LUẬN văn THẠC sĩ SINH học (FULL) tính đa dạng thành phần loài và thành phần hoá học trong tinh dầu của một số loài ở 2 chi ba chạc và muồng truổng, thuộc họ cam

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả luận văn LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành luận văn, bên cạnh nỗ lực cố gắng thân tơi cịn nhận nhiều giúp đỡ thầy cô giáo đồng nghiệp Qua xin chân thành cám ơn Cơ sở đào tạo sau Đại học, Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật, Viện Hà lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành chương trình đạo tạo thạc sỹ Tơi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Đỗ Ngọc Đài tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện thời gian để hướng dẫn suốt trình học tập thực luận văn Xin chân thành cám ơn Lãnh đạo, đồng nghiệp Viện Nghiên cứu Lâm sinh tận tình giúp đỡ suốt thời gian qua Cuối cùng, xin bày tỏ lịng cám ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Hà nội, ngày tháng năm Tác giả Mục Lục Lời cam đoan … i Lời cảm ơn … ii Mục Lục iv Danh mục bảng vi MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu thành phần loài chi Ba chạc (Euodia) chi Muồng truổng (Zanthoxylum) 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Ở Việt Nam 11 1.2 Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu 14 1.2.1 Trên giới 14 Như vậy, cơng trình nghiên cứu cơng bố thành phần tinh dầu cịn có thử hoạt tính sinh học.Đây hướng tìm kiếm nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp khác quan tâm 15 1.2.2 Ở Việt Nam .15 1.3 Điều kiện tự nhiên xã hội khu vực nghiên cứu 16 1.3.1 Điều kiện tự nhiên 16 1.3.2 Các nguồn tài nguyên .19 1.3.3 Điều kiện kinh tế, xã hội 21 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .22 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 22 2.2 Nội dung nghiên cứu .22 2.3 Phương pháp nghiên cứu 22 22 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu tinh dầu 24 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Đa dạng loài hai chi Ba chạc (Euodia) Muồng truổng (Zanthoxylum) Nghệ An 27 3.1.1 Danh lục loài thuộc chi Ba chạc (Euodia) Muồng truổng (Zanthoxylum) phân bố Nghệ An 27 3.1.2 Bổ sung vùng phân bố cho loài chi Ba chạc (Euodia) Muồng truổng (Zanthoxylum) 30 3.1.3 Giá trị sử dụng loài chi Ba chạc (Euodia) Muồng truổng (Zanthoxylum) Nghệ An 32 3.1.4 Một vài đặc điểm thực vật chi Ba chạc (Euodia) Muồng truổng (Zanthoxylum) Nghệ An 34 3.1.5 Đặc điểm sinh học loài chi Ba chạc (Euodia Forst & Forst.f.) Muồng truổng (Zanthoxylum L.) Nghệ An 35 3.2 Thành phần hóa học tinh dầu số loài thuộc chi Ba chạc (Euodia Forst & Forst.f.) Muồng truổng (Zanthoxylum L.) Nghệ An 44 3.2.1 Chi Ba chạc - Euodia Forst & Forst.f 44 3.2.2 Chi Muồng truổng - Zanthoxylum L 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 Phụ lục Hình ảnh số sinh cảnh nghiên cứu loài thuộc họ Cam (Rutaceae) Nghệ An 78 Phụ lục Hình ảnh số loài nghiên cứu thuộc họ Cam (Rutaceae) Nghệ An 79 Phụ lục Sắc ký đồ mẫu phân tích tinh dầu 81 Danh mục bảng Bảng 3.1 Danh lục loài chi Ba chạc (Euodia) Muồng truổng (Zanthoxylum) phân bố Nghệ An 26 Bảng 3.2 So sánh số loài chi nghiên cứu Nghệ An với số loài chi biết Việt Nam 28 Hình 3.1 So sánh tỷ lệ % số loài chi nghiên cứu với Việt Nam 29 Bảng 3.3 Các loài chi Ba chạc (Euodia) Muồng truổng (Zanthoxylum) bổ sung vùng phân bố cho Nghệ An 30 Bảng 3.4 Giá trị sử dụng chi Ba chạc (Euodia) 32 Muồng truổng (Zanthoxylum) 32 Hình 3.2 Giá trị sử dụng loài thuộc chi Euodia Zanthoxylum 33 Bảng 3.5 Thành phần hóa học tinh dầu lồi Bac chạc (Euodia lepta) .46 Bảng 3.6 Thành phần hóa học tinh dầu loài Dầu dấu hẹp (Euodia callophylla) 50 Bảng 3.8.Thành phần hố học tinh dầu lồi Hồng mộc sai (Z laetum) .59 Bảng 3.9.Thành phần hoá học tinh dầu loài Hoàng mộc nhiều gai (Z myriacanthum) 62 Bảng 3.10.Thành phần hố học tinh dầu lồi Sưng (Zanthoxylum nitidum) 66 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Là quốc gia có diện tích trải dài dọc theo bờ biển, lãnh hải rộng lớn vùng trung du, miền núi chiếm ¾ diện tích, với nhiều vùng địa lý khí hậu khác nên nước ta có tính đa dạng sinh học cao Mặt khác lại nằm khu vực nhiệt đới gió mùa thuận lợi cho hệ thực vật sinh trưởng phát triển Trong số nhóm tài ngun thực vật nhóm chứa tinh dầu chiếm vị trí quan trọng Đây nguồn nguyên liệu thiết yếu nhiều ngành công nghiệp mỹ phẩm, thực phẩm dược phẩm [49].Chính vậy, năm gần nhóm cho tinh dầu quan tâm nghiên cứu Trong hệ thực vật nước ta, nhóm có tinh dầu phong phú đa dạng Đến thống kê khoảng 657 loài thuộc 357 chi 114 họ (chiếm khoảng 6,3% tổng số loài; 15,8% tổng số chi 37,8% số họ) phải kể đến có ý nghĩa kinh tế thuộc họ họ Gừng (Zingiberaceae), họ Long não (Lauraceae), họ Hoa môi (Lamiaceae), họ Cam (Rutaceae) [18] Trong họ Cam hầu hết lồi chi tích luỹ tinh dầu phận khác Nghệ An tỉnh nằm khu vực Bắc Trung Bộ, có diện tích lớn nước với tổng diện tích tự nhiên khoảng 16.648.729 ha, trải dài địa hình miền núi, trung du, đồng bằng, ven biển Nghệ An đánh giá tỉnh có khu hệ thực vật phong phú đa dạng Hiện nay, công tác điều tra, đánh giá tính đa dạng hệ thực vật tiến hành nhiều khu vực khác như: Pù Mát, Pù Huống, Pù Hoạt, [19] Tuy nhiên, nghiên cứu chuyên sâu nhóm tài ngun cịn chưa xứng với tiềm sẵn có Vì vậy, học viên chọn đề tài nghiên cứu: “Tính đa dạng thành phần lồi thành phần Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ hoá học tinh dầu số loài chi Ba chạc (Euodia Forst.&Forst.f.) Muồng truổng (Zanthoxylum L.) thuộc họ Cam (Rutaceae) Nghệ An“ Mục tiêu đề tài Đánh giá tính đa dạng lồi, tinh dầu chi Ba chạc (Euodia) Muồng truổng (Zanthoxylum) để góp phần điều tra, tìm kiếm liệu nguồn tài nguyên thành phần loài, tinh dầu hai chi nghiên cứu Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình nghiên cứu thành phần loài chi Ba chạc (Euodia) chi Muồng truổng (Zanthoxylum) 1.1.1 Trên giới Họ Cam nghiên cứu từ thời Linnaeus (1753) với chi 19 loài [43] Năm 1789, A.Jussieu đặt tên cho họ Cam Rutaceae lấy tên Ruta L Cơng trình nghiên cứu tương đối tồn diện có hệ thống họ Cam cuối kỷ 19 phải kể đến A Engler (1896) [36] Tác giả người nghiên cứu kỹ đặc điểm từ hình thái quan sinh dưỡng quan sinh sản, đến số lượng nhiễm sắc thể, phân bố địa lý, cổ sinh vật, mối quan hệ thân cận taxon họ Cam Tác giả người định hướng cho việc sử dụng tổng hợp loạt đặc điểm phân loại họ Cam, điều cho phép phân định taxon có vững hơn.Vì vậy, sau nhiều cơng trình nghiên cứu họ Cam dựa tảng hệ thống A Engler, sử dụng đặc điểm mà ơng lựa chọn, cơng trình W T Swingle & P C Reece (1967) [51] Trong cơng trình, tác giả xếp 12 họ thực vật có hoa vào Cam, có họ có đại diện Việt Nam gồm: họ Cam (Rutaceae), họ Xoài (Anacardiaceae), họ Thanh thất (Simaroubaceae) họ Xoan (Meliaceae) Với nhóm đặc điểm sử dụng như: tính đối xứng hoa, tính chất rời hay dính nhị nhụy, có mặt tuyến nhựa vỏ thân hay tế bào tiết vỏ ruột…để xếp vị trí cho taxon Riêng họ Cam, tác giả chia thành phân họ (subfamily), 10 tông (tribus) 25 phân tơng (subtribus), khoảng 150 chi gần 1.600 lồi toàn giới Theo A.Takhtajan (1973) cho Simaroubaceae gần gũi với Rutaceae Simaroubaceae coi nhóm nguyên thủy Cam (Rutales) Mặt khác, năm 1987, A.Takhtajan khắc phục điểm chưa hợp lý hệ thống A Engler, với bổ sung W T Swingle P C Reece (1967) công trình nghiên cứu trước đó, A.Takhtajan xếp Cam gồm 10 họ, có họ có đại diện Việt Nam (gồm: họ Cam, họ Xoan họ Thanh thất; ông chia thành bộ, tách họ Cam thuộc nhóm với họ Thanh thất (Simaroubaceae) họ Xoan (Meliaceae) thuộc phân lại Đối với họ Cam, ông chia thành phân họ[55] Bên cạnh cơng trình nghiên cứu tổng thể taxon họ Cam tồn giới cịn có cơng trình nghiên cứu riêng taxon, nhóm taxon hay cơng trình Thực vật chí nước Một số cơng trình thực vật chí đáng ý: J D Hooker (1875) chia họ Cam (Rutaceae) Ấn Độ vùng lân cận thành tông: Ruteae, Zanthoxyleae, Toddalieae, Auratieae Tác giả mô tả 23 chi 78 loài vùng này[38].Đây dẫn liệu phong phú góp phần xây dựng hệ thống phân loại họ Cam G Bentham Tuy nhiên số đặc điểm mà tác giả lựa chọn để phân biệt chi khơng thể tính đối lập rõ ràng, ví dụ phân biệt chi Ruta Peganum: đặc điểm “tràng 4-5” xuất hai nhóm để phân biệt chi.Guillaumin (1912) lập khóa mơ tả 18 chi, 63 lồi Đơng Dương [37].C A Backer & R C Bakhuizen (1965) công bố lồi thực vật chí Java (Flora of Java) viết dạng khóa định loại chi, lồi, khơng có mơ tả chi tiết khơng có hình vẽ minh họa, danh pháp taxon khơng trích dẫn đầy đủ, thiếu tài liệu công bố mẫu nghiên cứu) [27].B C Stone (1972) công bố kết quảnghiên cứu họ Cam Thực vật chí Malaysia, gồm họ, tơng lập khóa định loại, taxon xếp theo Reece (1967), so với cơng trình Thực vật chí khác, tác giả có rõ quan điểm kế thừa hệ thống phân loại tác giả đáng tin cậy, taxon xếp vào nhóm phân loại thích hợp Các thơng tin lồi danh pháp, mơ tả, phân bố công bố tương đối đầy đủ;tuy nhiên, hình vẽ minh họa cịn ít, chưa có mẫu nghiên cứu[52] C Chang cộng (1993) biên soạn họ Cam Thực vật chí Đài Loan,tác giả không phân chia thành phân họ hay tông mà lập khóa định loại, mơ tả 13 chi 31 lồi, chi lồi mơ tả đầy đủ danh pháp, tài liệu công bố, mẫu nghiên cứu,… số lồi có hình ảnh minh họa đầy đủ[29].C C Huang (1997) biên soạn họ Cam Thực vật chí Trung Quốc với phân họ, 28 chi 134 lồi,mặc dù cơng trìnhcó nêu số lượng tông tên taxon phân loại bậc phân họ khơng nhắc đến khóa định loại mơ tả, phần mơ tả lồi chưa có mẫu nghiên cứu[39] Tuy vậyđây sáchthực vật chí có giá trị khoa học lớn, tài liệu tham khảo quan trọng cho nghiên cứu Rutaceae sau 1.1.2 Ở Việt Nam Người nghiên cứu họ Cam Việt Nam Loureiro (1790).Tác giả mơ tả chi 12 lồi có Việt Nam[45] Năm 1912, A Guillaumin mô tả 18 chi 63 lồi Đơng Dương có 53 loài phân bố Việt Nam [37] Đến năm 1970, Lê Khả Kế cộng xây dựng khóa định loại 12 chi mơ tả 31 lồi có Việt Nam[11 [2].Sau này, nghiên cứu có hệ thống chuyên sâu họ Cam Việt Nam phải kể đến cơng trình nghiên cứucủa , “ 46.Ngo Xuan Luong, Le Van Hac, Nguyen Xuan Dung (2003), Chemical composition of the leaf oil of Zanthoxylum alatum Roxb From Vietnam, Journal of Essential oil Bearing Plant 6(3): 179-184 47.Ngo Xuan Luong, Le Van Hac, Tran Dinh Thang, Le Van Tung, Nguyen Xuan Dung (2003), Essential oil of the leaves of Zanthoxylum nitidum DC In: Proceeding, The Tenth Asian Chemical Congress, Hanoi, Vietnam, 143 48.Maridass M (2011), Antibacterial activity of essential oils of Aromatic plants from South India, International Journal of Advances in Pharmaceutical Sciences, 1(2): 176-180 49.Oyen L.P.A., Nguyen Xuan Dung (Editors) (1999), Prosea - 19 Essential oil plants Bogor Indonesia 50.Sanjib Bhattacharya, Kamaruz Zaman (2009), Essential oil composition of fruits and leaves of Zanthoxylum nitidum grown in upper Assam region of India, Pharmacognosy Research, 1(3): 148-151 51.Stenhagen E., S Abrahamsson and F W McLafferty (1974), Registry of Mass Spectral Data, Wiley, New York 52.Stone B C (1972), “Notes on the Systematy of Malayan Phanerogams Glycosmis (Rutaceae)”,Gard.Buii.Sing., 26:55-59 53.Swingle W.T., Reece P.C (1967), The botany of Citrus and its wild relatives, The Citrus Industry (Reuther,W., Webber, H.J and Batchelor, L.D.,eds) 1: 190- 422 University of California Press, Berkeley 54.Swigar A and R.M Siverstein (1981), Monoterpenens, Aldrich, Milwauke 55.Takhtajan A (1987) Diversity and classification of flowering plants, Columbia University Press., New York 56.Tran Dinh Thang, Nguyen Thi Minh and Nguyen Xuan Dung (2006), Chemical Composition of the Leaf Oil of Evodia trichotoma (Lour.) Pierre from Vietnam, Journal of Essential oil and Bearing Plants, 9(2), 118-121 57.Virendra S R., M Amparo Blazquez (2008), Terpenoid Constituents of Zanthoxylum acanthopodium DC Leaves, Journal of Essential Oil Research, 20(6): 515-516 58.Weyerstahl P, Marschall H, Splittgerber U, Son PT, Giang PM, Kaul VK (1999), Constituents of the essential oil from the fruits of Zanthoxylum rhetsoides Drake from Vietnam and from the aerial parts of Zanthoxylum alatum Roxb from India Flavour and Fragrance Journal, 14(4): 225-229 59.Zhang J, Feng G, Luo Y (1999), Analysis of chemical constituents in the essential oil from Evodia fargesii by GC/MS, Zhong Yao Cai., 22(1): 30-31 60 Zhang DS, Zhong QX, Song XM, Liu WJ, Wang J, Zhang QY (2012), Study on the chemical components, antimicrobial and antitumor activities of the essential oil from the leaves of Zanthoxylum avicennae, Zhong Yao Cai, 35(8): 1263-1267 Phụ lục Hình ảnh số sinh cảnh nghiên cứu lồi thuộc họ Cam (Rutaceae) Nghệ An Rừng phục hồi Rừng hỗn giao rộng kim Bìa rừng Khe suối Rừng rộng Phụ lục Hình ảnh số lồi nghiên cứu thuộc họ Cam (Rutaceae) Nghệ An Dấu dầu đơn - Euodia simplicifolia Ridl Dấu dầu háo ẩm - Euodia oreophila Guillaum Ba chạc - Euodia lepta (Spreng) Merr Dầu dấu hẹp - Euodia calophylla Guill Muồng truổng - Zanthoxylum avicennae (Lamk.) DC Hoàng mộc sai - Zanthoxylum laetum Drake Hoàng mộc nhiều gai - Zanthoxylum myriacanthum Wall ex Hook.f Sẻn - Zanthoxylum acanthopodium DC Sưng - Zanthoxylum nitidum (Lamk.) DC Sẻn hôi - Zanthoxylum rhetsa (Roxb.) DC Sẻn gai - Zanthoxylum armatum DC Phụ lục Sắc ký đồ mẫu phân tích tinh dầu Hình Sắc ký đồ từ loài Dầu dấu hẹp (Euodia callophylla) Hình Sắc ký đồ từ cành lồi Dầu dấu hẹp (Euodia callophylla) Hình Sắc ký đồ từ hoa loài Dầu dấu hẹp (Euodia callophylla) Hình Sắc ký đồ từ lồi Hồng mộc sai (Zanthoxylum laetum) Hình Sắc ký đồ từ cành loài Hoàng mộc sai (Zanthoxylum laetum) Hình Sắc ký đồ từ hoa lồi Ba chạc (Euodia lepta) Hình Sắc ký đồ từ cành lồi Ba chạc (Euodia lepta) Hình Sắc ký đồ từ loài Ba chạc (Euodia lepta) Hình Sắc ký đồ từ cành lồi Sưng (Zanthoxylum nitidum) Hình 10 Sắc ký đồ từ lồi Sưng (Zanthoxylum nitidum) Hình 11 Sắc ký đồ từ lồi Sưng (Zanthoxylum nitidum) Hình 12 Sắc ký đồ từ vỏ loài Hoàng mộc nhiều gai (Zanthoxylum myriacanthum) Hình 13 Sắc ký đồ từ lồi Hồng mộc nhiều gai (Zanthoxylum myriacanthum) Hình 14 Sắc ký đồ từ loài Hoàng mộc nhiều gai (Zanthoxylum myriacanthum) Hình 15 Sắc ký đồ từ lồi Muồng truổng (Z avicennae) ... 3 .2 Thành phần hóa học tinh dầu số loài thuộc chi Ba chạc (Euodia Forst & Forst.f.) Muồng truổng (Zanthoxylum L.) Nghệ An 3 .2. 1 Chi Ba chạc - Euodia Forst & Forst.f 3 .2. 1.1 .1 Thành phần hóa học. .. sẵn có Vì vậy, học viên chọn đề tài nghiên cứu: ? ?Tính đa dạng thành phần lồi thành phần Số hóa Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/ hố học tinh dầu số loài chi Ba chạc (Euodia Forst.&Forst.f.)... 3.8 .Thành phần hoá học tinh dầu loài Hoàng mộc sai (Z laetum) .59 Bảng 3.9 .Thành phần hố học tinh dầu lồi Hồng mộc nhiều gai (Z myriacanthum) 62 Bảng 3.10 .Thành phần hố học tinh dầu