Điều tra và nghiên cứu cây đại cà dược (brugmansia) mọc ở huyện kỳ sơn, tỉnh nghệ an

bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học vinh ---***--- Nguyễn đình thuận Điều tra và nghiên cứu cây đại cà dợc (Brugmansia sp.) mọc ở huyện kỳ sơn, tỉnh nghệ an Chuyên ngành: Thực vật Mã số: 60. 44. 20 luận văn thạc sỹ sinh học Ngi hớng dẫn khoa hc: TS. HOàng Văn Mại vinh-2009 1 lời cảm ơn Trớc hết tôi xin phép đợc bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo, TS. Hoàng Văn Mại - Thầy đã trực tiếp định hớng và tận tình giúp đỡ tôi rất nhiều cả về mặt kiến thức cũng nh phơng pháp nghiên cứu và cung cấp cho tôi tài liệu để tôi hoàn thành bản luận văn này. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy - Cô giáo khoa Sinh học, khoa đào tạo sau đại học trờng Đại học Vinh, Chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trờng THCS Quỳnh Tân, phòng Giáo dục - Đào tạo huyện Quỳnh Lu, Nghệ An, tập thể anh chị em lớp Cao học 15 chuyên ngành Thực vật đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình học tập, cũng nh trong quá trình làm luận văn. Xin cảm ơn gia đình chú Lơng, cô Thanh và tập thể cán bộ Trại thực nghiệm giống và chuyển giao tiến bộ kĩ thuật nông nghiệp Mờng Lống, huyện Kỳ Sơn đã giúp đỡ tôi trong thời gian điều tra, nghiên cứu thực địa. Cuối cùng tôi xin đợc bầy tỏ lòng biết ơn đối với gia đình tôi và đồng nghiệp - những ngời đã thờng xuyên động viên, giúp đỡ tôi về mọi mặt trong suốt quá trình học tập và công tác. Vinh, tháng 12 năm 2009 Tác giả Nguyễn Đình Thuận 2 Mục lục Trang Lời cảm ơn .i Mục lục ii Mở đầu 1 Chơng1: Tổng quan tài liệu 3 1. Họ Cà (Solanaceae) .3 2. Chi Brugmansia Pers 5 3. Thành phần hoá học của các loài Đại cà dợc .9 3.1. Khái quát về hợp chất alkaloid 9 3.1.1. Khái niệm về alkaloid .9 3.1.2. Sự phân bố alkaloid trong thiên nhiên .10 3.1.3. Sự tạo thành alkaloid trong cây .12 3.1.4. Vai trò của các alkaloid .13 3.2. Thành phần hoá học của các loài Đại cà dợc 15 3.2.1. Các alkaloid .15 3.2.1.1. Các tropan alkaloid .15 3.2.1.2. Các alkaloid không thuộc nhóm tropan 19 3.2.2. Các hợp chất hữu cơ khác 19 3.3. Nghiên cứu hoá thực vật chi Brugmansia 19 3.4. ứng dụng của các tropan alkaloid, các chế phẩm và nguyên liệu chứa tropan alkaloid trong y học .20 3.4.1. Các alkaloid 20 3.4.2. Một số chế phẩm và nguyên liệu 21 Chơng 2: Đối tợng, nội dung, thời gian và phơng pháp nghiên cứu 23 1. Đối tợng nghiên cứu 23 2. Phơng pháp nghiên cứu 23 3 2.1. Phơng pháp thu và xử lí mẫu vật .23 2.2. Phơng pháp xác định tên khoa học .23 2.3. Phơng pháp nghiên cứu hình thái giải phẫu thực vật .23 2.4. Phơng pháp phân tích định tính, định lợng alkaloid 23 2.5. Phơng pháp nhân giống và trồng thử nghiệm .24 3. Nội dung nghiên cứu .24 4. Kế hoạch thực hiện 24 Chơng 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận .25 1. Kết quả điều tra cây Đại cà dợc (Brugmansia sp.) trên địa bàn huyện Kỳ Sơn, tỉnh Nghệ An 25 2. Xác định tên khoa học của cây Đại cà dợc (Brugmansia sp.) .25 3. Hình thái - Giải phẫu so sánh Brugmansia versicolor Lagerh. và Datura metel L .26 3.1. Rễ 26 3.2. Thân 28 3.3. Lá 29 3.4. Hoa .31 3.5. Quả .33 3.6. Hạt 34 4. Kết quả phân tích alkaloid .36 4.1. Phân tích định tính .36 4.1.1. Định tính alkaloid bằng các thuốc thử đặc hiệu .36 4.1.2. Xác định nhân Tropan bằng phản ứng Vitali .37 4.1.3. Định tính alkaloid bằng phơng pháp sắc kí lớp mỏng .37 4.2. Phân tích định lợng .38 5. Nhân giống và trồng thử .41 Kết luận và đề nghị 42 1. Kết luận 42 2. Đề nghị .42 4 Tài liệu tham khảo .43 Phụ lục 1: Khoá phân loại các loài Brugmansia và những cây lai 47 Phụ lục 2: Khoá phân loại các loài Datura, Belladonna, Brugmansia và Brunfelsia .48 Phụ lục 3: Một số hình ảnh thực địa 51 Phụ lục 4: Một số ảnh giải phẫu hiển vi .53 Phụ lục 5: Phản ứng Vitali xác định nhân tropan 54 Phụ lục 6: ảnh chụp phản ứng của các mẫu B. versicolor Lagerh. với các thuốc thử alkaloid 55 những chữ viết tắt trong luận văn NXB: Nhà xuất bản 5 USDA: United States Departement of Agriculture danh mục các bảng biểu Bảng 1: Những đặc điểm hình thái của cây Đại cà dợc (Brugmansia sp.) .25 Bảng 2: Hình thái - giải phẫu so sánh B. versicolor Lagerh. và D. metel L .35 Bảng 3: Phản ứng của các mẫu Brugmansia versicolor Lagerh. với các thuốc thử ancalôit đặc hiệu 36 Bảng 4: Kết quả phân tích định lợng ancalôit Brugmansia versicolor Lagerh. và D. metel L 39 danh mục các hình và biểu đồ Hình 1: Brugmansia sp. đợc trồng làm cảnh ở trờng THCS Mờng Lống .25 Hình 2: Rễ thứ cấp ở Brugmansia versicolor Lagerh 27 6 Hình 3: Rễ thứ cấp ở Datura metel L .27 Hình 4: Cấu tạo và sự phân hoá mô dẫn trong rễ sơ cấp Brugmansia versicolor Lagerh. trên bản cắt ngang 28 Hình 5: Rễ sơ cấp ở Datura metel L .28 Hình 6: Cấu tạo thân thứ cấp ở Brugmansia versicolor Lagerh .29 Hình 7: Cắt ngang thân thứ cấp ở Brugmansia versicolor Lagerh .29 Hình 8: Giải phẫu lá Brugmansia versicolor Lagerh .29 Hình 9: Lá Brugmansia versicolor Lagerh 29 Hình 10: Các loại lông ở phiến lá B. versicolor Lagerh 30 Hình 11: Các loại lông ở phiến lá Datura metel L 30 Hình 12: Biểu bì ở phiến lá Brugmansia versicolor Lagerh 31 Hình 13: Biểu bì ở phiến lá Datura metel L .31 Hình 14: Hoa Brugmansia versicolor Lagerh .31 Hình 15: Hình dạng của hoa Brugmansia versicolor Lagerh 31 Hình 16: Hoa Brugmansia versicolor Lagerh. bổ dọc 31 Hình17: Nhị và nhuỵ Brugmansia versicolor Lagerh 32 Hình 18: Cắt ngang bầu hoa Brugmansia versicolor Lagerh .32 Hình 19: Cắt ngang bao phấn Brugmansia versicolor Lagerh .32 Hình 20: Hạt phấn Brugmansia versicolor Lagerh .32 Hình 21: Quả Brugmansia versicolor Lagerh. và quả D. metel L .33 Hình 22: Hoa đồ của Brugmansia versicolor Lagerh 33 Hình 23: Cắt ngang quả Brugmansia versicolor Lagerh .33 Hình 24: Hạt Brugmansia versicolor Lagerh .34 Hình 25: Hạt Datura metel L .34 Hình 26: Cấu tạo hạt Brugmansia versicolor Lagerh .34 Hình 27: Cấu tạo hạt Datura metel L 34 Hình 28: Sắc kí lớp mỏng ancalôit của B. versicolor Lagerh .38 7 Biểu đồ 1: So sánh hàm lợng ancalôit giữa hai đợt thu mẫu ở B. versicolor Lagerh 40 Biểu đồ 2: So sánh hàm lợng ancalôit giữa B. versicolor Lagerh và Datura metel L .40 mở đầu Cà độc dợc là những loài thực vật thuộc họ Cà (Solanaceae), gồm nhiều loài cây mọc hoang hoặc đợc trồng làm cảnh, làm dợc liệu. Đây cũng là những cây có độc tính mạnh nhất mà con ngời từng biết do các bộ phận của cây đều có chứa hợp chất ancalôit. Hiện nay, nhiều tài liệu thống kê vẫn cha thống nhất về vị trí phân loại cũng nh số lợng các loài Cà độc dợc. Một số loài trớc đây thuộc chi Datura, nay đợc xếp vào một chi riêng biệt Brugmansia (Đại cà dợc). Thêm vào đó, việc trồng trọt và lai tạo đã làm cho số lợng loài cà độc dợc ngày càng phong phú. Điều này đặt ra những yêu cầu mới về việc cập nhật, bổ sung thông tin khoa học. ở nớc ta, số lợng loài cà độc dợc không nhiều. Trong Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam [16], Đỗ Tất Lợi cho rằng, chỉ có một loài cà độc dợc (Datura metel L.) với ba dạng là Datura metel L. forma alba và D. metel L. forma violacea và dạng lai của hai dạng trên, mọc hoang nhiều ở các vùng nh Vĩnh 8 Phúc, Phú Thọ, Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh. Theo Phạm Hoàng Hộ, ở Việt Nam có hai loài Cà độc dợc là D. metel L. và D. inoxia Mill. và một loài Đại cà d- ợc (B. suaveolens (Willd.) Bercht. & Presl.) [13]. Trong Danh lục các loài thực vật Việt Nam [28], có ba loài cà độc dợc và một loài đại cà dợc đợc giới thiệu. Ngoài 3 loài nh Phạm Hoàng Hộ đã nêu, còn có loài D. stramonium L Hầu hết các tác giả đều cho rằng chỉ có Datura metel L. là loài bản địa vốn có, những loài còn lại đều là những loài đợc di nhập vào nớc ta trồng làm dợc liệu và làm cảnh. Nh vậy, các tài liệu cha thống nhất với nhau, chi Brugmansia hiện mới chỉ thấy mô tả một loài (Brugmansia suaveolens (Willd.) Bercht. & Presl.) và cha thấy có công trình nghiên cứu nào đi sâu hơn việc mô tả hình thái và một vài công dụng. Trong đợt điều tra đa dạng sinh học khu vực miền Tây Nghệ An, chúng tôi đã bắt gặp một cây Cà độc dợc mới lạ ở huyện Kỳ Sơn, gọi là Hoa loa kèn. Đây là một loài cây thân gỗ nhỏ, có hoa rất to và đẹp, đặc biệt là rất thơm về ban đêm nên đợc ngời dân trồng làm cảnh. Dân bản xứ còn cho biết thêm là cây có độc: Lá cây đem gói cơm ăn cơm sẽ bị say, chóng mặt. Trẻ em ăn phải nửa cái hoa có thể chết. Qua xem xét ban đầu cho thấy cây có những đặc điểm giống nh Datura. Chúng tôi đã thu mẫu và so sánh, đối chiếu các đặc điểm của cây với nhiều tài liệu liên quan và đi đến nhận định ban đầu cho thấy cây này thuộc chi Brugmansia nhng không phải là B. suaveolens (Willd.) Bercht. & Presl. đợc trồng ở Đà Lạt [13], tạm gọi là Đại cà dợc (Brugmansia sp.) [3]. Hiện nay, cha tìm thấy một tài liệu nào của tác giả trong nớc mô tả cây này. Chính vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: Điều tra và nghiên cứu cây Đại cà dợc (Brugmansia sp.) mọc ở huyện Kỳ Sơn, tỉnh Nghệ An. Đề tài nhằm cung cấp thêm những dẫn liệu giúp làm sáng tỏ vị trí phân loại của cây và sự khác biệt giữa Brugmansia sp. với Datura metel L. (một cây đợc trồng làm thuốc). Đồng thời, xác định sự có mặt cũng nh hàm lợng ancalôit trong các bộ phận của cây để đánh giá độc tính của nó. Bên cạnh đó, tìm hiểu khả năng thích ứng của cây với điều kiện sống ở thành phố Vinh để trồng làm cây cảnh. Mục tiêu của đề tài: 9 - Điều tra sự phân bố của cây trên địa bàn huyện Kỳ Sơn. - Mô tả, phân tích, so sánh các đặc điểm hình thái, giải phẫu các cơ quan rễ, thân, lá và hoa của cây với Datura metel L - Phân tích định tính và định lợng ancalôit có trong các bộ phận của cây. - Nhân giống và trồng thử nghiệm cây ở khu vực thành phố Vinh. Chơng1: Tổng quan tài liệu 1. Họ Cà (Solanaceae) Họ Cà (Solanaceae) còn đợc biết đến với những tên gọi nh họ Khoai tây (Potato family), Nightshade .[31]. Đây là một trong những họ thực vật lớn nhất với khoảng 85 chi (genus), và gần 2300 loài [2], [19], [40], [45], có tài liệu cho rằng có tới 95 chi [32]; trên 3000 loài [44], phân bố ở nhiệt đới, cận nhiệt đới và ôn đới, chủ yếu là Nam Mĩ. Họ này bao gồm những cây thân cỏ (herbs), bụi (shrubs) hoặc gỗ nhỏ (small trees), sống một năm (annual), hai năm (biennial) hay nhiều năm (perennial); Lá đơn, mọc cách, không có lá kèm; Hoa thờng lỡng tính, mẫu 5, đều hoặc hơi không đều, tràng có thuỳ thờng xếp nếp, đôi khi vặn xoắn hoặc ít khi xếp van; Nhị thờng đính trên tràng và xen kẽ với thùy của tràng; Bộ nhuỵ gồm hai lá noãn hợp thành bầu thợng, bầu thờng hai ô (hoặc do có vách giả mà thành 3 5 ô); Noãn nhiều, đính trên giá noãn trụ giữa, lỗ noãn hớng xuống; Quả mọng hoặc quả nang cắt vách (septicide), có nhiều đặc điểm chung với họ Khoai lang (Convolvullaceae) nhng ở đây không có nhựa mủ; Giải phẫu: có bó mạch chồng chất kép. Bó mạch lá và thân có libe quanh tuỷ [2], [9], [19], [21], [32], [40], [43]. 10 . dục và đào tạo trờng đại học vinh ---***--- Nguyễn đình thuận Điều tra và nghiên cứu cây đại cà dợc (Brugmansia sp.) mọc ở huyện kỳ sơn, tỉnh nghệ an Chuyên. quả nghiên cứu và thảo luận .25 1. Kết quả điều tra cây Đại cà dợc (Brugmansia sp.) trên địa bàn huyện Kỳ Sơn, tỉnh Nghệ An. .25