PHẦN MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của luận án Ba kích hay còn có tên gọi khác là Ba kích thiên, Dây ruột gà, có tên khoa học là Morinda officinalis How họ Cà phê Rubiaceae. Cây có phân bố rộng ở nhiều tỉnh của nước ta như: Quảng Ninh, Lạng Sơn, Bắc Giang, Thái Nguyên, Tuyên Quang, Phú Thọ, Yên Bái, Hòa Bình, Hà Nội,… (Đỗ Huy Bích và cộng sự, 2006) [76]. Củ Ba kích (trong dược liệu gọi là rễ Ba kích) là loại dược liệu quý rất được thị trường ưa chuộng, giá bán hiện tại dao động từ 250.000 - 400.000 đồng/kg, thậm chí Ba kích rừng có giá lên tới cả triệu đồng 1 kg nhưng cũng không đủ cầu [88]. Chính vì vậy, nguồn dược liệu Ba kích tự nhiên đã bị thu hái quá mức dẫn tới cạn kiệt, không còn khả năng cung cấp và loài Ba kích đã được xếp vào nhóm loài đang bị nguy cấp (Nguyễn Tập, 2001, 2006; Nguyễn Tiến Bân và cộng sự, 2007) [2], [44], [27], [43]. Mặc dù vậy, việc gây trồng và phát triển Ba kích còn chậm và chưa đạt được kết quả cao. Củ Ba kích có tác dụng bổ dương, mạnh gân nên được sử dụng để điều trị liệt dương, di tinh, kinh nguyệt không đều, phong thấp tê đau,... (https://duocdienvietnam.com/ba-kich-re/#Con g_nang_chu_tri) [75]. Phát triển cây dược liệu nói chung và cây Ba kích nói riêng đã được đề cập tới trong quy hoạch tổng thể phát triển cây dược liệu đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030 của Chính phủ, trong đó quy định cụ thể các vùng phát triển cây dược liệu gắn với tiềm năng và thế mạnh của địa phương mình (Quyết định 1976/QĐ-TTg ký ngày 30/10/2013 của Thủ tướng chính phủ) [40]. Việc đưa cây Ba kích vào trồng để chủ động tạo ra nguồn nguyên liệu làm thuốc, tạo công ăn việc làm và tăng thu nhập cho người dân vùng trung du và miền núi là hết sức cần thiết. Để phát triển cây Ba kích trở thành sản phẩm hàng hóa, tỉnh Bắc Giang đã đề ra nhiều kế hoạch, đề án, quyết định của tỉnh như: Đề án "Phát triển vùng sản xuất Ba kích tím hàng hóa tại huyện Sơn Động giai đoạn 2021 -2030" được phê duyệt theo Kế hoạch 115-KH/UBND ngày 30/5/2019 thực hiện NQ 401-NQ/TU ngày 03/4/2019 của Ban thường vụ Tỉnh ủy về Chiến lược phát triển nông nghiệp tỉnh Bắc Giang đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2035; Quyết định số 975/QĐ-UBND ngày 29/6/2018 của UBND tỉnh Bắc Giang về việc phê duyệt Đề án “Chương trình phát triển mỗi xã một sản phẩm” giai đoạn 2018 - 2020, định hướng đến năm 2023,... [34], [26]. Tỉnh Bắc Giang với tổng diện tích rừng và đất lâm nghiệp lên tới 160.508 ha, trong đó có khoảng 56.123 ha rừng tự nhiên và chủ yếu là rừng tự nhiên nghèo có trữ lượng thấp (Quyết định 227/QĐ-UBND ngày 14/02/2020 của UBND tỉnh Bắc Giang) [38]. Bên cạnh đó tỉnh còn có khoảng 50.000 ha đất trồng cây ăn quả (chủ yếu là Vải thiều, chiếm 55,7% diện tích) [87]. Những diện tích này nếu được khai thác hợp lý để phát triển cây Ba kích sẽ đóng góp đáng kể trong việc chuyển dịch cơ cấu cây trồng, tăng thu nhập và góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng đất và công tác quản lý rừng bền vững. Mặc dù đã có chủ chương của Chính phủ và của tỉnh Bắc Giang, tuy nhiên cho tới nay việc triển khai phát triển cây Ba kích trong thực tiễn sản xuất tại tỉnh Bắc Giang còn chậm, có rất nhiều vấn đề đặt ra cần phải giải quyết như chưa chọn được giống tốt và chưa hoàn thiện được các biện pháp kỹ thuật nhân giống, gây trồng cụ thể nhằm nâng cao năng suất và chất lượng gắn với các điều kiện lập địa ở Bắc Giang. Xuất phát từ những yêu cầu trên, đề tài “Nghiên cứu một số cơ sở khoa học nhằm phát triển cây Ba Kích (Morinda officinalis How) tại tỉnh Bắc Giang” đặt ra là rất cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, đáp ứng đợc nhu cầu sản xuất hiện nay.
1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO PTNT BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KIM NGỌC QUANG KIM NGỌC QUANG NGHIÊN NGHIÊN CỨU CỨU MỘT MỘT SỐ SỐ CƠ CƠ SỞ SỞ KHOA KHOA HỌC HỌC NHẰM NHẰM PHÁT PHÁT TRIỂN TRIỂN CÂY CÂY BA BA KÍCH KÍCH (Morinda (Morinda officinalis officinalis How) How) TẠI TẠI TỈNH TỈNH BẮC BẮC GIANG GIANG Chuyên ngành: Lâm sinh Mã số: 9.62.02.05 LUẬN LUẬN ÁN ÁN TIẾN TIẾN SĨ SĨ LÂM LÂM NGHIỆP NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Võ Đại Hải PGS.TS Trần Văn Ơn MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Chữ Viết tắt ADN BA BK1, BK2, BK11 CT CIAI Diễn giải nghĩa Acid Deoxyribo Nucleic Benzyladenine Các mẫu Ba kích Cơng thức Trung tâm trợ giúp trẻ em ITALYA CTAB CTTT CV (%) DĐVN IV ĐC Fpr EDTA EtBr ETS GA GACP HNIP HPTLC IAA IBA IGS ITS Cetyl trimethylammonium bromide Cơng thức thí nghiệm Hệ số biến động Dược điển Việt Nam Đối chứng Xác suất kiểm tra F Ethylendiamin Tetraacetic Acid Ethidium bromide Vùng phiên mã bên Gibberellin Thực hành Nơng nghiệp Thu hái Tốt Phịng tiêu Trường Đại học Dược Hà Nội Sắc ký lớp mỏng hiệu cao Indol acetic acid Indol butylic acid Vùng biến động bên Internal Transcribed Spacer - Vùng phiên mã ISSR bên Inter Simple Sequence Repeat - Lặp lại trình IUCN tự đơn giản Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Tài nguyên KHCN LSU Lsd MS NCBI Thiên nhiên Quốc tế Khoa học công nghệ Large subunit - Tiểu đơn vị lớn Khoảng sai dị Murashige and Skoog medium National Center for Biotechnology Information - Trung tâm quốc gia thông tin công nghệ NAA NC NPK sinh học Napthyl acetic acid Nghiên cứu N,P2O5,K2O Chữ Viết tắt PCR Diễn giải nghĩa Polymerase Chain Reaction - Phản ứng chuỗi RAPD trùng hợp Random Amplification of Polymorphic DNA - DNA đa hình khuếch đại rDNA Rf rRNA SSU SPSS TAE TCN TLC ngẫu nhiên Ribosomal Deoxyribo Nucleic Acid Retention factor - Hệ số lưu giữ Ribosomal Ribonucleic Acid Small subunit - Tiểu đơn vị nhỏ Statistical Package for the Social Sciences Tris base-acetate-EDTA Tiêu chuẩn ngành Thin-layer chromatography - nSắc ký lớp TWINSPAN mỏng Two way indicator species analysis - Phép WHO WWF phân loại đa biến bảng chiều loài thị Tổ chức Y tế Thế giới Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình Tên hình Trang PHẦN MỞ ĐẦU Sự cần thiết luận án Ba kích hay cịn có tên gọi khác Ba kích thiên, Dây ruột gà, có tên khoa học Morinda officinalis How họ Cà phê Rubiaceae Cây có phân bố rộng nhiều tỉnh nước ta như: Quảng Ninh, Lạng Sơn, Bắc Giang, Thái Nguyên, Tuyên Quang, Phú Thọ, Yên Bái, Hịa Bình, Hà Nội,… (Đỗ Huy Bích cộng sự, 2006) [76] Củ Ba kích (trong dược liệu gọi rễ Ba kích) loại dược liệu quý được thị trường ưa chuộng, giá bán dao động từ 250.000 - 400.000 đồng/kg, chí Ba kích rừng có giá lên tới triệu đồng kg khơng đủ cầu [88] Chính vậy, nguồn dược liệu Ba kích tự nhiên bị thu hái q mức dẫn tới cạn kiệt, khơng cịn khả cung cấp lồi Ba kích được xếp vào nhóm lồi bị nguy cấp (Nguyễn Tập, 2001, 2006; Nguyễn Tiến Bân cộng sự, 2007) [2], [44], [27], [43] Mặc dù vậy, việc gây trồng phát triển Ba kích cịn chậm chưa đạt được kết cao Củ Ba kích có tác dụng bổ dương, mạnh gân nên được sử dụng để điều trị liệt dương, di tinh, kinh nguyệt không đều, phong thấp tê đau, (https://duocdienvietnam.com/ba-kich-re/#Con g_nang_chu_tri) [75] Phát triển dược liệu nói chung Ba kích nói riêng được đề cập tới quy hoạch tổng thể phát triển dược liệu đến năm 2020 định hướng đến năm 2030 Chính phủ, quy định cụ thể vùng phát triển dược liệu gắn với tiềm mạnh địa phương (Quyết định 1976/QĐ-TTg ký ngày 30/10/2013 Thủ tướng phủ) [40] Việc đưa Ba kích vào trồng để chủ động tạo nguồn nguyên liệu làm thuốc, tạo công ăn việc làm tăng thu nhập cho người dân vùng trung du miền núi cần thiết Để phát triển Ba kích trở thành sản phẩm hàng hóa, tỉnh Bắc Giang đề nhiều kế hoạch, đề án, định tỉnh như: Đề án "Phát triển vùng sản xuất Ba kích tím hàng hóa huyện Sơn Động giai đoạn 2021 -2030" được phê duyệt theo Kế hoạch 115-KH/UBND ngày 30/5/2019 thực NQ 401-NQ/TU ngày 03/4/2019 Ban thường vụ Tỉnh ủy Chiến lược phát triển nông nghiệp tỉnh Bắc Giang đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2035; Quyết định số 975/QĐUBND ngày 29/6/2018 UBND tỉnh Bắc Giang việc phê duyệt Đề án “Chương trình phát triển xã sản phẩm” giai đoạn 2018 - 2020, định hướng đến năm 2023, [34], [26] Tỉnh Bắc Giang với tổng diện tích rừng đất lâm nghiệp lên tới 160.508 ha, có khoảng 56.123 rừng tự nhiên chủ yếu rừng tự nhiên nghèo có trữ lượng thấp (Quyết định 227/QĐ-UBND ngày 14/02/2020 UBND tỉnh Bắc Giang) [38] Bên cạnh tỉnh cịn có khoảng 50.000 đất trồng ăn (chủ yếu Vải thiều, chiếm 55,7% diện tích) [87] Những diện tích được khai thác hợp lý để phát triển Ba kích đóng góp đáng kể việc chuyển dịch cấu trồng, tăng thu nhập góp phần nâng cao hiệu sử dụng đất công tác quản lý rừng bền vững Mặc dù có chủ chương Chính phủ tỉnh Bắc Giang, nhiên việc triển khai phát triển Ba kích thực tiễn sản xuất tỉnh Bắc Giang cịn chậm, có nhiều vấn đề đặt cần phải giải chưa chọn được giống tốt chưa hoàn thiện được biện pháp kỹ thuật nhân giống, gây trồng cụ thể nhằm nâng cao suất chất lượng gắn với điều kiện lập địa Bắc Giang Xuất phát từ yêu cầu trên, đề tài “Nghiên cứu số sở khoa học nhằm phát triển Ba Kích (Morinda officinalis How) tỉnh Bắc Giang” đặt cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn, đáp ứng đợc nhu cầu sản xuất Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Về khoa học Xác định được số sở khoa học cho việc gây trồng phát triển Ba kích có suất chất lượng cao tỉnh Bắc Giang 2.2 Về thực tiễn - Chọn được giống Ba kích có suất chất lượng cao, phù hợp với điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng tỉnh Bắc Giang - Xác định được biện pháp kỹ thuật nhân giống trồng Ba kích tỉnh Bắc Giang Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 3.1 Ý nghĩa khoa học Góp phần nghiên cứu đa dạng hình thái đa dạng di truyền Ba kích 10 số tỉnh miền núi phái Bắc làm sở cho công tác chọn giống, nhân giống phát triển Ba kích Bắc Giang Kết nghiên cứu luận án tài liệu tham khảo nghiên cứu giảng dạy sở nghiên cứu đào tạo 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Đề xuất được biện pháp kỹ thuật nhân giống trồng Ba kích có suất chất lượng cao tỉnh Bắc Giang Những đóng góp luận án Luận án là cơng trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống phát triển Ba kích Bắc Giang Những đóng góp luận án là: - Đã đánh giá được đa dạng di truyền Ba kích số tỉnh phía Bắc dựa vào thị phân tử mẫu giống Ba kích - Đã xác định được giống Ba kích BK9, BK11 có suất chất lượng cao, phù hợp với điều kiện tự nhiên tỉnh Bắc Giang - Đã xác định được biện pháp kỹ thuật nhân giống trồng Ba kích tỉnh Bắc Giang Đối tượng phạm vi nghiên cứu 5.1 Đối tượng nghiên cứu Cây Ba kích (Morinda officinalis How) 5.2 Phạm vi nghiên cứu Về nội dung nghiên cứu: - Nội dung nghiên cứu đa dạng hình thái đa dạng di truyền Ba kích tập trung làm rõ khác biệt hình thái phận (thân, lá, hoa, quả) Ba kích thu thập 26 địa điểm khác thuộc tỉnh Bắc Giang, Quảng Ninh, Thái Nguyên, Vĩnh Phúc Phú Thọ Dựa giống khác đặc điểm hình thái 26 mẫu giống thu thập được 26 địa điểm, tiến hành chia nhóm nhóm phụ, lấy 11 mẫu giống đại diện để phân tích đa dạng di truyền (các mẫu giống BK3, BK9, BK11 thu huyện Lục Nam BK4 thu huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang; BK1, BK5, BK10 thu huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc; BK6, BK8 thu huyện Phù Ninh, tỉnh Phú Thọ; BK2 thu huyện Hoành Bồ (nay 214 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE PBON 11/ 7/20 17:11 :PAGE phan bon, RCBD MEANS FOR EFFECT REP REP NOS TLS SL DKT SN 92.1750 78.9500 6.27500 29.5000 93.6750 85.0000 6.62500 29.5000 89.9250 81.8500 6.87500 33.2500 0.671855 2.20258 0.726483E-01 1.39194 2.32405 7.61909 0.251302 4.81494 KLC NSTT SE(N= 4) 5%LSD 6DF REP NOS 982.675 4.38000 950.000 4.52500 979.925 4.32500 SE(N= 4) 34.4942 0.511806E-01 5%LSD 6DF 119.321 0.177042 MEANS FOR EFFECT PB$ PB$ NOS TLS SL DKT SN PB1 84.7333 57.6000 5.23333 24.0000 PB2 92.4000 77.2667 5.80000 27.3333 PB3 94.1667 83.1333 6.83333 30.3333 PB4 96.4000 109.733 8.50000 41.3333 0.775792 2.54333 0.838870E-01 1.60727 2.68359 8.79777 0.290179 5.55982 KLC NSTT SE(N= 3) 5%LSD 6DF PB$ NOS PB1 776.467 3.53333 PB2 1010.67 4.67333 PB3 927.333 4.26667 PB4 1169.00 5.16667 SE(N= 3) 39.8305 0.590983E-01 5%LSD 6DF 137.780 0.24430 - 215 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE PBON 11/ 7/20 17:11 :PAGE phan bon, RCBD F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE GRAND MEAN STANDARD (N= SD/MEAN | 12) DEVIATION NO BASED ON BASED ON OBS TOTAL SS RESID SS C OF V |REP % |PB$ | | | | | | | | | TLS 12 91.925 4.9573 1.3437 1.5 0.0214 0.0004 SL 12 81.933 19.896 4.4052 5.4 0.2310 0.0001 DKT 12 6.5917 1.3270 0.14530 2.2 0.0038 0.0000 SN 12 30.750 7.3376 2.7839 9.1 0.1691 0.0017 KLC 12 970.87 157.47 68.988 7.1 0.7696 0.0031 NSTT 12 4.4100 0.63541 0.10236 2.3 0.0761 0.0000 216 Phân tích thí nghiệm khảo nghiệm giống "sl tung xl" units [nvalues=36] factor [levels=3] repl & [levels=12] plot 10 variate [values=1 12] lev[1] 11 text [values='1','2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12'] lab[1] 12 factor [levels=lev[1]; labels=lab[1]] seedlot 13 14 variate v[1]; extra=!t('; dk - duong kinh ') 15 & v[2]; extra=!t('; log(variance(dk) + 1) ') 16 & v[3]; extra=!t('; sn - so nhanh ') 17 & v[4]; extra=!t('; log(variance(sn) + 1) ') 18 & v[5]; extra=!t('; scl - so cap la ') 19 & v[6]; extra=!t('; log(variance(scl) + 1) ') 20 21 open 'summary.dat'; channel=2; width=200 22 read [channel=2; end=*] repl,plot,seedlot,v[1 6] Identifier v[1] v[2] v[3] v[4] v[5] v[6] Minimum 4.060 0.07000 11.31 3.380 62.57 1.920 Identifier repl plot seedlot Values 36 36 36 Mean Maximum 6.900 13.68 0.2372 0.7900 35.58 82.54 15.31 52.90 111.7 218.8 14.77 55.76 Missing 0 Levels 12 12 Values 36 36 36 36 36 36 Missing 0 0 0 Skew Skew Skew 217 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 for i= v[2,4,6] calculate i=log(i+1) endfor block repl/plot treatment seedlot for i=v[1 6] anova [fprobability=yes] i; fittedvalues=fitted; residuals=resid graph resid; fitted endfor Analysis of variance Variate: v[1]; dk - duong kinh Source of variation d.f s.s m.s v.r 0.04167 0.02084 0.39 repl.plot stratum seedlot Residual 11 22 258.49376 1.18966 23.49943 0.05408 434.57 Total 35 259.72510 repl stratum F pr