Tổng quan luận án

Công trình "Nghiên cứu đa dạng loài và thành phần hóa học tinh dầu một số loài thuộc họ Sim (Myrtaceae Juss. 1789) ở tỉnh Hà Tĩnh" là luận án tiến sĩ sinh học, chuyên ngành Thực vật học (mã số: 9420111), được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Trần Hậu Khanh dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Phạm Hồng Ban (Trường Đại học Vinh) và PGS. Trần Minh Hợi (Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Luận án được hoàn thành và bảo vệ tại Trường Đại học Vinh vào tháng 6 năm 2022.

Về tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu, Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với hệ thực vật phong phú, trong đó nhóm cây chứa tinh dầu đã ghi nhận khoảng 657 loài thuộc 357 chi và 114 họ. Họ Sim (Myrtaceae Juss. 1789) là một trong những họ thực vật lớn của ngành Ngọc lan (Magnoliophyta), trên quy mô toàn cầu có khoảng 5.950 loài thuộc 132 chi và tại Việt Nam đã ghi nhận 15 chi với 107 loài và thứ. Đây là họ thực vật có nhiều giá trị sử dụng trong đời sống như lấy gỗ, làm thuốc, chiết xuất tinh dầu, làm cây cảnh và cung cấp quả ăn, mang lại tiềm năng sinh thái và kinh tế quan trọng. Tỉnh Hà Tĩnh sở hữu diện tích rừng tự nhiên lớn cùng các hệ sinh thái đặc trưng như Vườn Quốc gia Vũ Quang và Khu Bảo tồn Thiên nhiên Kẻ Gỗ. Tuy nhiên, trước thời điểm nghiên cứu, các công trình tại Hà Tĩnh mới chỉ đề cập rải rác một số loài họ Sim trong các đợt khảo sát đa dạng chung mà chưa có một công trình nào nghiên cứu toàn diện, có hệ thống về đa dạng loài, đặc điểm sinh học, cũng như phân tích thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học của các loài thuộc họ này.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án gồm mục tiêu chung và các mục tiêu cụ thể:

  • Mục tiêu chung: Đánh giá được tính đa dạng về thành phần loài và đặc điểm sinh học, thành phần hóa học và thử hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu một số loài trong họ Sim (Myrtaceae) ở tỉnh Hà Tĩnh.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Đánh giá tính đa dạng về thành phần loài và đặc điểm sinh học của các loài trong họ Sim (Myrtaceae) ở tỉnh Hà Tĩnh.
    2. Phân tích thành phần hóa học trong tinh dầu lá, hoa, quả của một số loài thuộc họ Sim (Myrtaceae) ở tỉnh Hà Tĩnh.
    3. Thử hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu lá của một số loài trong họ Sim (Myrtaceae) ở tỉnh Hà Tĩnh.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Tất cả các loài thực vật thuộc họ Sim (Myrtaceae) ở tỉnh Hà Tĩnh, bao gồm cả những loài phân bố tự nhiên, các loài nhập nội và cây trồng.
  • Phạm vi không gian: Thực hiện trên địa bàn toàn tỉnh Hà Tĩnh, tập trung chủ yếu vào các khu vực trọng điểm gồm Vườn Quốc gia Vũ Quang, Khu Bảo tồn Thiên nhiên Kẻ Gỗ, Khu vực rừng phòng hộ huyện Hương Sơn, Khu Bảo tồn đa dạng sinh học đầu nguồn sông Ngàn Phố, Khu vực rừng phòng hộ Hương Khê, Khu vực rừng phòng hộ Nam Hà Tĩnh, Khu vực rừng phòng hộ Hồng Lĩnh và huyện Nghi Xuân, cùng các sinh cảnh tại huyện Thạch Hà và thành phố Hà Tĩnh.
  • Phạm vi thời gian: Quá trình điều tra thực địa, thu thập mẫu vật và thực nghiệm phân tích được triển khai từ tháng 5 năm 2018 đến tháng 5 năm 2022.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã điểm lại lịch sử nghiên cứu phân loại thực vật học, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của họ Sim (Myrtaceae) trên thế giới, tại Việt Nam và tại địa bàn tỉnh Hà Tĩnh.

Về phân loại thực vật trên thế giới, nghiên cứu họ Sim bắt đầu từ giữa thế kỷ XVIII khi C. Linnaeus (1753) mô tả 3 chi với 13 loài (Psidium, Eugenia, Myrtus). Jussieu (1789) chính thức xác lập tên họ Myrtaceae. Gaertner (1732–1791) tách phần lớn chi Eugenia ở cựu lục địa sang chi Syzygium. Blume (1826) thiết lập chi Cleistocalyx tách từ Eugenia. Các công trình phân loại và thực vật chí lớn trên thế giới gồm: Gagnepain (1908) trong Bộ thực vật chí đại cương Đông Dương (xếp 11 chi, 80 loài); J. Duthie trong "Flora of British India" (1879) do J. Hooker chủ biên (12 chi, 158 loài); Humbert trong "Flore de Madagascar et des Comores" (3 chi, 58 loài); Hartley và Perry tại New Guinea (6 chi, 139 loài); Peter G. Wilson (2011) thống kê họ Sim gồm 142 chi và trên 5.500 loài; Neil Snow và L. A. Craven (2010), Brambach, James và Culmsee (2017), Shuichiro và cộng sự (2017) đã công bố thêm nhiều loài mới thuộc chi Syzygium ở Đông Nam Á.

Về hóa học tinh dầu và hoạt tính sinh học trên thế giới, các tác giả Lawrence (1992–2001), Southwell (thống kê tinh dầu của 523 loài họ Sim và 12 loài Eucalyptus thương mại), Joseph và cộng sự (tinh dầu lá 17 loài Rhodamnia ở Úc), Siti (Malaysia, 8 loài chi Eugenia), Raju và cộng sự (Nam Phi), Rameshkumar và cộng sự (Tây Nam Ấn Độ, 6 loài chi Syzygium) đã làm rõ nhiều cấu tử monoterpen và sesquiterpen. Về hoạt tính sinh học, G. Lam (1992), Hammer và cộng sự, Christophe Wiart (2006), Teixeira và cộng sự, Sharma và cộng sự (2014) đã ghi nhận khả năng kháng khuẩn, chống oxy hóa và gây độc tế bào của tinh dầu các loài như Syzygium aromaticum, Eucalyptus globulus.

Tại Việt Nam, nghiên cứu thực vật học họ Sim bắt đầu từ J. Loureiro (1788) trong "Flora Cochinchinensis" (3 chi, 15 loài), tiếp nối qua các công trình của Phạm Hoàng Hộ (1960, 1993, 2003), Pócs Tamás (1965), Lê Khả Kế và cộng sự (1969), và Nguyễn Kim Đào (2003 trong "Danh lục các loài thực vật Việt Nam" ghi nhận 15 chi, 107 loài và thứ). Giá trị sử dụng và cây thuốc họ Sim được thống kê trong các công trình của Trần Đình Lý và cộng sự (1993), Lê Trần Đức (1997), Đỗ Tất Lợi (1999), Đỗ Huy Bích và cộng sự (2004), Võ Văn Chi (2012), Viện Dược Liệu (2016). Về hóa học tinh dầu tại Việt Nam, các nghiên cứu tiêu biểu gồm Vũ Ngọc Lộ (1977, 1998), Võ Văn Lẹo và cộng sự (1993), Nguyễn Xuân Dũng và cộng sự (1994, 1996, 1999), Hoàng Văn Lựu (1996), Lã Đình Mỡi và cộng sự (2001), Trần Huy Thái và cộng sự (2001), Đỗ Ngọc Đài và cộng sự (2015), Lê Thị Hương và cộng sự (2015), Nguyễn Thị Dung và cộng sự (2009), Trần Gia Bửu và cộng sự (2018).

Tại tỉnh Hà Tĩnh, các dẫn liệu trước đây chỉ mang tính khảo sát cục bộ: Viện Điều tra Quy hoạch Rừng (FIPI), Cục Kiểm lâm và WWF (1993–1998) ghi nhận 5 chi, 17 loài tại Vườn Quốc gia Vũ Quang; Lê Trọng Trải và cộng sự (1996) công bố 5 chi, 6 loài tại Khu Bảo tồn Thiên nhiên Kẻ Gỗ; Lê Duy Linh (2020) thống kê 5 chi, 14 loài cây có tinh dầu thuộc họ Sim tại Vũ Quang. Tổng cộng trước khi luận án thực hiện, toàn tỉnh mới chỉ ghi nhận 25 loài thuộc 4 chi.

Khoảng trống nghiên cứu được luận án lựa chọn giải quyết: Cung cấp hệ thống dữ liệu hoàn chỉnh về thành phần loài, vùng phân bố, dạng thân, giá trị sử dụng và đặc điểm hình thái của họ Sim tại Hà Tĩnh; đồng thời phân tích định lượng, định tính thành phần hóa học tinh dầu và kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn của các loài chưa từng được nghiên cứu trước đây.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân loại

  • Phân loại học thực vật: Dựa trên hệ thống phân loại hình thái so sánh truyền thống kết hợp việc hiệu chỉnh danh pháp theo Danh lục các loài thực vật Việt Nam (Nguyễn Kim Đào, 2003) và cơ sở dữ liệu quốc tế The Plant List. Tên chi, loài và tác giả danh pháp được rà soát theo Brummitt và Powell.
  • Lý thuyết về tinh dầu: Khái niệm tinh dầu theo Dược điển Pháp (1965, 1987) và Dược điển Việt Nam, chia thành 4 nhóm hợp chất chính: hợp chất aliphatic, terpen và các dẫn xuất oxy hóa (monoterpen, sesquiterpen), dẫn xuất benzen và các hợp chất chứa dị tố (nitrogen, lưu huỳnh).
  • Đánh giá dạng thân và công dụng: Phân chia dạng thân theo tiêu chuẩn điều tra rừng Việt Nam (cây gỗ lớn, gỗ trung bình, gỗ nhỏ, cây bụi) và phân loại giá trị sử dụng thành 7 nhóm (cho tinh dầu, lấy gỗ, làm thuốc, ăn quả, làm cảnh, tanin/thuốc nhuộm, và công dụng khác).

Phương pháp nghiên cứu thực vật học

  • Phương pháp điều tra thực địa: Kế thừa tài liệu và thực hiện theo phương pháp của Nguyễn Nghĩa Thìn (2007). Nghiên cứu sinh thiết lập các tuyến khảo sát cắt ngang qua các sinh cảnh đại diện tại 7 khu vực trọng điểm của tỉnh Hà Tĩnh:
    • Rừng phòng hộ Hương Sơn (3 tuyến).
    • Rừng phòng hộ Hương Khê (3 tuyến).
    • Vườn Quốc gia Vũ Quang (5 tuyến).
    • Rừng phòng hộ Hồng Lĩnh và Nghi Xuân (6 tuyến).
    • Huyện Thạch Hà và thành phố Hà Tĩnh (5 tuyến).
    • Khu Bảo tồn Thiên nhiên Kẻ Gỗ (5 tuyến).
    • Rừng phòng hộ Nam Hà Tĩnh (5 tuyến).
  • Thu thập và xử lý mẫu vật: Tiến hành thu thập 531 đến 551 mẫu tiêu bản thực vật ngoài thực địa, ghi chép tọa độ bằng GPS, chụp ảnh sinh cảnh và đặc điểm hình thái. Mẫu vật được xử lý, ép nhiệt, sấy khô và tẩm cồn tại Trung tâm Thực hành - Thí nghiệm, Trường Đại học Vinh.
  • Định loại hình thái so sánh: Đối chiếu với các bộ thực vật chí và tài liệu chuyên khảo gồm "Cây cỏ Việt Nam" (Phạm Hoàng Hộ), "Danh lục các loài thực vật Việt Nam" (Nguyễn Kim Đào), "Tên cây rừng Việt Nam", "Flora of China", "Flora of Thailand".

Phương pháp nghiên cứu thành phần hóa học tinh dầu

  • Thu hái và chiết xuất: Mẫu lá bánh tẻ, hoa và quả tươi (khối lượng từ 0,5 đến 3 kg mỗi mẫu) được thu hái, cắt nhỏ và chưng cất lôi cuốn hơi nước có hồi lưu bằng thiết bị Clevenger trong thời gian 3–4 giờ ở áp suất thường.
  • Định lượng: Tính hàm lượng và hiệu suất tinh dầu theo khối lượng tươi ($Y%$) theo Dược điển Việt Nam bằng công thức: $$Y% = \frac{V \times 0{,}9 \times 100}{m}$$ Trong đó $V$ là thể tích tinh dầu thu được (ml), $m$ là khối lượng mẫu lá tươi (g), $0{,}9$ là hằng số tỷ trọng quy ước của tinh dầu nhẹ hơn nước.
  • Phân tích sắc ký khí (GC-FID): Thực hiện trên hệ thống Agilent Technologies HP 6890N Plus, đầu dò FID (nhiệt độ 260°C), buồng tiêm 250°C, cột mao quản HP-5MS (dài 30 m, đường kính trong 0,25 mm, độ dày màng pha tĩnh 0,25 µm), khí mang hydro. Chương trình nhiệt độ: giữ 60°C trong 2 phút, tăng 4°C/phút đến 220°C, giữ đẳng nhiệt 10 phút.
  • Phân tích sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS): Thực hiện trên hệ thống Agilent Technologies HP 6890N ghép nối detector khối phổ HP 5973 MSD, sử dụng khí mang heli (He) với cùng loại cột và chương trình nhiệt.
  • Định danh cấu tử: Dựa vào chỉ số lưu giữ RI (Retention Index) so với dãy đồng đẳng n-ankan chuẩn, sắc ký nội chuẩn (co-injection) với chất chuẩn thương mại của hãng Sigma-Aldrich, và so sánh dữ liệu phổ khối chuẩn với thư viện phổ NIST 08 và Wiley 9th Version. Tính tỷ lệ phần trăm các cấu tử dựa trên diện tích pic sắc ký FID không dùng hệ số hiệu chỉnh.

Phương pháp thử hoạt tính sinh học kháng vi sinh vật

  • Vi sinh vật kiểm định chuẩn: Thử nghiệm trên 7 chủng vi sinh vật gồm:
    • 3 chủng vi khuẩn Gram dương (+): Enterococcus faecalis (ATCC 299212), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Bacillus cereus (ATCC 14579).
    • 3 chủng vi khuẩn Gram âm (-): Escherichia coli (ATCC 25922), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), Salmonella enterica (ATCC 13076).
    • 1 chủng nấm men: Candida albicans (ATCC 10231).
  • Quy trình thử nghiệm:
    • Bước 1: Thử sơ bộ bằng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch với khoanh giấy lọc tẩm mẫu tinh dầu nồng độ 1 mg/ml trong ethanol 96°. Mẫu có đường kính vòng vô khuẩn $\ge 20$ mm được xác định là dương tính.
    • Bước 2: Xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ ức chế 50% (IC50) theo phương pháp pha loãng của A. Kandel (1996). Mẫu có giá trị MIC $\le 200$ µg/ml được coi là có hoạt tính kháng vi sinh vật dương tính.
    • Môi trường nuôi cấy và đối chứng: Môi trường TSB và Eugon Broth cho vi khuẩn (ủ 37°C/24 giờ); môi trường SDB và Mycophil cho nấm men (ủ 30°C/48 giờ). Đối chứng dương gồm Streptomycin (cho Gram +), Tetracyclin (cho Gram -), Nystatin/Amphotericin B (cho nấm men) pha trong DMSO 100%.

Phương pháp xử lý số liệu

Xử lý, tổng hợp và phân tích dữ liệu nghiên cứu thực vật học, sắc ký và vi sinh học trên phần mềm Microsoft Office Excel 2016.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương 1 khái quát các nghiên cứu về hệ thống phân loại học của họ Sim (Myrtaceae) từ giữa thế kỷ XVIII đến nay, tổng hợp các dẫn liệu về thành phần hóa học tinh dầu và các hoạt tính sinh học của các chi lớn (Syzygium, Eugenia, Eucalyptus, Melaleuca, Rhodamnia, Baeckea, Cleistocalyx). Chương này cũng hệ thống hóa các đặc điểm sinh học hình thái (thân gỗ, lá mọc đối hoặc cách có tuyến tinh dầu, hoa mẫu 4–5 với nhiều nhị, quả mọng hoặc quả nang), đặc tính sinh thái và mùa hoa quả quanh năm của họ Sim. Bên cạnh đó, tác giả phân tích điều kiện tự nhiên, địa hình đồi núi chiếm 80%, khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùa đông lạnh, tài nguyên đất và 276.003 ha diện tích rừng (độ che phủ 45%) tại tỉnh Hà Tĩnh, cũng như các chỉ tiêu kinh tế - xã hội (quy mô GRDP năm 2020 đạt 80.525,58 tỷ đồng) làm bối cảnh cho việc nghiên cứu và khai thác nguồn tài nguyên thực vật.

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

Chương 2 mô tả chi tiết đối tượng nghiên cứu gồm các loài họ Sim phân bố tự nhiên và gieo trồng tại Hà Tĩnh. Tác giả thiết lập hệ thống 33 tuyến điều tra thực địa trên địa bàn toàn tỉnh trong thời gian 2018–2022. Chương này chuẩn hóa quy trình thu hái 531–551 mẫu tiêu bản; quy trình chưng cất tinh dầu bằng thiết bị Clevenger; các thông số vận hành của hệ thống sắc ký khí GC-FID và GC-MS; kỹ thuật định danh cấu tử hóa học qua chỉ số RI và thư viện NIST 08, Wiley 9th; cùng phương pháp thử nghiệm vi sinh vật học xác định MIC, IC50 trên 7 chủng chuẩn ATCC.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 là phần nội dung trọng tâm của luận án, trình bày kết quả thực nghiệm về đa dạng phân loại học, dạng thân, giá trị sử dụng, đặc điểm hình thái chi tiết của từng taxon, thành phần hóa học tinh dầu và hoạt tính kháng khuẩn.

1. Đa dạng thành phần loài và cấu trúc phân loại họ Sim ở Hà Tĩnh

Nghiên cứu đã xác định được 63 loài thuộc 13 chi của họ Sim phân bố tại Hà Tĩnh. Trong đó có 33 loài phân bố tự nhiên (chiếm 52,38%), 23 loài nhập nội (chiếm 36,51%) và 7 loài trồng (chiếm 11,11%).

TT Chi Số loài Tỷ lệ (%) Nguồn gốc phân bố
1 Baeckea 1 1,59 Tự nhiên
2 Callistemon 1 1,59 Nhập nội
3 Cleistocalyx 4 6,35 03 tự nhiên, 01 trồng
4 Decaspermum 2 3,17 Tự nhiên
5 Eucalyptus 14 22,22 Nhập nội
6 Eugenia 1 1,59 Nhập nội
7 Feijoa 1 1,59 Nhập nội
8 Melaleuca 2 3,17 01 tự nhiên, 01 nhập nội
9 Myrciaria 1 1,59 Nhập nội
10 Psidium 3 4,76 Nhập nội
11 Rhodamnia 1 1,59 Tự nhiên
12 Rhodomyrtus 1 1,59 Tự nhiên
13 Syzygium 31 49,21 24 tự nhiên, 06 trồng, 01 nhập nội
Tổng 13 chi 63 100,00 33 tự nhiên, 23 nhập nội, 7 trồng

So sánh với hệ thực vật Việt Nam (Nguyễn Kim Đào, 2003 ghi nhận 15 chi, 107 loài và thứ), họ Sim ở Hà Tĩnh chiếm 86,67% tổng số chi và 58,87% tổng số loài hiện biết ở Việt Nam. Chi Syzygium chiếm tỷ lệ cao nhất với 31 loài (chiếm 49,21% tổng số loài của họ tại Hà Tĩnh và đạt 50,82% số loài Syzygium cả nước). Chi Eucalyptus có 14 loài nhập nội (chiếm 22,22%). Luận án ghi nhận 2 chi lần đầu có mặt ở Việt Nam qua con đường nhập trồng là Feijoa (loài Feijoa sellowiana) và Myrciaria (loài Myrciaria cauliflora). Có 6 chi đạt 100% số loài so với hệ thực vật toàn quốc (Baeckea, Callistemon, Eugenia, Melaleuca, Psidium, Rhodomyrtus).

Luận án bổ sung vùng phân bố tại Hà Tĩnh cho 38 loài thuộc 9 chi: Syzygium (21 loài), Eucalyptus (9 loài), Cleistocalyx (2 loài), Decaspermum (1 loài), Callistemon (1 loài), Eugenia (1 loài), Feijoa (1 loài), Myrciaria (1 loài), Psidium (1 loài).

2. Đa dạng về dạng thân

Cấu trúc dạng thân của 63 loài họ Sim tại Hà Tĩnh được thống kê thành 4 nhóm:

TT Dạng thân Ký hiệu Số loài Tỷ lệ (%) Các chi đại diện chính
1 Cây gỗ nhỏ GON 26 41,27 Cleistocalyx, Melaleuca, Syzygium
2 Cây gỗ trung bình GOT 16 25,40 Cleistocalyx, Eucalyptus, Myrciaria, Syzygium
3 Cây gỗ lớn GOL 11 17,46 Eucalyptus, Syzygium
4 Cây bụi BUI 10 15,87 Baeckea, Decaspermum, Eugenia, Feijoa, Psidium, Rhodamnia, Rhodomyrtus
Tổng 63 100,00

Nhóm cây gỗ nhỏ và cây gỗ trung bình chiếm ưu thế chủ đạo với tổng cộng 42 loài (chiếm 66,67%).

3. Đa dạng về giá trị sử dụng

Cả 63 loài (100%) đều có ít nhất một giá trị sử dụng và được xếp vào 7 nhóm công dụng:

TT Nhóm giá trị sử dụng Ký hiệu Số loài Tỷ lệ (%)
1 Cây cho tinh dầu CTD 63 100,00
2 Cây lấy gỗ LGO 48 76,19
3 Cây làm thuốc THU 32 50,79
4 Cây cho quả ăn được ANQ 25 39,68
5 Cây làm cảnh CAN 11 17,46
6 Cây có công dụng khác (làm củi, chổi, giấy...) # 7 11,11
7 Cây cho tanin, thuốc nhuộm TAN 4 6,35

4. Thành phần hóa học tinh dầu một số loài họ Sim ở Hà Tĩnh

Luận án đã chưng cất và phân tích thành phần hóa học tinh dầu lá của 11 loài (thuộc 5 chi: Cleistocalyx, Decaspermum, Melaleuca, Rhodamnia, Syzygium), đồng thời phân tích thêm tinh dầu hoa và tinh dầu quả của loài Decaspermum parviflorum.

Các loài được phân tích gồm:

  1. Trâm vối lá đen (Cleistocalyx nigrans): Tinh dầu lá (lần đầu công bố).
  2. Trâm gân mạng (Cleistocalyx retinervius): Tinh dầu lá (lần đầu công bố).
  3. Thập tử hoa nhỏ (Decaspermum parviflorum): Tinh dầu lá, hoa và quả (lần đầu công bố).
  4. Tràm gió (Melaleuca quinquenervia): Tinh dầu lá.
  5. Sim rừng lớn (Rhodamnia dumetorum): Tinh dầu lá (lần đầu công bố).
  6. Đinh hương (Syzygium aromaticum / Syzygium caryophyllatum): Tinh dầu lá.
  7. Trâm bullock (Syzygium bullockii): Tinh dầu lá (lần đầu công bố).
  8. Trâm hance (Syzygium hancei): Tinh dầu lá (lần đầu công bố).
  9. Trâm hoa dài (Syzygium lineatum): Tinh dầu lá (lần đầu công bố).
  10. Trâm quả trắng (Syzygium tsoongii): Tinh dầu lá (lần đầu công bố).
  11. Trâm tích lan (Syzygium zeylanicum): Tinh dầu lá (lần đầu công bố).

5. Kết quả thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định

Hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm được xác định đối với tinh dầu lá của 3 loài: Syzygium tsoongii (Trâm quả trắng), Syzygium bullockii (Trâm bullock) và Syzygium zeylanicum (Trâm tích lan).

  • Tinh dầu lá của cả 3 loài đều thể hiện khả năng ức chế đối với 3 chủng vi khuẩn Gram (+): Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus và Bacillus cereus.
  • Tinh dầu lá của Syzygium bullockii và Syzygium tsoongii có khả năng ức chế chủng nấm men Candida albicans.
  • Tinh dầu lá của Syzygium bullockii thể hiện hoạt tính kháng khuẩn trên chủng vi khuẩn Gram (-) Escherichia coli với giá trị nồng độ ức chế tối thiểu MIC = 128 µg/mL và IC50 = 46,67 µg/mL.

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

  1. Về mặt phân loại và đa dạng thực vật học:
    • Cung cấp hệ thống dữ liệu toàn diện đầu tiên về thực vật họ Sim (Myrtaceae) tại tỉnh Hà Tĩnh với 63 loài thuộc 13 chi.
    • Bổ sung vùng phân bố mới tại Hà Tĩnh cho 38 loài thuộc 09 chi.
    • Ghi nhận 2 chi mới du nhập và phân bố gieo trồng tại Việt Nam gồm chi Feijoa (loài Feijoa sellowiana (O.Berg)) và chi Myrciaria (loài Myrciaria cauliflora (Mart.Berg)).
    • Cung cấp bản mô tả hình thái, đặc tính sinh thái, tọa độ phân bố và mùa hoa quả của các loài nghiên cứu.
  2. Về mặt hóa học tinh dầu:
    • Cung cấp dữ liệu định lượng hàm lượng và thành phần hóa học tinh dầu lá của 11 loài thuộc 05 chi, tinh dầu hoa và tinh dầu quả của 01 loài.
    • Lần đầu tiên công bố thành phần hóa học tinh dầu lá của 09 loài: Cleistocalyx nigrans, Cleistocalyx retinervius, Decaspermum parviflorum, Rhodamnia dumetorum, Syzygium bullockii, Syzygium hancei, Syzygium lineatum, Syzygium tsoongii, và Syzygium zeylanicum.
    • Lần đầu tiên công bố thành phần hóa học tinh dầu hoa và tinh dầu quả của loài Decaspermum parviflorum.
  3. Về hoạt tính sinh học:
    • Xác định hoạt tính kháng khuẩn của tinh dầu lá 3 loài (Syzygium tsoongii, Syzygium bullockii, Syzygium zeylanicum) trên các chủng vi khuẩn Gram (+) gồm Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus.
    • Xác định hoạt tính kháng nấm men Candida albicans của tinh dầu lá Syzygium bullockii và Syzygium tsoongii.
    • Xác định hoạt tính kháng vi khuẩn Gram (-) Escherichia coli của tinh dầu lá loài Trâm bullock (Syzygium bullockii) với giá trị MIC = 128 µg/mL (IC50 = 46,67 µg/mL).

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Đề xuất các cơ quan quản lý và địa phương tại tỉnh Hà Tĩnh xây dựng phương án bảo tồn nguyên vị (in-situ) các loài tự nhiên quý hiếm trong họ Sim tại Vườn Quốc gia Vũ Quang và Khu Bảo tồn Thiên nhiên Kẻ Gỗ.
  • Quy hoạch, khai thác hợp lý và nhân rộng các loài có giá trị kinh tế cao như cây cho tinh dầu, cây thuốc, cây ăn quả và cây lấy gỗ nhằm phục vụ phát triển kinh tế - xã hội địa phương theo hướng bền vững.
  • Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng tinh dầu các loài chi Syzygium và Cleistocalyx trong sản xuất dược liệu kháng khuẩn tự nhiên.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Về mặt hạn chế, trong khuôn khổ thời gian và nguồn lực nghiên cứu, luận án mới tiến hành phân tích thành phần hóa học tinh dầu trên 11 loài đại diện thuộc 5 chi và chỉ thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định đối với tinh dầu lá của 3 loài thuộc chi Syzygium. Các bộ phận khác (thân, vỏ, rễ) và các loài còn lại trong tổng số 63 loài của họ Sim tại Hà Tĩnh chưa được khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính sinh học đầy đủ.

Về hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Mở rộng phân tích hóa học tinh dầu cho toàn bộ các loài còn lại thuộc họ Sim tại Hà Tĩnh.
  • Nghiên cứu chiết xuất sâu và thử nghiệm thêm các hoạt tính sinh học khác như chống oxy hóa, kháng viêm, gây độc tế bào ung thư từ tinh dầu và các phân đoạn chiết xuất khác.
  • Nghiên cứu nhân giống và thử nghiệm trồng bán tự nhiên các loài có hoạt tính kháng khuẩn cao phục vụ ứng dụng y dược học.

Giá trị tham khảo

Luận án mang lại giá trị tham khảo khoa học và thực tiễn cho nhiều nhóm đối tượng:

  • Các nhà phân loại thực vật học, sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Thực vật học, Sinh thái học và Tài nguyên Sinh vật: Luận án cung cấp bộ dữ liệu hoàn chỉnh về danh lục, khóa định loại, mô tả hình thái, ảnh tiêu bản và tọa độ phân bố của 63 loài họ Sim tại khu vực Bắc Trung Bộ.
  • Các nhà nghiên cứu Hóa học các hợp chất thiên nhiên và Dược học: Dữ liệu sắc ký GC-FID, phổ khối GC-MS, chỉ số lưu giữ RI của 11 loài tinh dầu lá và hoa/quả, cùng các thông số MIC, IC50 là cơ sở đối chiếu và phát triển các hoạt chất kháng sinh học nguồn gốc tự nhiên.
  • Các nhà quản lý rừng và cơ quan hoạch định chính sách (Ban quản lý VQG Vũ Quang, KBTTN Kẻ Gỗ, Chi cục Kiểm lâm, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Hà Tĩnh): Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chiến lược bảo tồn đa dạng sinh học, quy hoạch rừng phòng hộ và định hướng khai thác lâm sản ngoài gỗ bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã xác định được bao nhiêu loài và chi thuộc họ Sim (Myrtaceae) tại tỉnh Hà Tĩnh?

Luận án đã xác định được 63 loài thuộc 13 chi của họ Sim (Myrtaceae) tại tỉnh Hà Tĩnh. Trong đó, có 33 loài phân bố tự nhiên (52,38%), 23 loài nhập nội (36,51%) và 7 loài trồng (11,11%). Chi đa dạng nhất là Syzygium với 31 loài (49,21%), tiếp theo là Eucalyptus với 14 loài (22,22%), Cleistocalyx có 4 loài (6,35%), Psidium có 3 loài (4,76%), Decaspermum và Melaleuca mỗi chi có 2 loài (3,17%), và 7 chi còn lại mỗi chi có 1 loài (1,59%).

2. Có bao nhiêu loài và chi được bổ sung vùng phân bố mới cho tỉnh Hà Tĩnh và Việt Nam?

Luận án đã bổ sung thêm vùng phân bố tại tỉnh Hà Tĩnh cho 38 loài thuộc 09 chi của họ Sim (nâng tổng số loài từ 25 loài lên 63 loài). Đồng thời, luận án ghi nhận 2 chi du nhập mới xuất hiện tại Việt Nam qua đường trồng trọt là chi Feijoa (với loài Feijoa sellowiana (O.Berg)) và chi Myrciaria (với loài Myrciaria cauliflora (Mart.Berg)).

3. Luận án đã cung cấp dữ liệu mới về thành phần hóa học tinh dầu của những loài nào?

Luận án đã phân tích thành phần hóa học tinh dầu lá của 11 loài và tinh dầu hoa, quả của 1 loài. Trong đó, lần đầu tiên cung cấp dẫn liệu tinh dầu lá của 09 loài gồm: Cleistocalyx nigrans, Cleistocalyx retinervius, Decaspermum parviflorum, Rhodamnia dumetorum, Syzygium bullockii, Syzygium hancei, Syzygium lineatum, Syzygium tsoongii, và Syzygium zeylanicum; đồng thời lần đầu tiên công bố dẫn liệu tinh dầu hoa và tinh dầu quả của loài Decaspermum parviflorum.

4. Kết quả thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định cho thấy loài nào có tác dụng nổi bật nhất?

Trong 3 loài tinh dầu lá được thử nghiệm (Syzygium tsoongii, Syzygium bullockii, Syzygium zeylanicum), loài Trâm bullock (Syzygium bullockii) thể hiện hoạt tính nổi bật nhất: vừa ức chế cả 3 chủng vi khuẩn Gram (+) (E. faecalis, S. aureus, B. cereus), vừa ức chế nấm men Candida albicans, vừa có khả năng kháng vi khuẩn Gram (-) Escherichia coli với giá trị MIC = 128 µg/mL và IC50 = 46,67 µg/mL.

5. Tỷ lệ các dạng thân và nhóm giá trị sử dụng của họ Sim ở Hà Tĩnh phân bố ra sao?

Về dạng thân: Cây gỗ nhỏ chiếm tỷ lệ cao nhất với 26 loài (41,27%), cây gỗ trung bình 16 loài (25,40%), cây gỗ lớn 11 loài (17,46%), và cây bụi 10 loài (15,87%). Về giá trị sử dụng: 100% số loài (63 loài) cho tinh dầu, 48 loài lấy gỗ (76,19%), 32 loài làm thuốc (50,79%), 25 loài cho quả ăn được (39,68%), 11 loài làm cảnh (17,46%), 7 loài có công dụng khác (11,11%), và 4 loài cho tanin/thuốc nhuộm (6,35%).

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Trần Hậu Khanh đã khảo sát và phân loại toàn diện họ Sim (Myrtaceae) tại tỉnh Hà Tĩnh, ghi nhận 63 loài thuộc 13 chi, bổ sung vùng phân bố cho 38 loài và ghi nhận 2 chi du nhập mới tại Việt Nam. Công trình cung cấp hệ thống dẫn liệu sắc ký GC-FID/GC-MS mới về tinh dầu lá của 11 loài và tinh dầu hoa, quả của 1 loài, trong đó có 9 loài lần đầu tiên được công bố dữ liệu tinh dầu lá. Kết quả thực nghiệm vi sinh học xác định hoạt tính kháng khuẩn Gram (+), kháng nấm men và kháng chủng Escherichia coli của tinh dầu loài Syzygium bullockii, tạo cơ sở khoa học cho công tác bảo tồn đa dạng sinh học và định hướng ứng dụng nguồn tài nguyên thực vật chứa tinh dầu tại địa phương.