3.1 Đặc điểm sinh học của lan Nghệ tâm (D. loddigesii) và Hạc vỹ (D.
aphyllum)
Hiện tại, hai loài lan Nghệ tâm và Hạc vỹ vẫn trong trạng thái tự nhiên và đang có nguy cơ tuyệt chủng cao do nạn khai thác bừa bãi và bn bán trái phép ra nước ngồi, nên muốn nhân giống và bảo tồn, trước hết phải tiến hành thu thập, qua đó xác định tên khoa học, mơ tả các đặc trưng hình thái, cấu trúc vi phẫu, thành phần hóa sinh, khẳng định đúng đối tượng để đưa vào nhân giống và bảo tồn theo hướng sử dụng làm dược liệu và làm hoa cảnh. Trong phạm vi nghiên cứu, đề tài đã thu thập được lan Hồng thảo Nghệ tâm (NT) từ Định Hóa - Thái Ngun và Hồng thảo Hạc vỹ (HV) ở Hòn Bà - Khánh Hịa. Các mẫu giống này đã được mơ tả các đặc điểm hình thái chính, nhằm phục vụ cho các nội dung nghiên cứu của đề tài.
3.1.1 Đặc điểm hình thái học của lan Nghệ tâm và Hạc vỹ
Các đặc điểm hình thái chính của hai lồi lan Nghệ tâm và Hạc vỹ được trình bày ở bảng 3.1; 3.2 và hình 3.1; 3.2.
Hình 3.1 Thân, lá và rễ cây Nghệ tâm (D. loddigesii)
Hình 3.2 Thân, lá và rễ cây Hạc vỹ (D. aphyllum)
Bảng 3.1 Đặc điểm hình thái rễ, lá và thân của lan Nghệ tâm và Hạc vỹ
(Trung tâm Sinh học Thực nghiệm, 2013 - 2014)
Số liệu bảng 3.1 và 3.2 cho thấy: Rễ của lan Nghệ tâm và Hạc vỹ có đặc điểm chung là rễ chùm, khí sinh, mảnh, hình trụ, màu xanh và chuyển thành nâu khi già,
Đặc điểm hình thái Nghệ tâm (D. loddigesii) Hạc vỹ (D. aphyllum) Rễ Số rễ (rễ) 12 15 Dài rễ (cm) 8,20 10,10 Đặc điểm rễ
Rễ khí sinh, mảnh, hình trụ, màu xanh và chuyển thành nâu khi già, chúng thường ôm lấy giá thể hoặc buông thõng xuống.
Thân
Chiều dài thân (cm) 40,2 70,4
Đường kính thân (cm) 0,50 0,80 Đặc điểm thân Thân mềm, mảnh, hình trụ, thường rủ xuống Thân hình trụ, thn, thõng xuống Lá Chiều dài lá (cm) 5,00 7,62 Chiều rộng lá (cm) 1,50 3,10 Số lá/cây (lá) 17,0 32,0 Đặc điểm lá Lá hình lưỡi, hình mũi mác thn dài, chóp lá nhọn. Lá màu xanh đậm, phiến lá dày, cứng
Lá hình mác nhọn, lá trơng giống như da, mép lá nhẵn. Lá màu xanh nhạt, phiến lá mỏng, mềm
chúng thường ôm lấy giá thể hoặc buông thõng xuống, khả năng tái sinh mạnh, khả năng hút nước và dinh dưỡng tốt. Chóp rễ có màu xanh, biểu hiện cây đang sinh trưởng, phần rễ này có khả năng quang hợp và làm cho rễ dài ra.
Thân của lan Nghệ tâm và Hạc vỹ thuộc loại đa thân, thân càng dài thì càng có nhiều đốt, mỗi đốt là một mầm ngủ. Mầm ngủ có khả năng tái sinh tạo thành một cá thể mới. Lan Nghệ tâm có thân mềm, mảnh, hình trụ, rủ xuống, dài 40,2 cm, đường kính 0,5 cm cịn lan Hạc vỹ có thân hình trụ, thn, thõng xuống, dài 70,4 cm, đường kính 0,8 cm.
Bảng 3.2 Đặc điểm hình thái hoa của hai lồi lan Nghệ tâm và Hạc vỹ
(Trung tâm Sinh học Thực nghiệm, 2013 - 2014)
Đặc điểm hình thái của hoa Lan Nghệ tâm (D. loddigesii) Lan Hạc vỹ (D. aphyllum) Đường kính hoa (cm) 5,2 4,8
Chiều dài cánh đài
bên (cm) 2,5 3,6 Chiều rộng cánh đài bên (cm) 0,7 0,9 Chiều dài cánh tràng (cm) 1,7 3,4 Chiều rộng cánh tràng (cm) 1,0 1,1
Chiều dài cánh môi
(cm) 1,9 3,7
Chiều rộng cánh môi
(cm) 3,1 3,6
Đặc điểm hoa Hoa mọc đơn đối diện với lá. Hoa to, màu trắng ánh
Cụm hoa bên, 2 - 3 hoa, mọc suốt chiều dài thân khơng
tím, với trung tâm màu nghệ vàng. Cánh tràng hình bầu dục, đỉnh hơi trịn. Cánh mơi viền ngoài trắng, phần giữa màu vàng nghệ, gốc màu trắng, mép lượn sóng dài có tua rua màu trắng lông mịn. Hoa cánh dày, hoa rất thơm nở vào tháng 4 - 8, số hoa/cành 7 - 9 hoa; Hoa rất bền từ 30 - 35 ngày.
còn lá. Hoa màu trắng sọc tím với trung tâm màu tím đậm. Cánh tràng màu tím hồng thn, đỉnh hơi nhọn. Cánh mơi hình gần trịn, mép có cánh dày. Hoa nở vào tháng 4 - 6, số hoa/cành 25 - 27 hoa; Hoa bền từ 27 - 30 ngày.
Ảnh minh họa
Ghi chú:
Hoàng thảo Nghệ tâm (NT) thu thập ở Định Hóa - Thái Ngun Hồng thảo Hạc vỹ (HV) thu thập ở Hòn Bà - Khánh Hịa
Lan Nghệ tâm có lá hình lưỡi dạng mũi mác thn dài, chóp lá nhọn. Lá màu xanh đậm, phiến lá dày, cứng, chiều dài lá 5 cm, rộng lá 1,5 cm, số lá 17 lá. Hạc vỹ có lá hình mác nhọn, lá trơng giống như da, mép lá nhẵn. Lá màu xanh nhạt, phiến lá mỏng, mềm, chiều dài lá 7,62 cm, rộng lá 3,1 và số lá 32 lá.
Lan Nghệ tâm có hoa mọc đơn, 1 - 2 hoa trên các thân mang lá, hoa màu trắng ánh tím, trung tâm màu nghệ vàng. Cuống hoa dài 0,4 - 0,8 cm, màu xanh lá cây nhạt. Bao hoa có các phiến dạng màng, có màu trắng ánh tím nhạt. Đường kính hoa 5,2
cm. Cánh đài có dạng thn, chóp tù; 2 cánh đài bên dài 2,5 cm, rộng 0,7 cm. Cánh tràng hình bầu dục, đỉnh hơi trịn, dài 1,7 cm, rộng 1 cm. Cánh mơi viền ngồi trắng, phần giữa màu vàng nghệ, gốc màu trắng, hình gần trịn, mép lượn sóng có tua rua màu trắng, dài 1,9 cm, rộng 3,1 cm. Hoa có mùi thơm nở vào tháng 4 - 8.
Lan Hạc vỹ có hoa mọc thành cụm 2 - 3 hoa, mọc suốt chiều dài thân khơng cịn lá. Cuống hoa dài 0,2 - 0,6 cm, màu tím nhạt. Đường kính hoa 4,8 cm. Hoa màu trắng sọc tím với trung tâm màu tím đậm. Bao hoa có các phiến dạng màng, màu trắng ánh tím nhạt. Ba cánh đài kích thước gần như tương tự nhau: 2 cánh đài bên dài 3,6 cm, rộng 0,9 cm. Cánh tràng thuôn, đỉnh hơi nhọn, dài 3,4 cm, rộng 1,1 cm. Cánh mơi hình gần trịn, mép có tua; dài 3,7 cm, rộng 3,6 cm. Hoa nở vào tháng 4 - 6.
Từ kết quả nghiên cứu trên cho thấy lan Nghệ tâm và Hạc vỹ có hoa rất đẹp, khơng những thế hai lồi này cịn có sinh khối lớn đạt năng suất rất cao để sử dụng làm dược liệu.
3.1.2 Cấu tạo vi phẫu của hai loài lan Nghệ tâm và Hạc vỹ
3.1.2.1 Đặc điểm cấu tạo vi phẫu rễ lan Nghệ tâm và Hạc vỹ
Hồng thảo Hạc vỹ và Nghệ tâm là nhóm thực vật sống bì sinh có rễ bng rủ trong khơng khí. Cấu trúc vi phẫu rễ của hai lồi này gần như nhau (hình 3.3), thể hiện cấu tạo điển hình của nhóm thực vật thích nghi với lối sống bì sinh (Oliveira and Sajo, 1999).
Vỏ ngoài bao xung quanh rễ gồm 4 - 5 lớp tế bào biểu bì (cịn gọi là velamen), bắt màu xanh khi nhuộm xanh methylen. Velamen là các tế bào chết, vách tế bào cấu tạo bởi bần và gỗ (Oliveira and Sajo, 1999), có chức năng nâng đỡ cho rễ, đồng thời hấp thu và dự trữ nước từ bên ngoài để cung cấp cho cây khi thiếu nước. Kích cỡ và số lượng lớp velamen có liên quan với mơi trường sống của thực vật, loài sống trong mơi trường khơ hạn có số lớp velamen nhiều hơn ở môi trường ẩm ướt (Sanford and Adanlawo, 1973).
Vỏ trong bao gồm ngoại bì, nhu mơ vỏ và nội bì. Ngoại bì 1 lớp, nằm ngay phía dưới velamen, gồm các tế bào có vách thứ cấp hóa bần, bắt màu xanh, có vai trị bảo vệ cho rễ khỏi mất nước; nằm xen kẽ giữa các tế bào hóa bần cịn có các tế bào cho qua, có vách sơ cấp, bản chất là cellulose, bắt màu hồng của carmin phèn, có vai trị
trung chuyển nước và chất dinh dưỡng từ velamen vào các lớp tế bào bên trong của rễ.
Nhu mô vỏ chiếm phần lớn diện tích của rễ, đóng vai trị dự trữ chất dinh dưỡng, gồm 5 - 6 lớp tế bào, có vách cellulose, bắt màu hồng. Các lớp nhu mô nằm sát ngoại bì và nội bì có kích thước nhỏ hơn các lớp nhu mơ nằm chính giữa phần nhu mơ vỏ. Nội bì 1 lớp, gồm các tế bào có vách thứ cấp hóa bần, có dạng chữ O, tạo thành đai Caspary bắt màu xanh; xen kẽ với các tế bào hóa bần cịn có các tế bào cho qua có vách cellulose, bắt màu hồng. Nội bì có vai trị bảo vệ và điều tiết lượng nước đi vào miền trụ.
A. Rễ Hạc vỹ B. Rễ Nghệ tâm
Hình 3.3 Lát cắt ngang qua rễ Nghệ tâm và Hạc vỹ
Miền trụ bao gồm các lớp mơ tế bào cịn lại ở phần trung tâm của rễ,bao gồm trụ bì, các bó dẫn và nhu mơ gỗ. Trụ bì nằm sát ngay dưới nội bì, có vách cellulose, bắt
màu hồng, trụ bì có khả năng phân sinh để hình thành rễ bên. Phía trong trụ có gỗ và libe sắp xếp xen kẽ nhau. Mạch gỗ có vách thứ cấp hóa gỗ, bắt màu xanh, có vai trị vận chuyển nhựa nguyên. Mạch libe có vách celullose, bắt màu hồng, giữ vai trò vận chuyển nhựa luyện. Ngồi ra, trong miền trụ cịn có các tế bào nhu mơ gỗ có vách thứ cấp hóa gỗ, bắt màu xanh, nằm xen kẽ giữa libe và gỗ.
Kích thước các lớp mơ trong vi phẫu rễ của Nghệ tâm và Hạc vỹ được thể hiện ở bảng 3.3.
Rễ của hai loài lan khác nhau khơng nhiều về kích thước đường kính rễ, vỏ trong, vỏ ngồi, ngoại bì, nội bì. Điểm khác biệt lớn nhất trong cấu tạo vi phẫu rễ của hai loài là số lượng bó dẫn, rễ của Nghệ tâm có từ 6 đến 7 bó gỗ (libe) trong lúc lan Hạc vỹ lại có từ 7 đến 8 bó (bảng 3.3). Điều này có thể liên quan đến khả năng dẫn truyền nước của cây, Hạc vỹ có khả năng chịu khơ hạn tốt hơn Nghệ tâm nghĩa là lan Nghệ tâm cần độ ẩm cao hơn và cần phải được tưới nước nhiều hơn.
Bảng 3.3 Kích thước các lớp mơ trong cấu tạo vi phẫu rễ Nghệ tâm và Hạc vỹ
(Học viện Nông nghiệp Việt Nam, 2014 - 2015)
Tên lồi
Kích thước các lớp mơ tế bào ở rễ (mm)
Số lượng bó gỗ Vỏ ngồi Ngoại bì Vỏ trong Nội bì Đường
kính rễ
Nghệ tâm 0,45 ± 0,05 0,10 ± 0,01 0,71 ± 0,04 0,04 ± 0,00 2,99 ± 0,20 6,50 ± 0,53
Hạc vỹ 0,40 ± 0,04 0,07 ± 0,01 0,63 ± 0,05 0,03 ± 0,00 2,73 ± 0,08 7,30 ± 0,47
3.1.2.2 Đặc điểm cấu tạo vi phẫu thân Nghệ tâm và Hạc vỹ
Cấu tạo vi phẫu thân của hai loài Hạc vỹ và Nghệ tâm cũng có sự tương đồng. Ngồi cùng của thân là biểu bì một lớp; tiếp đến là 1 - 2 lớp cương mô; nằm dưới cương mô là nhu mô, chiếm phần lớn diện tích lát cắt thân; xen kẽ trong các lớp nhu mơ là các bó dẫn kín có kích thước lớn nhỏ khác nhau, sắp xếp rải rác trong thân. Cấu trúc một bó dẫn trong thân gồm có 3 thành phần chính: Vịng cương mơ bao quanh bó dẫn, gỗ và libe (hình 3.4).
Biểu bì ở thân của hai lồi gồm 1 lớp tế bào nằm ngang, mỏng, dẹt, có vách bên hóa gỗ mỏng và được bao bọc bởi các lớp cutin có màu từ vàng đến da cam tương tự
như một số loài trong chi Hoàng thảo (Dendrobium) (Chu et al., 2014). Bó dẫn trong thân của cả hai lồi đều có 1 mũ cương mơ gồm các tế bào dạng sợi ở đỉnh của bó dẫn, khác với Thạch hộc tía (D. officinale) có 2 mũ cương mơ ở 2 đầu bó dẫn (Chu
et al., 2014).
Số liệu ở bảng 3.4 cho thấy: Hạc vỹ có kích thước thân lớn gấp 1,12 lần và số lượng bó dẫn nhiều gấp 1,5 lần Nghệ tâm. Ở Hạc vỹ, các bó dẫn nằm sát biểu bì; cịn ở Nghệ tâm, các bó dẫn tập trung ở phần giữa thân. Tuy nhiên kích thước bó dẫn lớn của hai lồi tương tự nhau (bảng 3.4 và hình 3.4).
A. Thân Hạc vỹ B. Thân Nghệ tâm
Hình 3.4 Lát cắt ngang qua thân Nghệ tâm và Hạc vỹ
tốt hơn so với Nghệ tâm. Vì vậy, khi trồng lồi Nghệ tâm ngồi vườn sản xuất cần có giá chống đỡ như: dùng que buộc thân lại nếu trồng trên giàn, trồng trong chậu nên treo lên,…
Bảng 3.4 Cấu tạo vi phẫu thân Nghệ tâm và Hạc vỹ
(Học viện Nông nghiệp Việt Nam, 02/2014 - 06/2015)
Tên lồi Số bó dẫn (bó/ thân)
Số lớp cương mơ (lớp)
Kích thước thân Kích thước bó dẫn lớn Dài (mm) Rộng (mm) Dài (mm) Rộng (mm) Nghệ tâm 31,10 ± 1,43 1-2 2,23 ± 0,11 2,00 ± 0,05 0,15 ± 0,02 0,10 ± 0,01 Hạc vỹ 46,83 ± 3,49 1-2 2,51 ± 0,07 2,34 ± 0,08 0,14 ± 0,02 0,10 ± 0,01
3.1.2.3 Đặc điểm cấu tạo vi phẫu lá Nghệ tâm và Hạc vỹ
Lá của Hạc vỹ và Nghệ tâm cũng có cho thấy cấu trúc tương đồng. Mặt trên và dưới của lá được bao phủ bởi 1 lớp biểu bì với vách tế bào phía tiếp giáp với mơi trường được bao phủ cutin. Nằm giữa 2 lớp biểu bì là mơ mềm đồng hóa, nơi tập trung của lục lạp và làm nhiệm vụ quang hợp tạo ra chất hữu cơ ni cây. Mơ mềm đồng hóa của hai lồi đều có hình bầu dục khác với D. teretifolium có hình tam giác (Stern et al.,1994), tuy nhiên mơ mềm đồng hóa trong lá Hạc vỹ nằm song song với biểu bì trên cịn ở Nghệ tâm thì nằm vng góc với biểu bì trên. Xen kẽ giữa mơ mềm đồng hóa là các bó mạch của gân chính và gân bên, xếp song song với nhau. Hạc vỹ và Nghệ tâm có 1 gân chính và các gân bên tạo thành một hàng ở giữa lát cắt ngang của lá, khác với các loài trong nhánh Aporum và Rhizobium của chi Dendrobium có các gân tạo thành một vòng quanh lát ngang cắt của lá (Stern et al.,1994). Tuy nhiên các bó dẫn của Hạc vỹ nằm sát biểu bì dưới hơn so với các bó dẫn của Nghệ tâm. Các tế bào mô mềm xung quanh các bó dẫn ở lá Nghệ tâm xắp xếp theo kiểu phóng xạ quanh bó dẫn trong khi ở Hạc vỹ khơng rõ xu hướng này (hình 3.5).
Cấu tạo của bó dẫn ở lá Nghệ tâm và Hạc vỹ tương tự như bó dẫn ở thân, gồm có vịng cương mơ bao quanh bó dẫn, phía trong có gỗ và libe (hình 3.5), mạch gỗ hướng về biểu bì trên, cịn libe hướng về phía biểu bì dưới như gặp ở đa số lá của các loài thực vật, khác với 2 loài cùng chi là D. toressae và D. rigidum có các bó dẫn xắp xếp
vịng quanh lát cắt và mạch gỗ hướng về chính giữa phiến lá (Stern et al.,1994). Trong cấu tạo vi phẫu cơ quan sinh dưỡng của hai loài Hồng thảo thì lá cây thể hiện sự khác biệt nhiều nhất giữa hai loài so với cấu tạo của thân và rễ.
A. Lá Hạc vỹ B. Lá Nghệ tâm
Hình 3.5 Lát cắt ngang qua lá Nghệ tâm và Hạc vỹ Bảng 3.5 Cấu tạo vi phẫu lá Nghệ tâm và Hạc vỹ Bảng 3.5 Cấu tạo vi phẫu lá Nghệ tâm và Hạc vỹ
(Học viện Nông nghiệp Việt Nam, 2014 - 2015)
Tên lồi Dày phiến (mm) Dày mơ đồng hóa (mm) Kích thước bó dẫn ở gân chính Đặc điểm chính Dài (mm) Rộng (mm) Nghệ Tâm 0,88 ± 0,12 0,81 ± 0,12 0,15 ± 0,01 0,12 ± 0,01 Lá cứng, phiến lá hẹp, dày Hạc vỹ 0,35 ± 0,03 0,29 ± 0,02 0,16 ± 0,01 0,11 ± 0,01 Lá mềm, phiến lá rộng, mỏng
Lá của Hạc vỹ mỏng, mềm, phiến lá rộng. Ngược lại, Nghệ tâm có phiến lá dày, cứng và bề rộng của phiến lá hẹp hơn nhiều so với Hạc vỹ. Nghệ tâm có phiến lá dày gấp 2,5 lần phiến lá của Hạc vỹ, mô đồng hóa dày gấp 2,78 lần mơ đồng hóa của Hạc vỹ. Tuy nhiên, kích thước bó dẫn ở gân chính của hai lồi thì tương tự nhau (bảng 3.5, hình 3.5).
3.1.2.4 Đặc điểm hình thái và cấu tạo hoa của Nghệ tâm và Hạc vỹ
- Đặc điểm hoa của Nghệ tâm
Lan Nghệ tâm có hoa mọc đơn độc trên các thân mang lá, hoa màu trắng ánh tím, với trung tâm màu vàng nghệ. Nằm ở sát gốc cuống hoa có 2 lá bắc con nhỏ, rời nhau, dạng vảy mảnh, màu xám. Cuống hoa dài 0,4 - 0,8 cm, màu xanh lá cây nhạt. Bao hoa có các phiến dạng màng, có màu trắng ánh tím nhạt. Cánh đài có dạng thn, chóp tù; cánh đài bên lớn hơn cánh đài đối diện cánh môi; 2 cánh đài bên dài 2,2 -