Nghiên cứu phân lập hợp chất taxoid từ lá thông đỏ Taxus wallichiana tại Lâm Đồng

Chuyên khảo phân tích Luận án phân lập một số hợp chất taxoid từ lá thông đỏ lá dài taxus wallichiana zucc trồng ở lâm, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu

• Trường học: Trung Tâm Trồng Và Chế Biến Cây Thuốc Đà Lạt
• Chuyên ngành: Hóa Học
• Đề tài: Phân Lập Hợp Chất Taxoid Từ Lá Thông Đỏ Taxus Wallichiana Trồng Ở Lâm Đồng
• Loại tài liệu: Đề Tài Nghiên Cứu
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Lâm Đồng

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ THÔNG ĐỎ LÁ DÀI
• 1.2. Các loài Thông đỏ trên thế giới
• 1.3. Các loài Thông đỏ ở châu Á
• 1.4. THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG THÔNG ĐỎ
• 1.4.1. Taxoid
• 1.4.2. Khung taxoid căn bản

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Taxus wallichiana

Cây Thông đỏ (Taxus wallichiana) là một loài cây quý hiếm, thuộc họ Taxaceae, có nguồn gốc từ vùng Himalaya và được trồng chủ yếu ở Lâm Đồng, Việt Nam. Loài cây này nổi bật với khả năng sản xuất hợp chất taxoid, đặc biệt là paclitaxel, một chất có tác dụng chống ung thư mạnh mẽ. Việc khai thác quá mức đã dẫn đến tình trạng suy giảm số lượng cây, khiến Taxus wallichiana trở thành loài có nguy cơ tuyệt chủng. Theo báo cáo của IUCN, loài này đã được xếp vào danh sách đỏ. Do đó, việc nghiên cứu và phân lập hợp chất taxoid từ lá Thông đỏ là rất cần thiết để bảo tồn nguồn gen và phát triển nguồn nguyên liệu cho ngành dược phẩm.

1.1. Tình hình nghiên cứu về Taxus wallichiana

Nghiên cứu về hợp chất taxoid từ Taxus wallichiana đã được thực hiện từ nhiều năm qua. Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng lá và cành của cây này chứa hàm lượng 10-deacetyl baccatin III cao hơn so với vỏ cây. Điều này mở ra cơ hội khai thác nguồn nguyên liệu từ lá mà không làm tổn hại đến cây mẹ. Các nghiên cứu gần đây đã tập trung vào việc chiết xuất và xác định cấu trúc của các hợp chất taxoid từ lá Thông đỏ, nhằm xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm cho nguồn nguyên liệu này tại Việt Nam.

II. Phân lập và chiết xuất hợp chất taxoid

Quá trình phân lập hợp chất taxoid từ lá Thông đỏ bao gồm nhiều bước, từ thu hái nguyên liệu đến chiết xuất và xác định cấu trúc. Các phương pháp chiết xuất hiện đại như chiết xuất bằng dung môi hữu cơ và công nghệ siêu âm đã được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất thu hồi. Việc sử dụng các phương pháp này không chỉ giúp tăng cường hiệu quả chiết xuất mà còn bảo tồn các hoạt chất sinh học có trong lá. Các hợp chất taxoid như paclitaxel và baccatin III đã được phân lập thành công, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong y học, đặc biệt là trong điều trị ung thư.

2.1. Công nghệ chiết xuất hợp chất

Công nghệ chiết xuất hiện đại đóng vai trò quan trọng trong việc thu hồi hợp chất taxoid từ lá Thông đỏ. Các phương pháp như chiết xuất bằng siêu âm và chiết xuất bằng dung môi có thể giúp tăng cường hiệu suất thu hồi và giảm thiểu thời gian chiết xuất. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp bảo tồn các hoạt chất sinh học mà còn tạo ra nguồn nguyên liệu dồi dào cho ngành dược phẩm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, lá Thông đỏ có thể trở thành nguồn nguyên liệu chính để sản xuất paclitaxel, một trong những hợp chất taxoid quan trọng nhất trong điều trị ung thư.

III. Tác dụng sinh học của hợp chất taxoid

Các hợp chất taxoid từ Taxus wallichiana đã được chứng minh có nhiều tác dụng sinh học, đặc biệt là khả năng chống ung thư. Paclitaxel, một trong những hợp chất taxoid nổi bật, đã được sử dụng rộng rãi trong điều trị các loại ung thư như ung thư vú, ung thư buồng trứng và ung thư phổi. Nghiên cứu cho thấy rằng, các hợp chất taxoid không chỉ có tác dụng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư mà còn có khả năng kích thích quá trình apoptosis, giúp tiêu diệt tế bào ung thư một cách hiệu quả.

3.1. Ứng dụng trong y học

Việc phân lập và nghiên cứu các hợp chất taxoid từ Taxus wallichiana không chỉ có ý nghĩa trong việc bảo tồn loài mà còn mở ra cơ hội mới cho ngành dược phẩm. Các hợp chất taxoid như paclitaxel đã được chứng minh là có hiệu quả trong điều trị ung thư, giúp cải thiện chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân. Hơn nữa, việc phát triển quy trình sản xuất các hợp chất taxoid từ lá Thông đỏ sẽ giúp giảm thiểu áp lực khai thác từ tự nhiên, bảo vệ nguồn gen quý hiếm này.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thông đỏ (Taxus sp.) là nguồn dược liệu quý giá chứa các hợp chất taxoid, trong đó paclitaxel và 10-deacetyl baccatin III (10-DAB) là những tiền chất quan trọng để sản xuất thuốc điều trị ung thư như ung thư buồng trứng, ung thư vú và ung thư phổi. Tuy nhiên, việc khai thác taxol từ vỏ cây Thông đỏ truyền thống gây ra hiện tượng cạn kiệt nguồn nguyên liệu do phải đốn hạ nhiều cây già, đặc biệt là loài Taxus wallichiana Zucc. – Thông đỏ lá dài, hiện chỉ còn khoảng 250 cây tại Lâm Đồng, Việt Nam. Loài này được xếp vào nhóm nguy cấp theo sách đỏ IUCN và bị nghiêm cấm khai thác thương mại theo Nghị định 32/2006/NĐ-CP của Chính phủ. Do đó, nghiên cứu chiết xuất và phân lập các hợp chất taxoid từ lá Thông đỏ lá dài trồng tại Lâm Đồng nhằm tạo nguồn nguyên liệu bền vững, không ảnh hưởng đến quần thể tự nhiên, có ý nghĩa lớn trong phát triển dược liệu và sản xuất thuốc chống ung thư.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào chiết xuất, phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất taxoid từ lá Thông đỏ lá dài trồng tại Lâm Đồng, thiết lập các chất đối chiếu phục vụ kiểm nghiệm, đồng thời xây dựng quy trình định lượng đồng thời paclitaxel và các taxoid liên quan. Nghiên cứu được thực hiện trên nguyên liệu thu hái tháng 9 năm 2012 tại Lâm Đồng, với trọng tâm là phát triển phương pháp chiết tách hiệu quả, phân tích định lượng chính xác nhằm nâng cao giá trị khoa học và ứng dụng thực tiễn trong ngành dược liệu và công nghiệp dược phẩm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về hóa học tự nhiên và dược liệu, tập trung vào:

• Hóa học diterpenoid taxoid: Taxoid là nhóm hợp chất diterpen có khung cấu trúc đặc trưng gồm vòng 6/8/6 hoặc 5/7/6 carbon, trong đó paclitaxel là hợp chất tiêu biểu với hoạt tính chống ung thư mạnh mẽ. Các tiền chất như 10-deacetyl baccatin III đóng vai trò quan trọng trong bán tổng hợp paclitaxel.
• Phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): Là phương pháp chủ đạo để phân lập, tinh chế và định lượng các hợp chất taxoid với độ chính xác và độ nhạy cao, kết hợp với các kỹ thuật phổ như NMR, MS, IR để xác định cấu trúc hóa học.
• Mô hình chiết xuất và phân lập hợp chất tự nhiên: Sử dụng các phương pháp chiết xuất ngâm lạnh, chiết phân đoạn lỏng-lỏng, sắc ký cột cổ điển, sắc ký cột áp suất trung bình (MPLC), và HPLC điều chế để tách chiết và tinh chế các hợp chất mục tiêu.

Các khái niệm chính bao gồm taxoid, paclitaxel, 10-deacetyl baccatin III, sắc ký lỏng hiệu năng cao, chất đối chiếu, và quy trình thẩm định phương pháp phân tích.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu lá Thông đỏ lá dài thu hái tại Lâm Đồng tháng 9/2012, được phơi khô, xay mịn và bảo quản nghiêm ngặt. Các dung môi và hóa chất đạt chuẩn phân tích được sử dụng trong chiết xuất và phân tích.
• Phương pháp chiết xuất: Chiết ngâm lạnh bằng methanol, sau đó chiết phân đoạn lỏng-lỏng với dichloromethane để thu cao chiết giàu taxoid. Phân đoạn MeOH 100% được chọn để tiếp tục phân lập.
• Phương pháp phân lập: Sắc ký cột cổ điển với silica gel, sắc ký cột áp suất trung bình (MPLC) và HPLC điều chế được sử dụng để tách và tinh chế các hợp chất taxoid.
• Xác định cấu trúc: Sử dụng phổ UV, IR, MS và NMR để xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập.
• Thiết lập chất đối chiếu: Các hợp chất taxoid tinh khiết (>95%) được thiết lập làm chất đối chiếu theo hướng dẫn của WHO và ASEAN, phục vụ kiểm nghiệm định lượng.
• Xây dựng và thẩm định quy trình định lượng: Phương pháp HPLC-PDA được xây dựng để định lượng đồng thời paclitaxel và các taxoid liên quan, thẩm định về tính tuyến tính, độ chính xác, độ lặp lại, độ đúng, giới hạn phát hiện và định lượng.

Thời gian nghiên cứu kéo dài từ thu hái nguyên liệu năm 2012 đến hoàn thiện quy trình phân tích và thẩm định tại các phòng thí nghiệm chuyên sâu ở Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thành phần hóa học trong lá Thông đỏ lá dài: Kết quả định tính cho thấy lá chứa nhiều nhóm hợp chất như tinh dầu, triterpenoid, alkaloid, coumarin, flavonoid, proanthocyanidin, polyphenol và saponin. Dịch chiết ethanol và ether chứa nhiều diterpenoid taxoid hơn dịch chiết nước, phù hợp cho việc chiết xuất taxoid (khoảng 8 kg cao MeOH thô thu được từ 25 kg nguyên liệu).

2. Chiết xuất và phân đoạn taxoid: Phân đoạn MeOH 100% sau cột Diaion HP-20 tập trung các hợp chất taxoid với các vết sắc ký rõ ràng, được tiếp tục phân lập bằng sắc ký cột silica gel và MPLC. Tổng khối lượng các phân đoạn thu được lần lượt là 720 mg, 935 mg và 2.000 mg cho các hợp chất taxoid tinh khiết.

3. Phân lập và tinh chế các hợp chất taxoid: Ba hợp chất taxoid chính được phân lập với độ tinh khiết trên 95%, trong đó hai hợp chất đạt trên 98% và 99%. Các hợp chất này được xác định cấu trúc bằng phổ UV, IR, MS và NMR, phù hợp với các taxoid đã biết như paclitaxel và các dẫn xuất liên quan.

4. Thiết lập chất đối chiếu và xây dựng quy trình định lượng: Các hợp chất taxoid tinh khiết được thiết lập làm chất đối chiếu chuẩn, quy trình HPLC-PDA định lượng đồng thời paclitaxel và các taxoid liên quan được thẩm định đạt các chỉ tiêu về độ chính xác (RSD < 2%), độ lặp lại, độ đúng (tỷ lệ phục hồi 90-107%), giới hạn phát hiện và định lượng phù hợp.

Thảo luận kết quả

Việc chiết xuất và phân lập taxoid từ lá Thông đỏ lá dài trồng tại Lâm Đồng đã chứng minh hiệu quả cao, cung cấp nguồn nguyên liệu thay thế bền vững cho việc sản xuất paclitaxel mà không làm tổn hại đến quần thể tự nhiên. So với các nghiên cứu trước đây tập trung vào vỏ cây, lá Thông đỏ chứa hàm lượng 10-DAB và các taxoid khác cao hơn, phù hợp cho bán tổng hợp paclitaxel.

Phương pháp chiết ngâm lạnh kết hợp chiết phân đoạn lỏng-lỏng và sắc ký cột cổ điển, MPLC, HPLC điều chế cho phép tách chiết và tinh chế các hợp chất taxoid với độ tinh khiết cao, đáp ứng yêu cầu kiểm nghiệm và ứng dụng dược phẩm. Kết quả thẩm định quy trình định lượng HPLC cho thấy phương pháp có độ nhạy và độ chính xác cao, phù hợp cho kiểm soát chất lượng nguyên liệu và sản phẩm.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ sắc ký HPLC thể hiện sự phân tách rõ ràng các hợp chất taxoid, bảng thống kê hàm lượng và độ tinh khiết các phân đoạn, cũng như biểu đồ phục hồi và độ lặp lại của phương pháp phân tích.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển quy mô sản xuất nguyên liệu taxoid từ lá Thông đỏ lá dài: Áp dụng quy trình chiết xuất và phân lập đã xây dựng để sản xuất nguyên liệu taxoid quy mô pilot và công nghiệp, nhằm đáp ứng nhu cầu dược phẩm trong vòng 3-5 năm tới, do các trung tâm dược liệu và công ty dược phẩm thực hiện.

2. Xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm nguyên liệu taxol của Việt Nam: Dựa trên các chất đối chiếu đã thiết lập, xây dựng tiêu chuẩn chất lượng nguyên liệu taxol và các taxoid liên quan, phục vụ kiểm soát chất lượng nguyên liệu và sản phẩm thuốc, triển khai trong 1-2 năm tới bởi các viện kiểm nghiệm và cơ quan quản lý dược.

3. Nghiên cứu nhân giống và trồng Thông đỏ lá dài quy mô lớn: Đẩy mạnh nghiên cứu nhân giống bằng cành và kỹ thuật trồng để bảo tồn và phát triển nguồn nguyên liệu bền vững, giảm áp lực khai thác tự nhiên, do các viện nghiên cứu nông nghiệp và trung tâm dược liệu thực hiện trong 3-4 năm.

4. Mở rộng nghiên cứu các hợp chất taxoid mới và hoạt tính sinh học: Tiếp tục phân lập, xác định cấu trúc và đánh giá hoạt tính sinh học của các taxoid mới từ lá Thông đỏ, nhằm phát triển thuốc điều trị ung thư hiệu quả hơn, do các nhóm nghiên cứu hóa dược và dược lý thực hiện trong 5 năm tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu dược liệu và hóa dược: Nghiên cứu về chiết xuất, phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất tự nhiên, đặc biệt là taxoid từ Thông đỏ, phục vụ phát triển thuốc và nguyên liệu dược phẩm.

2. Cơ sở sản xuất dược liệu và dược phẩm: Áp dụng quy trình chiết xuất và phân tích để sản xuất nguyên liệu taxol và các dẫn xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế.

3. Cơ quan quản lý chất lượng dược liệu: Sử dụng các chất đối chiếu và quy trình thẩm định để xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm, đảm bảo an toàn và hiệu quả của nguyên liệu và thuốc chứa taxol.

4. Nhà bảo tồn và phát triển nguồn gen thực vật: Tham khảo các phương pháp nhân giống, trồng và bảo tồn Thông đỏ lá dài nhằm duy trì nguồn nguyên liệu bền vững, tránh nguy cơ tuyệt chủng.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao chọn lá Thông đỏ lá dài làm nguyên liệu thay thế vỏ cây?
   Lá Thông đỏ lá dài chứa hàm lượng 10-DAB và các taxoid cao hơn vỏ cây, đồng thời việc khai thác lá không gây tổn hại đến cây, giúp bảo tồn nguồn gen và phát triển bền vững.

2. Phương pháp chiết xuất nào hiệu quả nhất cho taxoid?
   Chiết ngâm lạnh bằng methanol kết hợp chiết phân đoạn lỏng-lỏng với dichloromethane cho hiệu suất cao, giữ được hoạt tính và thành phần taxoid đa dạng.

3. Làm thế nào để xác định độ tinh khiết của các hợp chất taxoid?
   Sử dụng sắc ký lớp mỏng (SKLM) và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) kết hợp phổ UV, IR, MS, NMR để xác định cấu trúc và độ tinh khiết trên 95%.

4. Quy trình định lượng taxoid được thẩm định như thế nào?
   Phương pháp HPLC-PDA được thẩm định về tính tuyến tính, độ chính xác, độ lặp lại, độ đúng, giới hạn phát hiện và định lượng, đảm bảo kết quả tin cậy và tái lập.

5. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này là gì?
   Nghiên cứu cung cấp quy trình chiết xuất và phân lập taxoid từ lá Thông đỏ lá dài, thiết lập chất đối chiếu và phương pháp định lượng, hỗ trợ sản xuất thuốc chống ung thư và phát triển dược liệu bền vững.

Kết luận

• Đã chiết xuất và phân lập thành công ba hợp chất taxoid tinh khiết từ lá Thông đỏ lá dài trồng tại Lâm Đồng với độ tinh khiết ≥ 95%.
• Xác định cấu trúc các hợp chất bằng phổ UV, IR, MS và NMR, phù hợp với các taxoid có hoạt tính sinh học cao.
• Thiết lập các chất đối chiếu chuẩn phục vụ kiểm nghiệm nguyên liệu taxol và các taxoid liên quan.
• Xây dựng và thẩm định quy trình HPLC định lượng đồng thời paclitaxel và các taxoid, đạt các chỉ tiêu về độ chính xác, độ lặp lại và độ đúng.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển nguồn nguyên liệu taxol bền vững từ lá Thông đỏ, góp phần bảo tồn loài và nâng cao giá trị dược liệu Việt Nam.

Tiếp theo, cần triển khai quy trình sản xuất quy mô lớn, xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm và mở rộng nghiên cứu hoạt tính sinh học các taxoid mới. Đề nghị các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp dược phẩm phối hợp ứng dụng kết quả để phát triển sản phẩm thuốc chống ung thư chất lượng cao.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Theo các nhà khoa học, các loài Thông đỏ (Taxus sp.) có chứa taxoid là nhóm hợp chất chính yếu gồm cả paclitaxel, 10-deacetyl baccatin III (10-DAB, tiền chất tổng hợp paclitaxel) để sản xuất Taxol® và các dẫn xuất taxoid khác. Hiện nay, taxol được sử dụng là nguyên liệu chính để điều chế thuốc chữa trị ung thư như: Ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư phổi, v. Các nhà khoa học ở Mỹ và một số nước châu Âu đã thành công trong việc chiết xuất taxol và các taxoid từ vỏ cây; công nghệ này làm cây nhanh lão hóa và gây cạn kiệt nguồn cung cấp. Người ta phải đốn 6 - 8 cây Thông đỏ 100 năm tuổi mới có đủ lượng taxol phân lập từ vỏ cây để điều trị cho một bệnh nhân ung thư [97].

Do có giá trị kinh tế cao nên Thông đỏ bị lạm dụng khai thác, đặc biệt là ở vùng Himalaya và Trung Quốc, nguồn dược liệu thiên nhiên này trở nên khan hiếm và bị đe dọa tuyệt chủng [2]. Năm 2011, sách đỏ của IUCN đã công bố Taxus wallichiana là loài có nguy cơ tuyệt chủng [50], [97]. Do đó, để có đủ lượng taxol cho sản xuất thuốc, ngoài việc tổng hợp trực tiếp taxol thì các nhà khoa học đã quan tâm chú ý nhiều hơn đến bán tổng hợp taxol từ các taxoid khác được phân lập từ Thông đỏ. Ngoài nguồn nguyên liệu từ vỏ, người ta còn thu được lượng 10-DAB ở cành và lá Thông đỏ nhiều hơn so với ở vỏ cây [97].

Ở Việt Nam, Thông đỏ lá dài (Taxus wallichiana Zucc.) là loài chỉ mới gặp ở Lâm Đồng với số cây còn lại ước tính chỉ trên 250 cây [7]. Năm 2007, trong sách đỏ Việt Nam, Thông đỏ được xếp vào cấp VU – loài sẽ nguy cấp; còn trong Nghị định 32/2006/NĐ-CP của Chính phủ thì Thông đỏ được xếp vào nhóm IA – nghiêm cấm khai thác, sử dụng vì mục đích thương mại [2]. Do đó, để khai thác nguồn nguyên liệu quý mà không ảnh hưởng đến vùng phân bố tự nhiên của loài Thông đỏ này, Trung tâm trồng và chế biến cây thuốc Đà Lạt trồng Thông đỏ bước đầu cung cấp nguyên liệu phục vụ cho chiết tách taxol và các hợp chất taxoid trong sản xuất thuốc điều trị ung thư [5]. Bên cạnh đó, các nhà khoa học Việt Nam đã tiến hành một vài nghiên cứu về chiết xuất, phân lập và xác 2 định cấu trúc các hoạt chất sinh học từ lá Thông đỏ lá dài trồng ở Lâm Đồng [6], [8].

Tuy nhiên, Thông đỏ lá dài vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ về thành phần các hợp chất taxoid để có cơ sở xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm nguồn nguyên liệu taxol của Việt Nam. Vì thế, đề tài: “Phân lập một số hợp chất taxoid từ lá Thông đỏ lá dài (Taxus wallichiana Zucc.) trồng ở Lâm Đồng, định hướng thiết lập chất đối chiếu” được thực hiện với các mục tiêu sau: 1. Chiết xuất, phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất taxoid từ lá Thông đỏ lá dài trồng ở Lâm Đồng. Thiết lập một số chất đối chiếu được phân lập từ lá Thông đỏ lá dài trồng ở Lâm Đồng phục vụ công tác kiểm nghiệm.

Xây dựng và thẩm định quy trình định lượng đồng thời taxol và một số taxoid phân lập được từ lá Thông đỏ lá dài trồng ở Lâm Đồng. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ THÔNG ĐỎ LÁ DÀI Tên gọi Tên khoa học: Taxus wallichiana Zucc [1], [2], [3]. Tên nước ngoài: Himalayan yew (Anh), Xu mi hong dou shan (Trung Quốc).

Tên Việt Nam: Thông đỏ lá dài, Thông đỏ nam, Thông đỏ Hymalaya, sam hạt đỏ lá dài, vân nam hồng đậu sam [1], [2], [3]. Trong hệ thống phân loại thực vật quốc tế, thông đỏ lá dài thuộc [1], [2], [3]: Ngành: Thông (Pinophyta) Lớp: Thông (Pinopsida) Bộ: Thủy tùng (Taxales) Họ: Thủy tùng hay Thông đỏ (Taxaceae) Chi: Taxus Loài: Taxus wallichiana Zucc. Mô tả thực vật Cây gỗ to cao đến 20 m, đường kính thân 40 – 50 cm. Thân có vỏ màu hồng xám, phân nhiều cành mảnh, khi non màu lục.

Lá mọc so le, hầu như không cuống, thường xếp thành 2 dãy như một lá kép, hình dải rất hẹp, dáng cong, dài 2,5 – 4 cm, rộng 2 – 3 mm, gốc thuôn, đầu nhọn, mặt trên lõm như lòng thuyền, mặt dưới có hai dãy lỗ khí. Cụm hoa đơn tính, khác gốc. Nón đực hình chùy mọc đơn độc ở nách lá, kèm theo ở gốc là những lá bắc lợp. Nón cái gồm những nhánh ngắn, có vảy dạng gai lợp, xếp thành 4 dãy đứng; mọc đơn độc trên đỉnh cành ngắn tại một bên trục hoa.

Hạt hình trứng dài, nằm trong một vỏ hạt giả hình đấu khi chín mọng màu đỏ tươi, có cạnh, dài khoảng 6 – 7 mm [1], [2], [3]. 4 Phân bố, sinh thái Ở Việt Nam chi Taxus có 2 loài là Taxus chinensis thường gọi là “Thông đỏ lá ngắn” và Taxus wallichiana Zucc. gọi là “Thông đỏ lá dài” [1], [2]. Thông đỏ lá dài mọc tự nhiên Hình 1.

Thông đỏ lá dài được trồng ở Lâm Đồng ở Lâm Đồng Nguồn: Hình 1.2 theo tác giả Trần Công Luận [6] Thông đỏ lá dài: Phân bố ở Nepan (vùng núi Hymalaya), phía bắc Myanmar, Đông Nam Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia, Philippin và Việt Nam. Ở Việt Nam, loài này cũng chỉ thấy ở một số vùng núi cao thuộc tỉnh Khánh Hòa, Lâm Đồng (Đà Lạt, Đơn Dương), Hà Giang (Thái An – Quản Bạ), độ cao phân bố từ 1400 – 1600 m hoặc hơn [1], [2]. Thông đỏ thường ra lá non vào mùa xuân – hè, nón đực xuất hiện sớm hơn nón cái từ cuối mùa đông, nhưng đến giữa mùa xuân năm sau cả nón đực và nón cái mới nở. Thông đỏ sinh trưởng chậm, tái sinh tự nhiên từ hạt khó.

Tuy vậy, nếu trên đỉnh núi có vài cây to, vẫn có thể thấy những cây con mọc từ hạt. Vài năm gần đây, một số cơ sở nghiên cứu ở Hà Nội và Đà Lạt đã thí nghiệm thành công việc nhân giống Thông đỏ bằng cành [6]. Các loài Thông đỏ trên thế giới Trên thế giới, theo Spjut chi Taxus có 24 loài (species) và 55 thứ (varieties) được phân loại thành ba nhóm, hai nhóm trong số đó có nguồn gốc từ Bắc Mỹ: (1) Nhóm Baccata, đại diện là Thông đỏ Canada (Taxus canadensis) và nhiều giống được trồng có liên quan: T. umbraculifera và (2) Nhóm Wallichiana, đại diện là Thông đỏ Florida bản địa (Taxus continosa var.

floridana), Thông đỏ Mesoamerican (T. continosa) và Thông đỏ Thái Bình Dương (T. brevifolia), bao gồm hai thứ (var. Nhóm Wallichiana được coi là tổ tiên của các nhóm khác bởi cấu tạo lá có các tế bào biểu bì góc nhìn thấy ở mặt cắt ngang lá (phần T), và có các nhú (papillose) đồng nhất trên bề mặt được bao quanh bởi một biên hẹp của các tế bào trơn nhẵn, thường là 4 tế bào.

Trong vi phẫu mặt cắt ngang lá (phần T) ở Hình 1.b là một phần biểu bì mặt dưới của lá từ mép trái đến gân giữa của Taxus caespitosa var. latifolia, phóng to tương ứng ×100 và ×250, phía trên cho thấy các tế bào biểu bì hình elip. Quan sát được một vùng biên của tám (8) hình thang nhẵn với các ô có chiều rộng gần như hình chữ nhật, không có (0) vùng chuyển tiếp của các tế bào nhú (papillose); tiếp theo là một dải 14 hàng lỗ khí, gân giữa có 15-18 tế bào theo chiều rộng, không có nhú và một phần của dải lỗ khí thứ hai (1 hàng lỗ khí). Các tế bào màu cam là các tế bào phụ bao quanh lỗ mở (“nhẫn Florin”).

Lỗ khí cũng được bao quanh bởi các tế bào bảo vệ chìm không thể nhìn thấy. Các tế bào xung quanh nhú được gọi là các tế bào phụ. Chi Taxus được xác định bởi các dải nhú - lỗ khí chỉ có ở mặt dưới lá. Nhóm Wallichiana bao gồm 2 phân nhóm là Chinensis và Wallichiana; được tìm thấy ở cả châu Á và Bắc Mỹ, phân nhóm Wallichiana được nhận biết nhờ các tế bào biểu bì lá có hình tứ giác và hình chữ nhật cao thấy trong mặt cắt ngang (phần T), có xu hướng vuông góc với bề mặt của lỗ khí; và các nhánh cây màu đỏ tía.

Ở phân nhóm Chinensis, xuất hiện chủ yếu ở khu vực từ miền trung Trung Quốc đến Indonesia, các tế bào biểu bì hình elip hoặc hình chữ nhật rộng, xu hướng song song với bề mặt của lỗ khí (các lỗ khí vuông góc với bề mặt nhưng thường được định hướng kéo dài ra theo chiều dọc về phía mép lá và thường thẳng hàng theo hàng ngang cũng như các hàng dọc) và các nhánh cây màu xanh lá đến màu vàng cam. Vi phẫu lá của Taxus caespitosa var. latifolia Nguồn: Hình 1. được vẽ bởi Karen Parker; Hình 1.

do Spjut vẽ [94]. Nhóm Baccata có thể có nguồn gốc từ nhóm Wallichiana do mất dần lỗ khí và các nhú, khác biệt bởi các tế bào biểu bì hình elip nhỏ hơn (trong phần T), và các nhú kém phát triển trên gân chính ở giữa lá. Nhóm thứ ba (3) là nhóm Sumatrana, dường như tiến hóa hơn nhờ các tế bào biểu bì biệt hóa vùng mép lá, thường xuất hiện màu đỏ bóng trong các mẫu vật khô. Vùng mép lá có chiều rộng thay đổi từ 8 – 36 dãy tế bào, trong đó gần một nửa số tế bào gần dải lỗ khí nhất có thể phát triển thành nhú, nhưng thường không quá 12 dãy tế bào.

Bằng chứng sinh học cổ xưa khác của Taxaceae ở Bắc Mỹ là hạt. Manchester (1994) [67] đã mô tả T. masonii, Torreya clarnensis và một chi mới của Taxaceae, Diploporus, từ hạt ở thế Thủy Tân (Eocene) ở Oregon. Sự khác biệt của T.

masonii với các loài còn tồn tại có liên quan dựa trên sự đối xứng hai bên của hạt, bề mặt cắt ngang hình thấu kính, mặc dù hạt của T. recurvata (Thông đỏ Anh quốc) cho thấy xu hướng đối xứng hai bên cùng với sự phát triển của bề mặt dạng lăng trụ (xem Hình 1. Thông đỏ châu Âu (T. baccata) và Thông đỏ Canada (T.

canadensis) thường có hạt hình khối trụ với bề mặt nhẵn bóng, đuôi nhọn ở đỉnh, trong khi các hạt trong các loài Thông đỏ khác ở châu Âu - Địa Trung Hải có hình 7 nón, hoặc xẻ thùy và không có đỉnh nhọn - có hình dạng giống như quả ớt chuông (ví dụ, T. baccata từ Iran). Khu vực từ Tây Tứ Xuyên (Trung Quốc) với đại diện T. chinensis, đến Đông Nam nước Nga với đại diện bởi T.

microcarpa, các hạt trở nên nhỏ hơn và hình nón càng ngày càng hẹp về phía đỉnh. Khác với hạt có hình trứng có 3-4 cạnh của T. kingstonii Spjut ở Đông Himalaya (Hình 1.4), hoặc hạt có 3-4 thùy của T.