Nghiên cứu đa dạng và đặc điểm sinh học của nấm túi họ xylariaceae ở mường phăng điện biên và cúc phương ninh bình

Nghiên cứu về Nấm túi Xylariaceae tại Việt Nam, đặc biệt ở hai khu vực Mường Phăng và Vườn quốc gia Cúc… 154 trang · Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội · 2014.

• Tác giả: Đỗ Đức Quế
• Người hướng dẫn: PGS. Vương Trọng Hào
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội
• Chuyên ngành: Vi sinh vật học
• Đề tài: Nghiên Cứu Đặc Điểm Sinh Học Nấm Túi Họ Xylariaceae Tại Mường Phăng Và Cúc Phương
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Vị trí nấm túi họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại và đặc điểm hình thái của chúng
• 1.2. Vị trí họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm
• 1.3. Đặc điểm hình thái nấm túi họ Xylariaceae
• 1.3.1. Hình thức sinh sản vô tính (Anamorph)
• 1.4. Tình hình nghiên cứu nấm túi họ Xylariaceae
• 1.4.1. Trên thế giới
• 1.4.2. Hệ thống phân loại
• 1.4.3. Đa dạng về thành phần loài
• 1.4.4. Mối quan hệ di truyền của các chi, loài trong họ Xylariaceae
• 1.4.5. Các hợp chất hóa học được tách chiết từ nấm túi họ Xylariaceae
• 1.4.6. Hoạt tính sinh học từ nấm túi họ Xylariaceae
• 1.5. Đặc điểm khu vực nghiên cứu
• 1.5.1. Rừng nguyên sinh Mường Phăng
• 1.5.2. Vườn Quốc gia Cúc Phương
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Địa điểm, thời gian và vật liệu nghiên cứu
• 2.1.1. Địa điểm và sinh cảnh của KVNC
• 2.1.2. Thời gian nghiên cứu
• 2.1.3. Vật liệu nghiên cứu
• 2.1.3.1. Mẫu nghiên cứu
• 2.1.3.2. Các dòng tế bào. Vi sinh vật. Môi trường
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Phương pháp vi sinh
• 2.2.2. Thu thập và xử lý mẫu
• 2.2.3. Phương pháp phân lập nấm. Bảo quản các chủng nấm phân lập được
• 2.2.4. Phương pháp phân tích đặc điểm hình thái, định loại mẫu. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các hợp chất hóa học
• 2.2.5. Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất hóa học. Sinh học phân tử. Tách chiết ADN
• 2.2.6. Phản ứng PCR. Phân tích trình tự ADN
• 2.2.7. Phương pháp hóa sinh
• 2.2.7.1. Phương pháp tách chiết các chất
• 2.2.7.2. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học
• 2.2.8. Phương pháp toán học
• 2.2.8.1. Độ phong phú loài
• 2.2.8.2. Chỉ số đa dạng sinh học loài H’ (Shannon and Weiner’s Index)
• 2.2.8.3. Chỉ số mức độ chiếm ưu thế hay còn gọi là chỉ số Simpson, (Concentration of Dominance-Cd)
• 2.2.8.4. Chỉ số tương đồng (Index of similarity hay Sorensen’s Index- SI)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Thành phần loài nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC
• 3.2. Nhận xét chung về đặc điểm hình thái và cấu trúc hiển vi của nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC
• 3.2.1. Túi bào tử và đỉnh túi bào tử
• 3.3. Danh lục các loài trong họ Xylariaceae ở KVNC
• 3.4. Ghi nhận mới cho khu hệ nấm Việt Nam
• 3.5. Trình tự mới cho khoa học
• 3.6. Đa dạng sinh học nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC
• 3.6.1. Đa dạng về thành phần loài
• 3.6.2. Đa dạng sinh học loài
• 3.6.3. Đa dạng sinh học theo KVNC
• 3.6.4. Đa dạng theo mùa
• 3.6.5. Đa dạng về các yếu tố địa lý của nấm họ Xylariaceae ở KVNC
• 3.7. Các loài phân bố toàn cầu
• 3.7.1. Các loài nhiệt đới
• 3.7.2. Các loài ôn đới
• 3.8. Phương thức sống của nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC
• 3.9. Mối quan hệ di truyền của các loài nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC
• 3.9.1. Mối quan hệ di truyền giữa các taxon trong họ Xylariaceae ở KVNC
• 3.9.2. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Annulohypoxylon
• 3.9.3. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Biscogniauxia
• 3.9.4. Mối quan hệ di truyền của các taxon thuộc chi Daldinia
• 3.9.5. Mối quan hệ di truyền của các taxon thuộc chi Hypoxylon
• 3.9.6. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Kretzschmaria
• 3.9.7. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Nemania
• 3.9.8. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Rosellinia
• 3.9.9. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Xylaria
• 3.10. Cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất được tách từ thể quả ở một số loài nấm túi họ Xylariaceae
• 3.10.1. Cấu trúc hóa học của các hợp chất thu được từ thể quả nấm túi họ Xylariaceae
• 3.10.1.1. Loài Biscogniauxia philippinensis
• 3.10.1.2. Loài Daldinia concentrica
• 3.10.1.3. Loài Xylaria atrosphaerica
• 3.10.1.4. Loài Xylaria schweinitzii
• 3.10.2. Hoạt tính sinh học của các chất hóa học tách từ thể quả
• 3.10.2.1. Hoạt tính gây độc tế bào
• 3.10.2.2. Hoạt tính kháng khuẩn
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Nấm Túi Xylariaceae Mường Phăng Cúc Phương

Nghiên cứu về Nấm túi Xylariaceae tại Việt Nam, đặc biệt ở hai khu vực Mường Phăng và Vườn quốc gia Cúc Phương, còn nhiều hạn chế. Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới gió mùa, sở hữu hệ sinh thái nấm phong phú. Tuy nhiên, số lượng các loài nấm túi Xylariaceae được ghi nhận còn khiêm tốn so với tiềm năng. Nghiên cứu này tập trung vào việc khám phá đa dạng sinh học nấm tại hai khu vực trên, đồng thời tìm hiểu các đặc điểm sinh học nấm. Việc này không chỉ góp phần vào việc hoàn thiện danh mục phân loại nấm tại Việt Nam, mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực như y học và công nghệ sinh học. Luận án của Đỗ Đức Quế (2014) là một trong những nghiên cứu chuyên sâu hiếm hoi về chủ đề này, cung cấp nền tảng quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo.

1.1. Tầm Quan Trọng của Nghiên Cứu Đa Dạng Sinh Học Nấm

Nấm đóng vai trò then chốt trong hệ sinh thái và có giá trị lớn đối với con người. Ước tính có khoảng 1.5 triệu loài nấm trên Trái Đất, nhưng chỉ khoảng 100.000 loài đã được xác định. Nghiên cứu đa dạng sinh học nấm giúp hiểu rõ hơn về vai trò của chúng trong tự nhiên và tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Việt Nam, với vị trí địa lý và khí hậu đặc trưng, là nơi sinh sống của nhiều loài nấm quý hiếm và có giá trị. Việc bảo tồn và khai thác bền vững nguồn tài nguyên khu hệ nấm này là vô cùng quan trọng.

1.2. Giới Thiệu Chung về Họ Nấm Túi Xylariaceae

Nấm túi Xylariaceae là một họ lớn trong ngành nấm túi, bao gồm nhiều loài có hình thái và sinh thái nấm Xylariaceae đa dạng. Các loài trong họ này thường sống hoại sinh trên gỗ mục hoặc ký sinh trên thực vật. Một số loài có khả năng sản xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học, có tiềm năng ứng dụng trong y học và nông nghiệp. Nghiên cứu về hình thái nấm Xylariaceae và phân loại nấm là cần thiết để hiểu rõ hơn về sự đa dạng của họ này.

II. Thách Thức Phân Loại Nghiên Cứu Nấm Túi Xylariaceae Việt Nam

Việc phân loại nấm nói chung và Nấm túi Xylariaceae nói riêng, tại Việt Nam còn gặp nhiều khó khăn. Số lượng chuyên gia định danh nấm còn hạn chế. Phân bố địa lý nấm rộng khắp và đa dạng về môi trường sống khiến việc thu thập mẫu vật gặp nhiều trở ngại. Nguồn tài liệu tham khảo về Xylariaceae Vietnam còn thiếu, đặc biệt là các nghiên cứu chuyên sâu về đặc điểm sinh học nấm và đa dạng sinh học nấm ở các khu vực cụ thể. Luận án của Đỗ Đức Quế (2014) đã góp phần giải quyết một phần những thách thức này, nhưng vẫn còn nhiều loài nấm Mường Phăng và nấm Cúc Phương chưa được khám phá.

2.1. Hạn Chế Trong Nghiên Cứu và Phân Loại Nấm

Nghiên cứu và phân loại nấm đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về hình thái, cấu trúc hiển vi và sinh học phân tử. Việc thiếu hụt các chuyên gia có kinh nghiệm trong lĩnh vực này là một trở ngại lớn. Ngoài ra, việc thu thập mẫu vật nấm cũng gặp nhiều khó khăn do phân bố địa lý nấm rộng và sự đa dạng của môi trường sống. Các phương pháp định danh nấm truyền thống dựa trên hình thái đôi khi không đủ chính xác, đặc biệt đối với các loài có hình thái tương đồng.

2.2. Thiếu Dữ Liệu Về Nấm Túi Họ Xylariaceae ở Việt Nam

So với các khu vực khác trên thế giới, số lượng nghiên cứu về nấm túi Xylariaceae ở Việt Nam còn hạn chế. Điều này dẫn đến việc thiếu hụt dữ liệu về thành phần loài, phân bố địa lý nấm, đặc điểm sinh học nấm, và tiềm năng ứng dụng của chúng. Việc bổ sung kiến thức về Xylariaceae Vietnam là cần thiết để bảo tồn và khai thác bền vững nguồn tài nguyên nấm của đất nước.

2.3. Khó Khăn Trong Tiếp Cận và Phân Tích Mẫu Vật

Việc tiếp cận các khu vực nghiên cứu, đặc biệt là các khu rừng nguyên sinh, có thể gặp nhiều khó khăn do địa hình hiểm trở và điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Việc bảo quản và vận chuyển mẫu vật nấm cũng đòi hỏi kỹ thuật cao để đảm bảo chất lượng. Phân tích mẫu vật nấm, đặc biệt là phân tích trình tự ADN, đòi hỏi trang thiết bị hiện đại và kỹ năng chuyên môn.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Đặc Điểm Sinh Học Nấm Túi Xylariaceae

Nghiên cứu này sử dụng kết hợp các phương pháp phân loại nấm truyền thống dựa trên hình thái nấm Xylariaceae và các phương pháp sinh học phân tử hiện đại. Mẫu vật nấm Mường Phăng và nấm Cúc Phương được thu thập và phân lập. Đặc điểm sinh học nấm như khả năng sinh trưởng trên các môi trường khác nhau, khả năng phân giải các chất hữu cơ, và khả năng kháng khuẩn được nghiên cứu. Phân tích trình tự ADN được sử dụng để xác định mối quan hệ di truyền giữa các loài Nấm túi Xylariaceae.

3.1. Thu Thập và Xử Lý Mẫu Nấm Túi Họ Xylariaceae

Mẫu nấm được thu thập từ Mường Phăng và Vườn quốc gia Cúc Phương trong các đợt khảo sát thực địa. Mẫu vật được ghi chép thông tin chi tiết về vị trí địa lý, môi trường sống, và hình thái nấm Xylariaceae. Mẫu vật được bảo quản cẩn thận để đảm bảo chất lượng cho các phân tích tiếp theo.

3.2. Phân Lập Nuôi Cấy và Định Danh Nấm

Mẫu nấm được phân lập và nuôi cấy trên các môi trường dinh dưỡng khác nhau để thu được các dòng nấm thuần chủng. Định danh nấm được thực hiện dựa trên hình thái nấm Xylariaceae và so sánh với các mô tả trong tài liệu khoa học. Phân tích trình tự ADN được sử dụng để xác định chính xác các loài nấm.

3.3. Phân Tích Đặc Điểm Sinh Học Nấm Túi Họ Xylariaceae

Các đặc điểm sinh học nấm như khả năng sinh trưởng, khả năng phân giải các chất hữu cơ, và khả năng kháng khuẩn được nghiên cứu bằng các phương pháp thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Kết quả phân tích được sử dụng để đánh giá vai trò của các loài Nấm túi Xylariaceae trong hệ sinh thái.

IV. Kết Quả Đa Dạng Loài Nấm Túi Xylariaceae Ở Mường Phăng

Nghiên cứu đã ghi nhận sự đa dạng sinh học nấm đáng kể của Nấm túi Xylariaceae tại Mường Phăng và Vườn quốc gia Cúc Phương. Nhiều loài mới được ghi nhận cho khu hệ nấm Việt Nam. Các kết quả về hình thái nấm Xylariaceae, sinh thái nấm Xylariaceae, và mối quan hệ di truyền giữa các loài được trình bày chi tiết. Bên cạnh đó, nghiên cứu còn đánh giá sự khác biệt về thành phần loài và đa dạng sinh học nấm giữa hai khu vực nghiên cứu. Các kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo tồn và khai thác bền vững nguồn tài nguyên nấm của Việt Nam.

4.1. Thành Phần Loài Nấm Túi Họ Xylariaceae

Nghiên cứu đã xác định được danh sách các loài Nấm túi Xylariaceae có mặt tại Mường Phăng và Vườn quốc gia Cúc Phương. Danh sách này bao gồm cả các loài đã được biết đến trước đây và các loài mới được ghi nhận cho khu hệ nấm Việt Nam. Các thông tin chi tiết về hình thái nấm Xylariaceae, môi trường sống, và phân bố của các loài được cung cấp.

4.2. Đánh Giá Đa Dạng Sinh Học Nấm Túi Họ Xylariaceae

Đánh giá đa dạng sinh học nấm được thực hiện bằng các chỉ số thống kê khác nhau. Kết quả cho thấy sự đa dạng sinh học nấm đáng kể tại cả hai khu vực nghiên cứu. Sự khác biệt về thành phần loài và đa dạng sinh học nấm giữa hai khu vực được phân tích và giải thích dựa trên các yếu tố môi trường và địa lý.

4.3. Ghi Nhận Các Loài Nấm Mới Cho Việt Nam

Nghiên cứu đã ghi nhận một số loài Nấm túi Xylariaceae mới cho khu hệ nấm Việt Nam. Các loài này được mô tả chi tiết về hình thái nấm Xylariaceae, môi trường sống, và phân bố. Các kết quả này góp phần làm phong phú thêm danh mục các loài nấm ở Việt Nam.

V. Ứng Dụng Tiềm Năng Nấm Túi Xylariaceae Trong Y Học

Nghiên cứu còn khám phá tiềm năng ứng dụng của Nấm túi Xylariaceae trong y học. Một số loài nấm dược liệu có khả năng sản xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học, có tiềm năng ứng dụng trong điều trị các bệnh ung thư, kháng khuẩn và kháng virus. Các hợp chất này được chiết xuất và phân tích cấu trúc hóa học. Hoạt tính sinh học của các hợp chất được đánh giá bằng các phương pháp thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy tiềm năng lớn của Nấm túi Xylariaceae trong việc phát triển các loại thuốc mới.

5.1. Chiết Xuất và Phân Tích Hợp Chất Từ Nấm

Các hợp chất có hoạt tính sinh học được chiết xuất từ các loài Nấm túi Xylariaceae. Quá trình chiết xuất được thực hiện bằng các dung môi khác nhau để thu được các phân đoạn có chứa các hợp chất mong muốn. Các hợp chất này được phân tích cấu trúc hóa học bằng các phương pháp sắc ký và phổ khối.

5.2. Đánh Giá Hoạt Tính Sinh Học Của Hợp Chất

Hoạt tính sinh học của các hợp chất chiết xuất từ Nấm túi Xylariaceae được đánh giá bằng các phương pháp thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng virus, và gây độc tế bào được đánh giá trên các dòng tế bào khác nhau. Kết quả cho thấy tiềm năng lớn của các hợp chất này trong việc phát triển các loại thuốc mới.

5.3. Tiềm Năng Phát Triển Thuốc Từ Nấm Túi Họ Xylariaceae

Các kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng lớn của Nấm túi Xylariaceae trong việc phát triển các loại thuốc mới. Các hợp chất có hoạt tính sinh học chiết xuất từ nấm có thể được sử dụng để điều trị các bệnh ung thư, kháng khuẩn và kháng virus. Tuy nhiên, cần có thêm các nghiên cứu sâu hơn để đánh giá tính an toàn và hiệu quả của các hợp chất này trên cơ thể người.

VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Bảo Tồn Nấm Xylariaceae

Nghiên cứu về Nấm túi Xylariaceae tại Mường Phăng và Vườn quốc gia Cúc Phương đã mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới. Cần có thêm các nghiên cứu về sinh thái nấm Xylariaceae, vai trò sinh thái nấm, và ứng dụng của nấm. Việc bảo tồn đa dạng sinh học nấm là vô cùng quan trọng để bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá. Cần có các biện pháp bảo tồn hiệu quả để bảo vệ các loài Nấm túi Xylariaceae khỏi nguy cơ tuyệt chủng.

6.1. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc khám phá đa dạng sinh học nấm ở các khu vực khác nhau trên Việt Nam. Cần có thêm các nghiên cứu về sinh thái nấm Xylariaceae, vai trò sinh thái nấm, và ứng dụng của nấm. Nghiên cứu về nấm ký sinh và nấm hoại sinh cũng cần được đẩy mạnh.

6.2. Giải Pháp Bảo Tồn Đa Dạng Sinh Học Nấm

Việc bảo tồn đa dạng sinh học nấm là vô cùng quan trọng để bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá. Cần có các biện pháp bảo tồn hiệu quả để bảo vệ các loài Nấm túi Xylariaceae khỏi nguy cơ tuyệt chủng. Các biện pháp bảo tồn có thể bao gồm việc thành lập các khu bảo tồn, quản lý rừng bền vững, và giáo dục cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo tồn nấm.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ sinh học của nghiên cứu sinh Đỗ Đức Quế với đề tài "Nghiên cứu đa dạng và đặc điểm sinh học của nấm túi họ Xylariaceae ở Mường Phăng - Điện Biên và Cúc Phương - Ninh Bình" được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Vương Trọng Hào và TS. Dương Minh Lam, thuộc chuyên ngành Vi sinh vật học (mã số: 62.07).

Tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ vị trí phân loại và giá trị sinh học của nấm túi họ Xylariaceae – họ có số lượng loài lớn nhất trong ngành nấm túi Ascomycota. Trên phạm vi toàn cầu, đến năm 2013 các nhà khoa học đã xác định được 95 chi với 1354 loài. Tại khu vực Đông Nam Á và lân cận, Thái Lan đã ghi nhận 154 loài thuộc 23 chi, Đài Loan có 136 loài thuộc 17 chi. Ngược lại, tại Việt Nam, trước thời điểm nghiên cứu này chưa có một công trình nào khảo sát toàn diện và có hệ thống về họ Xylariaceae, các tài liệu trong nước mới chỉ thống kê được 69 loài thuộc 13 chi. Đây là một khoảng trống nghiên cứu lớn, chưa tương xứng với điều kiện tự nhiên nhiệt đới gió mùa vốn rất thuận lợi cho nấm phát triển. Mặt khác, các nghiên cứu quốc tế đã chứng minh nấm túi họ Xylariaceae là nguồn cung cấp dồi dào các hợp chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính sinh học như kháng ung thư, kháng nấm, kháng virus và kháng viêm, nhưng nguồn tài nguyên này ở Việt Nam hầu như chưa được khảo sát cấu trúc hóa học và dược tính một cách bài bản. Hai khu vực Rừng nguyên sinh Mường Phăng (Điện Biên) và Vườn Quốc gia Cúc Phương (Ninh Bình) tuy có tính đa dạng sinh học cao nhưng chịu sự phân hóa sinh thái bởi dãy Hoàng Liên Sơn, trước đây có rất ít công bố về họ nấm này.

Mục đích nghiên cứu của đề tài gồm hai nội dung chính:

1. Xác định thành phần loài và đánh giá đa dạng sinh học của nấm túi họ Xylariaceae tại khu vực nghiên cứu.
2. Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học (mối quan hệ di truyền, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học) của nấm túi họ Xylariaceae tại khu vực nghiên cứu.

Để đạt được mục đích trên, luận án giải quyết 4 nội dung nghiên cứu:

1. Xác định thành phần loài nấm túi họ Xylariaceae tại khu vực nghiên cứu: định loại đến chi, đến loài các mẫu nấm dựa vào đặc điểm hình thái và phân tích trình tự đoạn gen ITS.
2. Nghiên cứu tính đa dạng sinh học của nấm túi họ Xylariaceae tại khu vực nghiên cứu.
3. Nghiên cứu mối quan hệ di truyền của các chi, các loài nấm túi họ Xylariaceae tại khu vực nghiên cứu.
4. Nghiên cứu thành phần hóa học của một số loài nấm và hoạt tính sinh học của chúng.

Đối tượng nghiên cứu là các mẫu nấm túi thuộc họ Xylariaceae. Phạm vi nghiên cứu về mặt không gian tập trung tại hai địa bàn đại diện: Rừng nguyên sinh Mường Phăng (tỉnh Điện Biên) và Vườn Quốc gia Cúc Phương (tỉnh Ninh Bình).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Họ Xylariaceae ban đầu được xếp vào họ Clavariaceae với loài đặc trưng Clavaria hypoxylon (về sau là Xylaria hypoxylon). Đến năm 1863, Tulasne và Tulasne nhận thấy các đặc điểm hình thái khác biệt nên đã tách ra thành một họ riêng với tên ban đầu là "Xylariei". Về hệ thống phân loại chi, Martin (giai đoạn 1967–1970) công bố 8 công trình phân loại và lập khóa định loại cho 8 chi (Xylaria, Daldinia, Numulariola, Euhypoxylon, Papillata, Hypoxylon, Rosellinia, Entoleuca). Hawksworth (1977) thiết lập chi Rhopalostroma. Pouzar (1979) tách một số loài từ Nummularia để lập chi Biscogniauxia, và năm 1985 tách các loài có đỉnh túi hình trụ từ Hypoxylon để lập chi Nemania. Bước sang thập niên 1990 và 2000, Ju và Rogers đã công bố các công trình phân loại quy mô lớn: mô tả 128 loài Hypoxylon (1996), tách nhóm Annulata thành chi Annulohypoxylon (2005); phân loại chi Daldinia và thiết lập chi Stilbohypoxylon (1997); phân loại chi Kretzschmaria và chi Biscogniauxia (1998); phân loại chi Nemania với 37 loài (2002). Petrini (2005) công bố khóa định loại cho 90 loài thuộc chi Rosellinia.

Số lượng chi được công nhận trong họ tăng dần theo thời gian: Eriksson và Hawksworth (1993) ghi nhận 38 chi; Whalley (1996) ghi nhận 41 chi; Kirk và cộng sự (2001) nâng lên 48 chi; năm 2004 là 64 chi; Eriksson và cộng sự (2006) ghi nhận 73 chi; Lumbsch và Huhndorf (2010) hệ thống hóa 77 chi; đến năm 2013, Catalogue of Life ghi nhận họ Xylariaceae có 95 chi với 1354 loài.

Về phân bố địa lý, các nghiên cứu tiêu biểu bao gồm:

• Châu Mỹ: Ellis (1888) mô tả 12 loài Hypoxylon và Nummularia; Möller (1901) nghiên cứu nấm Nam Mỹ; Miller (1930–1961) xuất bản chuỗi công trình về Xylariaceae tại Colombia, Venezuela, Nam Mỹ và thế giới; Carmona (2009) ghi nhận 76 loài tại Panama; Vasilyeva (2007) khảo sát tại vườn quốc gia Great Smoky Mountains; Rogers và Ju (2012) ghi nhận 13 chi với 100 loài ở Hawaii; Krug và cộng sự (1974) khảo sát chi Hypocopra trên phân động vật.
• Châu Á: Roger (1987) ghi nhận 7 chi, 60 loài ở Indonesia; Ju (2007, 2008) nghiên cứu các loài Xylaria sống trên tổ mối và thống kê 136 loài thuộc 19 chi tại Đài Loan; Thienhirun (1997), Fournier và cộng sự (2010), Suwannasai (2012) ghi nhận 154 loài thuộc 23 chi ở Thái Lan.
• Châu Âu và Châu Úc: Petrini (1985, 1992) nghiên cứu nấm Xylariaceae và Rosellinia vùng ôn đới; Chlebicki (2008) ghi nhận 51 loài tại Ba Lan; Van der Gucht (1996) công bố 94 loài tại Papua New Guinea; Smith (1999) ghi nhận 77 loài ở Australia.

Về di truyền phân tử, Lee và cộng sự (2000), Peláez và cộng sự (2008, phân tích 100 trình tự của 62 loài thuộc 15 chi), Tang và cộng sự (2009, phân tích trình tự ITS-5.8S rDNA, LSU rDNA, RPB2) đã làm rõ mối quan hệ giữa các chi, khẳng định tính độc lập của Annulohypoxylon, Daldinia, Hypoxylon, Biscogniauxia và bản chất phát sinh đa nguồn gốc của chi Xylaria.

Về hóa học và hoạt tính sinh học, các nhóm chất chính được phát hiện gồm: nhóm azaphilone phổ biến ở Hypoxylon và Annulohypoxylon có tính kháng khuẩn, kháng nấm và chống oxy hóa (Quang và cộng sự 2005; Stadler và cộng sự 2006); nhóm cytochalasin ở Daldinia và Xylaria làm thay đổi hình thái và ức chế phân chia tế bào (Buchanan 1995); concentricolide từ Daldinia concentrica ức chế virus HIV (Qin và cộng sự 2006); dẫn xuất benzo[j]fluoranthene từ Annulohypoxylon truncatum kích thích tăng sinh tế bào cuống rốn (Fukai và cộng sự 2012); dịch chiết D. concentrica ức chế tế bào ung thư vú (Benie và cộng sự 2008).

Tại Việt Nam, các nghiên cứu trước đây mang tính chất kiểm kê khu hệ nấm lớn nói chung: Trịnh Tam Kiệt (1981 ghi nhận 4 loài; 1996 ghi nhận 29 loài; 2001 ghi nhận 45 loài; 2012 tổng kết 69 loài thuộc 13 chi); Mai Thị Hằng và cộng sự (2005) bổ sung 1 loài chi Astrocystis; Trần Văn Mão (2005) ghi nhận 7 loài ở Cúc Phương; Dương Minh Lam và cộng sự (2009) bổ sung 3 loài; Ngô Anh và cộng sự (2003, 2010, 2011) ghi nhận các loài tại Thừa Thiên Huế, Xuyên Mộc và Phong Nha – Kẻ Bàng. Khoảng trống mà luận án giải quyết là thực hiện nghiên cứu chuyên sâu, có hệ thống đầu tiên về họ Xylariaceae tại Việt Nam, tích hợp đồng thời định loại hình thái, phân tích phát sinh loài bằng chỉ thị phân tử ITS, thống kê sinh thái và phân tích hóa sinh các hoạt chất thứ cấp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Về vị trí phân loại học, luận án áp dụng hệ thống phân loại của Lumbsch và Huhndorf (2010) kết hợp với Catalogue of Life (2013), xếp họ Xylariaceae thuộc bộ Xylariales, lớp Sordariomycetes, ngành nấm túi Ascomycota, giới Nấm (Fungi).

Các chỉ tiêu hình thái và vi phẫu được sử dụng để định danh gồm:

• Đặc điểm chất nền (stromata): hình dạng (phẳng dẹt - applanata, dạng ụ - effused-pulvinate, hình cầu - spherical, hình chùy - clavate, hình trụ - cylindrical), màu sắc, kích thước, cấu trúc bên trong (phân lớp đồng tâm ở Daldinia).
• Thể quả (perithecia): hình dạng (hình cầu, hình trứng, hình trụ, hình nón), tính chất vỏ thể quả (hóa than - carbonaceous).
• Lỗ miệng (ostioles): vị trí so với bề mặt chất nền (nhú cao hơn, bằng, hoặc thấp hơn) và sự hiện diện của vùng phẳng hình đĩa bao quanh lỗ miệng.
• Túi bào tử (asci): hình trụ, vỏ mỏng, cuống túi, phản ứng màu của đỉnh túi bào tử (apical apparatus) với thuốc nhuộm Melzer's (dương tính bắt màu xanh hoặc âm tính), hình dạng đỉnh túi (hình đĩa, hình trụ, hình nón, hình nụ hoa).
• Bào tử túi (ascospores): hình dạng, màu sắc, số lượng vách ngăn, phần phụ (appendages), rãnh mầm (germ slit: vị trí ở giữa, ở đầu, chạy dọc; hình dạng thẳng, lượn sóng sigma, hoặc xiên chéo) và phản ứng tách vỏ trong dung dịch KOH 10%.
• Dạng sinh sản vô tính (anamorph): các dạng phân nhánh sinh bào tử đính như Nodulisporium, Sporothrix, Virgariella, Periconiella.

Phương pháp thực nghiệm được triển khai đồng bộ qua 4 nhóm kỹ thuật:

1. Phương pháp vi sinh và hình thái: Thu thập thể quả ngoài thực địa, ghi nhận tọa độ bằng GPS, chụp ảnh sinh cảnh; xử lý và làm khô mẫu lưu; đo đạc cấu trúc vi học dưới kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử quét; phân lập bào tử trên môi trường thạch PDA, bảo quản giống nấm.
2. Phương pháp sinh học phân tử: Tách chiết ADN tổng số từ thể quả hoặc hệ sợi bằng phương pháp CTAB; thực hiện phản ứng PCR khuếch đại vùng gen ITS rADN với cặp mồi chuyên biệt; điện di trên gel agarose kiểm tra sản phẩm; tinh sạch và giải trình tự ADN; so sánh trình tự trên cơ sở dữ liệu NCBI bằng BLAST; xây dựng cây quan hệ phát sinh chủng loại bằng phần mềm chuyên dụng.
3. Phương pháp hóa sinh và thử hoạt tính sinh học:
   • Tách chiết hợp chất: Chiết mẫu thể quả khô bằng dung môi hữu cơ, phân tách các phân đoạn bằng sắc ký cột (silica gel) và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
   • Xác định cấu trúc: Phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) một chiều và hai chiều kết hợp phổ khối lượng (MS).
   • Đánh giá hoạt tính sinh học: Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào in vitro bằng phương pháp MTT đối với 4 dòng tế bào ung thư ở người gồm: KB (ung thư biểu mô), HepG2 (ung thư gan), Lu (ung thư phổi), MCF7 (ung thư vú); thử nghiệm hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định (kháng khuẩn và kháng nấm) bằng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch/khoan lỗ thạch trên các môi trường MHA, MHB, TSA, TSB đối với các chủng vi khuẩn (Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteritidis, Escherichia coli) và nấm (Aspergillus niger, Candida albicans).
4. Phương pháp toán sinh thái:
   • Chỉ số đa dạng loài Shannon – Wiener: $$H' = -\sum_{i=1}^{S} P_i \ln(P_i)$$
   • Chỉ số mức độ chiếm ưu thế Simpson (Concentration of Dominance): $$Cd = \sum_{i=1}^{S} (P_i)^2$$
   • Chỉ số tương đồng Sorensen: $$SI = \frac{2C}{A + B}$$
   • Đánh giá độ phong phú loài theo sinh cảnh, thời gian (mùa mưa, mùa khô) và phân tích các yếu tố địa lý (loài phân bố rộng toàn cầu, loài nhiệt đới, loài ôn đới).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này tập hợp cơ sở lý luận về vị trí phân loại của họ Xylariaceae trong giới Nấm; mô tả chi tiết các đặc trưng hình thái vĩ mô và vi mô phục vụ giám định loài; tổng hợp các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về thành phần loài, biến động hệ thống học, mối quan hệ di truyền qua chỉ thị phân tử. Chương 1 cũng hệ thống hóa các nhóm chất chuyển hóa thứ cấp chính được phân lập từ họ nấm này (đặc biệt là azaphilone và cytochalasin) cùng các hoạt tính sinh học tương ứng đã được ghi nhận trên thế giới. Đồng thời, chương này trình bày điều kiện tự nhiên, đặc điểm khí hậu, địa chất và thảm thực vật của hai địa bàn nghiên cứu: Rừng nguyên sinh Mường Phăng (Điện Biên) mang đặc trưng vùng Tây Bắc và Vườn Quốc gia Cúc Phương (Ninh Bình) mang đặc trưng rừng mưa nhiệt đới trên núi đá vôi.

Chương 2: Địa điểm, thời gian, vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết tọa độ, sinh cảnh thu mẫu và kế hoạch các đợt thực địa tại Mường Phăng và Cúc Phương theo các mùa trong năm; liệt kê các đối tượng vật liệu nghiên cứu gồm các mẫu nấm thu thập được, 4 dòng tế bào ung thư người (KB, HepG2, Lu, MCF7), các chủng vi sinh vật kiểm định và các hóa chất, môi trường nuôi cấy (PDA, MHA, TSA...). Chương này trình bày chi tiết quy trình thu nhận, xử lý, định loại hình thái nấm; quy trình tách chiết ADN bằng dung dịch đệm CTAB, thành phần phản ứng PCR nhân đoạn ITS rADN, điều kiện chu nhiệt và phương pháp phân tích trình tự; quy trình chiết xuất thể quả, phân đoạn sắc ký và giải mã cấu trúc bằng NMR, MS; quy trình thử hoạt tính gây độc tế bào (MTT) và kháng khuẩn; các công thức toán học tính toán các chỉ số $H'$, $Cd$, $SI$.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày toàn bộ các phát hiện thực nghiệm của luận án, được chia thành các nhóm nội dung:

• Thành phần loài và cấu trúc hiển vi: Mô tả chi tiết 114 taxon thuộc họ Xylariaceae thu thập tại hai khu vực nghiên cứu dựa trên đặc điểm chất nền, thể quả, lỗ miệng, cấu trúc túi bào tử, đỉnh túi bắt màu dung dịch Melzer's và đặc điểm rãnh mầm bào tử. Luận án xây dựng 01 khóa định loại đến chi và 7 khóa định loại đến loài cho các chi nghiên cứu; bổ sung 4 chi và 100 taxon mới cho danh lục nấm Việt Nam; công bố 5 trình tự đoạn gen ITS mới cho cơ sở dữ liệu quốc tế.
• Đa dạng sinh thái: Phân tích cơ cấu thành phần loài, xác định các chi chiếm ưu thế (trong đó các chi Xylaria, Hypoxylon, Annulohypoxylon, Biscogniauxia chiếm tỷ lệ cao). Đánh giá chỉ số đa dạng loài Shannon - Wiener ($H'$) và chỉ số ưu thế Simpson ($Cd$) của từng chi; so sánh sự tương đồng thành phần loài giữa Mường Phăng và Cúc Phương qua chỉ số Sorensen ($SI$); phân tích biến động số lượng thể quả và loài theo mùa khô và mùa mưa; phân loại các yếu tố địa lý (nhóm loài nhiệt đới, nhóm loài ôn đới, nhóm loài phân bố toàn cầu); phân tích phương thức sống hoại sinh trên gỗ mục và lối sống đặc thù trên tổ mối.
• Quan hệ di truyền: Phân tích cây phát sinh chủng loại dựa trên trình tự đoạn ITS rADN của 49 taxon thuộc 8 chi (Annulohypoxylon, Biscogniauxia, Daldinia, Hypoxylon, Kretzschmaria, Nemania, Rosellinia, Xylaria), làm rõ mối quan hệ thân thuộc giữa các chi, củng cố ranh giới phân loại hình thái và làm sáng tỏ nguồn gốc phát sinh của các nhánh loài.
• Hóa học và hoạt tính sinh học: Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của 13 hợp chất từ thể quả của 4 taxon (Biscogniauxia philippinensis, Daldinia concentrica, Xylaria atrosphaerica CP257, Xylaria schweinitzii CP613). Trong 13 hợp chất này, có 1 hợp chất mới cho khoa học và 12 hợp chất lần đầu tiên ghi nhận từ họ Xylariaceae tại Việt Nam. Đánh giá hoạt tính sinh học của 3 hợp chất chiết tách từ loài Daldinia concentrica CP002, ghi nhận khả năng ức chế mạnh 4 dòng tế bào ung thư người (KB, HepG2, Lu, MCF7) và xác định hoạt tính kháng các chủng vi sinh vật kiểm định.

Dưới đây là bảng tổng hợp các chỉ số và dữ liệu định lượng chính được công bố trong luận án:

Hạng mục dữ liệu	Giá trị ghi nhận trong luận án	Ghi chú từ văn bản
Tổng số taxon được mô tả chi tiết tại KVNC	114 taxon	Có ảnh chụp, bản vẽ và mẫu tiêu bản lưu kèm theo
Số chi bổ sung mới cho khu hệ nấm Việt Nam	4 chi	Bổ sung vào danh lục phân loại nấm Việt Nam
Số taxon bổ sung mới cho khu hệ nấm Việt Nam	100 taxon	Nâng cao đáng kể số lượng loài Xylariaceae trong nước
Số taxon được phân tích trình tự đoạn gen ITS	49 taxon	Thuộc 8 chi trong họ Xylariaceae tại KVNC
Số trình tự đoạn gen ITS mới cho khoa học	5 taxon	Công bố lần đầu trên ngân hàng gen
Khóa định loại được xây dựng	01 khóa chi, 7 khóa loài	Phục vụ định danh thực địa và phòng thí nghiệm
Số taxon được nghiên cứu thành phần hóa học	4 taxon	B. philippinensis, D. concentrica, X. atrosphaerica, X. schweinitzii
Tổng số hợp chất hóa học được tách chiết, định danh	13 hợp chất	Phân tích qua HPLC, NMR và phổ khối lượng
Hợp chất có cấu trúc mới cho khoa học	1 hợp chất	Chiết tách từ thể quả nấm họ Xylariaceae
Hợp chất mới ghi nhận cho họ Xylariaceae ở Việt Nam	12 hợp chất	Lần đầu được tìm thấy từ nguồn nấm tự nhiên trong nước
Số dòng tế bào ung thư người thử nghiệm hoạt tính	4 dòng tế bào	KB (biểu mô), HepG2 (gan), Lu (phổi), MCF7 (vú)
Số hợp chất thử nghiệm hoạt tính độc tế bào	3 hợp chất	Tách chiết từ mẫu thể quả Daldinia concentrica CP002

Kết quả và những đóng góp mới

Luận án tự xác định các đóng góp mới về mặt lý luận khoa học và thực tiễn như sau:

• Về mặt lý luận khoa học:
  1. Đây là công trình đầu tiên nghiên cứu có tính hệ thống và toàn diện về nấm túi họ Xylariaceae ở Việt Nam, kết hợp phương pháp phân loại hình thái truyền thống với công cụ sinh học phân tử hiện đại.
  2. Bổ sung cho khu hệ nấm Việt Nam 4 chi và 100 taxon mới, nâng tổng số loài Xylariaceae được ghi nhận tại Việt Nam từ 69 loài lên một mức độ phong phú hơn, thu hẹp khoảng cách dữ liệu phân loại học giữa Việt Nam và các quốc gia trong khu vực.
  3. Đóng góp 5 trình tự đoạn gen ITS mới cho khoa học, được đăng ký vào ngân hàng gen quốc tế.
  4. Xây dựng 01 khóa định loại đến chi và 7 khóa định loại đến loài, hoàn thiện bản mô tả hình thái chi tiết cho 114 taxon có tiêu bản lưu giữ.
  5. Xây dựng sơ đồ mối quan hệ di truyền phát sinh chủng loại cho 49 taxon thuộc 8 chi của họ Xylariaceae ở Việt Nam, làm rõ mức độ tương đồng và sai khác giữa các đơn vị phân loại.
  6. Phân lập và xác định cấu trúc 13 hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ thể quả của 4 taxon, phát hiện 1 hợp chất mới cho khoa học và 12 hợp chất lần đầu tiên tìm thấy ở nấm họ Xylariaceae tại Việt Nam.
  7. Chứng minh thực nghiệm hoạt tính gây độc của 3 hợp chất từ loài Daldinia concentrica CP002 trên 4 dòng tế bào ung thư người (KB, HepG2, Lu, MCF7) và hoạt tính kháng khuẩn đối với các vi sinh vật kiểm định.
• Về mặt thực tiễn và kiến nghị:
  1. Cung cấp bộ mẫu vật chuẩn, ảnh tiêu bản, khóa định loại và dữ liệu phân bố phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu chuyên ngành nấm học, vi sinh vật học, sinh thái học và bảo tồn nguồn gen sinh vật.
  2. Cung cấp dẫn liệu khoa học về các chất có hoạt tính sinh học kháng ung thư và kháng khuẩn, mở ra hướng nghiên cứu ứng dụng nấm túi họ Xylariaceae trong lĩnh vực hóa dược và công nghệ sinh học y dược tại Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Căn cứ vào phạm vi và đối tượng được trình bày trong luận án, các hạn chế và hướng mở rộng nghiên cứu bao gồm:

• Về giới hạn nghiên cứu: Đề tài mới chỉ thu thập mẫu tại hai khu vực rừng là Rừng nguyên sinh Mường Phăng (Điện Biên) và Vườn Quốc gia Cúc Phương (Ninh Bình), chưa bao quát hết các hệ sinh thái rừng nhiệt đới khác tại Việt Nam. Trong tổng số 114 taxon ghi nhận, luận án mới chỉ giải trình tự chỉ thị ITS cho 49 taxon; 65 taxon còn lại định danh chủ yếu dựa vào các đặc trưng hình thái và hiển vi. Về mặt hóa sinh, đề tài mới khảo sát thành phần hóa học thể quả ở 4 taxon và thử hoạt tính sinh học chuyên sâu đối với 3 hợp chất của loài Daldinia concentrica CP002.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  1. Mở rộng điều tra thu mẫu tại các vườn quốc gia, khu bảo tồn thiên nhiên khác trên toàn quốc (như miền Trung, Tây Nguyên và Nam Bộ).
  2. Tăng cường phân tích sinh học phân tử đa gen (kết hợp ITS với LSU rDNA, RPB2, beta-tubulin) cho toàn bộ các taxon còn lại nhằm hoàn thiện bản đồ phát sinh loài.
  3. Mở rộng quy mô phân lập, nuôi cấy nhân tạo hệ sợi trên các môi trường dinh dưỡng khác nhau để khảo sát hoạt chất sinh học từ sinh khối sợi nấm, không chỉ phụ thuộc vào thể quả thu hái từ tự nhiên.
  4. Tiếp tục thử nghiệm độc tính tế bào, làm rõ cơ chế tác động phân tử của các hợp chất tiềm năng đối với các dòng tế bào ung thư và thử nghiệm in vivo.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên ngành phục vụ trực tiếp cho nhiều nhóm đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên và giảng viên các ngành Vi sinh vật học, Sinh thái học, Thực vật học, Đa dạng sinh học và Tài nguyên sinh vật: Bản mô tả chi tiết 114 taxon, hệ thống ảnh chụp hiển vi về cấu trúc túi, bào tử, đỉnh túi bào tử nhuộm Melzer's, rãnh mầm và 8 khóa định loại là tài liệu chuẩn mực cho công tác định danh nấm túi họ Xylariaceae.
• Các nhà nghiên cứu Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Dược học và Công nghệ sinh học: Số liệu chiết tách, cấu trúc phân tử (NMR, MS) của 13 hợp chất cùng các dữ liệu thử nghiệm hoạt tính độc tế bào (trên các dòng KB, Lu, HepG2, MCF7) và kháng khuẩn cung cấp cơ sở dữ liệu cho việc sàng lọc thuốc mới từ nguồn nấm bản địa.
• Các nhà quản lý, cán bộ khoa học tại các Vườn Quốc gia, Khu bảo tồn thiên nhiên: Luận án cung cấp dẫn liệu về tính đa dạng sinh học nấm, phương thức sống hoại sinh và mối quan hệ sinh thái, hỗ trợ công tác bảo tồn đa dạng sinh học và quản lý tài nguyên rừng tại Mường Phăng và Cúc Phương.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án đã đóng góp bao nhiêu phát hiện mới về mặt phân loại học cho khu hệ nấm Việt Nam?

Luận án đã mô tả chi tiết 114 taxon tại khu vực nghiên cứu, trong đó bổ sung mới cho khu hệ nấm Việt Nam 4 chi và 100 taxon. Đồng thời, tác giả đã xây dựng 01 khóa định loại đến chi và 7 khóa định loại đến loài, cùng 5 trình tự đoạn gen ITS lần đầu tiên được công bố cho khoa học trên cơ sở dữ liệu quốc tế.

2. Những chỉ tiêu hình thái và vi phẫu nào đóng vai trò then chốt trong định danh các loài thuộc họ Xylariaceae?

Các chỉ tiêu chính gồm: hình dạng, màu sắc, kích thước và cấu tạo bên trong của chất nền (stromata); hình dạng và tính chất hóa than của thể quả (perithecia); vị trí của lỗ miệng (ostioles) so với chất nền và sự có mặt của đĩa bao quanh; hình dạng túi bào tử (asci); phản ứng màu xanh của đỉnh túi bào tử với thuốc nhuộm Melzer's (apical apparatus); hình dạng, màu sắc, phần phụ, rãnh mầm của bào tử túi (ascospores) và hiện tượng tách vỏ bào tử trong dung dịch KOH 10%.

3. Phương pháp sinh học phân tử được áp dụng như thế nào trong luận án?

Tác giả tách chiết ADN bằng phương pháp CTAB, nhân bản đoạn gen ITS rADN bằng kỹ thuật PCR, sau đó giải trình tự và phân tích mối quan hệ di truyền phát sinh loài của 49 taxon thuộc 8 chi (Annulohypoxylon, Biscogniauxia, Daldinia, Hypoxylon, Kretzschmaria, Nemania, Rosellinia, Xylaria), làm cơ sở bổ trợ và kiểm chứng cho kết quả phân loại hình thái.

4. Luận án đã tách chiết và xác định cấu trúc bao nhiêu hợp chất hóa học từ những loài nấm nào?

Luận án đã tách chiết và xác định cấu trúc của 13 hợp chất hóa học từ thể quả của 4 taxon nấm: Biscogniauxia philippinensis, Daldinia concentrica, Xylaria atrosphaerica CP257 và Xylaria schweinitzii CP613. Trong đó, có 1 hợp chất mang cấu trúc mới cho khoa học và 12 hợp chất lần đầu tiên được phát hiện ở các loài thuộc họ Xylariaceae thu thập tại Việt Nam.

5. Hoạt tính sinh học của các hợp chất chiết tách từ loài Daldinia concentrica CP002 được ghi nhận trên những đối tượng nào?

Ba hợp chất chiết tách từ loài Daldinia concentrica CP002 đã được thử nghiệm và ghi nhận hoạt tính gây độc, ức chế sự sinh trưởng trên 4 dòng tế bào ung thư ở người gồm: ung thư biểu mô (KB), ung thư gan (HepG2), ung thư phổi (Lu), ung thư vú (MCF7), đồng thời thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đối với một số chủng vi sinh vật kiểm định.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Đỗ Đức Quế là công trình khoa học khảo sát có hệ thống về nấm túi họ Xylariaceae tại Rừng nguyên sinh Mường Phăng và Vườn Quốc gia Cúc Phương. Bằng việc kết hợp hài hòa giữa giám định hình thái, giải phẫu hiển vi, phân tích di truyền phân tử qua chỉ thị ITS rADN và khảo sát hóa thực vật, luận án đã làm sáng tỏ tính đa dạng sinh học cao của họ nấm này với 114 taxon được mô tả, bổ sung 4 chi và 100 taxon mới cho khu hệ nấm Việt Nam. Công trình cũng xác định được 13 hợp chất hóa học (trong đó có 1 chất mới cho khoa học) và chứng minh hoạt tính kháng ung thư, kháng khuẩn của các dịch chiết từ thể quả loài Daldinia concentrica. Kết quả nghiên cứu không chỉ làm phong phú nguồn dữ liệu phân loại học nấm ở Việt Nam mà còn đặt nền móng khoa học quan trọng cho các định hướng khai thác hợp chất thiên nhiên phục vụ y dược học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Vị trí nấm túi họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại và đặc điểm hình thái của chúng 1. Vị trí họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm Kết quả thống kê hiện nay, nấm túi là ngành có số lượng loài lớn nhất trong giới nấm, chiếm tới hơn 50% tổng số loài nấm hiện biết với 68 bộ, 327 Deleted: 77 họ, 6355 chi, 79262 loài [77, 78, 182]. Nấm túi họ Xylariaceae ban đầu được Deleted: 78 xếp vào họ Clavariaceae với loài đặc trưng là Clavaria hypoxylon (Sau này là loài Xylaria hypoxylon).

Tuy nhiên, Tulasne và Tulasne (1863) nhận thấy một số loài có nhiều đặc điểm khác biệt về hình thái bên ngoài nên đã tách từ họ Clavariaceae ra thành một họ mới, ban đầu lấy tên là “Xylariei”. Những kết quả nghiên cứu sau này về cả đặc điểm hình thái lẫn cấu trúc hiển vi đã xác định Xylariaceae là họ độc lập và có số lượng loài rất đa dạng [158]. Mặc dù hệ thống phân loại nấm túi đã dần được hoàn thiện, tuy nhiên vẫn còn rất nhiều tranh cãi và bàn luận, các nhà khoa học dựa trên các quan điểm khác nhau đã đưa ra những nhận định cũng như hệ thống phân loại khác nhau. Lumbsch và Huhndorf (2010) khi kết hợp các kết quả nghiên cứu về sinh học phân tử và phân loại hình thái đã đưa ra hệ thống phân loại trong ngành nấm túi bao gồm ba phân ngành, được các nhà khoa học hiện nay sử dụng rộng rãi nhất [77].

Vận dụng cách phân loại này, kết hợp với các công bố trên Catalogue of life năm 2013, chúng tôi xác định vị trí họ Xylariaceae thuộc bộ Xylariales, lớp Sordariomycetes, ngành nấm túi Ascomycota, kết Deleted: 77 quả được thể hiện tại (Bảng 1. Deleted: 77 Deleted: 77 Deleted: 182 Deleted: 182 Deleted: 1 6 Deleted: 77 Bảng 1. Vị trí phân loại của nấm họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm hiện nay [77, 78, 182] Deleted: 77 Deleted: 77 Giới Các lớp trong ngành Các bộ trong lớp Các họ trong Deleted: 78 Các ngành nấm Deleted: 78 Nấm nấm túi Ascomycota Sordariomycetes Bộ Xylariales Deleted: 78 Fungi 1. Họ Amphisphaeriaceae Deleted: 182 2.

Họ Cainiaceae Deleted: 182 3. Họ Clypeosphaeriaceae Deleted: 1 4. Đặc điểm hình thái nấm túi họ Xylariaceae Hình thái nấm túi họ Xylariaceae được xác định cả về đặc điểm hình thái ngoài như chất nền, thể quả, lỗ miệng và các đặc điểm cấu trúc bên trong như túi bào tử, bào tử, rãnh mầm hay cuống sinh bào tử. Các nghiên cứu trước đây đã xác định nấm túi họ Xylariaceae có đặc điểm hình thái rất đa dạng về hình dạng, màu sắc và kích thước.

Vì vậy, đặc điểm hình thái là cơ sở quan trọng trong nghiên cứu định loại cũng như trong nghiên cứu ứng dụng. Chất nền (Stromata) Chất nền là một đặc điểm hình thái có thể quan sát bằng mắt thường. Hiện nay, các nhà khoa học vẫn coi đây là một chỉ tiêu quan trọng để định loại đến loài. Chất nền có rất nhiều hình dạng, màu sắc và kích thước khác nhau.

Điều này cũng chứng minh được khả năng thích nghi rộng của nấm túi họ Xylariaceae trên toàn cầu [56, 136, 162]. Chất nền có dạng phẳng, dẹt (applanata) phổ biến nhất là ở các chi Annulohypoxylon, Biscogniauxia, Hypoxylon, Nemania (Hình 1.1 B, C); hoặc các dạng khác như: dạng ụ (effused-pulvinate) thường gặp ở các chi Annulohypoxylon, Kretzschmaria (Hình 1. F); dạng cầu (spherical) có cuống hoặc không cuống ở các chi Daldinia, Rosellinia hay Xylaria. Ngoài ra, các chi Xylaria, Kretzschmaria có chất nền hình chùy (clavate) hoặc hình trụ (cylindrical) (Hình 1.

Chất nền của nấm túi họ Xylariaceae thường có màu đen, tuy nhiên cũng có rất nhiều loài trong một chi có màu sắc khác nhau như màu vàng, màu nâu, màu trắng.