Đặt vấn đề Chi Dương đồng (Adinandra) gồm 17 loài đã được mô tả ở Việt Nam và trong đó có một số loài được xếp vào mức nguy cấp cần được bảo tồn [16], [97], [159]. Tuy nhiên, do đặc điểm hình thái của một số loài thuộc chi Adinandra rất giống nhau hoặc tương tự với một số loài thuộc họ khác nên đã gây nhiều khó khăn trong việc xác định chính xác loài; vì thế mà chi Adinandra đang có nhiều quan điểm phân loại khác nhau như hiện nay. Do đó, cần có những nghiên cứu chuyên sâu, đặc biệt về mặt di truyền phân tử để nhận diện đúng loài giúp bảo tồn và phát triển nguồn gene các loài quý hiếm này. Lục lạp (chloroplast - cp) là bào quan không thể thiếu, thực hiện chức năng quang hợp của thực vật.
Hệ gene lục lạp di truyền theo dòng mẹ và phân tử DNA có cấu trúc vòng kép [67]. Mỗi gene của hệ gene lục lạp là một đơn vị tiến hóa duy nhất [50], [52], [67]. Mặc dù, hệ gene lục lạp có tính bảo thủ cao nhưng trong đó vẫn có những vùng dễ biến đổi. Chính sự sai khác trong trình tự nucleotide của các vùng gene có mức biến đổi cao là cơ sở để phân biệt loài này với loài khác, xác định mối quan hệ di truyền giữa các loài ở mức độ phân tử.
Hiện nay, hệ gene lục lạp đã được nghiên cứu khá nhiều ở thực vật. Tuy nhiên, hệ gene lục lạp của các loài thuộc chi Adinandra có rất ít thông tin, chỉ có 4 loài trong tổng số 85 loài được giải trình tự hoàn toàn hệ gene lục lạp. Cho đến nay, những công bố về sử dụng và đề xuất mã vạch DNA cho nhận diện các loài thuộc chi Adinandra rất hạn chế và chỉ có gene matK được đề xuất làm mã vạch DNA hỗ trợ nhận diện loài Adinandra megaphylla, Adinandra lienii [13], [102]. Do vậy, nghiên cứu về đặc điểm của hệ gene lục lạp và phát hiện những vùng gene tiềm năng để đề xuất làm mã vạch DNA phục vụ nhận diện loài và xác định mối quan hệ di truyền giữa các loài của chi Adinandra là rất cần thiết.
Các công trình nghiên cứu và dự án sàng lọc hoạt tính sinh học của thực vật ở Việt Nam cho thấy, một số loài thuộc chi Adinandra được xác định có hoạt tính chống ung thư, kháng khuẩn, kháng viêm, chống oxy hóa. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về phân lập và thử hoạt tính sinh học của các hợp chất mới chỉ được thực hiện ở loài Adinandra nitida, Adinandra hainanensis, Adinandra poilanei và Adinandra lienii trong tổng số 85 loài [5], 2 [134], [135]. Do đó, cần tiếp tục phân lập và xác định hoạt tính sinh học của các hợp chất từ những loài khác thuộc chi Adinandra nhằm tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học cao có khả năng ứng dụng trong y học. Xuất phát từ những lý do trên, luận án được thực hiện với tên:“Nghiên cứu đặc điểm hệ gene lục lạp và hợp chất có hoạt tính sinh học của một số loài Dương đồng (Adinandra spp.
Mục tiêu nghiên cứu - Phân tích được đặc điểm hệ gene lục lạp của loài Adinandra bockiana - Phân tích được mối quan hệ di truyền giữa các loài và đề xuất ứng viên mã vạch DNA hỗ trợ định danh loài thuộc chi Adinandra. - Xác định được thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được từ ba loài thuộc chi Adinandra. Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm hệ gene lục lạp của loài A. - Phân tích chi tiết đặc điểm hệ gene lục lạp của loài A.
- So sánh hệ gene lục lạp của loài A. bockiana với một số loài khác thuộc chi Adinandra trên GenBank. Nội dung 2: Nghiên cứu sự phát sinh chủng loại của chi Adinandra, tìm kiếm gene tiềm năng để đề xuất làm mã vạch DNA lục lạp. - Xây dựng cây phát sinh chủng loại dựa trên trình tự hệ gene lục lạp và trình tự các gene matK, trnL và rbcL của các loài thuộc chi Adinandra.
- Phân tích các sơ đồ cây phát sinh chủng loại và tìm kiếm ứng viên mã vạch DNA để nhận diện loài thuộc chi Adinandra. Nội dung 3: Nghiên cứu thành phần hóa học và đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được từ ba loài nghiên cứu. - Phân lập các hợp chất bằng các phương pháp sắc ký. - Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được trên cơ sở các phép xác định thông số vật lý, các phương pháp đo phổ đồng thời kết hợp với phân tích và tra cứu tài liệu tham khảo.
3 - Đánh giá một số hoạt tính sinh học (kháng khuẩn, gây độc tế bào ung thư, ức chế α-glucosidase) của một số hợp chất phân lập được từ ba loài nghiên cứu. Những đóng góp mới của luận án (1) Luận án là công trình nghiên cứu mới ở Việt Nam và trên thế giới, đã phân tích chi tiết và đầy đủ đặc điểm hệ gene lục lạp của loài A. bockiana; đề xuất vùng gene matK và rbcL là ứng viên mã vạch DNA tiềm năng giúp nhận diện loài thuộc chi Adinandra. (2) Luận án là nghiên cứu đầu tiên đã phân lập được 37 hợp chất từ lá của loài A.
bockiana, Adinandra glischroloma; trong đó có hai hợp chất mới (debutyldorycnic acid và adinanquercetiside được phân lập từ lá của loài A. (3) Lần đầu tiên phát hiện hợp chất 23-hydroxyursolic acid từ loài A. glischroloma có khả năng ức chế α-glucosidase và gây độc dòng tế bào ung thư gan (HepG2), ung thư vú (MCF-7); hợp chất ursolic acid từ các loài A. glischroloma có khả năng ức chế mạnh sự phát triển của vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa; hợp chất isoquercetine (từ loài A.
glischroloma) ức chế mạnh sự phát triển của vi khuẩn Citrobacter freundii và Streptococcus milleri. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án Về mặt khoa học Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ là cơ sở cho nghiên cứu ứng dụng những mã vạch DNA đã được đề xuất để nhận diện loài và phân tích mối quan hệ di truyền giữa các loài thuộc chi Adinandra. Luận án đã xác định được thành phần hóa học có trong lá của ba loài thuộc chi Adinandra ở Việt Nam, từ đó cho thấy sự khác biệt so với các loài Adinandra ở Trung Quốc. Cụ thể, các loài Adinandra ở Việt Nam giàu hợp chất triterpenoid, trong khi các loài Adinandra ở Trung Quốc giàu hợp chất flavonoid.
Kết quả thử hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được làm cơ sở khoa học để giải thích cho hoạt tính kháng khuẩn, gây độc tế bào ung thư của cao chiết cũng như cách dùng một số loài thuộc chi Adinandra trong điều trị ung thư ở Việt Nam. 4 Các bài báo được đăng tải trên các tạp chí khoa học trong nước và quốc tế, cùng với các trình tự gene công bố trên GenBank là những tư liệu có giá trị tham khảo trong nghiên cứu và giảng dạy. Về mặt thực tiễn Phát hiện khả năng ức chế α-glucosidase và gây độc dòng tế bào ung thư HepG2, MCF-7 của hợp chất 23-hydroxyursolic acid có thể cung cấp cơ sở và mở ra cơ hội cho việc phát triển các phương pháp điều trị mới cho bệnh đái tháo đường, ung thư gan và ung thư vú. Phát hiện hợp chất ursolic acid có khả năng ức chế mạnh sự phát triển của vi khuẩn P.
Aeruginosa; isoquercetine ức chế sự phát triển của vi khuẩn C. milleri có thể mở ra cơ hội cho việc sử dụng các hợp chất từ thực vật trong chữa trị một số bệnh do những vi khuẩn này gây ra. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Chi Adinandra và hệ gene lục lạp 1.
Đặc điểm của chi Adinandra 1. Phân loại chi Adinandra Từ thế kỷ 20 đã có những nghiên cứu sâu về sinh học phân tử và chủng loại phát sinh loài. Hiện nay, việc phân loại họ Chè (Theaceae) có hai quan điểm: theo nghĩa rộng và theo nghĩa hẹp. Theo nghĩa rộng, họ Chè bao gồm các phân họ Theoideae, Ternstroemioideae, Asteropeioideae và Sladenioideae.
Chi Adinandra thuộc phân họ Ternstroemioideae trong họ Chè [41]. Theo nghĩa hẹp, họ Chè chỉ còn một phân họ là Theoideae, với các tông (chi) là Camellieae (tên khác là Theaceae), Gordonieae, Stewartieae, Pyrenarieae, Schimeae; còn các đại diện của phân họ Ternstroemioideae (theo nghĩa rộng) chuyển qua họ Ternstroemioideae [33], [73]. Như vậy, theo nghĩa hẹp thì chi Adinandra không thuộc họ Chè mà thuộc họ Ternstroemiaceae, đây là một họ độc lập với họ Chè và Pentaphylacaceae, các họ này cùng thuộc bộ Đỗ quyên (Ericales). Hệ thống phân loại thực vật có hoa hiện đại (Angiosperm Phylogeny Group - APG.III) ủng hộ quan điểm phân loại theo nghĩa hẹp nhưng có những thay đổi về vị trí phân loại của các họ [23].
Trước đây, theo quan điểm nghĩa hẹp thì họ Pentaphylacaceae chỉ có một chi là Pentaphylax [73]. Hiện nay, họ Ternstroemiaceae được chuyển vào trong họ Pentaphylacaceae. Theo hệ thống AGP.III, trong bộ Đỗ quyên (Ericales) có họ Pentaphylacaceae, bao gồm cả họ Ternstroemiaceae và họ Chè (Theaceae). Trong họ Pentaphylacaceae có 11 chi trong đó có chi Adinandra.
Như vậy, Theo hệ thống APG.III, chi Adinandra thuộc họ Ngũ liệt (Pentaphylacaceae), bộ Đỗ quyên (Ericales), lớp Hai lá mầm (Eudicots), ngành Hạt kín (Angiosperms), giới Thực vật (Plantae) [23]. Hiện nay, quan điểm phân loại theo nghĩa hẹp, nghĩa rộng hay hệ thống APG.III vẫn được chấp nhận. Trong nghiên cứu này sử dụng hệ thống phân loại theo AGP.III, chi Adinandra được xếp vào họ Ngũ liệt (Pentaphylacaceae), bộ Đỗ Quyên (Ericales). Đặc điểm hình thái của chi Adinandra Chi Adinandra có khoảng 85 loài trên thế giới và 17 loài ở Việt Nam đã được ghi nhận [16], [97], [159].
Hầu hết các loài thuộc chi Adinandra là cây bụi và gỗ nhỏ, thường xanh, nhánh non có lông nhung. Lá đơn, mọc so le, có kích thước trung bình hay lớn [3], [6], [15]. Hoa mọc đơn hay thành cặp ở nách lá, lưỡng tính, hoa mẫu 5. Lá đài có lông mềm hoặc lông ráp đính ở gốc của các lá đài.
Cánh hoa không lông hay chỉ có lông ở mặt ngoài. Nhị nhiều từ 15-60, trung bình có khoảng 25 nhị xếp thành 1-5 vòng đính trên đế hoa. Bao phấn hình sợi có mũi nhọn, có lông ngắn hoặc dài. Bộ nhụy có 1 vòi nhụy, phần đầu nhụy chia thành 3-5 thùy.
Bầu trên không lông hoặc có lông mềm. Bầu có từ 3-5 ô, noãn nhiều (có từ 20-100 noãn trên mỗi ô). Quả khô không tự mở. Hạt nhiều, nhỏ, màu nâu, nội nhũ nhiều và có hai lá mầm [15], [3], [6], [16], [97].
Hình ảnh loài A. Cành mang lá (mặt sau); D: Nụ hoa. (Nguồn: Nguyen Huu Quan và cs (2021)) [102] Loài Adinandra megaphylla Hu có tên gọi khác là Sum Petelot, A. serrulata Li [97]; tên thường gọi là Sum lá lớn [2] (Hình 1.
megaphylla là nguồn gene hiếm.
