Mục tiêu của đề tài nghiên cứu nhằm xác định được một số cơ sở khoa học cho việc gây trồng và phát triển cây Ba kích có năng suất và chất lượng cao tại tỉnh Bắc Giang; chọn được giống Ba kích có năng suấtvà chất lượng cao, phù hợp với điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng của tỉnh Bắc Giang; xác định được các biện pháp kỹ thuật nhân giống và trồng cây Ba kích ở tỉnh Bắc Giang.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KIM NGỌC QUANG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CƠ SỞ KHOA HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN CÂY BA KÍCH (Morinda officinalis How) TẠI TỈNH BẮC GIANG LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP HÀ NỘI – 2021 ` BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN KHOA HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KIM NGỌC QUANG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ CƠ SỞ KHOA HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN CÂY BA KÍCH (Morinda officinalis How) TẠI TỈNH BẮC GIANG Chuyên ngành: Lâm sinh Mã số: 9.62.02.05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS Võ Đại Hải PGS.TS Trần Văn Ơn HÀ NỘI - 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học thân thực thời gian từ năm 2014 đến năm 2021 Luận án có sử dụng số kết nghiên cứu Dự án: “Nghiên cứu, tuyển chọn, nhân giống trồng thử nghiệm số loài dược liệu địa bàn huyện Lục Nam huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang” đƣợc triển khai giai đoạn từ năm 2014 – 2015, thân tác giả chủ nhiệm dự án - ngƣời trực tiếp đạo việc thiết kế, xây dựng mơ hình thí nghiệm, thu thập xử lý số liệu Các số liệu thí nghiệm đƣợc Công ty Cổ phần Lâm y dƣợc Bắc Sơn, Sở Khoa học công nghệ tỉnh Bắc Giang đồng ý cho sử dụng vào nội dung luận án Các số liệu kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực v chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Nếu sai xin ho n to n chịu trách nhiệm./ Hà Nội, tháng 04 năm 2021 Ngƣời viết cam đoan NCS Kim Ngọc Quang ii LỜI CẢM ƠN Luận án đƣợc hoàn thành Viện khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam theo chƣơng trình đ o tạo tiến sĩ khóa 25, từ năm 2014 - 2021 Trong trình thực luận án, tác giả nhận đƣợc quan tâm, giúp đỡ Ban lãnh đạo Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, môn Thực Vật Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội, Sở Khoa học công nghệ tỉnh Bắc Giang, Trung tâm Nghiên cứu Phát triển thuốc - Công ty Cổ phần Lâm Y Dƣợc Bắc Sơn, tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu Trƣớc hết tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc kính trọng đến GS.TS Võ Đại Hải, PGS.TS Trần Văn Ơn với tƣ cách ngƣời hƣớng dẫn khoa học dành nhiều thời gian cơng sức giúp đỡ tác giả hồn thành luận án Xin chân thành cảm ơn Công ty TNHH Một thành viên Kim Hoàng tạo điều kiện để tác giả theo học hoàn thành luận án Hoàn thành luận án phải kể đến giúp đỡ to lớn Trung tâm Nghiên cứu Phát triển thuốc - Công ty Cổ phần Lâm Y Dƣợc Bắc Sơn mặt trƣờng thí nghiệm nhƣ điều kiện lại thu thập số liệu trƣờng xử lý số liệu Dự án CIAI có nhiều hỗ trợ việc triển khai xây dựng mơ hình thí nghiệm huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang Xin chân thành cảm ơn Sở NN&PTNT, Chi cục Kiểm lâm tỉnh Bắc Giang, UBND huyện, xã, Hạt kiểm lâm - nơi tác giả triển khai th nghiệm ngo i trƣờng, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả triển khai th nghiệm v thu thập số liệu ngoại nghiệp Cuối cùng, xin cảm ơn tất bạn bè ngƣời thân gia đình động viên giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả lu n án Kim Ngọc Quang iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH x PHẦN MỞ ĐẦU 1 Sự cần thiết luận án Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Về khoa học 2.2 ề thực tiễn Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 3.1 Ý nghĩa khoa học .3 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Những đóng góp luận án Đối tƣợng phạm vi nghi n cứu 5.1 Đối tượng nghiên cứu 5.2 Phạm vi nghiên cứu Cấu trúc luận án Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Trên giới 1.1.1 Tên gọi, phân loại, đặc điểm hình thái đa dạng di truyền .6 1.1.2 Đặc điểm phân bố sinh thái .8 1.1.3 Giá trị sử dụng 1.1.4 Kỹ thuật nhân giống gây trồng 10 1.2 Ở Việt Nam 13 1.2.1 Tên gọi, phân loại, đặc điểm hình thái đa dạng di truyền .13 1.2.2 Đặc điểm phân bố sinh thái 17 1.2.3 Giá trị sử dụng 18 iv 1.2.4 Kỹ thuật nhân giống gây trồng 20 1.3 Nhận xét v đánh giá chung 28 Chƣơng 2: N I DUNG VÀ PHƢƠNG PH P NGHIÊN CỨU 30 2.1 Nội dung nghiên cứu 30 2.2 Phƣơng pháp nghi n cứu 30 2.2.1 Quan điểm phương pháp tiếp cận 30 2.2.2 Vật liệu điều kiện tự nhiên khu vực bố trí thí nghiệm 32 2.2.3 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 35 2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu 51 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 52 3.1 Đánh giá thực trạng gây trồng phát triển Ba k ch tr n địa bàn tỉnh Bắc Giang 52 3.1.1 Quá trình gây trồng phát triển Ba kích Bắc Giang 52 3.1.2 Tổng hợp biện pháp kỹ thuật trồng Ba kích Bắc Giang 55 3.2 Sự đa dạng hình thái v đa dạng di truyền Ba kích số tỉnh phía Bắc 56 3.2.1 Sự đa dạng hình thái lồi Ba kích số tỉnh phía Bắc 56 3.2.2 Đánh giá di truyền mẫu giống Ba kích thu thập số tỉnh phía Bắc69 3.3 Nghiên cứu chọn giống Ba kích 76 3.3.1 Phân tích thành phần hóa học củ giống Ba kích khảo nghiệm 76 3.3.2 Khảo nghiệm giống Ba kích tỉnh Bắc Giang 78 3.4 Nghiên cứu bổ sung số biện pháp kỹ thuật nhân giống Ba kích 86 3.4.1 Kỹ thuật nhân giống Ba kích từ hạt .86 3.4.2 Kỹ thuật nhân giống Ba kích hom 89 3.5 Nghiên cứu số biện pháp kỹ thuật trồng Ba kích Bắc Giang 100 3.5.1 Ảnh hưởng độ tàn che đến sinh trưởng suất củ Ba kích 100 3.5.2 Ảnh hưởng loại tán đến sinh trưởng suất củ Ba kích 102 3.5.3 Ảnh hưởng hom hạt Ba kích đến sinh trưởng suất củ Ba kích 104 3.5.4 Nghiên cứu ảnh hưởng phân bón đến sinh trưởng suất củ Ba kích 106 v 3.6 Đề xuất số giải pháp kỹ thuật để phát triển Ba kích Bắc Giang 110 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 113 Kết luận 113 Tồn 114 Khuyến nghị 114 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 I Tiếng Việt 116 II Tiếng Anh 120 III Trang Web 122 PHẦN PHỤ LỤC 123 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Chữ Viết tắt Diễn giải nghĩa ADN Acid Deoxyribo Nucleic BA Benzyladenine BK1, BK2, BK11 Các mẫu Ba kích CT Cơng thức CIAI Trung tâm trợ gi p tr em IT LY CTAB Cetyl trimethylammonium bromide CTTT Công thức th nghiệm CV (%) Hệ số biến động DĐVN IV Dƣợc điển Việt Nam ĐC Đối chứng Fpr Xác suất kiểm tra F EDTA Ethylendiamin Tetraacetic Acid EtBr Ethidium bromide ETS Vùng phiên mã bên GA Gibberellin GACP Thực h nh Nông nghiệp v Thu hái Tốt HNIP Phòng ti u Trƣờng Đại học Dƣợc H Nội HPTLC Sắc ký lớp mỏng hiệu cao IAA Indol acetic acid IBA Indol butylic acid IGS Vùng biến động b n ITS Internal Transcribed Spacer - Vùng phiên mã bên ISSR Inter Simple Sequence Repeat - Lặp lại trình tự đơn giản IUCN Li n minh Bảo tồn Thi n nhi n v T i nguy n Thi n nhi n Quốc tế KHCN Khoa học công nghệ LSU Large subunit - Tiểu đơn vị lớn vii Chữ Viết tắt Diễn giải nghĩa Lsd Khoảng sai dị MS Murashige and Skoog medium NCBI National Center for Biotechnology Information - Trung tâm quốc gia thông tin công nghệ sinh học NAA Napthyl acetic acid NC Nghi n cứu NPK N,P2O5,K2O PCR Polymerase Chain Reaction - Phản ứng chuỗi trùng hợp RAPD Random Amplification of Polymorphic DNA - DN đa hình khuếch đại ngẫu nhiên rDNA Ribosomal Deoxyribo Nucleic Acid Rf Retention factor - Hệ số lƣu giữ rRNA Ribosomal Ribonucleic Acid SSU Small subunit - Tiểu đơn vị nhỏ SPSS Statistical Package for the Social Sciences TAE Tris base-acetate-EDTA TCN Ti u chuẩn ng nh TLC Thin-layer chromatography - nSắc ký lớp mỏng TWINSPAN Two way indicator species analysis - Phép phân loại đa biến bảng chiều lo i thị WHO Tổ chức Y tế Thế giới WWF Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thi n nhi n viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Tên bảng Trang Địa điểm, ký hiệu v năm thu thập mẫu Ba kích phục vụ nghiên cứu đa dạng đặc điểm hình thái 32 2.2 Kết phân nhóm lựa chọn mẫu giống ba kích 33 2.3 Các thành phần phản ứng PCR 38 2.4 Chu trình khuếch đại ADN 39 3.1 Các nhiệm vụ KHCN Ba kích triển khai tỉnh Bắc Giang 52 3.2 Kỹ thuật trồng Ba kích áp dụng Bắc Giang 55 3.3 Mơ tả tóm tắt đặc điểm hình thái thân, lá, củ 11 mẫu giống Ba kích 59 3.4 Đặc điểm hình thái hoa, 11 mẫu giống Ba kích 61 3.5 Thành phần bốn loại nucleotide mẫu nghiên cứu 73 3.6 Hệ số tƣơng đồng trình tự vùng ITS-rADN 11 mẫu Ba kích 74 3.7 Diện tích peak Nystose 11 mẫu giống Ba kích 77 3.8 Sinh trƣởng 18 tháng 11 giống Ba k ch tr n đất trống Bắc Giang (4/2014 - 10/2018) 78 3.9 Sinh trƣởng 18 tháng Ba k ch dƣới tán rừng D tự nhi n có độ tàn che 0,2 - 0,3 Bắc Giang (4/2013 - 10/2014) 80 3.10 So sánh sinh trƣởng 18 tháng giống Ba kích trồng tr n đất trống dƣới tán rừng D độ tàn che 0,2 - 0,3 82 3.11 Năng suất củ 54 tháng 11 giống Ba kích trồng lập địa khác Bắc Giang (4/2014 - 10/2018) 83 3.12 Ảnh hƣởng phƣơng pháp xử lý hạt đến tỷ lệ nảy mầm hạt giống 86 3.13 Ảnh hƣởng phƣơng pháp bảo quản đến tỷ lệ nảy mầm 87 hạt giống Ba kích 87 3.14 Ảnh hƣởng thời gian bảo quản đến tỷ lệ nảy mầm 88 hạt giống Ba kích 88 3.15 Ảnh hƣởng chất k ch th ch sinh trƣởng nồng độ đến khả rễ hom tỷ lệ hom đạt tiêu chuẩn xuất vƣờn 89 64 BALANCED ANOVA FOR VARIATE NSCT FILE NSTAN 4/ 9/20 17:14 :PAGE nang suat duoi tan, RCBD VARIATE V004 NSCT LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= REP 1761.50 880.748 0.22 0.812 TAN$ 674872 337436 84.17 0.001 * RESIDUAL 16035.6 4008.90 * TOTAL (CORRECTED) 692669 86583.7 BALANCED ANOVA FOR VARIATE NSTT FILE NSTAN 4/ 9/20 17:14 :PAGE nang suat duoi tan, RCBD VARIATE V005 NSTT LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= REP 382219 191109 0.74 0.536 41.53 0.003 TAN$ 21.5218 10.7609 * RESIDUAL 1.03644 259109 * TOTAL (CORRECTED) 22.9404 2.86756 - 65 TABLE OF MEANS FOR FACTORIAL EFFECTS FILE NSTAN 4/ 9/20 17:14 :PAGE nang suat duoi tan, RCBD MEANS FOR EFFECT REP REP NOS SO RE NSCT NSTT 9.60000 607.767 2.92933 9.33333 573.633 3.40000 3 10.0000 593.333 3.00667 SE(N= 3) 0.775553 36.5555 0.293887 5%LSD 4DF 3.04000 43.290 1.15198 MEANS FOR EFFECT TAN$ TAN$ NOS SO RE NSCT NSTT 726.600 3.66667 TN 11.0667 RK 6.06667 209.733 1.00267 AQ 11.8000 838.400 4.66667 SE(N= 3) 0.775553 36.5555 0.293887 5%LSD 4DF 3.04000 43.290 0.89333 ANALYSIS OF VARIANCE SUMMARY TABLE FILE NSTAN 4/ 9/20 17:14 :PAGE nang suat duoi tan, RCBD F-PROBABLIITY VALUES FOR EACH EFFECT IN THE MODEL SECTION - VARIATE GRAND MEAN STANDARD (N= SD/MEAN | 9) NO OBS DEVIATION BASED ON BASED ON C OF V |REP % |TAN$ | | | | | | | | | TOTAL SS RESID SS SO RE 9.6444 2.8788 1.3433 13.9 0.8360 0.0140 NSCT 591.58 294.25 63.316 10.7 0.8121 0.0014 NSTT 3.1120 1.6934 0.50903 16.4 0.5358 0.0035 66 Ảnh hƣởng phân b n đến sinh trƣởng, phát triển v suất Ba kích Thí nghiệm phân bón BALANCED ANOVA FOR VARIATE TLS FILE PBON 11/ 7/20 17:11 :PAGE phan bon, RCBD VARIATE V003 TLS LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= REP 28.5000 14.2500 7.89 0.021 PB$ 230.989 76.9964 42.64 0.000 * RESIDUAL 10.8333 1.80556 * TOTAL (CORRECTED) 11 270.322 24.5748 BALANCED ANOVA FOR VARIATE SL FILE PBON 11/ 7/20 17:11 :PAGE phan bon, RCBD VARIATE V004 SL LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= REP 73.2467 36.6233 1.89 0.231 PB$ 4164.51 1388.17 71.53 0.000 * RESIDUAL 116.433 19.4055 * TOTAL (CORRECTED) 11 4354.19 395.835 BALANCED ANOVA FOR VARIATE DKT FILE PBON 11/ 7/20 17:11 :PAGE phan bon, RCBD VARIATE V005 DKT LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= REP 726666 363333 17.21 0.004 PB$ 18.5158 6.17194 292.36 0.000 * RESIDUAL 126667 211111E-01 * TOTAL (CORRECTED) 11 19.3692 1.76083 - 67 BALANCED ANOVA FOR VARIATE SN FILE PBON 11/ 7/20 17:11 :PAGE phan bon, RCBD VARIATE V006 SN LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= REP 37.5000 18.7500 2.42 0.169 PB$ 508.250 169.417 21.86 0.002 * RESIDUAL 46.4999 7.74999 * TOTAL (CORRECTED) 11 592.250 53.8409 BALANCED ANOVA FOR VARIATE KLC FILE PBON 11/ 7/20 17:11 :PAGE phan bon, RCBD VARIATE V007 KLC LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= REP 2627.63 1313.82 0.28 0.770 PB$ 241582 80527.4 16.92 0.003 * RESIDUAL 28556.4 4759.40 * TOTAL (CORRECTED) 11 272766 24796.9 BALANCED ANOVA FOR VARIATE NSTT FILE PBON 11/ 7/20 17:11 :PAGE phan bon, RCBD VARIATE V008 NSTT LN SOURCE OF VARIATION DF SUMS OF MEAN SQUARES SQUARES F RATIO PROB ER LN ============================================================================= REP 854001E-01 427000E-01 PB$ 4.29293 * RESIDUAL 628669E-01 104778E-01 1.43098 4.08 0.076 136.57 0.000 * TOTAL (CORRECTED) 11 4.44120 403745 - 68 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 SE(N= 4) 0.671855 2.20258 0.726483E-01 1.39194 5%LSD 6DF 2.32405 7.61909 0.251302 4.81494 KLC NSTT 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 SE(N= 3) 0.775792 2.54333 0.838870E-01 1.60727 5%LSD 6DF 2.68359 8.79777 0.290179 5.55982 PB$ NOS KLC NSTT 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 - 69 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 70 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] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 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 Mean 6.900 0.2372 35.58 15.31 111.7 14.77 Maximum 13.68 0.7900 82.54 52.90 218.8 55.76 Identifier repl plot seedlot Values 36 36 36 Missing 0 Levels 12 12 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 Values 36 36 36 36 36 36 Missing 0 0 0 Skew Skew Skew 71 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