Nghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai

Nghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào CaiNghiên cứu bảo tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai

NGUYỄN HOÀNG

NGHIÊN CỨU BẢO TỒN MỘT SỐ LOÀI CÂY DƯỢC LIỆU CÓ NGUY CƠ BỊ ĐE DỌA TẠI VƯỜN QUỐC GIA HOÀNG LIÊN, TỈNH LÀO CAI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

THÁI NGUYÊN - 2023

NGUYỄN HOÀNG

NGHIÊN CỨU BẢO TỒN MỘT SỐ LOÀI CÂY DƯỢC LIỆU CÓ NGUY CƠ BỊ ĐE DỌA TẠI VƯỜN QUỐC GIA HOÀNG LIÊN, TỈNH LÀO CAI

Ngành: Khoa học Môi trường

Mã số: 9.44.03.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: 1 PGS.TS Hoàng Văn Hùng

2 PGS.TS Trần Đăng Khánh

THÁI NGUYÊN - 2024

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kếtquả nêu trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ côngtrình nào khác

Tác giả luận án

Nguyễn Hoàng

LỜI CẢM ƠN

Luận án được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của nhiều cánhân và cơ quan nghiên cứu trong nước Trước hết, tác giả xinchân thành cảm ơn PGS.TS Hoàng Văn Hùng, PGS.TS Trần ĐăngKhánh, với cương vị người hướng dẫn khoa học, đã giúp đỡ chonghiên cứu sinh trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án.Tác giả cũng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới sự động viên và giúp

đỡ nhiệt tình của tập thể cán bộ, giảng viên Phân hiệu Đại học TháiNguyên tại tỉnh Lào Cai, Khoa Môi trường - Trường Đại học NôngLâm Thái Nguyên, Viện Di truyền Nông nghiệp trong quá trình thựchiện và hoàn thành luận án

Tác giả chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của ban lãnh đạo VườnQuốc gia Hoàng Liên, UBND thị xã Sa Pa trong việc cung cấp tài

đến đề tài, hợp tác trong điều tra

Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án, nghiên cứusinh đã nhận được sự giúp đỡ của cán bộ, viên chức Phòng Đào tạo –Nghiên cứu khoa học và Hợp tác quốc tế - Phân hiệu Đại học TháiNguyên tại tỉnh Lào Cai; Khoa Môi trường - Trường Đại học Nông lâmThái Nguyên; Viện Di truyền Nông nghiệp – Viện khoa học nôngnghiệp Việt Nam Nhân dịp này, tác giả xin chân thành cảm ơn các

cơ quan trên Xin trân trọng cảm ơn Phòng Đào tạo - Trường Đại họcNông lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi để nghiên cứu sinhhoàn thành luận án của mình

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2024

Tác giả luận án

Nguyễn Hoàng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC CÁC HÌNH xi

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 3

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

4 Đóng góp mới của luận án 4

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Tổng quan về bảo tồn đa dạng sinh học 5

1.1.1 Đa dạng sinh học và bảo tồn đa dạng sinh học 5

1.1.2 Đa dạng di truyền và đánh giá đa dạng di truyền 6

1.1.3 Các yếu tố sinh thái, môi trường và ảnh hưởng của nó đến bảo tồn đa dạng sinh học 14

1.2 Tài nguyên cây dược liệu 17

1.2.1 Tài nguyên cây dược liệu trên thế giới 17

1.2.2 Tài nguyên cây dược liệu ở Việt Nam 18

1.3 Hoạt động bảo tồn cây dược liệu trên thế giới và ở Việt Nam 19

1.3.1 Các mối đe dọa đối với tài nguyên cây dược liệu 19

1.3.2 Quan điểm và cách tiếp cận trong bảo tồn tài nguyên cây dược liệu 19 1.3.3 Hoạt động bảo tồn cây dược liệu 21

1.3.4 Tổng quan một số phương pháp trong nghiên cứu bảo tồn cây dược liệu 27

1.4 Cách tiếp cận trong xác định loài có nguy cơ bị đe dọa 30

1.4.1 Quan điểm của IUCN 30

1.4.2 Quan điểm của Việt Nam 31

1.4.3 Quan điểm dựa trên kiến thức bản địa (cộng đồng) 32

1.5 Tổng quan về khu vực nghiên cứu và các nghiên cứu về cây dược liệu

tại VQG Hoàng Liên 34

1.5.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế -xã hội khu vực nghiên cứu 34

1.5.2 Các nghiên cứu về cây dược liệu ở VQG Hoàng Liên 40

1.6 Hướng tiếp cận nghiên cứu của đề tài 41

1.6.1 Nhận xét rút ra từ nghiên cứu tổng quan 41

1.6.2 Định hướng nghiên cứu của đề tài 42

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 44

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 44

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 44

2.2 Nội dung nghiên cứu 44

2.2.1 Đánh giá tình trạng nguy cấp của một số loài cây dược liệu tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên 44

2.2.2 Đặc điểm sinh thái tự nhiên của một số cây dược liệu có nguy cơ cần được bảo tồn 44

2.2.3 Kết quả định danh và đánh giá đa dạng di truyền một số loài cây dược liệu có nguy cơ cần được bảo tồn 44

2.2.4 Một số giải pháp bảo tồn cây dược liệu tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên 45

2.3 Phương pháp nghiên cứu 45

2.3.1 Phương pháp điều tra, khảo sát, đánh giá về tình trạng nguy cấp của một số loài cây dược liệu tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên 45

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu đặc điểm sinh thái tự nhiên của một số cây dược liệu có nguy cơ cần được bảo tồn 46

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu dịnh danh và đánh giá đa dạng di truyền một số loài cây dược liệu có nguy cơ cần được bảo tồn bằng chỉ thị phân tử .49

2.3.4 Phương pháp nghiên cứu trong đề xuất giải pháp bảo tồn 52

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53

3.1 Đánh giá tình trạng nguy cấp của một số loài cây dược liệu tại VQG Hoàng Liên 53 3.1.1 Hiện trạng đa dạng sinh học và cây dược liệu tại VQG Hoàng Liên 53

3.1.2 Tình hình khai thác và sử dụng cây dược liệu VQG Hoàng Liên 58

3.1.3 Những kiến thức bản địa về đặc điểm và công dụng của một số cây dược liệu làm thuốc ở VQG Hoàng Liên 59

3.1.4 Xác định một số loài cây dược liệu quý hiếm và có nguy cơ bị tuyệt chủng tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên 62

3.2 Đặc điểm sinh thái tự nhiên của một số cây dược liệu có nguy cơ cần được bảo tồn 75

3.2.1 Đặc điểm sinh thái tự nhiên của cây Bàn tay ma (Heliciopsis lobata) .75

3.2.2 Đặc điểm sinh thái tự nhiên của cây Hoàng liên chân gà (Coptis quinquesecta) 77

3.2.3 Đặc điểm sinh thái tự nhiên của cây Hoàng tinh hoa đỏ (Polygonatum kingianum) 84

3.3 Kết quả định danh và đánh giá đa dạng di truyền một số loài cây dược liệu có nguy cơ cần được bảo tồn bằng chỉ thị phân tử 92

3.3.1 Kết quả định danh và đánh giá đa dạng di truyền của cây Bàn tay ma dựa trên trình tự ITS 92

3.3.2 Kết quả định danh và đánh giá đa dạng di truyền các mẫu Hoàng liên chân gà dựa trên trình tự ITS 96

3.3.3 Kết quả định danh và đánh giá đa dạng di truyền các mẫu Hoàng tinh đỏ dựa trên trình tự TrnL-TrnF IGS 101

3.4 Một số giải pháp bảo tồn cây dược liệu tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên .107

3.4.1 Cơ sở lý luận của đề xuất giải pháp 107

3.4.2 Đề xuất giải pháp 107

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110

1 Kết luận 110

2 Kiến nghị 110

TÀI LIỆU THAM KHẢO 111

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 130

PHỤ LỤC 131

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ADN deoxyribonucleic acid Axit deoxyribonucleic

BGCI Botanic Gardens

Conservation International Tổ chức các Vườn thực vật quốc tế

CR Critically Endangered Cực kỳ nguy cấp

DD Data Deficient Thiếu dữ liệu

EPA United States Environmental

Protection Agency Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa KỳFAO

Food and Agriculture Organization of the United Nations

Tổ chức nông lương thế giới

GACP-WHO

Good Agricultural and Collection Practices - World Health Organization

Thực hành tốt nuôi trồng và thu háitheo khuyến cáo của Tổ chức y tếthế giới

ILK Indigenous and Local

Knowledge Kiến thức bản địa và địa phươngIPLCs Indigenous peoples and

Liên minh bảo tồn thiên nhiên quốctế

LC Least Concern Ít được quan tâm

MPSG Medicinal Plants Specialist

Group Nhóm chuyên gia cây dược liệu

NT Near Threatened Sắp bị đe dọa

PRA Participatory Rural Appraisal Đánh giá nông thôn có sự tham giaPRIMER

Plymouth Routines in Multivariate Ecological Research

Phần mềm thống kê trong nghiêncứu sinh thái đa biến

RRA Rapid Rural Appraisal Đánh giá nhanh nông thôn

SARC Species at Risk Committee Uỷ ban các loài có nguy cơ

Viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt

SSC Species Survival

Commission Ủy ban cho sự sinh tồn của loàiTCM Traditional Chinese

Medicine Thuốc truyền thống của Trung Quốc

WB World Bank Ngân hàng Thế giới

WHO World Health Organization Tổ chức y tế thế giới

WWF Wide Fund For Nature Tổ chức quỹ thiên nhiên toàn thế giới

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Hiện trạng dân số và lao động các xã thuộc VQG Hoàng Liên 38

Bảng 2.1 Mô tả vị trí các ô tiêu chuẩn 46

Bảng 2.2 Thành phần phản ứng PCR 50

Bảng 2.3 Chu trình phản ứng PCR 51

Bảng 3.1 Thống kê thành phần các loài thực vật VQG Hoàng Liên 53

Bảng 3.3 Thống kê thành phần các loài cây dược liệu VQG Hoàng Liên 57

Bảng 3.4 Tần suất lấy cây dược liệu và số người/hộ đi lấy của người dân thuộc khu vực Vườn Quốc gia Hoàng Liên 59

Bảng 3.5 Tổng hợp các loài cây dược liệu trong khu vực VQG Hoàng Liên thường được cộng đồng sử dụng 59

Bảng 3.6 Danh sách các loài cây dược liệu có nguy cơ tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên theo đánh giá của IUCN 62

Bảng 3.7 Danh sách các loài cây dược liệu tại VQG Hoàng Liên có nguy cơ theo Sách Đỏ Việt Nam 2007 64

Bảng 3.8 Liệt kê các loài cây dược liệu tại VQG Hoàng Liên có nguy cơ theo khảo sát của cộng đồng 66

Bảng 3.9 Kết quả đánh giá các loài cây dược liệu có nguy cơ tại VQG Hoàng Liên của cộng đồng 67

Bảng 3.10 Kết quả đánh giá các loài cây dược liệu theo nhu cầu sử dụng tại VQG Hoàng Liên của cộng đồng 68

Bảng 3.11 Đánh giá mức độ các loài dược liệu nguy cấp dựa vào cộng đồng 69

Bảng 3.12 Danh sách các loài cây dược liệu tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên 71

có nguy cơ theo đánh giá của cộng đồng 71

Bảng 3.13 So sánh kết quả đánh giá các loài có nguy cơ dựa vào cộng đồng với đánh giá của IUCN và Sách Đỏ Việt Nam 74

Bảng 3.14 Khoảng cách di truyền theo cặp (genetic distance pairwise) giữa Bàn tay ma và các loài tham chiếu bằng mô hình Kimura-2 parameter 95

Bảng 3.15 Danh sách mẫu Hoàng liên chân gà được sử dụng trong nghiên cứu

96

Bảng 3.16 Vị trí SNPs trong chuỗi nucleotide của các mẫu Hoàng liên chân gà

98

Bảng 3.17 Khoảng cách di truyền theo cặp (genetic distance pairwise) giữa

các mẫu hoàng liên chân gà bằng mô hình Kimura-2 parameter 99 Bảng 3.18 Danh sách mẫu Hoàng tinh hoa đỏ được sử dụng trong nghiên cứu

101

Bảng 3.19 Vị trí SNPs trong chuỗi nucleotide của các mẫu Hoàng tinh hoa đỏ

103Bảng 3.20 Khoảng cách di truyền theo cặp (genetic distance pairwise) giữa các

mẫu hoàng tinh đỏ bằng mô hình Kimura-2 parameter 104

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ khu vực nghiên cứu tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên 34Hình 3.1 Cây Bàn tay ma phát hiện tại khu vực nghiên cứu 76Hình 3.2 Cây Hoàng liên chân gà 78Hình 3.3 Mối quan hệ giữa các yếu tố sinh thái môi trường với cây Hoàng liên

chân gà (Sử dụng chức năng Hierarchical Cluster analysis trongphần mềm Primer v5.0) 79Hình 3.4 Mối quan hệ giữa các yếu tố sinh thái môi trường với cây Hoàng liên

chân gà (Sử dụng chức năng Non-metric Multi-DimensionalScaling trong phần mềm Primer v5.0) 80Hình 3.5 Mối quan hệ giữa các loài với cây Hoàng liên chân gà (Sử dụng

chức năng Hierarchical Cluster analysis trong phần mềm Primerv5.0) 82Hình 3.6 Mối quan hệ giữa các loài với cây Hoàng liên chân gà (Sử dụng

chức năng Non-metric Multi-Dimensional Scaling trong phần mềmPrimer v5.0) 83Hình 3.7 Cây Hoàng tinh hoa đỏ tại khu vực nghiên cứu 86Hình 3.8 Mối quan hệ giữa các yếu tố sinh thái môi trường với cây Hoàng tinh hoa

đỏ (Sử dụng chức năng Hierarchical Cluster analysis trong phần mềmPrimer v5.0) 87Hình 3.9 Mối quan hệ giữa các yếu tố sinh thái môi trường với cây Hoàng tinh

hoa đỏ (Sử dụng chức năng Non-metric Multi-DimensionalScaling trong phần mềm Primer v5.0) 87Hình 3.10 Mối quan hệ giữa các loài với cây Hoàng tinh hoa đỏ (Sử dụng

chức năng Hierarchical Cluster analysis trong phần mềm Primerv5.0) 89Hình 3.11 Mối quan hệ giữa các loài với cây Hoàng tinh hoa đỏ (Sử dụng chức

năng Non-metric Multi-Dimensional Scaling trong phần mềmPrimer v5.0) 90

Hình 3.12 Ảnh điện di các mẫu bàn tay ma trên gel agarose 1,5% với cặp mồi

ITS1/ITS2 93Hình 3.13 Mối quan hệ di truyền giữa Bàn tay ma và các loài tham chiếu dựa

trên trình tự ITS Các số gần nút thể hiện tỷ lệ bootstrap 95Hình 3.14 Ảnh điện di mẫu hoàng liên chân gà trên gel agarose 1,5% với cặp

mồi ITS1/ITS2 97Hình 3.15 Mối quan hệ di truyền 11 mẫu Hoàng liên chân gà dựa trên trình tự

ITS Các số gần nút thể hiện tỷ lệ bootstrap 100Hình 3.16 Ảnh điện di mẫu hoàng tinh đỏ trên gel agarose 1,5% với cặp mồi

trnL/trnF 102Hình 3.17 Mối quan hệ di truyền 21 mẫu Hoàng tinh hoa đỏ dựa trên trình tự

lục lạp trnL-trnF IGS Các số gần nút thể hiện tỷ lệ bootstrap 105

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, thế giới đang đứng trước 5 cuộc khủng hoảng lớn, đó là dân số,lương thực, năng lượng, tài nguyên và sinh thái Năm cuộc khủng hoảng này đều liênquan chặt chẽ với môi trường và làm cho chất lượng cuộc sống của con người cónguy cơ suy giảm Hay nói cách khác, chúng ta đang đứng trước một cuộc khủnghoảng môi trường Một trong các biểu hiện của khủng hoảng môi trường đó chính là

số chủng loài động - thực vật bị tuyệt chủng đang gia tăng, thực chất đó là biểu hiệncủa sự suy thoái đa dạng sinh học Chính vì vậy, việc nghiên cứu, bảo tồn đa dạngsinh học là một trong những nhiệm vụ cấp bách của tất cả các quốc gia trên Thế giới

Trong nghiên cứu, bảo tồn đa dạng sinh học thì nghiên cứu các loài thực vật,đặc biệt loài quý hiếm có nguy cơ bị đe dọa được nhiều nhà nghiên cứu trên thế giớiquan tâm Bởi vì, thực vật là mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn trong các hệsinh thái, nó là môi trường sống của các loài sinh vật khác sống Khi nghiên cứu về

đa dạng thực vật chúng ta phải nghiên cứu về đa dạng hệ sinh thái, đa dạng loài và

đa dạng di truyền Lý do là các hệ sinh thái khác nhau thì có đa dạng về loài khácnhau và một loài ở các hệ sinh thái khác nhau thì có đa dạng di truyền khác nhau.Việc ứng dụng chỉ thị sinh học phân tử vào nghiên cứu đa dạng di truyền nhằm xácđịnh mức độ đa dạng di truyền có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định các loài cónguy cơ bị tuyệt chủng do các loài có tính đa dạng di truyền thấp thường có khảnăng thích nghi kém với các điều kiện môi trường

Lãnh thổ Việt Nam chịu sự chi phối về hoạt động địa chất của hai địa khốiIndonesia (từ Mường Tè - Lai Châu ở cực Tây Bắc đến Trung Bộ, Nam Bộ) và HoaNam (Vùng Bắc Bộ) Từ đó hình thành thảm thực vật phong phú, đa dạng với khoảng16.000 loài thực vật (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2008) Nguồn tài nguyên cây cỏtập trung chủ yếu ở 6 trung tâm đa dạng sinh vật trong cả nước là: Đông bắc, HoàngLiên Sơn, Cúc Phương, Bạch Mã, Tây Nguyên và Cao nguyên Đà Lạt Hoàng LiênSơn là một trong những khu rừng đặc dụng quan trọng của Việt Nam với diện tíchvùng lõi là 29.845 ha và 38.724 ha vùng đệm, chủ yếu là rừng nguyên sinh có thảmthực vật phong phú, đa dạng VQG Hoàng Liên tỉnh Lào Cai được coi là một trong

những trung tâm đa dạng sinh học (ĐDSH) bậc nhất Việt Nam với nhiều loài thực vậtbản địa và quí hiếm của Việt Nam VQG Hoàng Liên cũng là VQG duy nhất ở ViệtNam có điều kiện khí hậu đặc thù và hệ sinh thái rừng riêng biệt, với quần xã thực vật

ôn đới trên núi Có nhiều loài chiếm ưu thế: Thích (Acer chapaense), Chân chim(Scheffera chaphaensis), Đỗ quyên (Rhododendron) v.v

Với những đặc điểm về khí hậu, địa hình và các điều kiện tự nhiên khác đã tạocho VQG này có tính đa dạng sinh học cao Theo một số nghiên cứu VQG HoàngLiên có khoảng 2.847 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 1.064 chi, 299 họ, 06ngành thực vật Trong 149 loài cây quý hiếm có 133 loài trong Sách Đỏ Việt Nam và

16 loài có nguy cơ tuyệt chủng trên thế giới (Nguyen Nghia Thin và Nguyen ThiThoi, 1998) VQG Hoàng Liên là vùng có nhiều loài cây dược liệu quý như: Sâm Vũdiệp, Trúc tiết nhân sâm, các loại Hoàng liên, Đỗ trọng, Thổ hoàng liên, Dâm dươnghoắc là những cây thuốc không nơi nào có ở Việt Nam Ngoài ra, Lan hài, Lan kimtuyến, Lan 1 lá, Củ bình vôi, Hoàng tinh,… là những cây thuốc quý nhiều nơi cónhưng đã cạn kiệt, nay chỉ còn ở Sa Pa Một số loài bản địa của VQG Hoàng Liên

như Bách xanh (Calocedrus macrolepis), Thông đỏ (Taxus chinensis), Vân sam Hoàng Liên (Abies delavayi); Vượn đen Đông Bắc (Nomasscus), Hồng hoàng (Buceros bicornis), Voọc bạc má (Trachypithecus) v.v

VQG Hoàng Liên có sự đặc thù là có dân cư (đặc biệt là người dân tộc thiểusố) sinh sống trong khu vực lõi của vườn Sự đa dạng sinh học của VQG HoàngLiên đã có vai trò quan trọng đối với đời sống sinh kế và sản xuất của người dân nơiđây và đang đóng góp vào sự phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là phát triển du lịchcủa Sa Pa nói riêng và của tỉnh Lào Cai nói chung Bên cạnh đó, các hoạt động dulịch, xây dựng các công trình v.v đã tác động lớn tới hệ sinh thái và đa dạng loài tạiVQG Hoàng Liên

Tuy nhiên, cho tới nay, các nghiên cứu ở VQG Hoàng Liên chủ yếu tập trungvào việc liệt kê các loài động, thực vật và giới thiệu những nét đặc trưng chung vềmôi trường, sinh thái Đến nay có rất ít công trình nghiên cứu tổng thể về cây dượcliệu, đặc biệt là các loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại VQG Hoàng Liên,tỉnh Lào Cai Danh lục các loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa chủ yếu dựa vàocác tiêu chuẩn của IUCN hoặc các tiêu chuẩn trong xác định loài của Sách Đỏ Việt

Nam, trong khi đó ở nhiều vùng cụ thể và tiểu vùng sinh thái nhất định loài có nguy

cơ bị đe dọa có thể được xác định bởi nhiều tiêu chí khác; và hiện tại cũng ít cácnghiên cứu xác định được mối quan hệ giữa các yếu tố sinh thái – môi trường ảnhhưởng đến sự phân bố các loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa Đặc biệt, còn ítnhững nghiên cứu sâu về đa dạng di truyền bằng chỉ thị sinh học phân tử đối vớiloài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai

Xuất phát từ yêu cầu trên, rất cần thiết phải thực hiện những nghiên cứumang tính hệ thống và có cơ sở khoa học để từ đó định hướng giải pháp cho

bảo tồn cây dược liệu, đây chính là lý do để tiến hành đề tài “Nghiên cứu bảo

tồn một số loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai”.

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

về bảo tồn, phát triển nguồn gen cây dược liệu tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Những giải pháp được áp dụng sẽ góp phần bảo tồn bền vững tài nguyên câydược liệu tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên và thúc đẩy sự phát triển, khai thác, sửdụng có hiệu quả nguồn gen cây dược liệu quý, nâng cao thu nhập cho người dân

4 Đóng góp mới của luận án

- Sử dụng tri thức bản địa đã đánh giá được thực trạng nguy cơ bị đe dọatuyệt chủng của 15 loài dược liệu quý hiếm tại VQG Hoàng Liên, tỉnh Lào Cai, baogồm 07 loài rất nguy cấp, 05 loài nguy cấp, 03 loài sẽ nguy cấp cần được bảo tồn

- Đã đánh giá được mức độ đa dạng di truyền, xác định được marker phân tử

nhận dạng (barcode) của 3 loài cây Bàn tay ma (Heliciopsis lobata (Merr.) Sleum), Hoàng liên chân gà (Coptis quinquesecta W T Wang) và Hoàng tinh hoa đỏ (Polygonatum kingianum Coll et Hemsl.); xác định được một số yếu tố sinh thái -

môi trường và các loài thực vật có quan hệ với sự phân bố các loài cây dược liệunày, từ đó đề xuất những giải pháp tối ưu để bảo tồn các loài cây dược liệu quýhiếm tại Vườn Quốc gia Hoàng Liên

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan về bảo tồn đa dạng sinh học

1.1.1 Đa dạng sinh học và bảo tồn đa dạng sinh học

1.1.1.1 Khái niệm về đa dạng sinh học

Thuật ngữ đa dạng sinh học được định nghĩa lần đầu tiên bởi Norse vàMcManus (1980) trên cơ sở hai khái niệm gần gũi là "đa dạng di truyền" (lượngbiến dị di truyền trong loài) và "đa dạng sinh thái" (số loài trong một quần xã sinhvật) Thuật ngữ đa dạng sinh học rút ngắn (Biodiversity) gắn liền với tên tuổi củaWalter G Rosen vào năm 1985 khi lập kế hoạch cho hội nghị "Diễn đàn quốc gia

về Đa dạng sinh học" được tổ chức tại thủ đô Washington, Hoa Kỳ năm 1986(Wilson EO., 1988)

Từ đó đến nay, có nhiều định nghĩa khác nhau về đa dạng sinh học được đưa

ra Trong đó, định nghĩa về đa dạng sinh học được sử dụng trong Công ước Đa dạngSinh học (United Nations, 1992) và Chiến lược Đa dạng Sinh học toàn cầu (WRI,IUCN và UNEP, 1992) được coi là "toàn diện và đầy đủ nhất", nó được sử dụngchính thức trong các văn bản quốc tế về đa dạng sinh học Theo đó: "Đa dạng sinhhọc được dùng để chỉ sự phong phú và đa dạng của giới sinh vật từ mọi nguồn trênTrái Đất, nó bao gồm sự đa dạng trong cùng một loài, giữa các loài và sự đa dạng

hệ sinh thái"

Như vậy, đa dạng sinh học cần được xem xét ở ba cấp độ: Đa dạng nguồngen, đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái

1.1.1.2 Khái niệm về bảo tồn

Theo Luật Đa dạng sinh học năm 2018 quy định:

- Bảo tồn đa dạng sinh học là việc bảo vệ sự phong phú của các hệ sinh thái

tự nhiên quan trọng, đặc thù hoặc đại diện; bảo vệ môi trường sống tự nhiên thườngxuyên hoặc theo mùa của loài hoang dã, cảnh quan môi trường, nét đẹp độc đáo của

tự nhiên; nuôi, trồng, chăm sóc loài thuộc Danh mục loài nguy cấp, quý, hiếm được

ưu tiên bảo vệ; lưu giữ và bảo quản lâu dài các mẫu vật di truyền

- Bảo tồn tại chỗ (in-situ) là bảo tồn loài hoang dã trong môi trường sống tựnhiên của chúng; bảo tồn loài cây trồng, vật nuôi đặc hữu, có giá trị trong môitrường sống, nơi hình thành và phát triển các đặc điểm đặc trưng của chúng.

- Bảo tồn chuyển chỗ (ex-situ) là bảo tồn loài hoang dã ngoài môi trườngsống tự nhiên thường xuyên hoặc theo mùa của chúng; bảo tồn loài cây trồng, vậtnuôi đặc hữu, có giá trị ngoài môi trường sống, nơi hình thành và phát triển các đặcđiểm đặc trưng của chúng; lưu giữ, bảo quản nguồn gen và mẫu vật di truyền trongcác cơ sở khoa học và công nghệ hoặc cơ sở lưu giữ, bảo quản nguồn gen và mẫuvật di truyền

1.1.2 Đa dạng di truyền và đánh giá đa dạng di truyền

1.1.2.1 Khái niệm đa dạng di truyền

Đa dạng di truyền là nguồn đa dạng sinh học cơ bản đã được các tác giả khácnhau định nghĩa là “bất kỳ thước đo nào định lượng mức độ biến đổi di truyền trongmột quần thể” (Hughes và cs., 2008) hoặc “bản chất của sự biến đổi của sinh vật vàloài trên Trái Đất” (Elliott, 2002) Theo Ennos và cs (2000), đa dạng di truyền thểhiện “phạm vi và tổng số biến thể di truyền trong một quần thể hoặc các quần thể”,trong đó thuật ngữ đa dạng, có nghĩa đơn giản là trạng thái thể hiện sự khác biệt,khác biệt hoặc đa dạng, mở rộng ra nó là biểu thị tổng số các sự khác biệt

Sự đa dạng di truyền giúp các loài có khả năng thích nghi khi môi trườngthay đổi Do đó, sự đa dạng di truyền lớn - một nguồn gen lớn - ảnh hưởng tích cựcđến khả năng phục hồi và chức năng của hệ sinh thái Khi chúng ta làm cạn kiệt sự

đa dạng di truyền của các loài, chúng ta sẽ phá hủy tiềm năng thích nghi của chúng

và sự tồn tại lâu dài của chúng sẽ bị đe dọa (University of Gothenburg, 2020)

Đa dạng sinh học bao gồm sự đa dạng ở cấp độ hệ sinh thái, loài và ADN, sựmất đi tính đa dạng di truyền (sự khác biệt về di truyền và tính trạng giữa các cá thể

và quần thể trong một loài) đã không được đánh giá đúng mức trong nhiều thập kỷ

cả về chính sách và thực tiễn (Holderegger và cs., 2019)

Mức độ đa dạng di truyền cao hơn làm giảm tác động cận huyết tiêu cựctrong quần thể, mang lại cho các loài hoang dã khả năng thích ứng với sự thay đổimôi trường (Wernberg và cs., 2018), hỗ trợ cấu trúc cộng đồng và chức năng hệsinh thái, tính toàn vẹn và khả năng phục hồi (Raffard và cs., 2019), và là cơ sở chonhiều đóng góp của thiên nhiên cho con người (Stange và cs., 2021) Đa dạng ditruyền cung cấp cho xã hội nhiều lựa chọn về nhân giống cây trồng và vật nuôinhằm cải thiện năng suất và khả năng phục hồi trong nông nghiệp, lâm nghiệp, sựsống (Houston và cs., 2020) và các lĩnh vực khác (ví dụ: y học, kỹ thuật) Các phântích gần đây cho thấy rằng sự đa dạng di truyền đã suy giảm trên toàn cầu trong thế

kỷ qua ở các quần thể hoang dã (Leigh và cs., 2019), phạm vi địa lý đang bị thuhẹp, dẫn đến sự mất mát đáng kể về các quần thể khác biệt về mặt di truyền đối vớihầu hết các loài (Ceballos và cs., 2017) , và sự đa dạng di truyền còn lại đó khôngđược bảo tồn tốt in situ hoặc ex situ (Khoury và cs., 2019) Nguyên nhân chính gâymất đa dạng di truyền bao gồm biến đổi khí hậu, sự chia cắt và phá hủy môi trườngsống, khai thác quá mức và giảm quy mô quần thể (Schlaepfer và cs., 2018) Mặc

dù vậy, các đánh giá đa dạng sinh học thường loại trừ đa dạng di truyền (Pierson vàcs., 2016)

a) Đánh giá đa dạng di truyền dựa vào chỉ thị hình thái

Các đặc điểm hình thái trong phân loại sinh vật được sử dụng từ rất sớm.Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là hai đơn vị phân loại (taxon) càng cónhiều đặc điểm chung, càng giống nhau thì quan hệ giữa hai taxon càng gần gũi vớinhau Bất cứ sự khác nhau nào giữa hai cá thể đều được nghiên cứu, nhưng khôngphải bất cứ đặc điểm nào cũng có thể dùng làm đặc điểm phân loại Những đặcđiểm phân loại ổn định, biến đổi chậm, liên quan đến những cấu trúc ít biến đổi của

cơ thể sinh vật thường được sử dụng để phân biệt và xác định các taxon bậc cao,những biến đổi nhanh hoặc liên quan đến cơ chế cách ly sinh sản có tác dụng xác

định các taxon bậc thấp Người ta thường kết hợp nhiều đặc điểm để làm tăng giá trịtin cậy của kết quả so sánh (Bateman, 2001; Pellegrino và cộng sự, 2005).

Mặc dù phương pháp sử dụng các chỉ tiêu hình thái có ưu điểm là tiện lợi,nhanh chóng, kinh tế, có thể so sánh các đặc điểm giữa các loài hoá thạch với cácloài đang sống để tìm kiếm mối quan hệ họ hàng giữa chúng Nhưng việc lựa chọn

và cân nhắc giá trị sử dụng của các đặc điểm phân loại là một trong những khâu khónhất, không chỉ đòi hỏi kiến thức mà còn đòi hỏi kinh nghiệm và sự khéo léo củacác nhà phân loại học Bên cạnh đó, phương pháp này nhiều khi không chính xác vì

có hiện tượng đồng quy tính trạng và không phân biệt được các loài đồng hình(Krishnan và cộng sự, 2011), mặt khác bởi hình thái chính là kết quả của kiểu hiệngene trong một điều kiện ngoại cảnh nhất định nên việc hoàn toàn dựa vào hình tháiđôi khi dẫn đến các kết quả không xác thực, nhất là đối với các taxon thực vật cómức độ thường biến cao Mặt khác, các marker hình thái có nhiều điểm hạn chếnhư: các biến đổi hình thái không phát hiện được ở một số loài; các nghiên cứu sửdụng đặc điểm hình thái nói chung thường giới hạn trong một hay một vài locus;nhiều đặc điểm hình thái chỉ có thể quan sát được vào cuối chu kỳ sống; nhiều đặctính hình thái không riêng biệt mà mang tính liên tục và chồng lấp giữa các loài gâytrở ngại cho việc phân tích chính xác sự đa dạng di truyền của quần thể

b) Đánh giá đa dạng di truyền dựa vào các chỉ thị sinh hóa

Việc phân tích các Isozymes đã được sử dụng qua hơn 60 năm cho nhiềumục đích nghiên cứu khác nhau trong sinh học, như là chỉ ra mối quan hệ di truyềncủa các thực vật, đánh giá sự biến động di truyền và phân loại học, nghiên cứu ditruyền quần thể và sự tiến hóa sinh giới, đặc tính hóa trong việc quản lý nguồn gene

di truyền và chọn giống thực vật Isozymes được định nghĩa là các kiểu dạng khácnhau về cấu trúc phân tử của một enzymes vốn có cùng chức năng xúc tác xét vềmặt định tính Các Isozymes hình thành do sự biến đổi các amino acid, gây nênnhững thay đổi điện tích chung hoặc một phần chức năng (cấu trúc hình thể) củaphân tử enzymes và có thể cũng vì vậy mà thay đổi cả khả năng di chuyển khi tiếnhành điện di Sau khi nhuộm một cách đặc trưng, đặc trưng isozymes của các mẫuriêng biệt có thể được thu nhận (Vallejos 1983)

c) Đánh giá đa dạng di truyền dựa vào các chỉ thị ADN

Các marker phân tử được sử dụng để đánh giá đa hình ADN được phân thànhhai loại: marker dựa trên cơ sở lai phân tử và marker dựa trên cơ sở phản ứng chuỗipolymer hóa (PCR) Về mặt định dạng, đặc tính ADN có thể nhận ra thông qua việclai các đoạn ADN được cắt giới hạn bằng enzymes phân giải với các ADN thăm dò(probe) được đánh dấu vốn là các đoạn ADN có nguồn gốc hoặc trình tự đã biết.Marker trên cơ sở PCR bao gồm việc khuếch đại in vitro những trình tự ADN haylocus đặc trưng bằng cách sử dụng những trình tự olygonucleotide trong vai trò làcác mồi đặc hiệu hay ngẫu nhiên và một enzyme ADN polymerase bền nhiệt Các đoạnđược khuếch đại được tách ra trên điện di và tạo các đặc trưng hình thành band, các đặctrưng này vốn được phát hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau như nhuộm hay ghiphóng xạ tự động Những marker phân tử thường được sử dụng bao gồm:

* Đa hình chiều dài các đoạn giới hạn (restriction fragment length polymorphism - RFLP)

Trong kỹ thuật RFLP), đa hình ADN được xác định bằng cách lai đoạn dòADN (ADN probe) đánh dấu với ADN sau khi cắt hạn chế bằng enzyme cắt hạn chế

và được thấm truyền lên màng lai bằng phương pháp Southern Kết quả là tạo rahình ảnh các phân đoạn DNA khác nhau Các hình ảnh phân đoạn ADN khác nhaunày được tạo nên do sự thay thế, thêm vào hay bớt đi của các nucleotide hoặc do đahình nucleotide đơn Kỹ thuật RFLP được tiến hành theo các bước: cắt ADN bằngmột hoặc vài enzyme cắt hạn chế; các phân đoạn ADN sau đó được phân tách trêngel agarose và thấm truyền lên màng lai Việc xác định các phân đoạn ADN đượctiến hành bằng lai các phân đoạn ADN này với đoạn dò được đánh dấu huỳnhquang hoặc phóng xạ để có thể phát hiện bằng phản ứng huỳnh quang hoặc phimchụp phóng xạ

Các chỉ thị RFLP có mức đa hình cao, đồng trội (nên có thể phân biệt đượccác cá thể dị hợp tử và đồng hợp tử) và khả năng lặp lại cao Kỹ thuật RFLP cũngcho phép phân tích đồng thời nhiều mẫu Tuy nhiên kỹ thuật này không được dùngrộng rãi vì một số hạn chế như: cần nhiều ADN chất lượng cao, phải phát triển thưviện đoạn dò cho từng loài, cần thông tin về trình tự để tạo đoạn dò, không thuận

tiện cho việc tự động hóa, mức độ đa hình và số lượng locus trên lần phân tích thấp,đòi hỏi nhiều thời gian, tốn kém (Nguyễn Đức Thành, 2014).

* ADN đa hình khuếch đại ngẫu nhiên [Random Amplified Polymorphic ADN (RAPD)]

Cơ sở của kỹ thuật RAPD là sự nhân bản ADN genome bằng phản ứng PCRvới các mồi ngẫu nhiên để tạo ra sự đa hình ADN do sự tái sắp xếp hoặc mấtnucleotide ở vị trí bắt mồi

Mồi sử dụng cho kỹ thuật RAPD là các mồi ngẫu nhiên, thường là 10nucleotide và có nhiệt độ kéo dài mồi thấp (34-370C) Mặc dù trình tự mồi RAPD làngẫu nhiên nhưng phải đạt được hai tiêu chí là: tỷ lệ GC tối thiểu phải là 40%(thường là 50-80%) và không có trình tự bazơ đầu xuôi và ngược giống nhau Sảnphẩm PCR-RAPD thường được phân tách trên gel agarose 1,5-2,0%

Kỹ thuật RAPD không cần thông tin về genome của đối tượng nghiên cứu và

có thể ứng dụng cho các loài khác nhau với các mồi chung Hơn nữa, kỹ thuậtRAPD đơn giản và dễ thực hiện Nhưng kỹ thuật RAPD có hạn chế là sản phẩmPCR không ổn định do mồi ngắn, nhiệt độ bắt mồi thấp; ngoài ra, kỹ thuật này tạo

ra các chỉ thị trội do đó không phân biệt được các cá thể dị hợp tử với các cá thểđồng hợp tử (Nguyễn Đức Thành, 2014)

RAPD sử dụng nhiều trong nghiên cứu đa dạng di truyền giữa các loài thựcvật, trong nghiên cứu đặc điểm của giống và đánh giá biến đổi di truyền, trong xácđịnh loài và xác định con lai (Niklas và Olszewska, 2021; KazemeinI và cs., 2020;Tuwo và cs., 2021; Hồ Viết Thế và cs., 2017; Khuất Hữu Trung và cs., 2016; PhạmThanh Huyền và Đinh Đoàn Long, 2017)

* Vi vệ tinh hay trình tự lặp đơn giản [Microsatellites or Simple Sequence Repeat (SSR)]

Trình tự lặp lại đơn giản hay vi vệ tinh là sự lặp lại các chuỗi nucleotide ngắn

từ 2-6 nucleotide SSR trở thành kỹ thuật chỉ thị phân tử quan trọng trong cả độngvật và thực vật SSR rất đa hình do đột biến tác động lên số đơn vị lặp lại Sự thayđổi hay sự đa hình của SSR là kết quả của sự khác nhau về độ dài các đoạn lặp lạitrong genome do quá trình trao đổi chéo không cân hoặc do sự giảm nucleotide

trong quá trình sao chép SSR không những phổ biến mà còn biến động mạnh về sốlượng kiểu lặp lại trong genome sinh vật nhân thực Sự khác nhau allele của SSR làkết quả của sự thay đổi số lượng đơn vị lặp lại trong cấu trúc tiểu vệ tinh Các chuỗilặp lại thường đơn giản và cấu tạo bởi 2, 3 hoặc 4 nucleotide.

Kỹ thuật SSR được thực hiện bằng phản ứng PCR với mồi SSR xuôi vàngược Sản phẩm PCR được phân tách trên gel polyacrylamide kết hợp nhuộm bạchoặc bằng máy giải trình tự tự động Việc phát triển chỉ thị SSR được tiến hành theomột số bước như: xây dựng thư viện SSR, xác định locus SSR, xác định vùng phùhợp để thiết kế mồi, PCR với các mồi được thiết kế, đánh giá và phân tích mẫubăng, đánh giá đa hình của sản phẩm PCR

Kỹ thuật SSR có một số ưu việt hơn các chỉ thị khác như: (i) Cho nhiều allentrong một locus; (ii) Phân bố đều trong genome; (iii) SSR cho thông tin cụ thể hơn

so với di truyền ty thể theo đường mẹ (vì có mức đột biến cao) và di truyền theo cả

bố và mẹ; (iv) Là chỉ thị đồng trội; v Có tính đa hình và đặc thù cao; (vi) Có thể lặplại ở các thí nghiệm, sử dụng ít ADN, rẻ và dễ tiến hành, có thể phân tích bán tựđộng, không sử dụng phóng xạ, có thể sử dụng các ADN cổ (ancient ADN-aADN).SSR có thể phân biệt các cá thể có mối quan hệ gần Điểm hạn chế quan trọng của

kỹ thuật chỉ thị SSR là cần phải đọc trình tự genome để dựa vào đó có thể thiết kếcác cặp mồi đặc thù và tối ưu hóa điều kiện các mồi cho từng loài trước khi sử dụng(Nguyễn Văn Thành, 2014)

Hiện nay, SSR được sử dụng trong nghiên cứu đa dạng di truyền, trong chọncặp lai, trong xác định con lai, (Misiukevičius và cs., 2023; Singh và cs., 2020;Phạm Đức Toàn và cs., 2020)

* Kỹ thuật giải trình tự ADN (ADN sequencing)

Quá trình xác định thứ tự các base nucleotide dọc theo mạch ADN được gọi

là việc xác định trình tự (sequencing) Việc xác định trình tự ADN cho phép chúng

ta thực hiện phân tích toàn diện ADN bởi nó cung cấp những thông tin cơ bản nhấtcho tất cả mọi vấn đề mà cụ thể ở đây là thứ tự các base A, T, G và C trong mộtđoạn ADN Dù chỉ mới được nghiên cứu từ thập niên 70 của thế kỉ 20, giải trình tự

đã có những ứng dụng rộng rãi, đặc biệt trong dự đoán chức năng gene, các nghiên

cứu nhân dòng phân tử hay các mối liên hệ tiến hoá, đa dạng sinh học cho côngnghệ sinh học phân tử và công nghệ sinh học nói chung Xác định trình tự một đoạnADN không chỉ là một bước quan trọng trong chiến lược giải mã toàn bộ gene màcòn được ứng dụng nhiều trong các nghiên cứu khác Trong lĩnh vực phân loại dựatrên phân tử, nghiên cứu phát sinh các taxon… thì chỉ cần phân tích xác định và sosánh trình tự một vài gene chỉ thị (marker) hoặc ADN barcode giữa các loài cầnkhảo sát mà không cần thiết phải xác định trình tự toàn bộ bộ gene.

Năm 1974, hai nhóm nghiên cứu từ Mỹ và Anh đã phát triển hai phươngpháp một cách độc lập Nhóm từ Mỹ đã sử dụng “quy trình cắt hóa học”, còn nhómcủa Anh do đã thiết kế một tiến trình tương tự với quá trình sao chép ADN tự nhiên.Những phương pháp này được biết đến như là phương pháp cắt mạch hóa học đầuchuỗi và được đánh giá là có sự đóng góp như nhau trong việc chia sẻ giải Nobelnăm 1980, tuy nhiên phương pháp của người Anh đã trở thành tiêu chuẩn bởi tínhthực tiễn của nó

Mặc dù có nhiều sự khác biệt giữa các phương pháp, nhưng cơ bản vẫn là thựchiện các phản ứng (dùng tác nhân hoá học hay enzyme xúc tác…) tạo ra tập hợp cácđoạn oligonucleotide có chiều dài khác nhau mà nucleotide tận cùng các đoạn này cóthể xác định được, sau đó phân tách các đoạn oligonucleotide bằng điện di trên gelpolyacrylamide (PAGE) hay điện di mao quản (capillary electrophoresis) và xác địnhtrình tự dựa trên tín hiệu huỳnh quang hay đánh dấu phóng xạ

Ứng dụng: về tổng thể, các biến động nhỏ của nucleotide được phát hiện làthấp khi các mẫu nghiên cứu thuộc cùng bậc phân loại từ mức loài trở xuống, tuynhiên việc giải trình tự bằng PCR là rất hữu dụng để giải đáp câu hỏi liên quan đếnmối quan hệ ở các taxon cao hơn Cho đến gần đây, việc nghiên cứu ADN lạp thể

và ADN nhiễm sắc thể trong nhân đã cung cấp những cơ sở dữ liệu chính cho kếtluận về việc hình thành loài

* Phương pháp nghiên cứu về phân loại thực vật dựa trên trình tự gene

Vùng ITS (Internal Transcribed Spacer): ITS1 phân cách gene 18S rADN

với gene 5,8S rADN còn ITS 2 phân cách gene 5,8S rADN với gene 26S rADN.Vùng ITS hiện hữu một cách rộng rãi dưới 700bp ở các thực vật có hoa Vùng ITS

chứa các trình tự bảo tồn cao nên rất nhiều mồi tổng thể được thiết kế cho việckhuếch đại và giải trình tự đã được mô tả Việc căn trình tự ITS từ nhiều họ thực vậthạt kín chỉ ra rằng các trình tự ITS1 và ITS2 đa dạng hơn trình tự của các generADN Các trình tự ITS biến động một cách hiệu quả cho phép giải quyết nhữngcâu hỏi về quan hệ phát sinh ở những taxon có quan hệ họ hàng gần ITS được sửdụng trong nghiên cứu quan hệ di truyền và phân loại, trong xác định con lai, trongnghiên cứu nguồn gốc, phát sinh loài và trong nghiên cứu mã vạch thực vật (HuỳnhThị Trúc Phương và Hồ Viết Thế, 2021; Nguyễn Thị Giang và cs., 2022, HuỳnhHữu Đức và cs., 2019).

Vùng Gene rbcL (ribolose-bisphosphate carboxylase): Trong các gen lạp

thể, rbcL là trình tự gen đặc trưng nhất, mã hóa các tiểu đơn vị lớn của rubilose - 1,5

- bisphosphate cacboxylase/ oxygenase (RUBISCO) rbcL là gen đầu tiên được giảitrình từ thực vật rbcL đã được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu phát sinh loài vàphân loại thực vật với hơn 10000 trình tự rbcL có sẵn trong GenBank Do sự dễdàng trong khuếch đại PCR ở một số nhóm thực vật, rbcL là một trong những trình

tự gen tiềm năng nhất cho các nghiên cứu ADN barcode ở thực vật Tuy nhiên, dokhả năng phân biệt loài thấp, nên hầu hết các nhóm đều cho rằng nên sử dụng kếthợp rbcL với các với các chỉ thị barcode khác Nhiều nghiên cứu đã sử dụng trình tựgen rbcL cho nghiên cứu phân loại và tiến hóa loài (Viet The Ho và cs., 2021;Nurhasanah và cs., 2019; Vì Thị Xuân Thủy và cs., 2023)

Vùng gene matK (gen mã hóa cho MaturaseK): Trong số các gen lục lạp,

matK là một trong những gen tiến hoá nhanh nhất, có kích thước khoảng 1550 bp và

mã hóa cho enzyme maturase liên quan đến quá trình loại bỏ các intron loại 2 trongquá trình phiên mã ARN Do matK tiến hoá nhanh và có mặt hầu hết trong thực vậtnên đã được sử dụng như một chỉ thị trong nghiên cứu mối quan hệ giữa các loài vàphát sinh loài ở thực vật Cơ sở dữ liệu mã vạch (Barcode of Life Database –CBOL) đã thử nghiệm matK trên gần 550 loài thực vật và thấy rằng 90% mẫu thựcvật hạt kín dễ dàng khuếch đại trình tự bằng cách sử dụng một cặp mồi đơn và đềnghị sử dụng matK là một trong những locus barcode chuẩn cho thực vật(Holliingsworth et al., 2011; Gao, 2011)

1.1.3 Các yếu tố sinh thái, môi trường và ảnh hưởng của nó đến bảo tồn đa dạng sinh học

1.1.3.1 Các yếu tố sinh thái, môi trường

Theo Luật bảo vệ môi trường (2020):

- Môi trường bao gồm các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo quan hệ mậtthiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, kinh tế, xã hội, sựtồn tại, phát triển của con người, sinh vật và tự nhiên

- Thành phần môi trường là yếu tố vật chất tạo thành môi trường gồm đất,nước, không khí, sinh vật, âm thanh, ánh sáng và các hình thái vật chất khác

Theo Karolina Furtak và Anna Gałązka (2019) thì các yếu tố môi trường tácđộng lên cơ thể sống không như nhau Một số yếu tố không thể hiện ảnh hưởng rõrệt lên đời sống của sinh vật, ví dụ như một số khí trơ chứa trong vũ trụ Ngược lại

có những yếu tố ảnh hưởng quyết định lên đời sống sinh vật Những yếu tố môitrường khi chúng tác động lên đời sống sinh vật mà sinh vật phản ứng lại một cáchthích nghi thì chúng được gọi là các yếu tố sinh thái (ví dụ như ánh sáng, nước,nhiệt độ, các chất khoáng,…)

Theo nguồn gốc và đặc trưng tác động của các yếu tố sinh thái, người ta chiacác nhân tố sinh thái thành 3 nhóm:

- Nhóm các yếu tố sinh thái vô sinh: bao gồm các yếu tố khí hậu (ánh sáng,nhiệt độ, độ ẩm, không khí), địa hình và đất

- Nhóm các yếu tố sinh thái hữu sinh: gồm các sinh vật

- Nhóm yếu tố con người

1.1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động nghiên cứu bảo tồn các loài cây dược liệu có nguy cơ bị đe dọa

Các cộng đồng thực vật rất phức tạp và bao gồm các sinh vật có đặc điểmlịch sử sống, khả năng chịu nhiệt và khả năng phân tán rất khác nhau (Classen vàcs., 2015) Do đó, sự đa dạng của quần xã thực vật không chỉ bị chi phối bởi các yếu

tố bên ngoài (ví dụ: địa lý, độ che phủ đất và điều kiện môi trường) (Victorero vàcs., 2018; Xiong và cs., 2019), mà còn bởi các yếu tố bên trong (đặc điểm sinh học,chẳng hạn như lịch sử cuộc sống và các đặc điểm chức năng)

a) Yếu tố môi trường

Hầu hết các nghiên cứu đều đồng ý rằng sự biến đổi của các yếu tố môitrường (bao gồm biến đổi khí hậu) chi phối các quá trình xác định thay đổi thànhphần quần xã thực vật (Victorero và cs., 2018)

Khi nghiên cứu về mối quan hệ giữa sự phong phú của loài thực vật và cácyếu tố môi trường trong các khu bảo tồn thiên nhiên thì Zhang và cs (2017) đã nhậnthấy mối quan hệ này là nhất quán trong các nhóm nghiên cứu và thay đổi theo quy

mô không gian Một nghiên cứu khác cho thấy, ở những vùng khô hạn, thảm thựcvật thưa thớt, môi trường sinh thái mỏng manh, số lượng thảm thực vật khan hiếmloài, cấu trúc quần xã không ổn định và tác động của các yếu tố môi trường khácnhau trên quần xã thực vật là không rõ ràng Bên cạnh đó, muối và nitơ thủy phânkiềm là những yếu tố quan trọng liên quan đến sự phân bố của quần xã thực vật ởgiai đoạn đầu Độ cao và độ dày mùn là những yếu tố quan trọng trong giai đoạnchuyển tiếp Độ cao, độ dốc, hướng phơi, độ dày của tầng rừng, độ dày mùn và độ

pH là những yếu tố có ý nghĩa đối với giai đoạn phụ đỉnh Độ cao, độ dốc, hướng,

độ pH và phốt pho có sẵn là những yếu tố quan trọng đối với giai đoạn phát triểncủa thực vật (Wang và cs., 2019)

Những thay đổi về nhiệt độ đã làm thay đổi một cách có hệ thống mối quan

hệ giữa đa dạng sinh học và hoạt động của hệ sinh thái (Garcia và cs., 2018)

Thổ nhưỡng cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố củathảm thực vật Kết cấu đất, độ mặn, độ sâu hữu hiệu của đất, nitơ, kali, chất hữu cơsẵn có, vôi và các chỉ tiêu về độ ẩm của đất là những yếu tố chính của đất gây ra sựthay đổi trong mô hình thảm thực vật (Zare và cs., 2011) Khi nghiên cứu về nấmcộng sinh (Arbuscular mycorrhizal fungi - AMF), các tác giả chỉ ra rằng môi trườngsống của đất và rễ cũng như các đặc tính của đất, đặc biệt là độ pH, nitơ và vi chấtdinh dưỡng (Zn và Cu) ảnh hưởng đáng kể đến cộng đồng AMF (Xu và cs., 2017)

Theo Lang và cs (2020), khi nghiên cứu về ba loại thảo mộc lâu năm làmthuốc điển hình, Glycyrrhiza uralensis (Cam thảo bắc), Rheum altaicum (Đạihoàng) và Ferula sinkiangensis (họ hoa tán) ở vùng A Lạp Thái của Trung Quốc chỉ

ra rằng các biến số chính của đất ảnh hưởng đến sự phân bố của Glycyrrhiza

uralensis là kali, diện tích, độ ẩm của đất, tổng lượng nitơ, và tổng phốt pho; độ ẩmđất, độ dẫn điện, độ cao, giá trị pH, nitơ có sẵn, hàm lượng hữu cơ trong đất và tỷ lệcacbon/nitơ (C/N) có tác động tích cực đến sự phân bố của Rheum altaicum Ferulasinkiangensis phát triển tốt hơn trong môi trường sống có hàm lượng cao về độ ẩmđất, độ dẫn điện, nitơ tổng số, phốt pho có sẵn và hàm lượng kali

Khi nghiên cứu về cây bò khai, cho thấy sự phân bố trong tự nhiên của cây Bòkhai có liên quan mật thiết với các yếu tố dinh dưỡng đất, trong đó có một số yếu tố cầnđặc biệt quan tâm là hàm lượng Canxi, đạm, mùn và Kali (Nguyễn Chí Hiểu, 2012)

Vì vậy, việc nghiên cứu mối quan hệ giữa thảm thực vật và môi trường đốivới các loài thực vật có nguy cơ bị tuyệt chủng là rất cần thiết cho sự bảo tồn

b) Các đặc điểm/tính trạng của loài

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng có mối tương quan đáng kể giữa các đặcđiểm/tính trạng của loài (nghĩa là sinh khối, chiều cao tán và diện tích lá) và sự đadạng của quần xã thực vật Hơn nữa, tác động của những thay đổi môi trường đốivới sự đa dạng loài được điều hòa bởi các đặc điểm chức năng của thực vật (Heinoand Tolonen, 2017) Do đó, việc tiến hành nghiên cứu về các đặc điểm chức năng

có thể góp phần hiểu được cách các điều kiện môi trường lọc các loài khỏi cácnhóm loài trong khu vực và cách các loài cạnh tranh để giành lấy tài nguyên

c) Ảnh hưởng của các loài sinh vật xung quanh

Một nghiên cứu của Semchenko và cs (2013) cho thấy rằng, việc phát triểncủa một loài trong một không gian sống phụ thuộc và có mối liên hệ chặt chẽ vớicác loài khác ở xung quanh nó

Khi nghiên cứu về loài thông Scotland (Pinus sylvestris L.) và loài Dẻ gaiChâu Âu (Fagus sylvatica L.) cho thấy rằng sự trộn lẫn các loài có thể ổn định năngsuất ở cấp độ cộng đồng, trong khi có ảnh hưởng trung tính hoặc tiêu cực đến sự ổnđịnh ở cấp độ quần thể và cá thể cây (Rio và cs., 2017)

Khi nghiên cứu về cây Hoàng liên Ô rô lá dày, nó thường hiện diện ở cáckhu rừng có thành phần quần xã thực vật tương đối đơn giản Các loài phân bốthường là các loài điển hình, đặc trưng cho các vùng đỉnh núi đá vôi phía Bắc Tầngcây gỗ gồm các loài như: Tống quán sủ (Alnus nepalensis), Chân chim (Schefflerasp.), Chẹo (Engelhardia sp.), Tầng cây bụi gồm các loài chính như: Ngũ sắc

(Lantana camara L.), Đùm đũm ( Rubus alceaefolius Poir.), có chiều cao trung

bình từ 1 - 2m Tầng thảm tươi chủ yếu là các loài: Cỏ lào tím (Eupatorium

odoratum L.), Cỏ lá tre (Lophatherum gracile Brongn.), Rau răm (Polygonum odoratum Lour.), có phân bố thưa (Bùi Văn Hướng và cs., 2017).

Khi nghiên cứu về cây Thổ phục linh tại tỉnh Thái Nguyên nhận thấy nó có

mối quan hệ mật thiết với 11 loài tại địa điểm nghiên cứu: Acronyebia peduneulata,

Carex Blicma, Erylhrina, Mehentha suavis, Spilantiies panlculata, Argyreia acuta, Dilbiiamdice, Calipteris esculenta, Cratoxylum coehmemensis, Lithocarpus bacgiangensis, Rhamnus nepalensis (Đặng Kim Vui và cs, 2012) hoặc cây Bách

vàng (Callitropsis vietnamensis) thường đi kèm với một số loài như: Thông tre lá ngắn (Podocarpus pilgeri), Thiết sam giả lá ngắn (Pseudotsuga brevifolia), Hài mạng đỏ tía (Paphiopedilum micranthum T Tang et F T Wang),…(Hoàng Văn

Hùng và Trần Thị Thu Thủy, 2014)

Từ những nghiên cứu trên cho thấy, khi nghiên cứu về bảo tồn đa dạng sinhhọc thì việc xem xét mối quan hệ giữa loài nghiên cứu với các loài khác tại khu vựcnghiên cứu là cần thiết, đặc biệt nó là cơ sở để thực hiện bảo tồn in-situ

Việc bảo tồn các loài thực vật quý hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng cũng nhưmôi trường sống của chúng đòi hỏi sự hiểu biết về các yếu tố động của quần thể ảnhhưởng đến khả năng hồi phục, sinh sản, phát tán và di truyền để tiến hóa

Như vậy có thể nói, khi nghiên cứu bảo tồn các loài cây dược liệu, cần phảinghiên cứu các yếu tố sau:

- Yếu tố sinh thái, môi trường

- Các đặc điểm sự phân bố của loài

- Đa dạng di truyền loài

1.2 Tài nguyên cây dược liệu

1.2.1 Tài nguyên cây dược liệu trên thế giới

Theo Luật Dược năm 2016 thì “Dược liệu” là nguyên liệu làm thuốc cónguồn gốc tự nhiên từ thực vật, động vật, khoáng vật và đạt tiêu chuẩn làm thuốc.Như vậy, ta có thể hiểu rằng “cây dược liệu” là những loài thực vật cung cấpnguyên liệu làm thuốc

Việc sử dụng cây dược liệu đã được thực hiện từ thời cổ đại và thậm chí có thểđược coi là nguồn gốc của y học hiện đại Các hợp chất có nguồn gốc thực vật đã và vẫn

là nguồn hợp chất quan trọng để làm thuốc (Salmerón-Manzano E và cs., 2020)

Theo Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế và Quỹ Động vật hoang dãThế giới, có khoảng 50.000 đến 80.000 loài thực vật có hoa được sử dụng cho mụcđích làm thuốc trên toàn thế giới (Chen và cs., 2016) Theo WHO (2022) ước tínhrằng 80% người dân trên toàn thế giới dựa vào hệ thống thuốc truyền thống cho một

số nhu cầu chăm sóc sức khỏe ban đầu của họ

Hiện tại, giá trị thương mại toàn cầu của cây dược liệu và cây thơm là 800triệu đô la Mỹ mỗi năm và dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ 15–25%, với giá trịước tính là 50 nghìn tỷ đô la Mỹ vào năm 2050 (Volenzo T và J Odiyo, 2020)

Hiện nay, số loài thực vật được sử dụng làm thuốc chủ yếu ở các nước Châu Á

và Châu Mỹ la tinh Trong đó, ở Ấn Độ có hơn 8.000 loài thực vật sử dụng làm thuốc(Gowthami và cs., 2021); Trung Quốc có 11.146 loài, thuộc 383 họ, 2.313 chi (Zhang

và Yang, 2012; Ran và cs., 2020); Indonesia có khoảng 5.500 loài (Cahyaningsih vàcs., 2021), Malaysia có khoảng 1.300 loài (Bakar và cs., 2018), Nepal có hơn 1.700loài (Ripu và cs., 2022), Sri Lanka có khoảng 1400 loài (Gunawardana và Jayasuriya,2019), Châu Mỹ La tinh, nơi có chứa tới 1/3 số loài thực vật trên thế giới, cũng cótruyền thống sử dụng cây cỏ làm thuốc, đặc biệt là người dân bản địa Ở khu vực này,

có khoảng 305 loài cây dược liệu có tác dụng chữa lành vết thương đã được ghi nhậndựa trên y học cổ truyền (Salazar-Gómez và Alonso-Castro, 2022)

1.2.2 Tài nguyên cây dược liệu ở Việt Nam

Việt Nam nằm ở vị trí chuyển giao của nhiều luồng sinh vật: phía đông mangcác đặc điểm địa sinh học của dãy Hymalaya; phía nam có các kiểu hệ sinh thái tương

tự với các hệ sinh thái biển đảo và đất liền của khu vực Đông Nam Á; dãy TrườngSơn là vùng chuyển tiếp giữa kiểu khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới Bên cạnh hệsinh thái rừng thì Việt Nam còn có nhiều kiểu hệ sinh thái khác như trảng cỏ, đấtngập nước nội địa, đồi cát, bãi bồi ven biển, cửa sông, bãi cỏ biển, rạn san hô và vùngbiển sâu Song song đó còn có các hệ sinh thái nhân tạo như đập nước, đất nôngnghiệp, đô thị Chính sự đa dạng về hệ sinh thái là cơ sở cho sự đa dạng loàiđộng/thực vật, vi sinh vật Việt Nam nằm trong khu vực Indo - Burma, là 1 trong 25

điểm nóng về đa dạng sinh học toàn cầu Đa dạng sinh học ở Việt Nam đứng thứ 16trên thế giới (Trần Văn Bằng, 2020).

Theo Viện Dược liệu (2017), Việt Nam hiện 5.117 loài và dưới loài, thuộc1.823 chi, 360 họ của 8 ngành Thực vật bậc cao có mạch, cùng với một số taxonthuộc nhóm Rêu, Tảo và Nấm lớn được sử dụng làm thuốc

1.3 Hoạt động bảo tồn cây dược liệu trên thế giới và ở Việt Nam

1.3.1 Các mối đe dọa đối với tài nguyên cây dược liệu

Theo các nghiên cứu hiện nay, nguồn tài nguyên cây dược liệu trên thế giới

bị đe dọa bởi nhiều nguyên nhân Với các khu vực nghiên cứu khác nhau thì sự tậptrung vào các nguyên nhân cũng khác nhau

Khai thác quá mức và mất môi trường sống phát sinh từ các hoạt động của conngười là những mối đe dọa quan trọng nhất đối với thực vật và động vật Các nỗ lực bảotồn nhằm vào các loài cây dược liệu thường tập trung vào các loài đặc hữu, bản địa, cógiá trị kinh tế và có nguy cơ tuyệt chủng Tuy nhiên, tương đối ít chú ý đến các dược liệu

cổ truyền có phân bố rộng rãi, mặc dù một số loài này, nơi toàn bộ cây hoặc củ là nguyênliệu làm thuốc, có thể đang trên đà tuyệt chủng cục bộ (Chen và cs., 2019)

Mặc dù mối đe dọa đối với cây dược liệu đã được biết đến trong nhiều thập

kỷ, nhưng sự mất mát nhanh chóng của sự hủy hoại loài và môi trường sống trêntoàn thế giới đã làm tăng nguy cơ tuyệt chủng của cây dược liệu, đặc biệt là ở TrungQuốc, Ấn Độ, Kenya, Nepal, Tanzania và Uganda (Zerabruk và Yirga, 2012)

Cây dược liệu dễ bị đe dọa hơn cây không phải là dược liệu Ở Trung Quốc,một số lượng lớn cây dược liệu đang bị đe dọa bởi các hoạt động của con người vàbiến đổi khí hậu, ảnh hưởng lớn đến việc bảo tồn đa dạng loài, nguồn gen và sự pháttriển bền vững của ngành y học cổ truyền Trung Quốc (Xiulian Chi và cs., 2017)

1.3.2 Quan điểm và cách tiếp cận trong bảo tồn tài nguyên cây dược liệu

Trước Hội nghị Chiang Mai (1988) nhiều nhà chuyên môn trên thế giới đãxây dựng và phát triển các quan điểm, cách tiếp cận và nội dung công tác bảo tồncây dược liệu, nhưng còn tản mạn và chưa có hệ thống

Sau Hội nghị Chiang Mai, lần đầu tiên công tác bảo tồn tài nguyên cây dượcliệu được đưa ra một cách có hệ thống và đầy đủ nhất bởi WHO, IUCN và WWF(1993) Nội dung công tác bảo tồn tài nguyên cây dược liệu bao gồm:

(1) Các nghiên cứu cơ bản:

Thứ nhất, đó là các nghiên cứu về mối quan hệ giữa thực vật và con người(Thực vật dân tộc học) đóng vai trò hết sức trong trọng, trong đó bao gồm cácnghiên cứu tri thức bản địa về sử dụng cây dược liệu trong việc chăm sóc sức khỏecủa cộng đồng

Nội dung của hoạt động này bao gồm: (i) xác định và hỗ trợ một tổ chức đểxây dựng kế hoạch, điều phối và tiến hành điều tra về thực vật dân tộc học, (ii) tiếnhành điều tra sử dụng cây dược liệu trên quy mô toàn quốc bằng nhóm nghiên cứu

đa ngành với sự tham gia thực sự của những người hành nghề y truyền thống ở địaphương, (iii) phân loại và phân tích dữ liệu về thực vật dân tộc học qua chươngtrình điều tra, (iv) đưa ra các phương thuốc cổ truyền đã được chứng minh vào cácchương trình chăm sóc sức khỏe ban đầu của quốc gia, (v) thành lập tổ chức củanhững người hành nghề y truyền thống ở cấp quốc gia để tham gia vào hoạt độngchăm sóc sức khỏe

Thứ hai, xác định tên khoa học cây dược liệu, xác định sự phân bố và đánhgiá mức độ phong phú của chúng, trong đó: (i) xây dựng ít nhất một phòng tiêu bảnquốc gia, (ii) lập danh mục tất cả các loài cây được sử dụng làm thuốc ở trong nước,(iii) xác định loài cây dược liệu bị đe dọa trong tự nhiên nhằm đưa ra ưu tiên trongcác chương trình bảo tồn, và (iv) xây dựng cơ sở dữ liệu số hóa về cây dược liệutheo tiêu chuẩn quốc tế để lưu trữ và truy cập thông tin

(2) Sử dụng tài nguyên cây dược liệu phải được sử dụng một cách bền vững

và an toàn thông qua:

Một là, cơ chế luật pháp, bao gồm: (i) nhà nước điều hòa hoạt động thuhái/khai thác cây dược liệu từ hoang dại, (ii) nghiêm cấm thu hái các loài cây dượcliệu hoang dại đang bị đe dọa (trừ việc thu nhập vật liệu nhân giống với lượng nhỏ,theo cách không làm nguy hại đến loài cây dược liệu đó), (iii) kiểm soát hoạt độngbuôn bán cây dược liệu và các sản phẩm của chúng

Hai là, nghiên cứu và phát triển trồng cây dược liệu, bao gồm: (i) thiết lậpvườn ươm cây dược liệu, (ii) cải thiện mặt nông học các loài cây dược liệu đượctrồng và trồng các loài cây dược liệu có nhu cầu nhưng chưa được trồng trước đây,(iii) chọn tạo các giống cây dược liệu thuần chủng, có năng suất và chất lượng cao,(iv) hạn chế sử dụng thuốc hóa học trong trồng cây dược liệu, (v) đào tạo và cung

cấp thông tin kỹ thuật trồng trọt cây dược liệu, đặc biệt là cho cộng đồng.

Ba là, cải tiến kỹ thuật, quy trình thu hái, bảo quản và sản xuất dược liệu.(3) Bảo tồn, bao gồm:

Một là, bảo tồn tại chỗ: Xây dựng các khu bảo tồn chính thức của nhà nướcnhư các vườn quốc gia, khu bảo tồn thiên nhiên, hay duy trì, khôi phục các khuvực được bảo vệ không chính thức của các cộng đồng

Nội dung bao gồm: (i) xây dựng chính sách quốc gia về bảo tồn và sử dụngcây dược liệu ở các khu vực được bảo vệ, (ii) đánh giá phạm vi bao gồm các loàicây dược liệu trong hệ thống các khu vực được bảo vệ trong toàn quốc, (iii) xácđịnh các động cơ kinh tế và xã hội thúc đẩy việc duy trì các nơi sống tự nhiên vàcác loài hoang dại, (iv) bảo đảm hoạt động bảo tồn và khai thác cây dược liệu đượckết hợp chặt chẽ trong kế hoạch quản lý, (v) trồng lại các loài cây dược liệu bị thuhái quá mức vào các khu vực nguyên sản của chúng

Hai là, bảo tồn chuyển chỗ: Được thực hiện tại các vườn thực vật (VTV),vườn sưu tầm, ngân hàng hạt, nhà kính,… Bảo tồn chuyển vị có thể bao hàm cả việctrồng trọt không chính thức các loài cây hoang dại ở các vườn ươm, vườn gia đìnhhay VTV cộng đồng

Nội dung bảo tồn chuyển vị bao gồm: (i) thiết lập VTV hoạt động, (ii) thiếtlập ngân hàng hạt cây dược liệu bản địa và được trồng trong nước, hay (iii) sử dụngcác giải pháp khác như ngân hàng gen đồng ruộng, ngân hàng gen in vitro

(4) Truyền thông và hợp tác: (i) xây dựng (cơ chế) hỗ trợ công cộng cho hoạtđộng bảo tồn cây dược liệu thông qua truyền thông và hợp tác, (ii) thiết lập chiếnlược truyền thông, (iii) xác định những người tham gia, kể cả từ bên trong và ngoài

tổ chức bảo tồn, (iv) xác định đối tượng truyền thông, (v) xác định nội dung cầnthực hiện đối với đối tượng truyền thông

1.3.3 Hoạt động bảo tồn cây dược liệu

1.3.3.1 Hoạt động bảo tồn cây dược liệu trên thế giới

a) Nghiên cứu cơ bản

Theo thống kê, từ năm 1960 đến 2019, hơn 110.000 nghiên cứu liên quanđến cây dược liệu đã được công bố Từ năm 1960 đến 2001, với chỉ hơn 1300nghiên cứu được công bố Từ đây, xu hướng tăng nhanh hơn cho đến năm 2011, khi

nó đạt hơn 6200 công bố Sau khoảng thời gian này, số lượng công bố ổn định ởmức hơn 5000 mỗi năm Nếu kết quả thu được được phân tích theo quốc gia, cótổng cộng 159 quốc gia đã công bố về đề tài này Số liệu cho thấy Trung Quốc và

Ấn Độ nổi bật hơn so với phần còn lại của các quốc gia khi cả hai nước đều có hơn10.000 công bố, có lẽ bị ảnh hưởng bởi y học cổ truyền Xếp thứ 2 và thứ 3 là Mỹ,Brasil, Theo cơ sở dữ liệu Scopus, có thể thấy rằng hầu hết chúng đã được thựchiện trong danh mục Dược lý, Độc chất và Dược học với 27,1% trong tổng số Cáchạng mục khác với mức độ liên quan tương đối đáng kể là: Y học (23,8%), Hóasinh, Di truyền và Sinh học phân tử (16,7%), Khoa học nông nghiệp và sinh học(11%), Hóa học (8,7%), Miễn dịch học và Vi sinh (2,5%), Khoa học Môi trường(2,1%), và Kỹ thuật Hóa học (1,5%) Tất cả các danh mục khác đều dưới 1%, chẳnghạn như: Điều dưỡng, Đa khoa (Salmerón-Mazano và cs., 2020)

Trong những năm vừa qua, các nghiên cứu về cây dược liệu được quan tâm ởnhiều nước trên thế giới, đặc biệt là ở các nước có nguồn tài nguyên cây dược liệuphong phú và ngành công nghiệp dược liệu phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ,…Nhiều quốc gia trên thế giới đã bắt đầu xây dựng cơ sở dữ liệu quốc gia về cây dượcliệu Trong đó, Trung Quốc đã thiết lập cơ sở dữ liệu đầu tiên về sự phân bố của

535 loài dược liệu bị đe dọa ở Trung Quốc được phân bố rộng khắp 1709 địaphương trên toàn quốc (Xiulian Chi và cs., 2017)

b) Sử dụng tài nguyên cây dược liệu

Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng hiện nay, việc trồng cây dược liệu đã pháttriển ở một số nước Châu Á để giải quyết vấn đề bảo tồn các loài có giá trị, tạo thunhập cho người dân địa phương và hỗ trợ kinh tế khu vực phát triển Hầu hết các tàiliệu về trồng trọt đều bắt nguồn từ Nam Á, trong khi quá trình chuyển đổi từ háilượm hoang dã sang trồng trọt được nghiên cứu nhiều hơn ở các nước Nam Đông Á

và Trung Quốc Tuy nhiên, hiện chỉ có khoảng 3,3% các loại cây thuốc ở Châu Áđược trồng, trong khi tỷ lệ còn lại là thu hái hoang dã (Astutik và cs., 2019)

Ở Trung Quốc, các nghiên cứu về trồng cây dược liệu đã được tiến hành vàchủ yếu tập trung vào các hướng nghiên cứu sau:

- Thứ nhất, nghiên cứu sự nảy mầm của hạt và sự phát triển của cây con Có

thể kể đến một số nghiên cứu về cơ chế điều hòa của các enzym và hormone nộisinh ở các giai đoạn khác nhau của quá trình nảy mầm của hạt (Su và cs., 2017);Ảnh hưởng của nhiệt độ, hoocmon nội sinh và phương pháp thụ phấn đối với sự nảymầm của hạt và sự xuất hiện của Paris polyphylla var yunnanensis đã được khámphá và một hệ thống kỹ thuật đã được thiết lập để thúc đẩy sự nảy mầm của hạtgiống (Zhang và cs., 2017); …

- Thứ hai, các nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến cây dượcliệu Có thể kể đến một số nghiên cứu như: Các chỉ số sinh lý của Paris polyphyllađược xử lý ở các nhiệt độ khác nhau được đo để tìm ra nhiệt độ tối ưu thích hợp cho sựphát triển của nó (Yan và cs., 2017); Ảnh hưởng của các yếu tố tăng trưởng, độ cao và

độ chiếu sáng (độ dốc râm mát và độ dốc nắng) lên anthraquinon và tannin của cây đạihoàng dược liệu đã được nghiên cứu để tìm cơ sở lý thuyết cho việc lựa chọn các điềukiện sinh trưởng tối ưu (Yan và cs., 2017);…

- Thứ ba, nghiên cứu về thu hoạch và chế biến dược liệu Việc nghiên cứuthời gian, cách thứ thu hoạch, chế biến để làm tăng giá trị của cây dược liệu đã đượcquan tâm nhằm tăng hiệu quả sử dụng cây dược liệu (Peng và cs., 2018)

c) Bảo tồn tài nguyên cây dược liệu

Đối với hoạt động bảo tồn tại chỗ, theo báo cáo năm 2020 về bảo tồn thựcvật của Ban thư ký Công ước bảo tồn sinh học thì mục tiêu bảo tồn tại chỗ và sửdụng bền vững đã được thực hiện ở hầu hết các nước trên thế giới (Convention onBiological Diversity, 2020)

Bên cạnh đó, có nhiều nghiên cứu trên thế giới được tiến hành liên quan đếnbảo tồn chuyển chỗ cây dược liệu, đặc biệt là các nghiên cứu về nguồn gen của câydược liệu

Các nghiên cứu ở Trung Quốc thời gian gần đây thường tập trung vào phântích đa dạng di truyền của nguồn gen loài có thể cung cấp cơ sở lý thuyết cho việctrồng trọt, chọn tạo giống và cải tiến giống mới

Trong đó, có thể kể đến một số các công trình nghiên cứu sau: sự đa dạng ditruyền của nguồn mầm Gastrodia elata đã được nghiên cứu bằng chỉ thị phân tửSRAP (Chan và cs., 2014); Dấu hiệu phân tử ISSR được sử dụng để phân tích đa

hình di truyền và mối quan hệ của Anisodus tanguticus từ các tỉnh Cam Túc vàThanh Hải ở Trung Quốc (Zhang và cs., 2018)

Ngoài ra, bộ gen nhân hoặc bộ gen lục lạp của cây dược liệu đã được nhânbản và giải trình tự trong nhiều công trình nghiên cứu Trình tự của gen nhân ITS vàpsbA-trnH và trnS-trnG của lục lạp trong các giống cây trồng và quần thể hoang dãcủa Rehmannia glutinosa đã được khuếch đại và giải trình tự Sự đa dạng haplotype(gen) và tính đa hình nucleotide của ba gen từ cây dại và cây trồng của R glutinosa

đã được phân tích và so sánh (Xia và cs., 2018)

d) Truyền thông và hợp tác

Sau hội thảo Chiang Mai, IUCN đã thành lập “Nhóm chuyên gia dược liệu”(MPSG) vào năm 1994, là một trong số 160 nhóm chuyên gia hoạt động trong Ủyban cho sự sinh tồn của loài (SSC) của IUCN

Nhóm Chuyên gia dược liệu của IUCN SSC là một mạng lưới toàn cầu gồmcác chuyên gia trên toàn thế giới MPSG được thành lập nhằm nâng cao nhận thứctoàn cầu về các mối đe dọa bảo tồn đối với cây thuốc và thúc đẩy hành động bảo tồn

và sử dụng bền vững

Năm 2011, WHO, IUCN, WWF và TRAFFIC đã phối hợp tổ chức hội thảo

để xây dựng các hướng dẫn quốc tế về bảo tồn cây thuốc (TRAFFIC, 2011)

Hiện trên toàn thế giới có trên 200 mạng lưới hoạt động, cơ quan và dự ánđang hoạt động liên quan đến nghiên cứu, chính sách và bảo tồn tài nguyên câydược liệu, bao gồm các tổ chức Liên hiệp quốc, chính phủ, phi chính phủ, (Trần Văn Ơn, 2003)

1.3.2.2 Hoạt động bảo tồn tài nguyên cây dược liệu ở Việt Nam

a) Nghiên cứu cơ bản

Hoạt động nghiên cứu cơ bản được thực hiện từ sớm ở Việt Nam, đặc biệt là saungày hòa bình lập lại, ở các trường Đại học Y dược, Viện dược liệu, hệ thống trạmnghiên cứu dược liệu, các lương y,… Ngày nay, hoạt động nghiên cứu cơ bản được thựchiện ở các cơ sở nghiên cứu khác nhau, bao gồm các trường đại học, viện nghiên cứu,trung tâm nghiên cứu, tổ chức phi chính phủ,… Nội dung nghiên cứu chủ yếu tập trungvào điều tra đa dạng sinh vật, tư liệu hóa, nghiên cứu đặc tính sinh vật và sinh thái, tácdụng dược lý, hóa thực vật và sàng lọc cây thuốc Phần lớn các nghiên cứu là để khai

thác và phát triển (Trần Văn Ơn, 2003).

Trong các đợt điều tra dược liệu của Viện dược liệu từ năm 1961 đến năm 2017,

đã phát hiện ra 5117 loài và dưới loài thực vật được sử dụng làm thuốc Bên cạnh việcđánh giá đa dạng cây dược liệu trên phạm vi toàn lãnh thổ Việt Nam, trong những nămgần đây cũng có nhiều nghiên cứu được thực hiện để đánh giá đa dạng cây dược liệu tạicác VQG, Khu BTTN (Nguyễn Văn Mạnh và Kiều Mạnh Hưởng, 2017) và các địaphương (Đỗ Thu Hà và cs., 2020; Phạm Thanh Huyền và cs., 2016; Bùi Văn Thanh vàcs., 2020; Trần Hồng Diễm và cs., 2019)

b) Sử dụng tài nguyên cây dược liệu

Chính phủ Việt Nam đã sớm nhận thức được tầm quan trọng của việc bảo vệthiên nhiên bằng việc ban hành nhiều luật và chính sách bảo vệ thiên nhiên và môitrường như: Luật bảo vệ môi trường (2018); Luật đa dạng sinh học (2018); LuậtLâm nghiệp (2017); Nghị định số 06/2019/NĐ-CP ngày 22/01/2019 của Chính phủ

về quản lý thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp, quý, hiếm và thực thi công ước

về buôn bán quốc tế các loài động vật, thực vật hoang dã nguy cấp; Nghị định số66/2019/NĐ-CP ngày 29/7/2019 của Chính phủ về bảo tổn và sử dụng bền vững cácvùng đất ngập nước;…

Đặc biệt, đối với dược liệu, Chính phủ đã ban hành Quyết định số TTg phê duyệt quy hoạch tổng thể phát triển dược liệu đến năm 2020 và định hướngđến năm 2030

1976/QĐ-Trong đó đối với việc phát triển trồng cây dược liệu, bao gồm: (i) Quy hoạchphát triển 54 loài dược liệu thế mạnh của 8 vùng sinh thái phù hợp với điều kiệnsinh trưởng và phát triển của cây thuốc để đến năm 2020 đáp ứng được 60% và đếnnăm 2030 là 80% tổng nhu cầu sử dụng dược liệu trong nước, tăng cường khả năngxuất khẩu dược liệu và các sản phẩm từ dược liệu trong nước; (ii) Xây dựng cácvùng trồng dược liệu tập trung phù hợp với từng vùng sinh thái, có quy mô đáp ứngnhu cầu thị trường; phấn đấu đến năm 2020 xây dựng quy trình và trồng 60 loàidược liệu và đến năm 2030 là 120 loài dược liệu tuân thủ nguyên tắc, tiêuchuẩn Thực hành tốt trồng trọt và thu hái cây thuốc của Tổ chức Y tế Thế giới(GACP-WHO)

Phát triển nguồn giống dược liệu, gồm: (i) Phấn đấu cung cấp đủ giống dược