Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu về Re hương và các loài trong chi Quế ở Việt Nam 1. Nghiên cứu đặc điểm hình thái và sinh thái của các loài trong chi Quế Ở Việt Nam, chi Quế (Cinnamomum) ghi nhận được khoảng 49 loài [1] và từ lâu nay, nhân dân ta đã sử dụng một số loài trong chi Quế làm gia vị, hương liệu, hay dược liệu trong y học.
Chúng được tin dùng bởi những lợi ích mang lại cho sức khỏe đã được kiểm chứng như: giảm lượng đường trong máu, bảo vệ tim mạch, ngăn ngừa sâu răng, hỗ trợ điều trị các bệnh về hô hấp, bổ não, tăng cường trí nhớ, chống ung thư, giảm đau do viêm khớp,. Vì vậy, một số loài trong chi Quế đã được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu nhằm bảo tồn và sử dụng làm nguyên liệu trong các lĩnh vực nông, lâm nghiệp và y dược. Trong chi Quế, Re hương (Cinnamomum parthenoxylon (Jack) Meisn. Hoặc tên đồng nghĩa: Laurus parthenoxylon; L.
porrectum; Sassafras parthenoxylon; Cinnamomum simondii; C. Đây là cây gỗ, cao tới 25m, đường kính khoảng 40-60cm, vỏ màu nâu xanh sẫm ở gốc, nứt dọc, toàn thân có mùi thơm long não. Lá đơn mọc cách, phiến lá hình trứng, hình bầu dục hoặc hình trái xoan. Hoa nhỏ, màu vàng nhạt hoặc màu xanh vàng.
Quả mọng, hình cầu, quả chín màu đen [1]. Re hương thuộc loại cây gỗ quý, nhiều tác dụng, gỗ có giá trị kinh tế cao, được sử dụng cho chế biến các sản phẩm mỹ nghệ và chưng cất tinh dầu [26], [8], [27]. Do đó, cùng với việc bị khai thác và phá rừng trái phép nên loài này trở nên cạn kiệt. Hiện nay, Re hương có trong danh sách của Nghị định 84/2021/NĐ-CP và Sách Đỏ Việt Nam (CR A1a,c,d) [8].
Theo nghiên cứu của Lê Thị Diên và đồng nghiệp [6] đã xác định rằng, các lâm phần chứa Re hương có sự đa dạng cao về thành phần các loài cây gỗ tầng cao, đồng thời chúng cũng sinh sống cùng với nhiều loài cây ưa sáng như Gò đồng, Dẻ, Hoàng đàn, Chân chim,. Cây tái sinh chủ yếu là hạt, với đa số cây có phẩm chất tốt. Tuy nhiên, số lượng cây Re hương tái sinh lại rất ít và chủ yếu đến từ chồi. Nghiên cứu khác của Phạm Hồng Ban và cộng sự [28] đã 6 chỉ ra ở Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt, tỉnh Nghệ An có 58 loài thuộc 11 chi của họ Long não.
Chi Litsea chiếm 18 loài, Chi Quế chiếm 15 loài, còn các chi khác có từ 1- 4 loài. Trong đó 3 loài là Bộp trái bầu dục (Actinodaphne elliptibacca) ở mức độ nguy cấp (EN), loài Re hương (C. parthenoxylon) ở mức độ rất nguy cấp (CR), Vù hương (C. balansae) ở mức độ sẽ nguy cấp (VU) trong Sách Đỏ Việt Nam [8].
Tương tự, tác giả Vũ Anh Tài và Nguyễn Nghĩa Thìn [29] đưa ra 156 loài thuộc 66 họ, gồm có 1 loài tuyệt chủng ngoài thiên nhiên (chưa rõ ràng), 13 loài rất nguy cấp, 61 loài nguy cấp, 81 loài và 01 thứ sẽ nguy cấp ở Hà Giang. Trong đó, họ Long não có 5 loài: Re hương ở tình trạng rất nguy cấp (CR); Gù hương, Re cam bốt và Re trắng quả to xếp ở mức sẽ nguy cấp (VU); Vừ (Endiandra hainanensis Merr. ex Allen) loài nguy cấp (EN). Công trình nghiên cứu của tác giả Trần Ngọc Hải và cộng sự [30] nghiên cứu một số đặc điểm lâm học của loài Vù hương tại VQG Bến En, kết quả chỉ ra rằng Gù hương chỉ phân bố ở khu vực núi đất, từ độ cao 50m trở xuống, địa hình bằng phẳng, không có sự chia cắt lớn, độ dốc từ 10 - 25° phân bố tại các trạng thái rừng IIA, IIIA2 và Gỗ - Nứa.
Các loài cây đi kèm phân bố cùng Gù hương chủ yếu là cây tiên phong ưa sáng. Vù hương phân bố chủ yếu ở 2 tầng tán chính trên 12m và tầng tán dưới 12m, mật độ cây rất thấp 8-11 cây/ha và là những cây có đường kính dưới 30cm. Không gặp tái sinh tự nhiên của loài Gù hương tại khu vực nghiên cứu. Cho đến nay, chưa có nhiều nghiên cứu đầy đủ về đặc điểm phân bố của các quần thể loài Re hương ở Việt Nam.
Vì vậy, việc nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh thái của Re hương ở nhiều phân vùng địa lý khác nhau là việc làm cần thiết, có ý nghĩa quan trọng cho công tác bảo tồn nguồn gen. Nghiên cứu mức độ đa dạng di truyền quần thể và loài trong chi Quế Ở nước ta, đến nay chưa có nhiều công trình nghiên cứu xác định mức độ đa dạng di truyền quần thể tự nhiên của các loài trong chi Quế, đặc biệt là loài Re hương. Nghiên cứu của tác giả Hà Văn Huân [32], cho thấy quần thể Long não có mức độ đa dạng di truyền cao và điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc nhân giống loài này sử dụng kỹ thuật PCR-RADP. Tương tự, theo hướng này Hà Thị Phúc và cộng sự [33] đã phân tích Quế 7 (C.
cassia) ở hai vùng Mã Đà và Cát Tiên, Đồng Nai. Các tác giả đã chỉ ra 2 alen đa hình (1,4 kb với mồi OPA4 và OPA12, 1,6 kb với mồi OPA10). Các alen này chỉ có ở quần thể Mã Đà, không có ở quần thể Cát Tiên. Tuy nhiên các tác giả chưa đánh giá mức độ tương đồng di truyền giữa hai quần thể Quế ở hai vùng địa lý khác nhau.
Gần đây, công trình nghiên cứu của các tác giả Nguyễn Viễn và cộng sự [34], Vũ Đình Duy và cộng sự [35] sử dụng chỉ thị phân tử SSR để đánh giá tính đa dạng di truyền loài Vù hương ở một số tỉnh phía Bắc Việt Nam. Tác giả chỉ ra mức độ đa dạng di truyền của loài Vù hương khá cao và hệ số giao phối cận huyết âm (Fis <0). Điều này cho thấy hiện tượng giao phối cận huyết hay tự thụ phấn không xảy ra hoặc xảy ra rất thấp trong loài nghiên cứu. Đây là nguồn thông tin và cơ sở khoa học ban đầu có giá trị để đề tài kế thừa có chọn lọc cũng như định hướng nghiên cứu nhằm đáp ứng mục tiêu nghiên cứu đặt ra.
Do vậy, nghiên cứu tính đa dạng di truyền của mỗi loài thực vật là hết sức cần thiết, sẽ là cơ sở khoa học để nâng cao chất lượng di truyền và bảo tồn hữu hiệu loài đang bị đe dọa. Từ đó, chúng tôi xây dựng đề xuất nghiên cứu theo hướng này, thực hiện nghiên cứu trên đối tượng là loài Re hương đang bị đe dọa tuyệt chủng ở Việt Nam. Tình hình nghiên cứu về Re hương và các loài trong chi Quế trên thế giới 1. Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh thái của các loài trong chi Quế Chi Quế (Cinnamomum Schaeffer) thuộc họ Long Não (Lauraceae), gồm có khoảng 250 loài, phân bố rộng Bắc và Nam bán cầu, từ châu Á đến châu Mỹ La tinh [36], [37], [38], [39].
Tuy nhiên các loài được gây trồng với mục đích kinh doanh vỏ và tinh dầu, chủ yếu phân bố ở vùng châu Á. Cinnamomum là một chi gồm những cây thường xanh, chiều cao lên tới 30m, vỏ cây màu xám bạc, mịn, có mùi thơm nhẹ. Lá mọc đơn, bề mặt lá có 3 gân kéo dài hợp với nhau ở mép lá. Mặt trên lá nhẵn, thơm nhẹ.
Vỏ cây thường được dùng làm gia vị. Cụm hoa chùm viên chùy. Quả hình trứng, có màu xanh lúc non, khi già chuyển màu đen [40]. Theo nghiên cứu của tác giả Zhang et al [41] về đặc điểm cấu trúc của quần thể C.
burmannii ở Quế Lâm, Trung Quốc. Kết quả chỉ ra rằng hầu hết cây trong quần thể chiều cao 2-8m 8 và đường kính từ 2-6cm, có khả năng sinh trưởng tốt đảm bảo cho việc phục hồi và duy trì tính ổn định của loài tại khu vực nghiên cứu. Tiếp đó, tác giả Zhang et al [42] đã nghiên cứu các chỉ tiêu tăng trưởng về chiều cao, đường kính cổ rễ và sinh khối của cây C. bodinieri ở giai đoạn cây con tại 6 vùng sinh thái khác nhau ở Trung Quốc.
Kết quả chỉ ra rằng giai đoạn cây con của loài kéo dài từ 198- 238 ngày. Chiều cao, đường kính cổ rễ và sinh khối của cây con lần lượt là: 33,05- 84,60cm, 9,23- 13,32mm và 32,44- 109,39g. Kameyama et al. al [43] đã nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện môi trường đối với khả năng nảy mầm và sinh trưởng của cây con Long não ở rừng lá rộng rụng lá ở phía Đông Nhật Bản, cho thấy khả năng nảy mầm của loài tỷ lệ nghịch với hệ số bức xạ của hoạt động quang hợp và độ ẩm của đất, nhưng tỷ lệ thuận với biến động hàng ngày của nhiệt độ đất.
Tỷ lệ sống của cây con và sinh trưởng chiều cao tỷ lệ nghịch với hệ số bức xạ của hoạt động quang hợp và tỉ lệ thuận với độ ẩm đất. Ở lỗ trống trong rừng chiều cao của cây con cao hơn ở vị trí trong tán rừng. Nghiên cứu mức độ đa dạng di truyền quần thể và loài trong chi Quế Trong những năm gần đây, nghiên cứu đa dạng di truyền nguồn gen quần thể và loài trong các loài thuộc chi Quế phục vụ cho công tác bảo tồn, phát triển và khai thác bền vững đã được nhiều nhà nghiên cứu ở Trung Quốc, Đài Loan, Ấn Độ, Matara, Canada và Nhật Bản quan tâm [44], [45], [24], [25], [46], [18]. Yan et al.
[44] lần đầu tiên giải mã toàn bộ hệ gen thông tin của loài C. longepaniculatum bằng kỹ thuật giải trình tự thế hệ mới (Illumina) đã nhận dạng được 23.463 chuỗi lặp lại đơn giản (microsatellite, SSR). Các phát hiện này cung cấp những hiểu biết sâu sắc về các đoạn chứa SSR và cung cấp một bộ chỉ thị phân tử SSR sử dụng để phân tích sự khác biệt giữa các bộ gen của C. longepaniculatum và các loài khác trong cùng một chi, họ.
Một trong những nghiên cứu sử dụng SSR để phân tích đa dạng di truyền của các loài trong chi Quế là của tác giả Zhang et al. [42] Nghiên cứu này đã sử dụng 11 chỉ thị SSR để phân tích 20 loài Quế trên toàn thế giới. Kết quả cho thấy rằng SSR là một phương pháp mạnh mẽ để phân tích đa dạng di truyền của các loài Quế, từ đó giúp tăng hiểu biết về sự đa dạng gen của chi 9 quế. Zhong et al.
[47] ứng dụng EST-SSR phân tích đa dạng và cấu trúc di truyền quần thể của loài Long não (C. camphora) ở Nam Trung Quốc. Trong nghiên cứu này, đa dạng và cấu trúc di truyền quần thể của 180 mẫu được lấy từ 41 quần thể ở Nam Trung Quốc đã được nghiên cứu với 22 chỉ thị phân tử EST-SSR. Tổng cộng, có 61 alen, Ho = 0.