1.4.3.1 Trên thế giới
Nghiên cứu di truyền đối với loài Lan gấm (A.formosanus) chưa được biết đến, tuy nhiên đã có nhiều nghiên cứu chuyên sâu về ứng dụng hệ thống mã vạch trên một số giống lan của 94 loài trong 42 chi đại diện cho tất cả các loài chính của họ Lan, được thực hiện nhằm phát triển ngành công nghiệp hoa Lan. Trong đó, nhiều loài trong số này có giá trị cao được dùng làm cảnh hay dược liệu cũng được sử dụng chỉ thị phân tử DNA barcode để định danh (Lee, 2011) [72]. Các mối quan hệ phát sinh loài của các loài chính trong họ Lan đã được phân tích dựa trên các chỉ phân tử DNA barcode khác nhau như: rbcL (Cameron et al., 1999) [49] và matK (Freudenstein and Chase, 2015) [59]. Hiện nay, một số nghiên cứu đã sử dụng chỉ thị DNA barcode để phân tích mối quan hệ di truyền và xác định loài của một số loài thuộc chi Lan kim tuyến (Anoectochilus Blume), Lusidia (Asahina et al., 2010) [47]. Tongwei Lv et al. (2015) [86] đã tiến hành nghiên cứu DNA mã vạch để định danh loài A. roxburghi và các mẫu giả mạo của nó. Kết quả của nghiên cứu này cung cấp một cách tiếp cận khoa học, dựa trên DNA mã vạch, để xác định chính xác và nhanh chóng loài A.roxburghii và các mẫu giả mạo của nó. Sử dụng vùng gen
matK, psbA-trnH và ITS2 đã phân loại thành công 12 mẫu lan.
1.4.3.2. Tại Việt Nam
Lê Đình Chắc (2017)[11] đã tiến hành nghiên cứu Phương pháp phân lập và đọc trình tự gen ITS loài A.setaceus. Phương pháp tách chiết DNA và xác định trình tự đoạn ITS (Internal transcribed spacer) thuộc hệ gen nhân cho 4 mẫu Lan kim tuyến được thu tại KBTTN Xuân Liên và Pù Luông (Thanh Hóa). Công trình đã cung cấp một quy trình hiệu quả cho việc xác định trình tự gen ITS loài Lan kim tuyến và có thể áp dụng cho những loài cùng chi. Kết quả, trình tự DNA vùng ITS
đã được xác định thành công cho 4 mẫu nghiên cứu, kích thước thu được là 643 nucleotide. So sánh với dữ liệu vùng gen ITS cho thấy A. setaceus có mức độ tương đồng cao, tới 99% với các loài cùng chi là A.Albolineatus, A.lylei, A.formosanus và
A.koshunensis.
Áp dụng phương pháp DNA mã vạch để phân loại loài thuộc chi Lan kim tuyến, Đỗ Thị Gấm và cs, (2017) [16] đã sử dụng các chỉ thị là ITS, matK, psbA-
trnH để đánh giá mối quan hệ di truyền giữa các loài. Kết quả của nghiên cứu cho thấy chỉ thị psbA-trnH không có khả năng phân biệt 5 loài lan nghiên cứu, chỉ thị
matK có thể phân biệt 3 trong số 5 loài nghiên cứu, còn chỉ thị ITS cho phép phân biệt cả 5 loài nghiên cứu với nhau. Qua đó có thể khẳng định chỉ thị ITS là công cụ phân loại hiệu quả các loài Lan kim tuyến với nhau. Tuy nhiên, nếu kết hợp giữa chỉ thị matK và ITS sẽ cho phép phân loại các loài Lan kim tuyến một cách chính xác hơn. Trong 8 mẫu Lan được nghiên cứu, có 6 mẫu thuộc 3 loài: A.lylei, A. roxburghii và loài Ludisia discolor, 1 mẫu thuộc chi Lan kim tuyến (Anoectochilus
sp) và 1 mẫu thuộc chi Goodyera. Trong 3 gen được sử dụng trong nghiên cứu, gen
ITS phân tách tốt nhất các loài Lan với nhau, ưu thế hơn gen psbA-trnH và matK. Huỳnh Hữu Đức (2019) [14] sử dụng 9 vùng DNA barcode: rbcL, matK, rpoB1, rpoB2, rpoC1, rpoC2, ITS1, ITS2, ITS để phân tích di truyền 06 mẫu giống Lan thuộc chi Lan kim tuyến (Anoectochilus Blume) và Lusidia. Kết quả phân tích DNA của các mẫu giống cho tỷ lệ khuếch đại thành công từ 50 - 100% cho các DNA barcode khác nhau. Vùng ITS1 và ITS2 cho tỷ lệ khuếch đại đạt 100%, vùng ITS 83,3%, vùng rbcL 50%, vùng matK từ 66,7 – 83,3%, vùng rpoB và rpoC đạt 83,3%. Kết quả phân tích mối quan hệ di truyền giữa các giống dựa trên trình tự DNA của một số vùng DNA barcode như ITS1 và ITS2 cho thấy có thể phân biệt giữa các loài gần nhau. Cây phân nhóm dựa trên vùng ITS2 chia chi Lan kim tuyến (Anoectochilus Blume) và Lusidia làm 2 nhóm chính, trong nhóm chi Lan kim tuyến (Anoectochilus Blume) chia làm hai nhóm phụ thuộc hai loài là Lan gấm (A.formosanus) và A.roxburghii.
Từ một số kết quả nghiên cứu nêu trên cho thấy mối quan hệ di truyền giữa các giống dựa trên trình tự DNA của một số vùng DNA barcode (như ITS1 và
ITS2...) có thể phân biệt giữa các loài gần nhau, vì vậy đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu trình tự DNA của một số vùng DNA barcode nhằm phân biệt Lan gấm (A.formosanus) và họ hàng của chúng. Ngoài ra, đánh giá di truyền nguồn gen giúp xác định đúng loài trong trồng trọt cây thuốc theo tiêu chuẩn GACP-WHO (Good Agricultural and Collection Practices) và bảo tồn đúng nguồn gen.
1.5. Khái quát cô ác b o ồ v hô về các kh đặc dụ có phâ bố các o h ộc chi La k m ế ạ ỉ h Tha h Hoá
1.5.1. Công tác quy hoạch rừng đặc dụng trên địa bàn tỉnh Thanh Hoá
Tỉnh Thanh Hóa nằm ở 19°18' đến 20°40' vĩ độ Bắc, 104°22' đến 106°05' kinh độ Đông, có diện tích tự nhiên 1.113.193,81 ha, trong đó diện tích có rừng 602.627,65 ha (chiếm 54%). Địa hình nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Ở phía Tây Bắc, những đồi núi cao trên 1.000 m đến 1.500m thoải dần, kéo dài và mở rộng về phía Đông Nam. Đồi núi chiếm 3/4 diện tích của tỉnh. Nằm ở vị trí trung gian giữa các hệ thực vật Himalaya, Hoa Nam, Ấn Độ - Myanmar, Malaysia - Indonesia và sự tác động của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa trên nền thổ nhưỡng và địa hình khác nhau. Thanh Hóa có hệ động, thực vật hết sức phong phú và đa dạng với 4.005 loài động, thực vật thuộc 599 họ, bao gồm 2.713 loài thực vật, 1.292 loài động vật [37]. Công tác bảo tồn đa dạng sinh học được tỉnh quan tâm, tỉnh Thanh Hoá đã xác lập ranh giới 3 loại rừng phục vụ quản lý nhà nước về rừng và đất lâm nghiệp nói chung, bảo tồn đa dạng sinh học nói riêng, trong đó: Rừng đặc dụng 82.123,44 ha (vườn quốc gia 15.232,42 ha, khu bảo tồn thiên nhiên 64.951,85 ha khu bảo tồn loài 1.174,21 ha, khu bảo vệ cảnh quan, di tích lịch sử, văn hóa 764,96 ha). Bên cạnh đó, diện tích rừng phòng hộ được quy hoạch là 163.538,25 ha, chủ yếu là những nơi còn giàu tài nguyên rừng, đa dạng phong phú về nguồn gen các loài động thực vật [42]
1.5.2. Điều kiện tự nhiên các khu rừng đặc dụng có phân bố tự nhiên các loài thuộc chi Lan kim tuyến tại tỉnh Thanh Hoá
1.5.2.1. Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hu
KBTTN Pù Hu được thành lập theo Quyết định số 447/QĐ-UBND ngày 20/3/1999 của Chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hóa, hiện do Sở NN & PTNT Thanh Hoá quản lý.
KBTTN Pù Hu có vị trí địa lý từ 20030’ đến 20040’vĩ độ bắc; từ 104040’ đến 105005’ kinh độ đông; nằm ở phía Tây Bắc của tỉnh Thanh Hoá, thuộc địa phận huyện Quan Hóa (các xã Nam Tiến, Hiền Trung, Hiền Kiệt, Thiên Phủ, Trung Sơn, Trung Thành, Thanh xuân, Phú Thanh, Phú Sơn, Phú Xuân) và huyện Mường Lát (xã Trung Lý).
Nằm trên dãy núi đất ở phía Tây của vành đai núi đá vôi chạy theo hướng Tây – Nam từ KBTTN Pù Luông tới VQG Cúc Phương. Đỉnh cao nhất là đỉnh Pù Hu (1.468 m) nằm ở Tây Nam khu bảo tồn. Phía Tây Bắc có một số đỉnh núi cao như đỉnh Pù Học (1.424 m). Địa hình Phía Đông và phía Nam của các dãy núi này độ cao giảm dần cho tới các sườn dông ven sông Mã và sông Luồng. Do có địa hình hiểm trở nên bị chia cắt rất mạnh với độ cao trung bình khoảng 800 - 1.000 m và độ dốc trung bình từ 25 - 300 cho nên Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Hu vẫn còn giữ được một phần nguyên sơ của hệ sinh thái rừng núi đất đai cao. Địa hình khu vực này có thể chia ra 2 vùng: Vùng núi cao phân bố tập trung ở xã Trung Lý, Hiền Chung, Phú Sơn, Trung Thành…với độ dốc lớn chiếm phần lớn diện tích khoảng 8.665,5 ha. Vùng núi thấp, đồi cao phân bố phía dưới gồm các xã Phú Thanh, Nam Tiến,Thanh Xuân.., độ dốc trung bình 20 -250. Hệ thống đồi núi của khu vực quy hoạch KBTTN Pù Hu chủ yếu là núi đất, tỷ lệ đá lộ đầu chiếm tương đối lớn.
* Khí hậu: KBTTN Pù Hu có đặc điểm khí hậu nhiệt đới, gió mùa mang nét đặc trưng khí hậu vùng Tây Bắc Việt Nam. Nhiệt độ trung bình năm 23,10C, lượng mưa trung bình năm 1.525 mm, độ ẩm bình quân năm là 86%. Nhiệt độ bình quân năm biến động từ 200C - 250C, nhiệt độ tối cao là 390C, nhiệt độ tối thấp là 50C, lượng mưa bình quân năm tương đối thấp, biến động từ 1.400 mm – 1.600 mm, khí hậu nơi đây chia thành hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 10 và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau. Trong khu vực có hai loại gió chính đó là gió mùa Đông Nam và gió mùa Đông Bắc. Gió mùa Đông Nam mang theo nhiều hơi ẩm gây ra những trận mưa rào vào mùa Hè. Gió mùa Đông Bắc thổi từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau mang theo nhiều hơi lạnh. Ngoài 2 loại gió chính nêu trên, vào tháng 4 và tháng 5 hàng năm ở đây còn xuất hiện từ 2-3 đợt gió Lào có đặc điểm khô nóng rất dễ gây cháy rừng.
KBTTN Pù Hu giáp ranh với vùng Tây Bắc nên bão chủ yếu ảnh hưởng đến vùng này thông qua những trận mưa lớn lượng mưa từ 1.000 mm/trận mưa nên gây ra lũ lụt.
* Thuỷ văn: KBTTN Pù Hu có 2 hệ suối chính. Một hệ suối chảy trực tiếp vào sông Mã gồm các con suối lớn, nhỏ, các con suối ở phía Tây, phía Bắc và phía Đông của khu bảo tồn như: suối Kép, suối Quặc, suối Lượng, suối Nánh, suối Long… Hệ suối thứ hai tập trung chảy vào sông Luồng rồi tiếp tục chảy ra sông Mã, hệ suối ở phía Nam khu bảo tồn như: suối San, suối Căm, suối Pheo, suối Ngà, suối Cua... Sông Mã và sông Luồng nằm ngoài ranh giới KBTTN Pù Hu, cả 2 hệ thống sông này có lưu lượng dòng chảy lớn và độ dốc cao cho nên tiềm năng thủy điện rất lớn là nguồn tụ thuỷ cung cấp nước cho nhà máy thủy điện Trung Sơn, thủy điện Hồi Xuân và cung cấp nước phục vụ sản xuất nông nghiệp cho các vùng lân cận. * Thổ nhưỡng: Đất KBTTN Pù Hu hình thành từ các loại đá Granit, Riolit, Phiến thạch sét, Sa thạch sét và Sạn kết, đá Vôi gồm các nhóm đất sau:
- Nhóm đất feralít màu vàng đỏ phát triển trên đá Granit phân bố ở vùng núi trung bình.
- Nhóm đất feralít màu đỏ vàng phát triển trên đá Sa Thạch, Phiến thạch phân bố ở những vùng núi thấp đồi cao.
- Nhóm đất feralít mùn phát tiển trên đá Granit và phân bố ở những vùng núi cao trên sườn núi Pù Hu.
- Nhóm đất feralít mùn phát triển trên đá Phiến thạch sét và đá Sa thạch có kết cấu mịn phân bố trên vùng núi cao.
- Đất dốc tụ nằm dọc theo chân núi. Tổ hợp đất thung lũng bao gồm đất dốc tụ, lũy tích và sản phẩm hỗn hợp. Tổ hợp đất thung lũng lẫn nhiều sỏi sạn và các cấp hạt [2].
1.5.2.2. Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông
KBTTN Pù Luông được thành lập theo Quyết định số 495/QĐ-UB ngày 27/3/1999 của Chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hóa, hiện do Sở NN & PTNT Thanh Hoá quản lý.
KBTTN Pù Luông có tọa độ 20021’ đến 20034’ vĩ độ Bắc, 105002’ đến 105020’ kinh độ Đông, thuộc hai huyện Quan Hoá và Bá Thước, tỉnh Thanh Hoá. KBTTN Pù Luông bao gồm các phần đất thuộc 5 xã huyện Quan Hoá bao gồm: xã Phú Lệ, Phú Xuân, Thanh Xuân, Hồi Xuân, Phú Nghiêm và 4 xã huyện Bá Thước bao gồm: xã Thành Sơn, Thành Lâm, Cổ Lũng, Lũng Cao. Phía Đông giáp huyện Lạc Sơn, tỉnh Hoà Bình; Phía Bắc giáp huyện Mai Châu và Tân Lạc tỉnh Hoà Bình; Phía Tây giáp với phần đất còn lại của các xã: Phú Lệ, Phú Xuân, Thanh Xuân, Hồi Xuân; Phía Nam giáp với phần đất còn lại của các xã: Thành Lâm, Phú Nghiêm.
Địa hình của KBTTN Pù Luông bao gồm 2 dãy núi chạy song song theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, được ngăn cách với nhau bởi một thung lũng ở giữa. Địa hình của KBT cao dốc, mức độ chia cắt mạnh, có nhiều đỉnh cao trên 1.000m. Cao nhất là đỉnh Pù Luông có độ cao 1.700m. Thấp nhất là khu vực xã Cổ Lũng có độ cao 60 m. Địa thế khu vực nghiêng dần từ Tây Bắc sang Đông Nam. Độ dốc bình quân 300, nhiều nơi độ dốc trên 450.
* Khí hậu: KBTTN Pù Luông có đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, có ảnh hưởng khí hậu của vùng Tây Bắc, chịu ảnh hưởng của gió Lào. Nhiệt độ trung bình năm 23 - 250C. Lượng mưa bình quân năm biến động từ 1.500 mm đến 1.600 mm. Có 2 loại gió chính là gió mùa Đông Nam và gió mùa Đông Bắc, ngoài ra còn có gió Lào. Mùa Hè có gió Đông Nam, Tây Nam kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10; mùa Đông có gió mùa Đông Bắc kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Do lượng mưa vào mùa khô rất thấp, lại chịu ảnh hưởng của gió Lào khô và nóng, do đó khu vực này thường có mùa khô, nóng kéo dài, là thời điểm rất dễ xảy ra cháy rừng.
* Thuỷ văn: Hệ thống thủy văn của vùng lõi đá vôi rất phức tạp và không thể có mối quan hệ trực tiếp nào giữa hệ thống nước trên bề mặt và dưới lòng đất. Các nghiên cứu gần đây đã cho rừng có sự tồn tại của hai hệ thống sông ngầm có quy mô đáng kể cũng như các hệ thống sông ngầm khác. Những dòng sông ngầm này cho thấy nhiều hệ thống nước trong và xung quanh KBTTN Pù Luông được nối liền với nhau.
Do đặc điểm tự nhiên, khả năng giữ nước của các suối nhỏ rất kém, thường cạn kiệt vào mùa khô. Vì vậy, việc xây dựng các hồ chứa và các đập tràn quy mô
vừa và nhỏ trên các suối này có ý nghĩa quan trọng trong việc điều tiết dòng chảy trong mùa lũ và tạo dòng chảy về mùa kiệt, phòng chống cháy rừng, cung cấp nước cho các loài động vật rừng vào mùa khô, góp phần cải thiện môi trường sinh thái và phục vụ cho phát triển du lịch sinh thái.
* Thổ nhưỡng được chia thành các kiểu loại chính sau: - Đất Renzit mầu nâu vàng, mầu đen, phát triển trên đá vôi; - Đất Luvisol mầu vàng xám, phát triển trên đá vôi;
- Đất Leptosol mầu vàng xám, phát triển trên các sườn đá vôi;
- Đất Cabisol mầu xám đen, mầu vàng xám, phát triển trên đá macma; - Đất Acrisol mầu xám nâu, phát triển trên đá macma;
- Đất Acrisol mầu vàng xám, xám nâu, phát triển trên đá lục nguyên
- Đất Fluvisol và Gleysol mầu vàng xẫm đến nâu sẫm, phát triển dọc các thung lũng [4].
1.5.2.3. Khu bảo tồn thiên nhiên Xuân Liên
KBTTN Xuân Liên được thành lập theo Quyết định số 1476/QĐ-UB, ngày 15/06/2000 của UBND tỉnh Thanh Hóa.Có tọa độ địa lý: Từ 190 51’00” đến 190
59’00” vĩ độ Bắc và Từ 1040 58’00” đến 1050 19’20” kinh độ Đông
Theo quy hoạch bảo tồn và phát triển bền vững rừng đặc dụng Khu BTTN Xuân Liên đến năm 2020 với diện tích 23.815,5 ha nằm trên địa bàn gianh giới hành chính 5 xã: Bát Mọt, Yên Nhân, Lương Sơn, Vạn Xuân và Xuân Cẩm, trong đó phân khu bảo vệ nghiêm ngặt: 10.455,5 ha; phân khu phục hồi sinh thái: 11.960,2 ha; phân khu dịch vụ hành chính: 1.399,8 ha.
KBTTN Xuân Liên nằm ở phía tây tỉnh Thanh Hoá sát với biên giới Việt- Lào. Vùng này giới hạn bởi sông Khao ở phía bắc, ranh giới với tỉnh Nghệ An ở phía tây và nam. Trong KBTTN Xuân Liên có nhiều đỉnh núi cao như Tà Leo (1.400 m), Bù Gió (1.563 m), đỉnh cao nhất (không có tên) 1.605 m nằm ở phía nam Bản Vịn, xã Bát Mọt. Địa hình của khu vực này đặc trưng bởi các dãy núi từ 800–