Nghiên cứu thành phần loài và xác định hàm lượng chất 20 hydroxyecdysone (20e) của các loài cây thuộc họ cúc (asteraceae) tại VQG tam đảo, tỉnh vĩnh phúc​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ĐẶNG NGỌC HUYỀN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CHẤT 20-HYDROXYECDYSONE (20E) CỦA CÁC LOÀI CÂY THUỘC HỌ CÚC (ASTERACEAE) TẠI VQG TAM ĐẢO, TỈNH VĨNH PHÚC CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG MÃ NGÀNH: 8620211 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHÙNG THỊ TUYẾN Hà Nội, 2019 i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình nghiên cứu khác Nếu nội dung nghiên cứu trùng lặp với cơng trình nghiên cứu cơng bố, tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm tuân thủ kết luận đánh giá luận văn Hội đồng khoa học Hà Nội, ngày …tháng….năm 2019 Ngƣời cam đoan Đặng Ngọc Huyền ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, nhận đƣợc hƣớng dẫn bảo tận tình giáo viên hƣớng dẫn TS Phùng Thị Tuyến Xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô Tôi xin đƣợc cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình, q báu q trình phân tích mẫu TS Lê Xuân Đắc TS Vũ Thị Loan (Cán nghiên cứu Trung tâm nhiệt đới Việt - Nga) Qua xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Sau đại học, thầy cô giáo Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, cán Vƣờn Quốc gia Tam Đảo, gia đình, bạn bè giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Tôi xin trân trọng cảm ơn Hà Nội, ngày …tháng….năm 2019 Tác giả Đặng Ngọc Huyền iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ vi MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan họ Cúc (Asteraceae) .4 1.2 Nghiên cứu thành phần loài dạng sống 1.3 Đa dạng cấu trúc chức ecdysteroid thực vật 1.4 Phân bố PEs thực vật 10 1.5 Các tác dụng sinh học PEs thực vật 11 1.6 Đa dạng lồi thực vật có chứa PEs giới 15 1.7 Nghiên cứu PEs Việt Nam 16 Chƣơng MỤC TIÊU - NỘI DUNG - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .19 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 19 2.2 Nội dung nghiên cứu 19 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 20 2.3.1 Phương pháp kế thừa 20 2.3.2 Phương pháp điều tra thực địa .20 2.3.3 Phương pháp thu xử lý mẫu 20 2.3.4 Phương pháp giám định mẫu thực vật 21 2.3.5 Định lượng hợp chất 20E phương pháp sắc ký lỏng cao áp 21 2.3.6 Phương pháp đánh giá đa dạng thành phần loài 22 2.3.7 Phương pháp bảo tồn kỹ thuật gây trồng số loài họ Cúc 23 iv 2.4 Xử lý số liệu 23 Chƣơng ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHÊN CỨU 24 3.1 Điều kiện tự nhiên .24 3.1.1 Vị trí địa lý 24 3.1.2 Lịch sử hình thành trình phát triển 24 3.1.3 Địa hình, khí hậu thủy văn .27 3.2 Tài nguyên thiên nhiên 31 3.3 Kinh tế - xã hội 33 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .36 4.1 Đa dạng thành phần loài họ Cúc 36 4.1.1 Đa dạng thành phần loài họ 36 4.1.2 Đánh giá phân bố loài chi 39 4.1.3 Đa dạng dạng sống 41 4.1.4 Đa dạng giá trị sử dụng 42 4.1.5 Phân bố loài theo sinh cảnh 43 4.1.6 Các loài phân bố VQG Tam Đảo 45 4.2 Hàm lƣợng 20E loài họ Cúc khu vực nghiên cứu 48 4.3 Đề xuất biện pháp bảo tồn kỹ thuật gây trồng số loài thực vật họ Cúc khu vực nghiên cứu 54 4.3.1 Dương kỳ thảo (Achillea millefolium) 55 4.3.2 Mần tưới (Eupatorium fortunei) 56 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO .61 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 vi DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ Bảng 1.1 Đa dạng sinh học họ/loài thực vật chứa PEs giới 15 Bảng 1.2 Một số họ thực vật có nhiều lồi chứa PEs giới 15 Bảng 4.1 Thành phần loài họ Cúc (Asteraceae) xã Đại Đình VQG Tam Đảo36 Bảng 4.2 Tỷ lệ nhóm dạng sống họ Cúc 41 Bảng 4.3 Hàm lƣợng 20E loài thuộc họ Cúc khu vực nghiên cứu 48 Biểu đồ 4.1 Giá trị sử dụng loài thuộc họ Cúc 42 Biểu đồ 4.2 Hàm lƣợng 20E phận phận ba loài Bát tầy, Cúc chuồn Dạ hƣơng ngƣu 53 MỞ ĐẦU Thực vật nguồn cung cấp phong phú hợp chất tự nhiên thƣờng đƣợc sử dụng làm dƣợc phẩm phụ gia thực phẩm có giá trị đời sống ngƣời Các hợp chất tự nhiên thực vật sản phẩm trao đổi thứ cấp, thƣờng đƣợc tạo với lƣợng nhỏ nhiều chức sinh lý chƣa đƣợc ngƣời hiểu biết đầy đủ Các hợp chất thứ cấp sản phẩm q trình sinh lý, sinh hóa thực vật, tham gia vào trình sinh trƣởng phát triển thực vật phản ứng thực vật với môi trƣờng, bảo vệ chống lại vi sinh vật động vật có hại Những nghiên cứu hợp chất thứ cấp có nguồn gốc thực vật phát triển mạnh từ năm 1950, số nhóm hợp chất tự nhiên từ thực vật đƣợc ý nhóm ecdysteroids thu hút quan tâm nghiên cứu nhiều nhà khoa học (Dinan, 2001) Ecdysteroids (ECs) hormone steroid đƣợc tìm thấy giới động vật, loại hormone đóng vai trị quan trọng tham gia vào q trình lột xác biến thái côn trùng (Butenandt, 1954) Ở thực vật, ECs đƣợc phát từ năm 1960 có cấu trúc tƣơng tự nhƣ ECs động vật Ecdysteroids đƣợc xác định khoảng 6% loài thực vật đƣợc gọi phytoecdysteroids (PEs) để phân biệt chúng với ECs có nguồn gốc từ động vật PEs nhóm hợp chất hóa học đƣợc thực vật tổng hợp để chống lại công trùng Trong nhóm hợp chất PEs hợp chất 20 hydroxyecdysone (20E) đƣợc nghiên cứu ứng dụng phổ biến (Dinan, 2001; Dinan, 2005) Các sản phẩm thƣơng mại có chứa PEs đƣợc sử dụng cho vận động viên để bổ sung vào chế độ ăn uống làm tăng sức mạnh khối lƣợng bắp, tăng sức đề kháng, giảm mệt mỏi để dễ dàng phục hồi Một số nghiên cứu công bố tác dụng dƣợc lý ECs động vật có vú, hầu hết số chúng có lợi cho thể (Lafont, 2003) Các PEs đƣợc sử dụng loại hố chất nơng nghiệp, công nghệ sinh học, y học dƣợc phẩm Những nghiên cứu thực vật cho thấy PEs tham gia q trình sinh hóa sinh lý trồng, ảnh hƣởng đến trình phát sinh hình thái thực vật, nhƣ hợp chất hoạt động sinh lý tham gia vào kéo dài coleoptile, kích hoạt α-amylase, làm chậm trình vàng (Golovatskaya, 2004; Tarkowska, 2016) Giá trị hoạt chất sinh học từ thực vật Việt Nam nhiều điều bí ẩn đầy tiềm năng, có hoạt chất thuộc nhóm PEs Vì vậy, cần thiết có nghiên cứu có hệ thống chuyên sâu lồi thực vật có chứa ecdysteroid, quy trình cơng nghệ tách chiết, thử nghiệm ứng dụng tạo sản phẩm sử dụng nông nghiệp, công nghệ sinh học, mỹ phẩm, y dƣợc, phục vụ sức khỏe cộng đồng Họ Cúc (Asteraceae) họ đa dạng phong phú vào bậc ngành Ngọc lan (Magnoliophyta) (Takhtajan, 1966, Nguyễn Tiến Bân, 2000) Theo liệu Vƣờn thực vật hoàng gia Kew đƣợc APG AI trích dẫn, họ Cúc có 1.620 chi 23.600 lồi nhƣ lại họ đa dạng giới Các chi có số loài lớn Senecio (1.500 loài), Vernonia (1.000 loài), Cousinia (600 loài), Centaurea (600 loài) Ở Việt Nam, theo Lê Kim Biên (2007) họ Cúc có 126 chi với 374 loài phân bố chủ yếu vùng nhiệt đới ơn đới ẩm Nhiều lồi họ có ý nghĩa đời sống nhân dân, đặc biệt giá trị mặt y học thực phẩm, nhƣ Ngải cứu (Artemisia vulgaris L.), Cải cúc (Chrysanthemum coronarium L.), Đơn buốt (Bidens pilosa L.)… Họ Cúc họ có nhiều giá trị sử dụng gần gũi với đời sống ngƣời, loài họ đối tƣợng đƣợc nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Ảnh 25 SHM: TT201812236, Cúc cà cuống - Tagetes paluta Ảnh 26 SHM: TT201812237, Bồ công anh ấn - Taraxacum indicum u r u Ả n h S H M : T T 2 , R a V e r n o n i a a n d e r s o n i Ảnh 28 SHM: TT20181223 8, Dạ hƣơng ngƣu -Vernonia cinerea Toàn ảnh tác giả chụp mẫu thu đƣợc khu vực nghiên cứu xã Đại Đình, Tam Đảo, Vĩnh Phúc PHỤ LỤC 02 Danh lục lồi họ Cúc (Asteraceae) xã Đại Đình, Tam Đảo, Vĩnh Phúc ST T Tên khoa học Chi Achillea* Achillea millefolium* Chi Adenostemma Adenostemma viscosum Adenostemma lavenia* Chi Ageratum Ageratum conyzoides Ageratum houstonianum* Chi Artemisia Artemisia vulgaris Chi Bidens ST T Tên khoa học Bidens pilosa Chi Blumea Blumea hieracifolia Blumea lanceolaria 10 Blumea balsamifera* Chi Conyza* 11 Conyza canadense* 12 Conyza leucantha* Chi Cosmos* 13 Cosmos sulphureus* Chi Crassocephalum* 14 Crassocephalum crepidioides* Chi 10 Eclipta ST T 15 Tên khoa học Eclipta prostrata Chi 11 Elephantopus 16 17 Elephantopus scaber Elephantopus tomentosus Chi 12 Emilia 18 Emilia scabra* 19 Emilia sonchifolia Chi 13 Eupatorium 20 Eupatorium fortunei 21 Eupatorium odoratum Chi 14 Laggera* 22 Laggera aurita* Chi 15 Lactuca ST T 23 24 Tên khoa học Lactuca sativa var capitata Lactuca serriola* Chi 16 Siegesbeckia 25 Siegesbeckia orientalis Chi 17 Spilanthes * 26 Spilanthes oleracea* Chi 18 Synedrella* 27 Synedrella nodiflora* Chi 19 Tagetes* 28 Tagetes paluta* Chi 20 Taraxacum 29 Taraxacum indicum Chi 21 Vernonia 30 Vernonia andersoni ST T Tên khoa học 31 Vernonia cinerea* 32 Vernonia divergens* 33 Vernonia paluta Chi 22 Wedelia 34 Wedelia biflora* 35 Wedelia chinensis Chi 23 Xanthium 36 Xanthium strumarium * Các chi loài điều tra đƣợc nghiên cứu so với danh lục thực vật Tam Đảo năm 2010 PHỤ LỤC 03 Thực vật họ Cúc VQG Tam Đảo Nguồn: Trích Danh lục lồi họ Cúc VQG Tam Đảo 2010 (Lê Thành Cương, 2010) STT Tên k 50 Asteraceae 188 Adenostemma visc 189 Ageratum conyzoi 190 Ainaliaea yunnane 191 Ainsliaea yunnane 192 Artemisia carviflo 193 Artemisia vulgaris 194 Bidens bipinnata L 195 Bidens pilosa L 196 Blumea hieracifol 197 Blumea lanceolar 198 Chromalaena nod 199 Chrysanthemum s 200 Conyza viscidula W 201 Cotula anthemoid 202 Crepis bonii Gagn 203 Crossostephium a 204 Crossotephium ar 205 Dahlia pinnata va 206 Dahlia pinnata va 207 Dahlia pinnata va 208 Dichrocephala lat STT 209 Tên k Eclipta prostrata ( 210 Elephantopus mol 211 Elephantopus scab 212 Emilia sonchifolia 213 Erechtites valerian 214 Eupatorium odora 215 Eupatorium staech 216 Gnaphalium luteo 217 Gynara crepidoide 218 Gynura barbaraef 219 Heilianthus annuu 220 Lactuca indica L 221 Parthenium hyster 222 Pluchea indica (L 223 Senecio sp 224 Sigesbeckia orient 225 Tagetes patula L 226 Taraxacum indicu 227 Tithonia diversifol 228 Vernonia anderson 229 Vernonia patula L 230 Wedelia calendulu 231 Xanthium strumar ... năm 201 9 - Phạm vi khoa học: nghiên cứu sàng lọc loài thực vật họ Cúc có chứa 20E VQG Tam Đảo 2.2 Nội dung nghiên cứu - Điều tra thành phần loài thuộc họ Cúc khu vực nghiên cứu - Xác định hàm. .. thành phần loài thuộc họ Cúc khu vực nghiên cứu - Xác định đƣợc hàm lƣợng hợp chất 20- Hydroxyecdysone (20E) có lồi họ Cúc khu vực nghiên cứu - Đề xuất biện pháp bảo tồn kỹ thuật gây trồng số loài. .. Đình nằm khu vực vùng đệm VQG Tam Đảo thuộc địa bàn hành huyện Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc Hiện tại, nghiên cứu tập trung vào hoạt chất 20- Hydroxyecdysone (20E) loài họ Cúc (Asteraceae) khu vực cịn