm Đơng trùng hạ thảo giới 20 1.4.1 Nghiên cứu phân loại, thành phần lồi nhóm nấm Đơng trùng hạ thảo 20 1.4.2 Nghiên cứu thành phần hóa học cuả nhóm nấm Đông trùng hạ thảo 23 1.4.3 Nghiên cứu giá trị dược liệu nhóm nấm Đông trùng hạ thảo .25 iv 1.4.4 Nghiên cứu nuôi cấy sinh khối hệ sợi nuôi trồng thể đệm giá thể nhân tạo .29 1.5 Nghiên cứu nhóm nấm Đơng trùng hạ thảo Việt Nam 31 1.5.1 Nghiên cứu thành phần lồi lồi nấm ký sinh trùng nhóm nấm Đông trùng hạ thảo .31 1.5.2 Nghiên cứu thành phần hóa học giá trị dược liệu nấm Đông trùng hạ thảo 37 1.5.3 Nghiên cứu nuôi trồng 38 1.6 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu 40 1.6.1 Vị trí địa lý 40 1.6.2 Địa hình, địa mạo .41 1.6.3 Địa chất thổ nhưỡng 42 1.6.4 Khí hậu, thủy văn .43 1.6.5 Thực vật 44 1.6.6 Động vật .45 Chương NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 2.1 Nội dung nghiên cứu 47 2.1.1 Thành phần lồi nấm Đơng trùng hạ thảo VQG Hoàng Liên 47 2.1.2 Xác định số đa dạng lồi nấm Đơng trùng hạ thảo 47 2.1.3 Nghiên cứu nuôi trồng thể nấm ĐTHT tuyết (Isaria tenuipes) giá thể nhân tạo .47 2.1.4 Xây dựng hướng dẫn kỹ thuật nuôi trồng nấm Đông trùng hạ thảo tuyết giá thể nhân tạo 47 2.2 Vật liệu nghiên cứu 48 2.3 Phương pháp nghiên cứu 48 2.3.1 Các bước nghiên cứu 48 v 2.3.2 Phương pháp điều tra thu mẫu nấm Đông trùng hạ thảo Vườn Quốc gia Hoàng Liên giám định mẫu thu 49 2.3.3 Phương pháp xác định số đa dạng loài nấm Đơng trùng hạ thảo Vườn Quốc gia Hồng Liên 51 2.3.4 Phương pháp nghiên cứu nuôi trồng thể nấm ĐTHT tuyết (Isaria tenuipes) giá thể nhân tạo 54 2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu 59 2.4 Xây dựng hướng dẫn kỹ thuật nuôi trồng nấm ĐTHT tuyết (Isaria tenuipes) giá thể nhân tạo .59 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 60 3.1 Thành phần loài nấm ĐTHT Vườn Quốc gia Hoàng Liên 60 3.2 Đánh giá đa dạng sinh học phân bố lồi nấm Đơng trùng hạ thảo VQG Hồng Liên 90 3.2.1 Đa dạng thành phần loài, tần suất xuất 90 3.2.2 Đa dạng phân bố 92 3.2.3 Đa dạng ký chủ 106 3.2.4 Đa dạng giá trị sử dụng giá trị dược liệu .107 3.3 Nghiên cứu nuôi trồng thể nấm ĐTHT tuyết (Isaria tenuipes) giá thể nhân tạo 109 3.3.1 Nghiên cứu mơi trường thích hợp tạo giống gốc .109 3.3.2 Nghiên cứu nuôi trồng thể đệm giá thể lỏng 111 3.3.3 Nghiên cứu khả hình thành thể giá thể rắn 119 3.3.4 Nghiên cứu khả hình thành thể đệm giá thể nhộng tằm 123 3.4 Xây dựng hướng dẫn kỹ thuật nuôi trồng nấm ĐTHT tuyết (Isaria tenuipes) giá thể nhân tạo .127 3.4.1 Hướng dẫn kỹ thuật nuôi trồng nấm I tenuipes giá thể lỏng 128 vi 3.4.2 Hướng dẫn kỹ thuật nuôi trồng nấm I tenuipes giá thể rắn129 3.4.3 Hướng dẫn kỹ thuật nuôi trồng nấm I tenuipes giá thể nhộng tằm 130 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 133 Kết luận 133 Khuyến nghị 134 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 135 TÀI LIỆU THAM KHẢO 136 Tài liệu tiếng Việt 136 Tài liệu tiếng nước 142 PHỤ LỤC 150 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ ĐTHT Đông trùng hạ thảo rAND Ribosom Acid Deoxyribo Nucleic EPF Nấm ký sinh côn trùng -Entomology phathogenic fungi PDA Potato Dextrose Agar PYEG Peptone Yeast Extract Glucose CSA Carrot extract Sucrose Agar MEA Malt Extract Agar VQG Lsd Vườn Quốc gia Khoảng sai dị Fpr Xác suất kiểm tra F viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Số lượng loài giống số Nấm Việt Nam so sánh với Trung Quốc Thế giới 11 Bảng 1.2 Thành phần sinh hoá ngun tố khống nấm Đơng trùng hạ thảo Isaria tenuipes 24 Bảng 1.3 Thành phần acid amin nấm Đông trùng hạ thảo I tenuipes 24 Bảng 1.4 Thành phần vitamin nấm Đông trùng hạ thảo I tenuipes 25 Bảng 3.1: Thành phần lồi nấm Đơng trùng hạ thảo Vườn quốc gia Hoàng Liên - Lào Cai .60 Bảng 3.2: Tính đa dạng thành phần loài tần xuất xuất loài nấm Đơng trùng hạ thảo Vườn quốc gia Hồng Liên 90 Bảng 3.3 Phân bố nấm ĐTHT theo sinh cảnh 92 Bảng 3.4 Phân bố nấm ĐTHT theo đai độ cao .97 Bảng 3.5 Phân bố nấm ĐTHT theo độ tàn che 101 Bảng 3.6 Tổng hợp số lượng nấm ĐTHT phân bố theo thời gian 103 Bảng 3.7 Tổng hợp số lượng, tỷ lệ thành phần Bộ côn trùng ký chủ của loài nấm ĐTHT thu được VQG Hoàng Liên 106 Bảng 3.8 Giá trị sử dụng các loài nấm ĐTHT thu được tại VQG Hoàng Liên 107 Bảng 3.9 Kết sinh trưởng, phát triển giống nấm gốc môi trường dịch thể 110 Bảng 3.10: Kết nuôi trồng thể đệm nấm I tenuipes giá thể lỏng .112 Bảng 3.11: Kết nuôi trồng thể đệm nhiệt độ khơng khí khác .115 Bảng 3.12: Kết nuôi trồng thể đệm mơi trường có pH khác nhau117 Bảng 3.13: Sinh trưởng hệ sợi nấm tốc độ lắc khác 119 Bảng 3.14 : Kết nghiên cứu nuôi trồng nấm I tenuipes giá thể rắn121 Bảng 3.15: Kết nuôi trồng nấm I tenuipes công thức giá thể nhộng tằm .124 ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ Hình 1.1 Chu trình xâm nhiễm nấm ký sinh trùng 17 Hình 1.2 Cơ chế xâm nhiễm nấm ký sinh côn trùng .19 Hình 1.3 Sơ đồ kiểu khí hậu huyện Sa Pa, tỉnh Lào Cai .44 Hình 3.2 (a) Nấm B bassiana ký sinh bọ cánh cứng, (b) Bào tử vơ tính nấm B bassiana, (c) Hệ sợi nấm B bassiana môi trường PDA 67 Hình 3.3 (a) Nhộng bị nấm Beauveria sp nov ký sinh; (b) Bào tử vơ tính; (c) Thể đệm hình thành ni khiết mơi trường PDA 70 Hình 3.4 Thể đệm C cardinalis 71 Hình 3.5 (a) Thể đệm C.militaris, (b) Túi bào tử nấm C.militaris chứa bào tử đứt đoạn, (c) Hệ sợi nấm C.militaris nuôi cấy khiết 73 Hình 3.6 Thể đệm C pseudomilitaris 74 Hình 3.7 (a) Thể đệm C takaomontana (giai đoạn hữu tính) I tenuipes (giai đoạn vơ tính); (b) Bào tử túi C takaomontana; (c) Bào tử vơ tính I tenuipes; (c) Hệ sợ I tenuipes mơi trường PDA 75 Hình 3.8 (a)Thể đệm nấm I cateniannulatus; (b) Bào tử vơ tính nấm I cateniannulatus .77 Hình 3.9 (a) Thể đệm I tenuipes; (b) Bào tử vơ tính (c) Thể đệm hình thành ni cấy khiết mơi trường PDA 78 Hình 3.10 Thể đệm Isaria sp.nov.; (b)Bào tử vơ tính; (c) (c) Hệ sợi chủng HL46, (d) Hệ sợi chủng HL15 81 Hình 3.11 (a) Thể đệm O annulata, (b) Túi bào tử, (c) Bào tử túi 82 Hình 3.12 (a) Thể đệm O crinalis, (b) Túi bào tử chứa bào tử túi đứt đoạn 83 Hình 3.13 (a) Thể đệm O formicarum (b) Túi bào tử nấm O formicarum 84 Hình 3.14 (a) Thể đệm O formosana, (b) Túi bào tử nấm O formosana 85 Standard errors of means Table rep d.f e.s.e pH 30 203 0.661 Standard errors of differences of means Table rep d.f s.e.d pH 30 203 0.935 Least significant differences of means (5% level) Table rep d.f l.s.d pH 30 203 1.844 100 DELETE [REDEFINE=yes] _mean, _rep, _var, _resid, _rdf, _scode 101 AKEEP [FACTORIAL=9] pH; MEAN=_mean; REP=_rep; VARIANCE=_var; RTERM=_resid; STATUS=_scode 102 IF _scode.IN.!(1,2) 103 AKEEP [FACTORIAL=9] #_resid; DF=_rdf 104 AMCOMPARISON [METHOD=duncan; DIRECTION=ascending; PROB=0.05] pH Duncan's multiple range test pH CT1 CT7 CT3 CT2 CT6 CT4 CT5 Mean 28.00 31.00 32.00 33.00 38.00 45.00 50.00 a b bc c d e f 105 ELSE 106 PRINT !t('Multiple comparisons available only if all components of the term',\ 107 'are estimated with equal efficiency and in the same stratum.');\ 108 JUST=left 109 ENDIF 110 "General Analysis of Variance." 111 BLOCK "No Blocking" 112 TREATMENTS pH 113 COVARIATE "No Covariate" 114 ANOVA [PRINT=aovtable,information,means; FACT=32; CONTRASTS=7; PCONTRASTS=7; FPROB=yes;\ 115 PSE=diff,lsd,means; LSDLEVEL=5] Chieudai Analysis of variance Variate: Chieudai Source of variation pH Residual Total d.f 203 209 s.s 5272.11 2801.60 8073.71 m.s 878.69 13.80 v.r 63.67 F pr