Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tông ̉ quan cać vân ́ đềnghiên cứu vềtre trên thếgiới 1. Phân loại Tre Tre là tập hợp các loài thực vật thuộc họ Hoà thảo (Poaceae hoặc còn gọi là Gramineae). Theo Rao và Rao (1999), các loài tre trúc trên thế giới rất phong phú, đa dạng, có khoảng 1.250 loài tre trúc của 75 chi, phân bố ở khắp các châu lục, trừ châu Âu.
Châu Á có số lượng và chủng loại tre trúc đặc biệt phong phú với khoảng 900 loài của khoảng 65 chi. Về mặt phân loại, cho đến nay việc phân loại tre vẫn chưa thực sự chính xác, nguyên nhân là do tính đa dạng về loài, cũng như đặc tính ra hoa không thường xuyên của nhiều loài tre. Năm 1868, Munro lần đầu tiên đã đưa ra hệ thống phân loại tre với 120 loài thuộc 21 chi, chúng được chia làm 3 nhóm. Cơ sở của hệ thống phân loại này là số lượng nhị hoa và cấu trúc quả.
Bentham (1883) đã đưa cơ sở vào hệ thống phân loại của Munro và bổ sung thêm một số tiêu chuẩn khác như cấu trúc bông hoa, cụm hoa, kiểu phát sinh hoa, để xây dựng bảng phân loại tre của mình với 4 nhóm phụ là: Arundinarieae, Bambuseae, Dendrocalamus và Melocanneae. Đây là hệ thống phân loại tre phổ thông nhất và đặt nền móng cho các bước phát triển, hoàn thiện việc phân loại tre sau này. Đối với các loài thuộc chi Bambuseae, có nhiều tác giả đã mô tả khá chi tiết đặc điểm các loài bao gồm cả bản mô tả bằng hình vẽ, điển hình như Munro (1868) đã mô tả 9 loài; Gamble (1896) đã mô tả 16 loài ở Ấn Độ; Tewari (1993) đã mô tả 14 loài của Ấn Độ; Hsueh & Li (1996) mô tả 11 loài ở Trung Quốc; Li và Stapleton (2006) mô tả 24 loài tre ở Trung Quốc. Bước sang thế kỷ XX, Holttum (1956) đã mở rộng và xây dựng hệ thống phân loại tre dựa trên cơ sở chủ yếu là cấu trúc bầu nhuỵ, tác giả đã chia các chi 13 thành 4 nhóm: Schizostachyum, Oxytenanthera, Bambusa Dendrocalamus và Arundinaria.
Theo Koichiro Ueda (1960), nghiên cứu xác định 1.250 loài tre trúc trên thế giới, thuộc 47 chi. Các loài phần lớn đều mọc tự nhiên ở các nước trong vùng Đông Nam châu Á (dẫn theo bản dịch Vương Tấn Nhị, 1976). Theo Rao và Rao (1995; 1999) đã phân loại và hệ thống các loài tre trúc trên thế giới, gồm 1.250 loài thuộc 75 chi. Các loài này đều phân bố rộng và có số lượng cây nhiều, song phần lớn đều mọc tự nhiên ở các nước trong vùng Đông Nam châu Á và Châu Á.
Trung Quốc là nước có nhiều loài tre trúc nhất, có tới 500 loài, thuộc 50 chi; Nhật Bản với 230 loài thuộc 13 chi; Ấn Độ có 125 loài, thuộc 23 chi; Indonesia có 65 loài, thuộc 10 chi. Không gặp được loài nào vốn có nguồn gốc tại châu Âu và có rất ít loài cây bản địa ở châu Úc. Dranfield và Widjaja (1995) đã xác định ở Đông Nam Á có khoảng 200 loài tre, thuộc 20 chi; trong đó chi Tre (Bambusa) có nhiều loài nhất (khoảng 37 loài), tiếp đến chi Nứa (Schizostachyum) khoảng 30 loài, chi Luồng (Dendrocalamus) có khoảng 29 loài và có tới 8 chi tre trúc ở Đông Nam Á chỉ có từ 1 loài đến 2 loài. Các loài tre trúc có thể mọc hoang dại hoặc được gây trồng và có một đặc điểm nổi bật là tre trúc có mặt ở nhiều điều kiện sống khác nhau.
Ban tổ chức Triển lãm Quốc tế Vietbuild Home (2020) và Ban vận động Hiệp hội Tre Việt Nam đã đưa ra bảng phân loại với 49 chi của Bambusoideae và được chia ra 3 nhóm phụ là: Arundinarinae Benth, Bambusinae Presl và Melocanninae Reichenb. Cơ sở của hệ thống phân loại này là dựa trên tiêu chuẩn căn bản là cấu trúc của bầu nhuỵ và các phần phụ của nó (Vietbuild Home, 2020). Soderstrom và Ellis (1987) đã đề nghị một hệ thống phân loại, dựa trên cơ sở các đặc điểm về cấu tạo giải phẫu lá, cấu trúc bông hoa, kiểu hoa và quả. Hai tác giả này đã đưa ra 54 chi tre được sắp xếp trong 9 nhóm phụ và 5 chi chưa xác định chính xác.
Những năm tiếp theo đã có nhiều nghiên cứu về phân loại và bổ 14 sung một số loài, chi thuộc các nhóm phụ khác nhau vào hệ thống phân loại trên, như Widjaja (1987), Wong (1993), Stapleton (1994). Ngaỳ nay, vơí nên ̀ khoa hoc̣ phat́ triên ̉ hiên ̣ đaị nhiều tác giả trên thếgiới đã sử dụng các trình tự nucleotide DNA để xác định chinh ́ xać loài tre trúc. Như, Sun và cs (2005) nghiên cứu 21 loài tre và xác định được mối quan hệ di truyền của một số loài thuộc chi Bambusa. Yang và cs (2007) xác định được trình tự nucleotide gen GBSSI và trnL cho 53 loài cần chỉnh lý tên chi (Schizostachyum, Cephalostachyum, Dinochloa, Leptocanna, Melocanna, Melocalamus và Pseudostachyum).
Tương tự, Ramanayake và các tác giả (2007) đã sử dụng chỉ thị phân tử RAPD để nghiên cứu đa dạng di truyền của 23 khóm tre D.giganteus thuộc một quần thể ở Vườn thực vật Hoàng Gia ở Peradeniya, Sri Lanka được di thực đến đây năm 1856 từ một cây và khẳng định quần thể có đa dạng di truyền thấp, chỉ 0,045±0,004. Quần thể này đồng nhất về hình thái, các cá thể tăng lên do nhân giống vô tính. Yang và các tác giả (2010) đã sử dụng 01 gen nhân và 03 vùng gen lục lạp để xác định trình tự nucleotide và lập cây phát sinh chủng loại cho 64 loài thuộc tông phụ tre. Cùng năm này, Guo và các tác giả (2010) đã nghiên cứu mối quan hệ di truyền gần gũi giữa các loài tre (climbing bamboos) ở Đông Nam Á với các loài trong chi Bambusa.
Tian và các tác giả (2012) đã phân tích đa dạng di truyền của 108 khóm tre A.giganteus thuộc 7 quần thể ở tỉnh Vân Nam (Trung Quốc) bằng chỉ thị phân tử ISSR cho rằng đa dạng di truyền trong quần thể là rất thấp, trung bình là 11,33% khác nhau, nhưng đa dạng di truyền giữa các quần thể rất cao, trung bình 88,57% khác nhau. Bảy quần thể này chia làm 2 nhóm chính và khẳng định không có khác biệt về mặt di truyền giữa các cá thể trong quần thể mà khác nhau về mặt địa lý. Các tác giả đề nghị bảo tồn in situ tất cả 7 quần thể này và cần thu thập vật liệu giống để bảo tồn ex situ. 15 Tóm lại: Các nghiên cứu về phân loại tre trên thế giới chủ yếu dựa trên phân loại bằng đặc điểm hình thái.
Chưa có nhiều hệ thống phân loại dựa trên phân loại học phân tử. Trong khi đó, phân loại học phân tử là phương pháp nghiên cứu hiện đại, so với các phương pháp nhận dạng truyền thống, thì phương pháp này cho độ chính xác cao mà không lệ thuộc vào bất cứ yếu tố khách quan nào. Phân bố và cấu trúc rừng tre 1. Phân bố Công trình đầu tiên nghiên cứu tre trúc trên thế giới là của Munro (1868), tác giả đã khái quát một cách tổng quát về họ phụ tre, trúc.
Sau đó là ấn phẩm của Gamble (1896) ở Ấn Độ, đã mô tả khá chi tiết về đặc điểm phân bố, một số đặc điểm hình thái và sinh thái của 151 loài tre trúc có ở Ấn Độ, Sri Lanka, Pakistan, Myanmar, Malaysia và Indonesia (Dẫn theo Nguyễn Ngọc Bình và Phạm Đức Tuấn, 2007). Tewari (1993) cũng đã công bố, hiện nay trên thế giới có tới 80% rừng tre phân bố ở châu Á, tất cả các rừng nhiệt đới và á nhiệt đới đều có tre trúc xuất hiện. Độ cao phân bố của nhiều loài từ sát biển tới 4.000 m (so với mực nước biển), song tập trung chủ yếu ở vùng thấp đến đai cao trung bình. Tác giả đã xác định được vùng phân bố chung cho tre trúc và bản đồ phân bố một số chi tre trúc quan trọng của thế giới.
Nhìn vào bản đồ phân bố cho thấy trung tâm phân bố tre trúc tập trung chủ yếu vào khu vực nhiệt đới và á nhiệt đới thuộc châu Á, trong đó chủ yếu là ở Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam, Nhật Bản, Malaysia, Bắc Úc, Trung Phi, Nam Mỹ và một phần nhỏ ở Bắc Mỹ. Ấn Độ là nước có tre trúc phân bố và loài lớn nhất thế giới, phân bố từ sát mực nước biển lên tới độ cao 3. Có 50% loài tre trúc tập trung phân bố ở phía Tây Ấn Độ, đa số các loài có thân mọc cụm như: Tre, Luồng,.Tiếp theo là Trung Quốc với số lượng loài tre trúc phong phú. 16 Các loài tre đều phân bố rộng và có số lượng lớn, song phần lớn đều mọc tự nhiên ở các nước trong vùng Đông Nam châu Á và Châu Á điển hình Trung Quốc và Ấn Độ.
Không gặp được loài nào vốn có nguồn gốc tại châu Âu và có rất ít loài cây bản địa ở châu Úc (Rao và Rao (1995; 1999)). Theo Dranfield và Widjaja (1995), các loài tre trúc có thể mọc hoang dại hoặc được gây trồng và có một đặc điểm nổi bật là tre trúc có mặt ở nhiều điều kiện sống khác nhau. Theo Ohnberger (1999) có 52 loài thuộc chi Bambuseae trên toàn thế giới có phân bố ở phía Nam Trung Quốc kéo dài ra phía Tây và phía Đông và miền Trung của Trung Quốc, ở Ấn Độ có ở dãy Himalaya và các đảo Andaman, ngoài ra còn gặp ở các nước Nepal, Bhutan, Bangladesh, Sri Lanka, Myanmar, Malaysia, Lào, Campuchia, Việt Nam, Philippines, Indonesia và Papua New Guinea. Theo Zhu Zhaohua (2001) ở đảo Hải Nam rất gần với Việt Nam đã phát hiện được 46 loài tre trúc, trong đó có 38 loài phân bố tự nhiên với chủ yếu có 3 loài mọc tản thuộc chi Trúc (Phyllotaschys) và Thiama (Sasa).
Riêng tỉnh Vân Nam có 250 loài đã được phát hiện với diện tích tre trúc đạt tới 331. Tính đến năm 2005, thế giới có 36,77 triệu ha rừng tre trúc, trong đó diện tích tre của châu Á là 23,6 triệu ha (FAO, 2005). Riêng tại Ấn Độ có tổng diện tích rừng tre trúc khoảng 9,6 triệu ha, với 136 loài khác nhau. Ở các nước Đông Nam Á có diện tích rừng tre trúc tương đối lớn như: ở các nước Myanmar, Thái Lan, Philippines và Việt Nam.
Các loài tre lớn đều thuộc chi Bambusa và Dendrocalamus phân bố chủ yếu khu vực châu Á Thái Bình Dương. Tính riêng rừng tre, Trung Quốc có nhiều tre nhất với diện tích 7 triệu ha gồm khoảng 50 chi và 500 loài. Thứ hai là Nhật Bản với diện tích 0,1 triệu ha gồm 13 chi, trên 230 loài. Riêng Trúc sào Phyllostachys pubescens chiếm 3,37 triệu ha, chiếm 70% tổng diện tích tre trúc ở Trung Quốc (Wang và cs, 2013).