Luận án tiến sĩ nghiên cứu đặc điểm sinh học và kỹ thuật nhân giống mai cây dendrocalamus yunnanicus hsueh et d z li tại khu vực miền núi phía bắc việt nam

Luận án tiến sĩ nghiên cứu đặc điểm sinh học và kỹ thuật nhân giống mai cây Dendrocalamus yunnanicus tại miền núi phía Bắc Việt Nam.

• Tác giả: Nguyễn Mỹ Hải
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Thị Thu Hà
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lâm sinh
• Đề tài: Nghiên cứu Đặc Điểm Sinh Học Và Kỹ Thuật Nhân Giống Mai Cây (Dendrocalamus yunnanicus Hsueh et D.Li) Tại Khu Vực Miền Núi Phía Bắc Việt Nam
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu về tre trên thế giới
• 1.2. Phân loại Tre
• 1.3. Phân bố và cấu trúc rừng tre
• 1.4. Đặc điểm sinh học của Tre
• 1.5. Kỹ thuật nhân giống tre
• 1.6. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu về tre ở Việt Nam
• 1.7. Phân loại Tre
• 1.8. Phân bố và cấu trúc rừng tre
• 1.9. Đặc điểm sinh học của tre
• 1.10. Kỹ thuật nhân giống tre
• 1.11. Tổng quan các nghiên cứu về Mai cây
• 1.12. Tổng quan các nghiên cứu về Mai cây trên thế giới
• 1.13. Tổng quan các nghiên cứu về Mai cây ở Việt Nam
• 1.14. Thảo luận chung
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Giới hạn nghiên cứu
• 2.4. Địa điểm nghiên cứu
• 2.5. Nội dung nghiên cứu
• 2.6. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu
• 2.7. Phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 2.8. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đặc điểm sinh học của loài Mai cây
• 3.2. Đặc điểm hình thái Mai cây
• 3.3. Đặc điểm sinh thái của loài Mai cây
• 3.4. Đánh giá đa dạng di truyền nguồn gen Mai cây
• 3.5. Kết quả tách chiết DNA tổng số
• 3.6. Phân tích các sản phẩm PCR
• 3.7. Kết quả giải trình tự vùng ITS-rDNA của các mẫu Mai cây
• 3.8. Kết quả xây dựng cây quan hệ phát sinh giữa các mẫu thí nghiệm thuộc chi Dendrocalamus dựa trên trình tự nucleotide vùng ITS1-rRNA-ITS2
• 3.9. Kết quả chọn lọc nguồn giống
• 3.10. Kỹ thuật nhân giống vô tính loài Mai cây
• 3.10.1. Kỹ thuật nhân giống Mai cây bằng hom gốc
• 3.10.2. Kỹ thuật nhân giống Mai cây bằng chiết cành
• 3.10.3. Kỹ thuật nhân giống Mai cây bằng hom cành
• 3.10.4. Kỹ thuật nhân giống Mai cây bằng hom thân
• 3.11. Đề xuất một số biện pháp kỹ thuật chọn giống và nhân giống Mai cây
• 3.11.1. Lưu trữ giống gốc
• 3.11.2. Kỹ thuật chọn giống và nhân giống Mai cây bằng chiết cành
• 3.11.3. Kỹ thuật chọn giống và nhân giống Mai cây bằng hom gốc
• KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ ĐỀ NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Đặc điểm sinh học của cây mai Dendrocalamus yunnanicus

Cây mai Dendrocalamus yunnanicus là một loài tre bản địa tại miền núi phía Bắc Việt Nam. Loài này có kích thước lớn, với vách thân dày và cứng, ít cành nhánh. Đặc điểm sinh học của cây mai bao gồm khả năng sinh trưởng nhanh, thích nghi tốt với điều kiện khí hậu miền núi. Theo nghiên cứu, cây mai có thể phát triển tốt trong các loại đất có độ pH từ 5.5 đến 7.5, với độ ẩm đất cao. Đặc biệt, cây mai có khả năng chịu hạn tốt, giúp nó tồn tại trong điều kiện khắc nghiệt. Việc nghiên cứu đặc điểm sinh học của cây mai không chỉ giúp hiểu rõ hơn về loài này mà còn tạo cơ sở cho các phương pháp nhân giống và phát triển bền vững. "Cây mai có giá trị kinh tế cao, không chỉ trong xây dựng mà còn trong chế biến thực phẩm".

1.1. Đặc điểm hình thái

Cây mai có thân thẳng, cao từ 10 đến 15 mét, đường kính thân có thể đạt từ 10 đến 15 cm. Các đốt thân có khoảng cách đều nhau, tạo nên hình dáng thanh thoát. Lá cây mai dài từ 20 đến 30 cm, có màu xanh đậm, giúp cây quang hợp hiệu quả. Đặc điểm hình thái này không chỉ giúp cây mai phát triển tốt mà còn tạo ra giá trị thẩm mỹ cao trong cảnh quan. "Hình thái của cây mai rất đặc trưng, dễ nhận biết và có thể được sử dụng trong thiết kế cảnh quan".

1.2. Đặc điểm sinh thái

Cây mai thường mọc ở những vùng có độ cao từ 600 đến 1200 mét so với mực nước biển. Nó ưa thích các khu vực có ánh sáng đầy đủ và độ ẩm cao. Cây mai có thể sống trong các điều kiện đất khác nhau, từ đất thịt đến đất cát, miễn là có đủ độ ẩm. Hệ sinh thái nơi cây mai phát triển thường rất đa dạng, bao gồm nhiều loài thực vật và động vật khác nhau. "Hệ sinh thái nơi cây mai sinh sống đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự đa dạng sinh học".

II. Kỹ thuật nhân giống cây mai

Kỹ thuật nhân giống cây mai Dendrocalamus yunnanicus được thực hiện chủ yếu qua các phương pháp vô tính như chiết cành và hom gốc. Những phương pháp này giúp đảm bảo chất lượng giống và rút ngắn thời gian sinh trưởng. Việc áp dụng các chất điều hòa sinh trưởng như NAA và IBA đã cho thấy hiệu quả cao trong việc kích thích ra rễ. "Kỹ thuật nhân giống vô tính không chỉ giúp bảo tồn nguồn gen mà còn tạo ra nguồn giống chất lượng cao cho sản xuất". Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ sống của hom gốc có thể đạt tới 90% khi được xử lý đúng cách.

2.1. Nhân giống bằng hom gốc

Phương pháp nhân giống bằng hom gốc được thực hiện bằng cách cắt các đoạn thân có đốt, sau đó trồng vào đất ẩm. Việc xử lý hom gốc bằng các chất kích thích ra rễ giúp tăng tỷ lệ sống và phát triển của cây con. "Hom gốc là phương pháp đơn giản và hiệu quả, phù hợp với điều kiện sản xuất tại địa phương".

2.2. Nhân giống bằng chiết cành

Chiết cành là phương pháp nhân giống phổ biến, giúp tạo ra nhiều cây con từ một cây mẹ. Cành được chọn phải khỏe mạnh và có khả năng ra rễ tốt. Việc sử dụng các chất điều hòa sinh trưởng giúp tăng cường khả năng ra rễ của cành chiết. "Phương pháp này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn đảm bảo chất lượng giống cây".

III. Đánh giá và phát triển bền vững cây mai

Đánh giá sự phát triển của cây mai Dendrocalamus yunnanicus tại miền núi phía Bắc Việt Nam cho thấy loài này có tiềm năng lớn trong phát triển kinh tế và bảo tồn môi trường. Việc phát triển bền vững cây mai không chỉ giúp nâng cao thu nhập cho người dân mà còn góp phần bảo vệ môi trường sinh thái. "Cây mai có thể được trồng để chống xói mòn đất và cải thiện chất lượng đất". Các biện pháp bảo tồn và phát triển cây mai cần được thực hiện đồng bộ và có sự tham gia của cộng đồng.

3.1. Giá trị kinh tế

Cây mai không chỉ cung cấp nguyên liệu cho ngành xây dựng mà còn có giá trị trong chế biến thực phẩm. Măng mai được coi là một loại thực phẩm quý, có giá trị dinh dưỡng cao. "Nhu cầu thị trường đối với sản phẩm từ cây mai đang ngày càng tăng, mở ra cơ hội phát triển cho người dân".

3.2. Bảo tồn và phát triển

Để bảo tồn và phát triển cây mai, cần có các nghiên cứu khoa học và các chương trình hỗ trợ từ chính quyền địa phương. Việc nâng cao nhận thức của cộng đồng về giá trị của cây mai cũng rất quan trọng. "Chỉ khi cộng đồng hiểu rõ giá trị của cây mai, họ mới tích cực tham gia vào công tác bảo tồn và phát triển".

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu về tre trên thế giới 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 thành 4 nhóm: Schizostachyum, Oxytenanthera, Bambusa - Dendrocalamus và Arundinaria.

Theo Koichiro Ueda (1960), nghiên cứu xác định 1.250 loài tre trúc trên thế luan an 17 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 sung một số loài, chi thuộc các nhóm phụ khác nhau vào hệ thống phân loại trên, như Widjaja (1987), Wong (1993), Stapleton (1994). Ngày nay, với nền khoa học phát triển hiện đại nhiều tác giả trên thế giới đã sử dụng các trình tự nucleotide DNA để xác định chính xác 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 luan an 18 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. 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 luan an 19 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. 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. luan an 20 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).