Luận án tiến sĩ: Đa dạng loài và thành phần hóa học tinh dầu họ Cam (Rutaceae) ở Nghệ An

Nghiên cứu đa dạng loài và thành phần hóa học tinh dầu của các loài trong họ Rutaceae tại Nghệ An, mang lại hiểu biết sâu sắc về sinh học.

• Tác giả: Hoàng Danh Trung
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Hồng Ban
• Trường học: Trường Đại học Vinh
• Chuyên ngành: Thực vật học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đa Dạng Loài và Thành Phần Hóa Học Tinh Dầu Họ Cam (Rutaceae) Tại Nghệ An
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Nghệ An

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
• 1.3. Đóng góp mới của Luận án
• 1.4. Bố cục của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tình hình nghiên cứu họ Cam (Rutaceae)
• 1.1.1. Trên thế giới
• 1.1.2. Ở Việt Nam
• 1.2. Điều kiện tự nhiên và xã hội ở khu vực nghiên cứu
• 1.2.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.2.2. Các nguồn tài nguyên
• 1.2.3. Điều kiện kinh tế, xã hội
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu thực vật
• 2.3.2. Phương pháp xây dựng bản đồ phân bố của các loài
• 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu tinh dầu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đa dạng thành phần loài trong các chi Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis) và Muồng truổng (Zanthoxylum) ở Nghệ An
• 3.1.1. Danh lục thành phần loài
• 3.1.2. Đa dạng về dạng thân
• 3.1.3. Bổ sung vùng phân bố cho các loài trong các chi Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis) và Muồng truổng (Zanthoxylum)
• 3.1.4. Giá trị sử dụng của các loài trong các chi Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis) và Muồng truổng (Zanthoxylum) ở Nghệ An
• 3.2. Đặc điểm sinh học của các chi và các loài trong chi Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis) và Muồng truổng (Zanthoxylum) ở Nghệ An
• 3.3. Thành phần hóa học tinh dầu một số loài thuộc các chi Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis) và Muồng truổng (Zanthoxylum) ở Nghệ An
• 3.3.1. Chi Ba chạc (Euodia)
• 3.3.2. Chi Muồng truổng (Zanthoxylum)
• 3.3.3. Kết quả thử hoạt tính sinh học tinh dầu của loài Euodia lepta
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Đa Dạng Loài Họ Cam Rutaceae Nghệ An

Việt Nam, với địa hình đa dạng và khí hậu nhiệt đới gió mùa, là môi trường lý tưởng cho sự phát triển của hệ thực vật phong phú. Trong đó, nhóm cây chứa tinh dầu đóng vai trò quan trọng, cung cấp nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp. Họ Cam (Rutaceae) là một trong những họ thực vật đáng chú ý, với nhiều chi và loài có khả năng tích lũy tinh dầu. Nghệ An, tỉnh có diện tích lớn nhất cả nước, sở hữu khu hệ thực vật đa dạng, bao gồm nhiều loài thuộc họ Cam. Các chi như Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis), và Muồng truổng (Zanthoxylum) là những chi có thành phần loài đa dạng và được sử dụng rộng rãi trong dân gian. Nghiên cứu chuyên sâu về các loài này có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng, cung cấp dữ liệu khoa học cho việc phát triển kinh tế xã hội địa phương. Theo thống kê, Việt Nam có khoảng 657 loài thuộc 357 chi và 114 họ cây chứa tinh dầu, chiếm khoảng 6,3% tổng số loài thực vật.

1.1. Tầm quan trọng của họ Cam Rutaceae ở Việt Nam

Họ Cam (Rutaceae) là một trong những họ thực vật quan trọng ở Việt Nam, với nhiều loài có giá trị kinh tế và sử dụng trong y học cổ truyền. Các loài thuộc họ Cam thường chứa tinh dầu với thành phần hóa học đa dạng, mang lại nhiều ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm. Nghiên cứu về đa dạng loài Rutaceae Nghệ An giúp đánh giá tiềm năng khai thác và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên này. Theo Loureiro (1790), đã mô tả 6 chi và 12 loài có ở Việt Nam, mở đầu cho các nghiên cứu về sau.

1.2. Vai trò của nghiên cứu đa dạng sinh học tại Nghệ An

Nghệ An, với vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên đặc biệt, là một trong những khu vực có đa dạng sinh học cao của Việt Nam. Việc nghiên cứu đa dạng loài và thành phần hóa học của các loài thực vật, đặc biệt là họ Cam (Rutaceae), có vai trò quan trọng trong việc bảo tồn và phát triển bền vững nguồn tài nguyên thiên nhiên. Các nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý, khai thác và sử dụng hợp lý các loài thực vật có giá trị kinh tế và y học.

II. Thách Thức Nghiên Cứu Thành Phần Hóa Học Tinh Dầu Rutaceae

Mặc dù có tiềm năng lớn, việc nghiên cứu về thành phần hóa học tinh dầu Rutaceae ở Nghệ An vẫn còn gặp nhiều thách thức. Các nghiên cứu chuyên sâu về các loài thuộc các chi Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis), và Muồng truổng (Zanthoxylum) còn hạn chế, chưa tương xứng với tiềm năng sẵn có. Việc xác định chính xác thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của tinh dầu đòi hỏi các phương pháp phân tích hiện đại và đội ngũ chuyên gia có kinh nghiệm. Bên cạnh đó, việc bảo tồn nguồn gen của các loài thực vật này cũng là một thách thức lớn, đòi hỏi sự phối hợp giữa các nhà khoa học, nhà quản lý và cộng đồng địa phương. Cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn về đặc điểm sinh học Rutaceae Nghệ An để có thể khai thác và bảo tồn một cách hiệu quả.

2.1. Hạn chế về nguồn lực và phương pháp nghiên cứu hiện đại

Một trong những thách thức lớn nhất trong nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu là sự hạn chế về nguồn lực và phương pháp nghiên cứu hiện đại. Việc phân tích thành phần hóa học phức tạp của tinh dầu đòi hỏi các thiết bị phân tích đắt tiền và kỹ thuật viên có trình độ cao. Ngoài ra, việc thu thập mẫu vật và bảo quản cũng đòi hỏi quy trình nghiêm ngặt để đảm bảo tính chính xác của kết quả nghiên cứu.

2.2. Nguy cơ suy giảm đa dạng loài do khai thác quá mức

Việc khai thác quá mức các loài thực vật có giá trị kinh tế và y học, đặc biệt là các loài thuộc họ Cam (Rutaceae), đang gây ra nguy cơ suy giảm đa dạng loài ở Nghệ An. Việc mất môi trường sống do phá rừng và chuyển đổi mục đích sử dụng đất cũng là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến sự suy giảm này. Cần có các biện pháp bảo tồn hiệu quả để ngăn chặn tình trạng này.

2.3. Thiếu thông tin về phân bố và đặc điểm sinh thái của các loài

Thông tin về phân bố Rutaceae tại Nghệ An và đặc điểm sinh thái của nhiều loài thuộc họ Cam (Rutaceae) còn rất hạn chế. Điều này gây khó khăn cho việc đánh giá tiềm năng khai thác và bảo tồn các loài này. Cần có các nghiên cứu điều tra cơ bản để thu thập thông tin về đặc điểm sinh học Rutaceae Nghệ An và phân bố của các loài.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Đa Dạng Loài và Tinh Dầu Rutaceae

Nghiên cứu đa dạng loài và thành phần hóa học tinh dầu của họ Cam (Rutaceae) tại Nghệ An đòi hỏi sự kết hợp của nhiều phương pháp khác nhau. Các phương pháp nghiên cứu thực vật học truyền thống được sử dụng để xác định và phân loại các loài. Phương pháp xây dựng bản đồ phân bố giúp xác định phạm vi phân bố của các loài trong khu vực nghiên cứu. Các phương pháp chiết xuất và phân tích tinh dầu được sử dụng để xác định thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của tinh dầu. Các phương pháp này bao gồm chiết xuất bằng dung môi, sắc ký khí khối phổ (GC-MS), và các thử nghiệm hoạt tính sinh học. Theo luận án, các phương pháp nghiên cứu thực vật được sử dụng để xây dựng danh lục thành phần loài.

3.1. Thu thập và phân tích mẫu vật thực vật

Việc thu thập và phân tích mẫu vật thực vật là bước quan trọng trong nghiên cứu đa dạng loài. Mẫu vật được thu thập từ các khu vực khác nhau ở Nghệ An, sau đó được xác định tên khoa học và mô tả đặc điểm hình thái. Các mẫu vật này được lưu giữ tại các bảo tàng thực vật để phục vụ cho các nghiên cứu sau này.

3.2. Chiết xuất và phân tích thành phần hóa học tinh dầu

Việc chiết xuất tinh dầu từ các bộ phận khác nhau của cây (lá, thân, rễ, quả) được thực hiện bằng các phương pháp như chưng cất lôi cuốn hơi nước hoặc chiết xuất bằng dung môi. Phân tích thành phần tinh dầu được thực hiện bằng sắc ký khí khối phổ (GC-MS) để xác định các thành phần hóa học chính. Kết quả phân tích được so sánh với các dữ liệu tham khảo để xác định danh tính của các hợp chất.

3.3. Đánh giá hoạt tính sinh học của tinh dầu

Hoạt tính sinh học của tinh dầu được đánh giá bằng các thử nghiệm in vitro, bao gồm thử nghiệm kháng khuẩn, kháng nấm, chống oxy hóa, và gây độc tế bào ung thư. Các kết quả thử nghiệm này giúp xác định tiềm năng ứng dụng của tinh dầu trong y học và các lĩnh vực khác.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Đa Dạng Loài Rutaceae và Thành Phần Tinh Dầu

Nghiên cứu đã xác định được sự đa dạng loài Rutaceae Nghệ An trong các chi Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis), và Muồng truổng (Zanthoxylum). Kết quả cho thấy sự phân bố của các loài này ở các vùng khác nhau của Nghệ An. Phân tích thành phần tinh dầu của một số loài đã xác định được các hợp chất hóa học chính, có tiềm năng ứng dụng trong y học và công nghiệp. Nghiên cứu cũng đã bổ sung thông tin về vùng phân bố của một số loài và giá trị sử dụng của chúng trong dân gian. Theo luận án, đã ghi nhận mới vùng phân bố 8 loài thuộc 4 chi nghiên cứu cho Nghệ An.

4.1. Danh lục thành phần loài và phân bố

Nghiên cứu đã xây dựng danh lục thành phần loài của các chi Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis), và Muồng truổng (Zanthoxylum) ở Nghệ An. Danh lục này bao gồm tên khoa học, tên địa phương, và thông tin về phân bố của các loài. Bản đồ phân bố của các loài cũng được xây dựng để minh họa phạm vi phân bố của chúng trong khu vực nghiên cứu.

4.2. Thành phần hóa học chính của tinh dầu

Phân tích thành phần tinh dầu của một số loài đã xác định được các hợp chất hóa học chính, như limonene, linalool, geraniol, và eugenol. Hàm lượng và tỷ lệ của các hợp chất này khác nhau tùy thuộc vào loài và bộ phận của cây. Các hợp chất này có thể có hoạt tính sinh học khác nhau, mang lại tiềm năng ứng dụng khác nhau.

4.3. Giá trị sử dụng của các loài trong dân gian

Nghiên cứu đã ghi nhận giá trị sử dụng của các loài thuộc họ Cam (Rutaceae) trong dân gian, bao gồm sử dụng làm thuốc, gia vị, và thực phẩm. Một số loài được sử dụng để chữa bệnh, như cảm cúm, đau bụng, và viêm da. Một số loài được sử dụng làm gia vị trong nấu ăn, tạo hương vị đặc trưng cho món ăn. Một số loài có quả ăn được, cung cấp nguồn dinh dưỡng cho người dân địa phương.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Tinh Dầu Họ Cam Rutaceae Nghệ An

Kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của các loài thuộc họ Cam (Rutaceae) ở Nghệ An mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng thực tiễn. Tinh dầu có thể được sử dụng trong công nghiệp dược phẩm để sản xuất các loại thuốc có nguồn gốc tự nhiên. Tinh dầu cũng có thể được sử dụng trong công nghiệp mỹ phẩm để sản xuất các sản phẩm chăm sóc da và tóc. Ngoài ra, tinh dầu có thể được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm để tạo hương vị cho các sản phẩm thực phẩm. Việc phát triển các sản phẩm có giá trị gia tăng từ tinh dầu Rutaceae có thể góp phần phát triển kinh tế địa phương và nâng cao đời sống của người dân.

5.1. Tiềm năng phát triển dược phẩm từ tinh dầu

Hoạt tính sinh học tinh dầu Rutaceae như kháng khuẩn, kháng nấm, chống oxy hóa, và gây độc tế bào ung thư mở ra tiềm năng phát triển các loại thuốc có nguồn gốc tự nhiên. Các nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác dụng của tinh dầu có thể dẫn đến việc phát triển các loại thuốc mới, hiệu quả và an toàn hơn.

5.2. Ứng dụng trong công nghiệp mỹ phẩm và thực phẩm

Tinh dầu Rutaceae có hương thơm đặc trưng và hoạt tính sinh học có lợi cho da và tóc, mở ra tiềm năng ứng dụng trong công nghiệp mỹ phẩm. Tinh dầu có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm chăm sóc da, tóc, và các sản phẩm tạo hương. Ngoài ra, tinh dầu cũng có thể được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm để tạo hương vị cho các sản phẩm thực phẩm.

5.3. Phát triển du lịch sinh thái gắn với Rutaceae

Sự đa dạng loài Rutaceae Nghệ An có thể được khai thác để phát triển du lịch sinh thái. Các khu vực có nhiều loài Rutaceae có thể được phát triển thành các điểm tham quan du lịch, thu hút du khách yêu thiên nhiên và muốn tìm hiểu về các loài thực vật có giá trị. Việc phát triển du lịch sinh thái có thể góp phần bảo tồn đa dạng sinh học và tạo thu nhập cho người dân địa phương.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Bảo Tồn Rutaceae Nghệ An

Nghiên cứu về đa dạng loài và thành phần hóa học tinh dầu của họ Cam (Rutaceae) ở Nghệ An đã cung cấp những thông tin quan trọng về nguồn tài nguyên thực vật này. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, góp phần vào việc bảo tồn và phát triển bền vững nguồn tài nguyên thiên nhiên. Cần có các nghiên cứu tiếp theo để đánh giá đầy đủ hơn tiềm năng của các loài thuộc họ Cam (Rutaceae) và phát triển các phương pháp bảo tồn hiệu quả. Cần có sự phối hợp giữa các nhà khoa học, nhà quản lý, và cộng đồng địa phương để bảo tồn và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên này.

6.1. Đề xuất các biện pháp bảo tồn đa dạng loài

Để bảo tồn đa dạng loài Rutaceae Nghệ An, cần có các biện pháp bảo tồn hiệu quả, bao gồm bảo tồn tại chỗ (in situ) và bảo tồn chuyển chỗ (ex situ). Bảo tồn tại chỗ bao gồm việc bảo vệ môi trường sống tự nhiên của các loài, ngăn chặn phá rừng và chuyển đổi mục đích sử dụng đất. Bảo tồn chuyển chỗ bao gồm việc thu thập và bảo quản hạt giống, cây giống tại các ngân hàng gen và vườn thực vật.

6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo về hoạt tính sinh học

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc đánh giá đầy đủ hơn hoạt tính sinh học tinh dầu Rutaceae, bao gồm thử nghiệm trên các mô hình in vivo và nghiên cứu cơ chế tác dụng của các hợp chất hóa học. Các nghiên cứu này có thể dẫn đến việc phát triển các loại thuốc mới, hiệu quả và an toàn hơn.

6.3. Phát triển quy trình chiết xuất tinh dầu hiệu quả

Cần có các nghiên cứu để phát triển quy trình chiết xuất tinh dầu Rutaceae hiệu quả, đảm bảo chất lượng tinh dầu và giảm thiểu tác động đến môi trường. Các quy trình chiết xuất xanh, sử dụng các dung môi thân thiện với môi trường, nên được ưu tiên nghiên cứu và áp dụng.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Việt Nam sở hữu mức độ đa dạng sinh học cao nhờ vị trí địa lý nằm trong vành đai nhiệt đới gió mùa và địa hình đồi núi chiếm hơn ba phần tư diện tích lãnh thổ. Trong các nhóm tài nguyên thực vật, nhóm cây chứa tinh dầu giữ vị trí quan trọng, đóng vai trò là nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm và chế biến thực phẩm. Theo các số liệu thống kê hệ thực vật Việt Nam, nhóm cây cho tinh dầu hiện có khoảng 657 loài thuộc 357 chi và 114 họ (chiếm tỷ lệ 6,3% tổng số loài, 15,8% tổng số chi và 37,8% tổng số họ). Trong đó, họ Cam (Rutaceae) là một trong những họ thực vật tiêu biểu khi hầu hết các chi, các loài và các bộ phận cơ quan sinh dưỡng cũng như sinh sản đều có khả năng tích lũy tinh dầu.

Tỉnh Nghệ An là địa phương có diện tích tự nhiên lớn nhất cả nước (16.648.729 ha), trải dài trên nhiều dạng địa hình phức tạp gồm miền núi cao, trung du, đồng bằng và dải ven biển. Nơi đây có các khu vực bảo tồn thiên nhiên trọng điểm như Vườn Quốc gia Pù Mát, Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Huống và Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt. Trong khu hệ thực vật Nghệ An, bốn chi thuộc họ Cam gồm Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis) và Muồng truổng (Zanthoxylum) có thành phần loài phong phú và được sử dụng rộng rãi trong kinh nghiệm y học dân gian. Mặc dù vậy, các công bố khoa học trước đây về bốn chi này tại địa phương còn tản mạn, chủ yếu dừng lại ở các danh lục kiểm kê đa dạng sinh học chung, thiếu các nghiên cứu chuyên sâu và có hệ thống về phân loại học, bản đồ phân bố, hàm lượng, thành phần hóa học tinh dầu theo từng bộ phận và hoạt tính sinh học. Xuất phát từ khoảng trống nghiên cứu đó, luận án tiến sĩ sinh học của tác giả Hoàng Danh Trung thực hiện đề tài: "Nghiên cứu đa dạng loài và thành phần hóa học tinh dầu của một số loài trong các chi: Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis), Muồng truổng (Zanthoxylum) thuộc họ Cam (Rutaceae) ở Nghệ An".

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định rõ:

1. Đánh giá tính đa dạng về thành phần loài, phân bố và giá trị sử dụng của các loài thuộc bốn chi Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis) và Muồng truổng (Zanthoxylum) tại Nghệ An.
2. Mô tả các đặc điểm sinh học nhận dạng và lập bản đồ phân bố của các loài thuộc bốn chi nghiên cứu trên địa bàn tỉnh Nghệ An.
3. Xác định hàm lượng, thành phần hóa học tinh dầu ở các bộ phận khác nhau (lá, cành, vỏ, quả, rễ) của 15 loài và đánh giá hoạt tính sinh học (kháng vi sinh vật kiểm định, độc tế bào ung thư, chống oxy hóa) của tinh dầu loài Ba chạc (Euodia lepta).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Các loài thực vật thuộc bốn chi Clausena, Euodia, Glycosmis, Zanthoxylum thuộc họ Cam (Rutaceae) phân bố tự nhiên hoặc được gây trồng tại Nghệ An, cùng các mẫu tinh dầu chiết xuất từ các cơ quan của các loài này.
• Phạm vi không gian: Địa bàn tỉnh Nghệ An, tập trung khảo sát tại các vùng sinh thái đặc trưng gồm Vườn Quốc gia Pù Mát, Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Huống, Khu Bảo tồn Thiên nhiên Pù Hoạt, vùng núi đá vôi Quỳnh Lưu, đỉnh Pu Xai Lai Leng và các huyện Kỳ Sơn, Tương Dương, Con Cuông, Quế Phong, Quỳ Châu, Quỳ Hợp, Anh Sơn, Thanh Chương.
• Phạm vi thời gian và tư liệu: Công trình hoàn thành năm 2018; thu thập, xử lý và phân tích 455 mẫu tiêu bản thực vật thực địa đối chiếu với các bộ sưu tập mẫu chuẩn quốc gia.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Họ Cam (Rutaceae) được nghiên cứu phân loại từ thời Linnaeus (1753) với 7 chi và 19 loài, sau đó Jussieu chính thức thiết lập tên họ Rutaceae với chi chuẩn là Ruta L. Cuối thế kỷ 19, A. Engler xây dựng hệ thống phân loại toàn diện dựa trên hình thái cơ quan sinh dưỡng, sinh sản, giải phẫu tuyến tiết nhựa, số lượng nhiễm sắc thể và phân bố địa lý, phân chia họ Cam thành 6 phân họ, 10 tông, 25 phân tông với khoảng 150 chi và gần 1.600 loài. Hệ thống này được kế thừa và hiệu chỉnh bởi W. Reece (1967) và A. Takhtajan (1987, 1997) với việc sắp xếp bộ Cam thành 10 họ, riêng họ Cam được chia thành 7 phân họ. Trong các công trình thực vật chí khu vực, J. Hooker (1875) mô tả 23 chi và 78 loài thuộc 4 tông ở Ấn Độ; B. C. Stone (1972) biên soạn họ Cam trong Thực vật chí Malaysia; C. E. Chang và cộng sự (1993) ghi nhận 13 chi, 31 loài trong Thực vật chí Đài Loan.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu phân loại họ Cam khởi đầu từ J. Loureiro (1790) với 6 chi và 12 loài, tiếp nối bởi A. Guillaumin (1910–1912) ghi nhận 18 chi, 63 loài ở Đông Dương (53 loài có ở Việt Nam). Lê Khả Kế và cộng sự (1970) xây dựng khóa định loại cho 12 chi và 31 loài. Nguyễn Tiến Bân (1997) lập khóa nhận biết cho 28 chi. Phạm Hoàng Hộ (2000, 2003) mô tả 22 chi và 117 loài trong bộ Cây cỏ Việt Nam. Trần Kim Liên (2003) cập nhật danh pháp 27 chi và 128 loài trong Danh lục các loài thực vật Việt Nam. Công trình tổng quan hệ thống gần nhất của Bùi Thu Hà (2012) công bố hệ thực vật Việt Nam có 107 loài, 1 phân loài và 3 thứ thuộc 26 chi, 5 tông và 3 phân họ họ Cam. Về giá trị sử dụng, Trần Đình Lý (1993) thống kê 35 loài có ích, Đỗ Tất Lợi (1999) và Đỗ Huy Bích cùng cộng sự (2004) ghi nhận các cây thuốc trong họ Cam, Võ Văn Chi (2012) thống kê 61 loài làm thuốc trong Từ điển cây thuốc Việt Nam. Nhiều điều tra đa dạng tại các vườn quốc gia và khu bảo tồn cũng ghi nhận sự hiện diện của họ Cam như Nguyễn Tiến Bân và cs (1984) tại Tây Nguyên (13 chi, 45 loài), Phùng Ngọc Lan và cs (1996) tại Cúc Phương (9 chi, 30 loài), Phan Kế Lộc và cs (1997) tại vùng Sông Đà (10 chi, 27 loài), Nguyễn Nghĩa Thìn và cs (1998, 2004) tại Hoàng Liên (11 chi, 28 loài) và Pù Mát (12 chi, 51 loài), Trần Minh Hợi và cs (2008) tại Xuân Sơn (9 chi, 20 loài), Lê Thị Hương và cs (2012) tại Pù Hoạt (13 chi, 24 loài), Đậu Bá Thìn và cs (2016) tại Pù Luông (10 chi, 20 loài).

Tại Nghệ An, các nghiên cứu của Phạm Hồng Ban (2001), Nguyễn Nghĩa Thìn và Nguyễn Thanh Nhàn (2004), Lê Thị Hương và Đỗ Ngọc Đài (2012), Hồ Thị Hải (2015), Nguyễn Viết Hùng (2017) và Nguyễn Thanh Nhàn (2017) đã kiểm kê thành phần loài họ Cam ở một số sinh cảnh riêng lẻ (từ 6 đến 13 chi, 12 đến 53 loài). Về hóa học tinh dầu, các nghiên cứu của Nguyễn Anh Dũng và cs (2009), Trần Đình Thắng và cs (2005, 2006), Đỗ Ngọc Đài và cs (2012) đã phân tích thành phần một số loài riêng lẻ như Euodia calophylla, E. trichotoma, E. lepta, Zanthoxylum avicennae, Clausena lansium.

Khoảng trống khoa học mà luận án tập trung giải quyết:

• Chưa có công trình nào tổng kết đồng bộ, toàn diện về mặt phân loại học và lập bản đồ phân bố chi tiết cho toàn bộ các loài thuộc 4 chi Clausena, Euodia, Glycosmis, Zanthoxylum trên phạm vi toàn tỉnh Nghệ An.
• Dữ liệu về hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu ở các bộ phận giải phẫu khác nhau của các loài thuộc 4 chi này tại Nghệ An còn thiếu hụt, nhiều loài chưa từng được phân tích tinh dầu.
• Các dẫn liệu thực nghiệm về hoạt tính sinh học (kháng khuẩn, ức chế tế bào ung thư, chống oxy hóa) của tinh dầu các loài trong 4 chi tại khu vực nghiên cứu chưa được kiểm chứng đầy đủ.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khái niệm

• Khái niệm cây tinh dầu: Kế thừa định nghĩa của Nicolaev (1968) và sinh lý thực vật học, cây tinh dầu là những loài thực vật có chứa các cấu trúc giải phẫu chuyên biệt thực hiện nhiệm vụ bài tiết và tích lũy tinh dầu.
• Khái niệm tinh dầu: Theo Dược điển Pháp (1965, 1987), tinh dầu là hỗn hợp các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi có nguồn gốc thực vật, thu nhận bằng phương pháp cất kéo hơi nước hoặc cơ học. Tinh dầu là chất lỏng sánh, có hoạt tính quang học, đa số có tỷ trọng $d < 1$, không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ, được cấu tạo từ bốn nhóm hợp chất: hợp chất aliphatic, hợp chất terpen và dẫn xuất (monoterpen $C_{10}H_{16}$, sesquiterpen $C_{15}H_{24}$), dẫn xuất benzen (benzoid) và các hợp chất chứa nitrogen.
• Quy luật phân bố cây tinh dầu: Tiếp cận theo nguyên tắc phổ biến (tính quy luật theo bậc phân loại họ) và nguyên tắc ngẫu nhiên trong hệ thực vật.

Phương pháp nghiên cứu thực vật học

• Phương pháp điều tra thực địa: Thu mẫu thực vật theo tuyến qua các sinh cảnh đặc trưng theo phương pháp của Nguyễn Nghĩa Thìn (2007). Mỗi cá thể thu 2–3 mẫu tiêu bản đạt kích thước $29 \times 41\text{ cm}$, ghi nhận các đặc điểm tươi (nhựa mủ, màu sắc hoa quả, mùi vị) vào phiếu thực địa.
• Xử lý mẫu tiêu bản: Thực hiện theo quy trình của Nguyễn Nghĩa Thìn (2007) và R. Klein - D. Klein (1970). Mẫu được sấy khô tại phòng Bảo tàng thực vật Trường Đại học Vinh, xử lý diệt khuẩn bằng cồn chứa 3–5% $HgCl_2$, khâu đính trên bìa cứng $30 \times 42\text{ cm}$ có gắn nhãn định danh (etyket). Tổng số mẫu thu thập và phân tích là 455 mẫu, lưu trữ tại Viện Sư phạm Tự nhiên - Trường Đại học Vinh.
• Định loại thực vật: Sử dụng phương pháp hình thái học so sánh, đối chiếu trực tiếp với các bộ mẫu chuẩn tại Phòng Tiêu bản Thực vật - Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật (HN), Đại học Quốc gia Hà Nội (UHN) và các tài liệu chuyên khảo của Phạm Hoàng Hộ (2000), Bùi Thu Hà (2012), Tên cây rừng Việt Nam (2000).
• Xây dựng bản đồ phân bố: Ghi nhận tọa độ các điểm phát hiện loài bằng máy định vị GPS, sử dụng phần mềm MapInfo 10.0 để số hóa và xây dựng bản đồ phân bố của 31 loài.
• Điều tra giá trị sử dụng: Phỏng vấn tri thức bản địa kết hợp tra cứu các tài liệu y học cổ truyền và thực vật kinh tế của Đỗ Tất Lợi (1999), Đỗ Huy Bích và cs (2004), Võ Văn Chi (2012).

Phương pháp nghiên cứu tinh dầu và hoạt tính sinh học

• Tách chiết và định lượng tinh dầu: Chưng cất lôi cuốn hơi nước từ 0,5–3 kg mẫu tươi (lá, cành, vỏ, quả, rễ) theo Phương pháp I của Dược điển Việt Nam IV (2009). Hàm lượng tinh dầu được tính theo phần trăm khối lượng tươi ($Hlt%$) và khối lượng khô tuyệt đối ($HLk%$) với công thức áp dụng cho tinh dầu nhẹ hơn nước ($d = 0,9$).
• Phân tích hóa học tinh dầu: Hòa tan 1,5 mg tinh dầu (đã làm khô bằng $Na_2SO_4$ khan) trong 1 ml n-hexan. Sắc ký khí (GC) thực hiện trên máy Agilent Technologies HP 6890N Plus với detector FID, cột mao quản HP-5MS ($30\text{ m} \times 0,25\text{ mm} \times 0,25\text{ }\mu\text{m}$), khí mang Heli, chương trình nhiệt độ: 60°C (giữ 2 phút), tăng 4°C/phút lên 220°C (giữ 10 phút), nhiệt độ buồng tiêm 250°C, detector 260°C. Sắc ký khí khối phổ (GC/MS) thực hiện trên hệ Agilent Technologies HP 6890N / HP 5973 MSD. Định tính các cấu tử dựa trên chỉ số lưu giữ RI (Retention Index) so sánh với dữ liệu chuẩn NIST 08, Wiley 9th, Adams (1995), Joulain & Koenig (1998); định lượng phần trăm cấu tử tính trực tiếp theo diện tích pic detector FID không hiệu chỉnh.
• Đánh giá hoạt tính sinh học:
  1. Hoạt tính kháng vi sinh vật: Thử nghiệm trên 3 chủng vi khuẩn Gram (+) (Bacillus subtilis ATCC 6633, Staphylococcus aureus ATCC 13709, Lactobacillus fermentum VTTC Lp B14), 3 chủng vi khuẩn Gram (-) (Escherichia coli ATCC 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442, Salmonella enterica VTCC B650) và 1 chủng nấm men (Candida albicans ATCC 10231). Thử định tính bằng khuếch tán đĩa thạch và xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) trên phiến vi lượng 96 giếng theo Vanden Berghe và Vlietinck (1991); đối chứng dương: Ampicillin, Tetracycline, Nystatin (mẫu có $\text{MIC} \le 50\text{ }\mu\text{g/ml}$ được xác nhận dương tính).
  2. Hoạt tính độc tế bào ung thư: Phương pháp MTT (Thiazolyl Blue Tetrazolium Bromide), đo độ hấp thụ formazan tại bước sóng 540, 570 và 720 nm trên máy Tecan Infinite F50; nuôi cấy mật độ $1,5 \times 10^5\text{ tế bào/giếng}$; chất chuẩn dương là Ellipticine; xác định tỷ lệ sống sót CS% và giá trị $IC_{50}$ thông qua phần mềm TableCurve.
  3. Hoạt tính chống oxy hóa: Phương pháp quét gốc tự do DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl), đo quang phổ tại bước sóng $\lambda = 515\text{ nm}$ trên máy ELISA; xác định tỷ lệ trung hòa gốc tự do SC% và tính giá trị $SC_{50}$ bằng phần mềm TableCurve AISN Software.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương 1 hệ thống hóa các tư liệu nghiên cứu về phân loại học họ Cam (Rutaceae) trên thế giới và tại Việt Nam, làm rõ vị trí của 4 chi Clausena, Euodia, Glycosmis, Zanthoxylum. Chương này trình bày bản chất hóa học, phân loại các nhóm cấu tử tinh dầu và các quy luật phân bố cây tinh dầu trong thảm thực vật. Đồng thời, chương 1 tổng hợp các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về thành phần hóa học, hoạt tính dược lý của tinh dầu thuộc các chi nghiên cứu, phân tích điều kiện tự nhiên (địa hình 3 vùng sinh thái, khí hậu nhiệt đới gió mùa, chế độ thủy văn sông Cả, tài nguyên đất, thảm thực vật với 911.808 ha rừng) và đặc điểm kinh tế - xã hội tỉnh Nghệ An.

Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết đối tượng nghiên cứu (4 chi thực vật họ Cam và tinh dầu của chúng tại Nghệ An) cùng 3 nội dung nghiên cứu chính. Luận án mô tả đầy đủ các quy trình thực nghiệm gồm phương pháp điều tra thu thập 455 mẫu tiêu bản theo tuyến, quy trình xử lý tiêu bản chuẩn, phương pháp định loại so sánh hình thái, phương pháp xây dựng bản đồ phân bố bằng MapInfo 10.0, quy trình chưng cất định lượng tinh dầu theo Dược điển Việt Nam IV, quy chuẩn vận hành phân tích sắc ký GC và GC/MS, cùng 3 quy trình thử nghiệm hoạt tính sinh học in vitro (kháng vi sinh vật, MTT gây độc tế bào ung thư, DPPH chống oxy hóa) và các phần mềm xử lý thống kê (Excel, TableCurve).

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được của luận án:

1. Đa dạng thành phần loài và so sánh khu hệ: Từ 455 mẫu tiêu bản thu thập được tại các vùng sinh thái ở Nghệ An, tác giả đã định danh được 31 loài thuộc 4 chi họ Cam. So sánh với dữ liệu hệ thực vật Việt Nam (Bùi Thu Hà, 2012), số loài ở Nghệ An chiếm tỷ lệ 68,89% tổng số loài của 4 chi này trên toàn quốc.

TT	Tên chi	Số loài ở Nghệ An (1)	Số loài ở Việt Nam (2)	Tỷ lệ % giữa (1) và (2)
1	Ba chạc (Euodia)	5	6	83,33
2	Hồng bì (Clausena)	8	10	80,00
3	Cơm rượu (Glycosmis)	10	19	52,63
4	Muồng truổng (Zanthoxylum)	8	10	80,00
Tổng	4 chi nghiên cứu	31	45	68,89

2. Danh lục thành phần loài và giá trị sử dụng: Luận án tổng hợp danh lục 31 loài với đầy đủ tên khoa học, tên Việt Nam, dạng thân và giá trị tài nguyên:

TT	Tên khoa học	Tên Việt Nam	Dạng thân	Giá trị sử dụng
1	Clausena anisata (Willd.) Hook. f. ex Benth.	Hồng bì rừng	Gỗ nhỏ (GON)	Làm thuốc (THU), Tinh dầu (CTD), Ăn được (ĂNĐ)
2	Clausena dimidiana Tanaka	Hồng bì dại	Gỗ nhỏ (GON)	THU, CTD
3	Clausena engleri Tanaka	Hồng bì engler	Gỗ nhỏ (GON)	CTD
4	Clausena excavata Burm. f.	Hồng bì dại	Gỗ nhỏ (GON)	THU, CTD
5	Clausena harmandiana (Pierre) Pierre ex Guillaum.	Giối harmand	Cây bụi (BUI)	CTD
6	Clausena indica (Dalz.) Oliv.	Mắc mật	Cây bụi (BUI)	THU, CTD
7	Clausena lansium (Lour.) Skeels	Hồng bì	Gỗ nhỏ (GON)	THU, CTD, ĂNĐ
8	Clausena lenis Drake	Giổi nhẵn	Gỗ nhỏ (GON)	THU, CTD
9	Euodia calophylla Guillaum.	Dấu dầu lá hẹp	Gỗ nhỏ (GON)	CTD
10	Euodia lepta (Spreng.) Merr.	Ba chạc	Gỗ nhỏ (GON)	THU, CTD
11	Euodia oreophila Guillaum.	Dấu dầu háo ẩm	Gỗ nhỏ (GON)	THU, CTD
12	Euodia pasteuriana A. Chev. ex Guillaum.	Dầu dấu lá đơn	Gỗ nhỏ (GON)	CTD
13	Euodia simplicifolia Ridl.	Dấu dầu lá đơn	Cây bụi (BUI)	THU, CTD
14	Glycosmis crassifolia Ridl.	Cơm rượu lá mập	Cây bụi (BUI)	CTD
15	Glycosmis craibii Tanaka	Cơm rượu crai	Cây bụi (BUI)	CTD
16	Glycosmis gracilis B. C. Stone	Cơm rượu mảnh	Gỗ nhỏ (GON)	CTD
17	Glycosmis lanceolata (Blume) Spreng. ex Teijsm & Binn.	Cơm rượu lá thuôn	Gỗ nhỏ (GON)	CTD
18	Glycosmis mauritiana Ridl.	Cơm nguội đá	Cây bụi (BUI)	CTD
19	Glycosmis nana Tanaka	Cơm rượu lùn	Cây bụi (BUI)	CTD
20	Glycosmis ovoidea Pierre	Cơm rượu tròn	Gỗ nhỏ (GON)	CTD
21	Glycosmis parviflora (Sims) Little	Cơm rượu lá hoa nhỏ	Gỗ nhỏ (GON)	THU, CTD, ĂNĐ
22	Glycosmis pentaphylla (Retz.) Correa	Cơm rượu (Bưởi bung)	Cây bụi (BUI)	THU, CTD
23	Glycosmis petelotii Guillaum.	Cơm rượu petelot	Cây bụi (BUI)	CTD
24	Zanthoxylum acanthopodium DC.	Sẻn	Gỗ nhỏ (GON)	THU, CTD, Cây gia vị (CGV)
25	Zanthoxylum armatum DC.	Sẻn gai (Đắng cay)	Gỗ nhỏ (GON)	THU, CTD
26	Zanthoxylum avicennae (Lamk.) DC.	Muồng truổng	Gỗ nhỏ (GON)	THU, CTD
27	Zanthoxylum laetum Drake	Hoàng mộc sai	Dây leo gỗ (GLT)	CTD
28	Zanthoxylum myriacanthum Wall.	Hoàng mộc nhiều gai	Gỗ lớn (GOL)	THU, CTD, CGV
29	Zanthoxylum nitidum (Lamk.) DC.	Sưng (Hạt sẻn)	Dây leo gỗ (GLT)	THU, CTD, CGV
30	Zanthoxylum ovalifolium Wight	Hoàng mộc phi	Dây leo gỗ (GLT)	CTD, CGV
31	Zanthoxylum rhetsa (Roxb.) DC.	Sẻn hôi	Gỗ lớn (GOL)	THU, CTD, CGV

3. Phân tích cấu trúc dạng thân và vùng phân bố:

• Về dạng sống: Nhóm cây gỗ nhỏ (GON) chiếm ưu thế với 18 loài (58,06%); nhóm cây bụi (BUI) có 7 loài (22,58%); nhóm dây leo gỗ hoặc bụi trườn (GLT) có 4 loài (12,90%); nhóm cây gỗ lớn (GOL) có 2 loài (6,45%).
• Bổ sung phân bố: Ghi nhận mới vùng phân bố tại Nghệ An cho 8 loài: Clausena dimidiana, Clausena lenis, Euodia oreophila, Glycosmis ovoidea, Glycosmis nana, Zanthoxylum armatum, Zanthoxylum rhetsa, Zanthoxylum ovalifolium. Bản đồ phân bố số hóa của 31 loài được thiết lập chi tiết trên nền bản đồ hành chính tỉnh Nghệ An.
• Giá trị sử dụng: 100% loài (31/31 loài) đều chứa tinh dầu (CTD); 16 loài có công dụng làm thuốc (THU); 5 loài được dùng làm gia vị (CGV); 3 loài có bộ phận ăn được (ĂNĐ).

4. Nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu của 15 loài: Luận án tiến hành chiết xuất và phân tích thành phần hóa học tinh dầu từ lá, cành, vỏ, quả, rễ của 15 loài thuộc 4 chi (Clausena anisata, C. dimidiana, C. indica, C. excavata, C. engleri; Euodia calophylla, E. lepta, E. simplicifolia; Glycosmis crassifolia, G. mauritiana; Zanthoxylum avicennae, Z. laetum, Z. myriacanthum, Z. nitidum, Z. ovalifolium, Z. rhetsa). Trong số này, có 06 loài lần đầu tiên được nghiên cứu và cung cấp dẫn liệu về thành phần hóa học tinh dầu gồm: Glycosmis crassifolia, Glycosmis mauritiana, Euodia simplicifolia, Zanthoxylum ovalifolium, Zanthoxylum laetum, Clausena engleri.

5. Hoạt tính sinh học của tinh dầu loài Ba chạc (Euodia lepta):

• Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định: Thử nghiệm trên tinh dầu lá và quả đối với 7 chủng vi sinh vật chuẩn, xác định được nồng độ ức chế tối thiểu MIC.
• Hoạt tính ức chế tế bào ung thư: Đánh giá khả năng gây độc và ức chế sự tăng sinh dòng tế bào ung thư bằng phương pháp MTT, xác định giá trị $IC_{50}$ so sánh với chất chuẩn Ellipticine.
• Hoạt tính chống oxy hóa: Khảo sát khả năng bẫy gốc tự do DPPH, tính toán tỷ lệ dập tắt gốc tự do SC% và xác định nồng độ ức chế $SC_{50}$.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

1. Về khoa học và phân loại học thực vật:

   • Cung cấp hệ thống dữ liệu hoàn chỉnh và có hệ thống về 31 loài thực vật thuộc bốn chi Clausena, Euodia, Glycosmis, Zanthoxylum thuộc họ Cam (Rutaceae) tại Nghệ An, chiếm 68,89% tổng số loài của các chi này tại Việt Nam.
   • Ghi nhận và bổ sung mới vùng phân bố cho 8 loài thực vật họ Cam tại Nghệ An gồm: Clausena dimidiana, Clausena lenis, Euodia oreophila, Glycosmis ovoidea, Glycosmis nana, Zanthoxylum armatum, Zanthoxylum rhetsa, Zanthoxylum ovalifolium.
   • Xây dựng thành công cơ sở dữ liệu tọa độ và bản đồ phân bố không gian cho toàn bộ 31 loài thuộc 4 chi nghiên cứu tại Nghệ An bằng phần mềm MapInfo 10.0.

2. Về hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học:

   • Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm về hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu ở các bộ phận (lá, thân, cành, vỏ, quả, rễ) của 15 loài thuộc 4 chi nghiên cứu.
   • Lần đầu tiên công bố dữ liệu hóa học tinh dầu của 06 loài thực vật gồm: Glycosmis crassifolia, Glycosmis mauritiana, Euodia simplicifolia, Zanthoxylum ovalifolium, Zanthoxylum laetum, Clausena engleri.
   • Xác lập các dữ liệu định lượng về hoạt tính kháng vi sinh vật, ức chế tế bào ung thư (MTT) và chống oxy hóa (DPPH) của tinh dầu loài Ba chạc (Euodia lepta).

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

• Đề xuất các cơ quan quản lý lâm nghiệp và chính quyền địa phương đưa các loài có vùng phân bố hẹp hoặc giá trị kinh tế cao vào kế hoạch bảo tồn nguyên vị (in-situ) tại các Vườn Quốc gia và Khu Bảo tồn Thiên nhiên trên địa bàn tỉnh Nghệ An.
• Khai thác hợp lý và phát triển nguồn tài nguyên thực vật cho tinh dầu và làm thuốc trong dân gian (đặc biệt là các loài trong chi Clausena và Zanthoxylum) nhằm phát triển kinh tế xã hội bền vững tại các vùng đệm miền núi.
• Đề xuất tiếp tục nghiên cứu mở rộng thử nghiệm hoạt tính sinh học trên các loài còn lại và nghiên cứu quy trình công nghệ nhân giống, trồng trọt bán tự nhiên các loài có tiềm năng dược liệu cao.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Nghiên cứu giới hạn phạm vi thu mẫu trong địa giới hành chính tỉnh Nghệ An. Do đặc điểm địa hình núi cao hiểm trở, chia cắt mạnh (như khu vực đỉnh Pu Xai Lai Leng, vùng sâu Vườn Quốc gia Pù Mát), việc thu thập mẫu vật vào đúng các thời điểm ra hoa, kết quả của một số loài gặp khó khăn. Ngoài ra, thử nghiệm hoạt tính sinh học mới tập trung thực hiện chuyên sâu trên một loài đại diện là Ba chạc (Euodia lepta), chưa tiến hành thử nghiệm hoạt tính trên toàn bộ 15 loài đã chiết xuất tinh dầu.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  1. Mở rộng phạm vi điều tra sang các tỉnh lân cận thuộc khu vực Bắc Trung Bộ và biên giới Việt - Lào nhằm đánh giá toàn diện sự biến động hình thái và biến dị hóa học theo vùng sinh thái.
  2. Tiếp tục nghiên cứu đánh giá hoạt tính sinh học (kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm, độc tế bào ung thư) đối với tinh dầu của 14 loài còn lại, đặc biệt là 6 loài mới được công bố thành phần hóa học.
  3. Nghiên cứu sâu hơn về thành phần hóa học của các phân đoạn chiết xuất không bay hơi và khảo sát quy trình nhân giống, trồng trọt phục vụ khai thác thương mại bền vững.

---

Giá trị tham khảo

• Đối tượng thụ hưởng:
  • Giảng viên, nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên các ngành Thực vật học, Sinh học, Lâm nghiệp, Dược học và Hóa học các hợp chất thiên nhiên.
  • Cán bộ nghiên cứu khoa học tại các Viện nghiên cứu sinh thái, Viện Dược liệu, Trung tâm Tài nguyên thực vật.
  • Cán bộ quản lý tại Chi cục Kiểm lâm, Ban quản lý các Vườn Quốc gia (Pù Mát), Khu Bảo tồn Thiên nhiên (Pù Huống, Pù Hoạt) và các cơ quan hoạch định chính sách phát triển dược liệu tỉnh Nghệ An.
• Nội dung tham khảo trọng tâm:
  • Khóa định loại, đặc điểm hình thái nhận dạng, dữ liệu phân bố và bản đồ số hóa của 31 loài họ Cam.
  • Phương pháp phân tích sắc ký khí GC/MS, bộ dữ liệu phổ và chỉ số lưu giữ RI của các cấu tử tinh dầu trong 15 loài nghiên cứu.
  • Quy trình thử nghiệm hoạt tính sinh học chuẩn hóa (MIC, MTT, DPPH) ứng dụng cho các mẫu tinh dầu thực vật.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã xác định được bao nhiêu loài thuộc 4 chi họ Cam tại Nghệ An và chiếm tỷ lệ bao nhiêu so với cả nước?

Luận án đã xác định được 31 loài thuộc 4 chi họ Cam (Rutaceae) tại Nghệ An từ 455 mẫu tiêu bản thu thập được. Số loài này chiếm 68,89% tổng số loài của 4 chi hiện biết ở Việt Nam (31 trên tổng số 45 loài theo phân loại của Bùi Thu Hà, 2012). Tỷ lệ cụ thể theo từng chi gồm: Ba chạc (Euodia) chiếm 83,33% (5/6 loài), Hồng bì (Clausena) chiếm 80,00% (8/10 loài), Muồng truổng (Zanthoxylum) chiếm 80,00% (8/10 loài) và Cơm rượu (Glycosmis) chiếm 52,63% (10/19 loài).

2. Tám loài thực vật nào được ghi nhận bổ sung vùng phân bố mới cho tỉnh Nghệ An?

Tám loài được luận án ghi nhận mới về vùng phân bố tại Nghệ An gồm:

1. Clausena dimidiana Tanaka (Hồng bì dại)
2. Clausena lenis Drake (Giổi nhẵn)
3. Euodia oreophila Guillaum. (Dấu dầu háo ẩm)
4. Glycosmis ovoidea Pierre (Cơm rượu tròn)
5. Glycosmis nana Tanaka (Cơm rượu lùn)
6. Zanthoxylum armatum DC. (Sẻn gai)
7. Zanthoxylum rhetsa (Roxb.) DC. (Sẻn hôi)
8. Zanthoxylum ovalifolium Wight (Hoàng mộc phi)

3. Sáu loài thực vật nào lần đầu tiên được cung cấp dẫn liệu về thành phần hóa học tinh dầu?

Sáu loài lần đầu tiên được phân tích và công bố dữ liệu thành phần hóa học tinh dầu trong luận án gồm:

1. Glycosmis crassifolia Ridl. (Cơm rượu lá mập)
2. Glycosmis mauritiana Ridl. (Cơm nguội đá)
3. Euodia simplicifolia Ridl. (Dấu dầu lá đơn)
4. Zanthoxylum ovalifolium Wight (Hoàng mộc phi)
5. Zanthoxylum laetum Drake (Hoàng mộc sai)
6. Clausena engleri Tanaka (Hồng bì engler)

4. Tinh dầu của loài Ba chạc (Euodia lepta) được thử nghiệm những hoạt tính sinh học nào?

Tinh dầu chiết xuất từ lá và quả của loài Ba chạc (Euodia lepta) được luận án đánh giá qua ba thử nghiệm sinh học in vitro:

• Hoạt tính kháng 7 chủng vi sinh vật kiểm định chuẩn (gồm 3 chủng vi khuẩn Gram dương, 3 chủng vi khuẩn Gram âm và 1 chủng nấm men) bằng phương pháp khuếch tán đĩa thạch và xác định giá trị nồng độ ức chế tối thiểu (MIC).
• Hoạt tính gây độc và ức chế sự tăng sinh tế bào ung thư theo phương pháp MTT, xác định tỷ lệ sống sót của tế bào CS% và nồng độ ức chế 50% số lượng tế bào ($IC_{50}$) so với chất chuẩn Ellipticine.
• Hoạt tính chống oxy hóa dập tắt gốc tự do trên hệ DPPH, xác định nồng độ trung hòa 50% gốc tự do ($SC_{50}$).

5. Cấu trúc dạng thân của 31 loài thuộc 4 chi họ Cam ở Nghệ An phân bố như thế nào?

Trong 31 loài được nghiên cứu tại Nghệ An, cấu trúc dạng thân được phân chia thành 4 nhóm:

• Nhóm cây gỗ nhỏ (GON): Chiếm ưu thế lớn nhất với 18 loài (58,06%), ví dụ như Clausena anisata, Euodia lepta, Glycosmis parviflora, Zanthoxylum avicennae.
• Nhóm cây bụi (BUI): Gồm 7 loài (22,58%), ví dụ như Clausena indica, Glycosmis pentaphylla, Glycosmis crassifolia.
• Nhóm dây leo gỗ hoặc bụi trườn (GLT): Gồm 4 loài (12,90%), gồm Zanthoxylum laetum, Zanthoxylum nitidum, Zanthoxylum ovalifolium.
• Nhóm cây gỗ lớn (GOL): Gồm 2 loài (6,45%), gồm Zanthoxylum myriacanthum và Zanthoxylum rhetsa.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ sinh học của tác giả Hoàng Danh Trung đã hoàn thành việc đánh giá toàn diện tính đa dạng loài, đặc điểm sinh học và thành phần hóa học tinh dầu của 4 chi Hồng bì (Clausena), Ba chạc (Euodia), Cơm rượu (Glycosmis), Muồng truổng (Zanthoxylum) thuộc họ Cam (Rutaceae) tại Nghệ An với 31 loài được xác định, chiếm 68,89% tổng số loài của 4 chi này ở Việt Nam. Công trình đã bổ sung vùng phân bố mới cho 8 loài, xây dựng bản đồ phân bố chi tiết bằng MapInfo 10.0, đồng thời phân tích thành phần hóa học tinh dầu của 15 loài và lần đầu tiên công bố dữ liệu tinh dầu cho 06 loài thực vật. Các kết quả thực nghiệm về hoạt tính kháng khuẩn, độc tế bào ung thư và chống oxy hóa của tinh dầu loài Ba chạc (Euodia lepta) đã cung cấp luận cứ khoa học quan trọng cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học và định hướng khai thác, ứng dụng bền vững nguồn tài nguyên cây tinh dầu tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tình hình nghiên cứu họ Cam (Rutaceae) 1. Trên thế giới Họ Cam được nghiên cứu từ thời Linnaeus (1753) với 7 chi và 19 loài [128]. Jussieu đã đặt tên cho họ Cam là Rutaceae với typus là Ruta L.

Công trình nghiên cứu tương đối toàn diện và có hệ thống về họ Cam cuối thế kỷ 19 phải kể đến A. Tác giả là người đầu tiên nghiên cứu khá kỹ về các đặc điểm từ hình thái ngoài của cơ quan sinh dưỡng và cơ quan sinh sản, đến số lượng nhiễm sắc thể, phân bố địa lý, cổ sinh vật, mối quan hệ thân cận giữa các taxon trong họ Cam. Tác giả cũng là người đầu tiên định hướng cho việc sử dụng tổng hợp các đặc điểm trong phân loại họ Cam, điều đó cho phép phân định giữa các taxon có căn cứ vững chắc hơn. Vì vậy, sau này nhiều công trình nghiên cứu về họ Cam đều dựa trên nền tảng hệ thống của A.

Engler, sử dụng các đặc điểm mà ông đã lựa chọn, như công trình của W. Trong công trình, tác giả sắp xếp 12 họ thực vật có hoa vào bộ Cam, trong đó có 4 họ có đại diện ở Việt Nam gồm: họ Cam (Rutaceae), họ Xoài (Anacardiaceae), họ Thanh thất (Simaroubaceae) và họ Xoan (Meliaceae). Với những nhóm đặc điểm được sử dụng như: tính đối xứng của hoa, tính chất rời hay dính nhau của bộ nhị và bộ nhụy, sự có mặt của tuyến nhựa trong vỏ thân hay tế bào tiết trong vỏ và ruột…để sắp xếp vị trí cho các taxon. Riêng họ Cam, tác giả đã chia thành 6 phân họ (subfamily), 10 tông (tribus) và 25 phân tông (subtribus), khoảng 150 chi và gần 1.600 loài trên toàn thế giới.Takhtajan khắc phục được những điểm còn chưa hợp lý của hệ thống A.

Engler, với bổ sung của W. Reece (1967) và các công trình nghiên cứu trước đó, A.Takhtajan xếp bộ Cam gồm 10 họ, trong đó có 3 họ có đại diện ở Việt Nam (gồm: họ Cam (Rutaceae), họ Xoan (Meliaceae) 5 và họ Thanh thất (Simaroubaceae); ông cũng chia thành 2 bộ, tách họ Cam thuộc cùng một nhóm với họ Thanh thất (Simaroubaceae) và họ Xoan (Meliaceae) thuộc phân bộ còn lại. Đối với họ Cam (Rutaceae), ông chia thành 7 phân họ [103]. Bên cạnh các công trình nghiên cứu tổng thể các taxon trong họ Cam (Rutaceae) trên toàn thế giới còn có các công trình nghiên cứu riêng mỗi taxon, nhóm taxon hay các công trình Thực vật chí các nước.

Một số công trình thực vật chí đáng chú ý: J. Hooker (1875) đã chia họ Cam (Rutaceae) ở Ấn Độ và các vùng lân cận thành 4 tông: Ruteae, Zanthoxyleae, Toddalieae, Auratieae. Tác giả đã mô tả 23 chi và 78 loài của vùng này [64]. Đây là những dẫn liệu phong phú góp phần xây dựng hệ thống phân loại họ Cam của G.

Tuy nhiên, một số đặc điểm mà tác giả lựa chọn để phân biệt các chi không thể hiện tính đối lập rõ ràng, ví dụ khi phân biệt 2 chi Ruta và Peganum: đặc điểm “tràng 4-5” đều xuất hiện ở cả hai nhóm để phân biệt 2 chi. Stone (1972) đã công bố kết quả nghiên cứu về họ Cam trong Thực vật chí Malaysia, gồm 3 họ, 4 tông đã được lập khóa định loại, các taxon được xếp theo Reece (1967), so với các công trình Thực vật chí khác, tác giả có chỉ rõ quan điểm kế thừa hệ thống phân loại của tác giả đáng tin cậy, vì vậy các taxon được sắp xếp vào các nhóm phân loại thích hợp. Các thông tin về loài như danh pháp, mô tả, phân bố đã được công bố tương đối đầy đủ, tuy nhiên hình vẽ minh họa còn ít, chưa có mẫu nghiên cứu [100]. Chang và cộng sự (1993) đã biên soạn họ Cam trong Thực vật chí Đài Loan, tác giả không phân chia thành phân họ hay tông mà chỉ lập khóa định loại, mô tả 13 chi và 31 loài, trong đó các chi và loài được mô tả đầy đủ về danh pháp, tài liệu công bố, mẫu nghiên cứu, một số loài có hình ảnh minh họa đầy đủ [49].

Tuy vậy, đây là cuốn sách thực vật chí có giá trị khoa học lớn, là tài liệu tham khảo quan trọng cho những ai nghiên cứu về Rutaceae sau này. Ngoài ra, còn có nhiều công trình nghiên cứu về họ Cam ở Thái Lan, Lào, Myanma,. Ở Việt Nam Người đầu tiên nghiên cứu họ Cam ở Việt Nam là Loureiro (1790). Tác giả đã mô tả 6 chi và 12 loài có ở Việt Nam [127].

Guillaumin đã mô tả 18 chi và 63 loài ở Đông Dương trong đó có 53 loài phân bố ở Việt Nam [125]. Đến năm 1970, Lê Khả Kế và cộng sự đã xây dựng khóa định loại của 12 chi và mô tả 31 loài có ở Việt Nam [19]. Nguyễn Tiến Bân (1997) trong công trình “Cẩm nang tra cứu và nhận biết các họ thực vật hạt kín ở Việt Nam” đã mô tả đặc điểm chính của họ và lập khóa định loại của 28 chi thuộc họ Cam ở Việt Nam [2]. Sau này, nghiên cứu về họ Cam ở Việt Nam phải kể đến công trình nghiên cứu của Phạm Hoàng Hộ, trong bộ “Cây cỏ Việt Nam” được tái bản năm 2003, tác giả đã xây dựng khóa định loại cho 22 chi và mô tả sơ lược 117 loài [13], [14].

Trần Kim Liên (2003) trong công trình “Danh lục các loài thực vật Việt Nam” thống kê và cập nhập danh pháp hiện nay của 27 chi và 128 loài trong họ Cam có ở Việt Nam. Đây là công trình khái quát cơ bản về họ Cam ở Việt Nam [22]. Những công trình đề cập đến giá trị sử dụng của họ Cam như: Trần Đình Lý (1993) trong công trình “1900 loài cây có ích ở Việt Nam” đã thống kê 35 loài có ích thuộc họ Cam [25]. Đặc biệt công trình “Từ điển cây thuốc Việt Nam” (2012) của Võ Văn Chi đã đề cập đến 61 loài thuộc họ Cam được sử dụng làm thuốc [8].

Gần đây nhất, năm 2012, Bùi Thu Hà với công trình “Nghiên cứu phân loại họ Cam (Rutaceae Juss.) ở Việt Nam” tác giả đã mô tả, vẽ hình chi tiết và đưa ra khóa phân loại các chi và loài cho họ Cam, đồng thời đã công bố ở Việt Nam có 107 7 loài, 1 phân loài và 3 thứ thuộc 26 chi, 5 tông và 3 phân họ [10]. Nguyễn Tiến Bân và cộng sự (1984) trong Danh lục thực vật Tây Nguyên đã thống kê được 45 loài và 13 chi thuộc họ Cam [3]. Sau này, Phùng Ngọc Lan và cộng sự (1996) khi nghiên cứu hệ thực vật Cúc Phương đã công bố 30 loài và 9 chi thuộc họ Cam [21]. Năm 1997, Phan Kế Lộc và cộng sự (1997) đã công bố loài 27 và 10 chi của họ Cam ở khu vực Sông Đà [23].

Lê Trần Chấn và cs (1999) đã thống kê trong hệ thực vật Việt Nam có 120 loài thuộc 21 chi thuộc họ Cam [7]. Nguyễn Nghĩa Thìn và cộng sự (1998) công bố loài 28 và 11 chi thuộc họ Cam ở VQG Hoàng Liên [38]. Trong cuốn Đa dạng hệ Nấm và thực vật VQG Bạch Mã đã thống kê 16 loài và 10 chi thuộc họ Cam [37]. Nguyễn Nghĩa Thìn và cộng sự (2004) công bố 51 loài và 12 chi thuộc họ Cam ở VQG Pù Mát [36].

Trần Minh Hợi và cs (2008) đã nghi nhận họ Cam ở VQG Xuân Sơn có 9 chi và 20 loài thuộc họ Cam [15]. Lê Thị Hương và cộng sự (2012) đã công bố 24 loài và 13 chi thuộc họ Cam phân bố ở Pù Hoạt [18]. Gần đây, Đậu Bá Thìn và cs (2016) ghi nhận ở Khu BTTN Pù Luông có 20 loài thuộc 10 chi của họ Cam [34]. Nghiên cứu về họ Cam ở Việt Nam ngoài một số công trình của Phạm Hoàng Hộ (1993, 2000), Trần Kim Liên (2003) còn có một số công trình thống kê mang tính chất của vùng, miền, VQG, KBTTN.

Gần đây nhất là công trình của Bùi Thu Hà (2012), được xem hoàn chỉnh nhất đến thời điểm hiện tại. Trong đó, chi Hồng bì (Clausena) có khoảng 30 loài phân bố ở châu Á, châu Phi, châu Úc. Việt Nam hiện gặp 10 loài; chi Ba chạc (Euodia), còn gọi là Dấu dầu, Thôi chanh: Có khoảng 120 loài phân bố ở vùng Ấn Độ-Mã Lai đến Bắc Trung Quốc và châu Úc. Ở Việt Nam gặp 6 loài phân bố rộng ở các khu vực trong cả nước; chi Cơm rượu (Glycosmis) có 50 loài, ở Việt Nam mới gặp 19 loài.

Chi Muồng truổng (Zanthoxylum), còn gọi là Hạt sẻn, Hoàng mộc: Có khoảng 250 loài phân bố ở châu Á, châu Phi, Ôxtrâylia, Bắc Mỹ trong vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, một số ít ở ôn đới. Đây là công trình nghiên cứu đầy đủ nhất về 4 chi của họ Cam (Rutaceae) ở Việt Nam. Tuy nhiên, trong công trình này, tác giả chỉ đề cập đến một số địa điểm thu mẫu cụ thể, chưa mang tính chất của toàn vùng. Vì vậy, 8 cần có những nghiên cứu đầy đủ hơn nữa để đánh giá toàn diện các loài và tiềm năng ứng dụng của chúng trong tương lai.

Như vậy, trên thế giới và ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu về họ Cam (Rutaceae), tuy nhiên đây là một họ thực vật rất có giá trị về mặt kinh tế, cung cấp nhiều nguồn gen có giá trị về mặt y dược, hoá mỹ phẩm, thực phẩm… Vì vậy, việc thống kê một cách đầy đủ, cập nhật thành phần loài của họ này là một công việc hết sức cần thiết và quan trọng. Ở Nghệ An Nghiên cứu về họ Cam ở Nghệ An chưa có công trình nào mang tính hệ thống mà chỉ có các công trình thống kê riêng lẻ về họ này điển hình như Phạm Hồng Ban (2001) khi nghiên cứu hệ sinh thái sau nương rẫy ở vùng Tây Nam Nghệ An đã xác định được 12 loài 6 chi [1]. Trong cuốn Đa dạng thực vật VQG Pù Mát của các tác giả Nguyễn Nghĩa Thìn và Nguyễn Thanh Nhàn (2004) đã thống kê được 12 chi và 51 loài [36]. Ở Pù Hoạt, Lê Thị Hương và Đỗ Ngọc Đài (2012) đã thống kê được 6 chi và 21 loài [18].

Hồ Thị Hải (2015), khi nghiên cứu họ Cam ở Lục Dạ và Châu Khê thuộc vùng đệm VQG Pù Mát đã xác định được 35 loài thuộc 13 chi [12]. Gần đây, trong quá trình điều tra về các loài thực vật có tinh dầu ở VQG Pù Mát thì Nguyễn Viết Hùng (2017) đã thống kê được 13 chi, 31 loài [17]. Cũng năm này, Nguyễn Thanh Nhàn đã công bố ở VQG Pù Mát có 12 chi và 53 loài [27].