Luận văn thạc sĩ hay nghiên cứu thành phần loài và xác định hàm lượng chất 20 hydroxyecdysone 20e của các loài cây thuộc họ cúc asteraceae tại vqg tam đảo tỉnh vĩnh phúc

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hay nghiên cứu thành phần loài và xác định hàm lượng chất 20 hydroxyecdysone 20e của các loài cây, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Đặng Ngọc Huyền
• Người hướng dẫn: TS. Phùng Thị Tuyến
• Trường học: Trường Đại học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Quản Lý Tài Nguyên Rừng
• Đề tài: Nghiên cứu thành phần loài và xác định hàm lượng chất 20-Hydroxyecdysone (20E) của các loài cây thuộc họ Cúc (Asteraceae) tại VQG Tam Đảo, tỉnh Vĩnh Phúc
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về họ Cúc (Asteraceae)
• 1.2. Nghiên cứu về thành phần loài và dạng sống
• 1.3. Đa dạng cấu trúc và chức năng của ecdysteroid ở thực vật
• 1.4. Phân bố PEs trong thực vật
• 1.5. Các tác dụng sinh học của PEs thực vật
• 1.6. Đa dạng các loài thực vật có chứa PEs trên thế giới
• 1.7. Nghiên cứu về PEs ở Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU - NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp kế thừa
• 2.5. Phương pháp điều tra thực địa
• 2.6. Phương pháp thu và xử lý mẫu
• 2.7. Phương pháp giám định mẫu thực vật
• 2.8. Định lượng hợp chất 20E bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp
• 2.9. Phương pháp đánh giá đa dạng thành phần loài
• 2.10. Phương pháp bảo tồn và kỹ thuật gây trồng một số loài họ Cúc
• 2.11. Xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.1. Điều kiện tự nhiên
• 3.2. Vị trí địa lý
• 3.3. Lịch sử hình thành và quá trình phát triển
• 3.4. Địa hình, khí hậu và thủy văn
• 3.5. Tài nguyên thiên nhiên. Kinh tế - xã hội
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Đa dạng về thành phần loài họ Cúc
• 4.2. Đa dạng thành phần loài trong họ
• 4.3. Đánh giá sự phân bố loài trong chi
• 4.4. Đa dạng về dạng sống
• 4.5. Đa dạng về giá trị sử dụng
• 4.6. Phân bố các loài theo sinh cảnh
• 4.7. Các loài mới phân bố tại VQG Tam Đảo
• 4.8. Hàm lượng 20E trong các loài cây họ Cúc tại khu vực nghiên cứu
• 4.9. Đề xuất biện pháp bảo tồn và kỹ thuật gây trồng một số loài thực vật họ Cúc tại khu vực nghiên cứu
• 4.10. Dương kỳ thảo (Achillea millefolium)
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về 20 hydroxyecdysone trong cây họ Cúc

Nghiên cứu về 20-hydroxyecdysone (20E) trong cây họ Cúc (Asteraceae) tại VQG Tam Đảo đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. 20E là một hợp chất tự nhiên có nhiều tác dụng sinh học, đặc biệt trong việc tăng cường sức khỏe và khả năng miễn dịch. Các nghiên cứu cho thấy rằng 20E có thể giúp cải thiện sức mạnh cơ bắp và giảm mệt mỏi. Tuy nhiên, việc xác định hàm lượng 20E trong các loài cây họ Cúc tại VQG Tam Đảo vẫn còn hạn chế. Do đó, cần có những nghiên cứu sâu hơn để khai thác tiềm năng của hợp chất này.

1.1. Đặc điểm sinh học của 20 hydroxyecdysone

20-hydroxyecdysone là một loại ecdysteroid có cấu trúc hóa học phức tạp. Hợp chất này được tìm thấy trong nhiều loài thực vật và có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh sự phát triển và sinh trưởng của cây. Nghiên cứu cho thấy 20E có khả năng kích thích sự phát triển của tế bào và ảnh hưởng đến quá trình sinh lý của thực vật.

1.2. Vai trò của 20 hydroxyecdysone trong cây họ Cúc

Trong cây họ Cúc, 20E đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cây khỏi sự tấn công của côn trùng và các tác nhân gây hại khác. Hợp chất này giúp cây tăng cường khả năng chống chịu với các điều kiện môi trường khắc nghiệt, từ đó nâng cao khả năng sinh trưởng và phát triển.

II. Thách thức trong nghiên cứu 20 hydroxyecdysone tại VQG Tam Đảo

Mặc dù có nhiều tiềm năng, nhưng nghiên cứu về 20-hydroxyecdysone trong cây họ Cúc tại VQG Tam Đảo gặp phải một số thách thức. Đầu tiên, việc thu thập mẫu và xác định hàm lượng 20E trong các loài cây là một công việc phức tạp. Thứ hai, thiếu thông tin về các loài cây trong khu vực này cũng là một rào cản lớn. Cuối cùng, việc áp dụng các phương pháp nghiên cứu hiện đại để phân tích hàm lượng 20E vẫn còn hạn chế.

2.1. Khó khăn trong việc thu thập mẫu cây

Việc thu thập mẫu cây tại VQG Tam Đảo gặp nhiều khó khăn do địa hình phức tạp và sự đa dạng sinh học cao. Điều này làm cho việc xác định các loài cây chứa 20E trở nên khó khăn hơn.

2.2. Thiếu thông tin về các loài cây họ Cúc

Nhiều loài cây trong họ Cúc chưa được nghiên cứu đầy đủ về thành phần hóa học và tác dụng sinh học. Điều này gây khó khăn trong việc xác định các loài có hàm lượng 20E cao và giá trị ứng dụng trong y học và thực phẩm.

III. Phương pháp nghiên cứu 20 hydroxyecdysone trong cây họ Cúc

Để nghiên cứu 20-hydroxyecdysone trong cây họ Cúc tại VQG Tam Đảo, các phương pháp hiện đại như sắc ký lỏng cao áp (HPLC) được áp dụng. Phương pháp này cho phép xác định chính xác hàm lượng 20E trong các mẫu cây. Ngoài ra, việc phân tích thành phần loài và dạng sống cũng được thực hiện để đánh giá sự đa dạng sinh học trong khu vực.

3.1. Sử dụng phương pháp sắc ký lỏng cao áp

Sắc ký lỏng cao áp (HPLC) là phương pháp chính được sử dụng để xác định hàm lượng 20E trong các mẫu cây. Phương pháp này cho phép phân tích nhanh chóng và chính xác, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí nghiên cứu.

3.2. Phân tích thành phần loài và dạng sống

Việc phân tích thành phần loài và dạng sống trong khu vực nghiên cứu giúp hiểu rõ hơn về sự đa dạng sinh học của cây họ Cúc. Điều này cũng hỗ trợ trong việc xác định các loài có tiềm năng cao trong việc sản xuất 20E.

IV. Kết quả nghiên cứu 20 hydroxyecdysone tại VQG Tam Đảo

Kết quả nghiên cứu cho thấy một số loài cây họ Cúc tại VQG Tam Đảo có hàm lượng 20-hydroxyecdysone cao. Những loài này có thể được sử dụng trong sản xuất dược phẩm và thực phẩm chức năng. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc bảo tồn các loài cây này là rất cần thiết để duy trì nguồn gen và phát triển bền vững.

4.1. Các loài cây có hàm lượng 20E cao

Một số loài cây họ Cúc như Achillea millefolium và Chrysanthemum coronarium đã được xác định có hàm lượng 20E cao. Những loài này có tiềm năng lớn trong việc phát triển sản phẩm dược phẩm.

4.2. Ứng dụng thực tiễn của 20 hydroxyecdysone

Hàm lượng 20E cao trong các loài cây họ Cúc có thể được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng và dược phẩm. Điều này không chỉ mang lại giá trị kinh tế mà còn góp phần nâng cao sức khỏe cộng đồng.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu 20 hydroxyecdysone

Nghiên cứu về 20-hydroxyecdysone trong cây họ Cúc tại VQG Tam Đảo mở ra nhiều triển vọng mới. Việc xác định các loài cây có hàm lượng 20E cao không chỉ giúp bảo tồn nguồn gen mà còn tạo ra cơ hội phát triển sản phẩm mới. Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn để khai thác tiềm năng của hợp chất này trong y học và thực phẩm.

5.1. Tầm quan trọng của việc bảo tồn cây họ Cúc

Bảo tồn các loài cây họ Cúc có chứa 20E là rất quan trọng để duy trì sự đa dạng sinh học và phát triển bền vững. Các biện pháp bảo tồn cần được thực hiện để đảm bảo nguồn gen cho các thế hệ sau.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc phát triển các sản phẩm từ 20E và ứng dụng trong y học. Cần có sự hợp tác giữa các nhà khoa học và doanh nghiệp để đưa các sản phẩm này ra thị trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TONG QUAN VAN DE NGHIEN CUU 1. Tổng quan về họ Cúc (Asteraceae) Họ Cúc (Asteraceae Durmort. 1822 hoặc Compositae Gisek.I792) là một trong những họ lớn nhất thuộc ngành Ngọc Lan - Magnoliophyta hay ngành thực vat hat kin - Angiospermae (Takhtajan, 1966), trén thé giới đã điều tra được khoảng 23.550 chixthuc vat thuộc họ này (Takhtajan, 1997), chúng phân bố rộng rãi từ vùng'vẹn biên cho đến các vùng núi cao tới hơn 3.000m so với mực nước biển; Wagenitz (1976) và Carlquist (1976) đã công bố các kết quả nghiên cứu về hình thái học của các tong trong ho Cuc vardi đến kết luận họ Cúc gồm có 2 phân họ: Cichorioideae và Asterôiđ&ae. Tuy nhiên sự sắp xếp các tông trong mỗi phân họ theo 2 tác giả trên lại có sử bất đồng.

Theo Wagneitz, phân họ Cichorioideae chứa tông Lactucèae, còï:phân họ Asteroideae bao gồm các tông còn lại. Nhưng Carlquist lại Êho rằng phân họ Cichorioideae bao gồm các tông Arctoteae, Vernoniede, €Cardueae, Mutisieae, Cichorleae hay (Lactuceae) và Eupatorieae; cồn-phân họ Asteroideae bao gồm những tông Astereae, Inuleae, Heliantheae (bao gồm Helenieae), Anthemideae, Senecioneae và Calenduleae (dẫn theo Bruce và Tod, 2001). Năm 2008, nhóm nghiên cứu của Rahman và các cộng sự đã xác định được 36 loài thuộc-29:chĩ của họ Cúc phân bố ở Rajshahi, Bangladesh (dẫn theo Nguyễn Thị Quý, 1999). Vinod và Vineet (2010) đã xác định được 85 loài cây dược liệu và hương liệu thuộc 54 chi của họ Cúc phân bố ở Uttarakhand, Ấn Độ (Vinod, 2010).

Những nghiên cứu về hệ thực vật Bắc Mỹ công bố năm 2006, đã thống kê được có 418 chi và 2413 loài thực vật họ Cúc (Flora of North America, 2003). Trong tập 20 — 21 của bộ sách Thực vật chí Trung Quốc, Zhu và cộng sự (2011) đã thống kê được ở Trung Quốc có 2.336 loài thực vật họ Cúc phân bố trong 15 tông và 248 chi. Công trình nghiên cứu phân loại họ Cúc đầu tiên ở Việt Nam là của tác giả người Pháp Gagnepain (1924), ông đã dựa vào các loại hoa trong cụm hoa hình đầu và đặc điểm của bộ nhị để phân chia họ Cúc ở Việt Nam thành 7 nhóm lớn gồm 78 chỉ. Trong cuốn “Cây cỏ Việt Nam” của Phạm'Hoàng Hộ (2000) tập 3 đã mô tả được 335 loài họ Cúc thuộc 98 chi khác nhau (Phạm Hoàng Hộ,1999 — 2000).

Lê Kim Biên (2007) trong cuốn “Thực vật chí Việt Nam — Tập 7” đã mô tả được 374 loài thuộc 126 chi, 12 tông họ Cúc dựa trên hệ thống phân loại của Bremer (1994). Tác giả đã mô táchi tiết, vẽ hình và đưa ra khóa định loại chỉ tiết cho họ này. Đây là cuốn tài liệu chuyên khảo sâu dành cho những người nghiên cứu về họ Cúc. Ở Việt Nam, từ khoảng thể Kỷ XW đến đầu thế kỷ XVI, các loài Cúc làm cảnh đã được đưa vào trông ở nước ta với mục đích tạo cảnh quan, sau này cây Cúc được trồng như một“loại cây thương mại.

Năm 2005, Nguyễn Văn Kết và cộng sự đã (ến'hànl'khảo sát và nhận thấy trên địa bàn Đà Lạt có khoảng trên 72 giống:Cúc cắt €ành được nhập nội. Phùng Văn Phê và Nguyễn Trung Thành (2009) đã nghiên cứu trên địa ban rừng đặc dụng-ở:Yên Tủ, Quảng Ninh và xác định được có 9 loài dược liệu thuộc 7 chi của họ Cúc phân bố ở đây. Tại Thừa Thiên Huế, Nguyễn Nghĩa Thìn và cộng sự (2003) đã nghiên cứu và công bố danh lục hệ Nắm và thực vật tại VQG Bạch Mã thuộc tỉnh Thừa Thiên Hué, theo đó có 28 loài thực vật họ Cúc được xác định phân bố trong 22 chi, trong đó có I5 loài cây thuốc. Theo Lại Hữu Hoàn và Nguyễn Văn Tám - Phân viện Điều tra Quy hoạch rừng Trung Trung Bộ (2011) đã xác định được 28 loài thực vật họ Cúc phân bồ trên địa bàn VQG Bạch Mã, Khu bảo tồn thiên nhiên Phong Điền và Vùng hành lang xanh thuộc dự án Hành Lang xanh.

Nghiên cứu về thành phần loài và dạng sống Nghiên cứu về thành phân loài Mỗi vùng sinh thái sẽ hình thành thảm thực vật đặc trưng, sự khác biệt của thảm này so với thảm khác biểu thị bởi thành phần loài, thành phần dạng sống, cấu trúc và động thái của nó. Vì vậy, việcñghiên cữu thành phần loài, thành phần dạng sống là chỉ tiêu quan trọngfong phẩn loại loại hình thảm thực vật (Hoàng Thị Thanh Thủy, 2009) Nghiên cứu dạng sống Dạng sống của thực vật là sự biểu hiện về Hình thái, cấu trúc cơ thê thực vật thích nghi với điều kiện sống. Nó liên quan chặt chẽ với các nhân tố sinh thái của mỗi vùng, nên đã được nhiều nhà khoa hợc quan tâm nghiên cứu từ rất sớm. Patsoxki (1915) chia thảmm.thực Vật thành 6 nhóm: thực vật thường xanh; thực vật rụng lá vào thời:kỳ bất lợi trong năm; thực vật tàn lụi phần trên mặt dat trong thời kỳ bất lợï£hực vật tàn lụi vào thời ky bat loi; thực vật có thời kỳ sinh trưởng và phất triển ngắn, thực vật có thời kỳ sinh trưởng và phát triển lâu năm.

Cho đến nay, kHi phân tích ban chất sinh thái của mỗi hệ thực vật, nhất là hệ thực vật của các'vùñg ôn đới, người ta vẫn dùng hệ thống cua Raunkiaer (1934) dé sắp xếp các loài của hệ thực vật nghiên cứu vào một trong các dạng sống đó. Cơ sở phân chia dạng sống của ông là sự khác nhau về khả năng thích nghỉ của thực vật qua thời gian bất lợi trong năm. Từ tổ hợp các dấu hiệu thích nghi, Raunkiaer chỉ chọn một dấu hiệu là vị trí của chồi nằm ở đâu trên mặt đất trong suốt thời gian bắt lợi trong năm. Áp dụng thang phân loại của Raunkiaer (1934).

Thang phân loại này gồm 5 nhóm dạng sống cơ bản: 1. Cây có chồi trên đất (Phanerophytes) - Ph 2. Cây chồi sát đất (Chamaephytes) - Ch 3. Cây chồi nửa ân (Hemicryptophytes) - Hm 4.

Cây chồi an (Crytophytes) - Cr 5. Cây một nam (Therophytes) - Th Trong d6 cay chéi trén dat (Ph) duoc chia thanh 9 dang nho: 6. Cây đó cây chồi 30m (Megaphanerophytes) - Mg 7. Cây lớn có chồi trên đất cao 8 - 30m (Mesophdnerophytes) - Me 8.

Cây nhỏ có chỗi trên đất 2 - 8m (Microphanerophytes) - Mi 9. Cây có chồi trên đất lùn đưới 2m (Nanophänrophytes) - Na 10. Cây có chồi trên đất leo cuôf'(flanas. Cây có chồi trên đất sống nhờ và sông bám (Epiphytes phanerophytes) - Ep 12.

Cây có chồi trên đất thân thảo (Herb phanerophytes) - Hp 13. Cây có chéi trén dat mong nude (Succelent phanerophytes) - Suc 14. Cây có chồi trên đất ký-sinh va ban ky sinh (Parasites phanerophytes) -Pp 15. Để thuận tiện trong Việc so sánh phô dạng sống giữa các hệ thực vật với nhau, Raunkiaer (1954) đã tính toán với hơn 1.000 cây ở các vùng khác nhau trên thế giới và đưaTa phô dạng sống có tiêu chuẩn sau: SB (Spectrum biology) = 46 Ph + 9Ch + 26 He + 8 Cr+ 15 Th Hệ thống phân chia dạng sống của Raunkiaer có ý nghĩa quan trong, đảm bảo tính khoa hoc, dé áp dụng.

Phân chia dạng sống của Raunkiaer dựa trên những đặc điểm cơ bản của thực vật, nghĩa là dựa trên đặc điểm cấu tạo, phương thức sống của thực vật, đó là kết quả tác động tổng hợp của các yếu tố môi trường tạo nên và liên quan đến những đặc điểm này có hình dạng bên ngoài của thực vật, đặc điểm qua đông, sinh sản. Nhìn chung, những nghiên cứu về thành phần loài của các tác giả trên thế giới và ở Việt Nam đều tập trung nghiên cứu, đánh giá thành phần loài ở một vùng và khu vực cụ thể, phản ánh hệ thực vật đặc trưng trong mối tương quan với điều kiện địa hình và khí hậu. Tuy vậy, số lượng các công trình nghiên cứu còn chưa nhiều, cần có những nghiên cứu-cụ thể hơn, rộng rãi hơn nhằm mục đích có thể đánh giá chính xác thành phần loàï thực vật đặc trưng của một khu vực hoặc một quốc gia. Về thành phần dạng sống: khi nghiên cứu hệ thực vật ở một khu vực cụ thể, các tác giả đều phân chia và sắp xếp các loài thực vật thành các nhóm dựa vào các tiêu chuẩn cụ thể tùy tác giả.

Đa dạng cấu trúc và chức năng của ecdysteroid 6 thực vật Cho đến nay, đã xác định được hơn-503 hợp chất có chứa ECs. Trong nhóm các hợp chất ECs thì hợp chất 20E được nghiên cứu và ứng dụng khá phô biến. ECs ở thực vật là.nhữ8ø hợp chất polyhydroxylate tự nhiên có bốn vòng skeleton được bao quanh thường là 27 hoặc 28-29 nguyén tt cacbon. ECs được xác định có mặt ở khoảng 6% các loài thực vật và được gọi là phytoecdysteroids (PEs); PEs lầ một nhóm các hợp chất hóa học được thực vật tổng hợp để chống li sự `tắn công của côn trùng.

PEs được xếp vào loại triterpenoids, nhóm các-hợp chất bao gồm saponin triterpene, phytosterol, và phytoecdysteroids. Sự tổng hợp PEs từ axit mevalonic trong quá trình chuyền hóa mevalonate của tế bào thực vật sử dụng acetyl-CoA là một tiền chất (Dinan, 2001). Cấu trúc hóa học của 20 — HydfoXyecdysone (20E) Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết ECscó thể tham gia hơn 1.000 cơ chế hoạt động sinh lý của cơ thể sinh vật xảy Ta trong tự nhiên. Nhiều thực vật có khả năng sản sinh PEs khi bị tấn công của động vật hoặc khi bị ảnh hưởng bởi các điều kiện môi trường bắt lợi (Lafont & Difan, 2003; Lafont, 2017).

Các PEs ở thực vật lần đầu tiên được tìm thấy trong lá cây Podocarpus nakai bởi nhà nghiên cứu người Nhật trong“chuyến khảo sát về thực vật dân tộc ở Đài Loan vào năm 1966 (Ramazanoý, 2005).Người dân địa phương sử dụng lá cây này như là một loại thuốc chữ&tkhối-u. Những nghiên cứu trước kia chỉ phát hiện ecdysteroids chủ yếu ở dưỡng“%ï và cây hạt trần, theo công bố năm 2003 những kết quả nghiên cứu đã chỉ-ra rằng PEs cũng rất phô biến ở các loài thực vật có hoa (Filippova;-2003): Một trong những nghiên cứu quy mô lớn đầu tiên về sang lọc hệ thực. vật nhằm phát hiện PEs được thực hiện bởi các nhà khoa học Nhật Bản,'Baø gồm 1056 loài thuộc 186 họ, 738 chi đã được phân tích và chỉ có 54 loài (khoảng 5,1% tổng số loài) phát hiện thấy hoạt tính của PEs. Các nhà khoa học Anh đã chọn ngẫu nhiên 2200 loài và tỷ lệ phát hiện PEs là 6% (Lafont, 1997).

Trong cây Lậu lô (Leuzea carthamoi), có nhiều dạng PEs đã được nghiên cứu và tách chiết làm sản phẩm thương mại, hơn 20 loại PEs đã tách chiết được từ loài này (Budesinsky, 2008). 10 Mặc dù các hợp chất PEs ở thực vật khá đa dạng, nhưng cho đến nay thì chức năng chính xác của PEs trong chu trình sống của thực vật vẫn chưa được hiêu rõ.