ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, không chỉ ở Việt Nam mà trên cả thế giới, công cuộc bảo vệ rừng cũng như trồng rừng đang là nhiệm vụ quan trọng hàng đầu trong việc chống lại biến đổi khí hậu. Một loài cây góp phần quan trọng trong việc phát triển kinh tế rừng phải kể đến là loài bạch đàn. Bạch đàn nói chung hay còn gọi là khuynh diệp (bạc hà), là chi thực vật có hoa Eucalyptus trong trong họ Sim (Myrtaceae). Hiện trên thế giới có hơn 700 loài bạch đàn, hầu hết có bản địa tại Australia.
Các loài bạch đàn đã được trồng ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới gồm châu Mỹ, châu Âu, châu Phi, vùng Địa Trung Hải, Trung Đông, Trung Quốc, bán đảo Ấn Độ,. và cả Việt Nam. Bạch đàn là loài cây gỗ có giá trị kinh tế cao như làm gỗ trong xây dựng, làm nguyên liệu chế biến bột giấy và ván ép trong công nghiệp, tinh dầu bạch đàn điều trị đau đầu, nhức xương trong y học, … Bạch đàn là loài cây có tốc độ sinh trưởng nhanh (chiều cao ≥ 7m, đường kính thân từ 9 – 10cm trong vòng 5 - 6 năm), chu kỳ khai thác ngắn (7 - 10 năm), năng suất tương đối cao (18 - 20m3 /ha/năm), không kén đất và dễ dàng thích nghi với nhiều loại khí hậu nhiệt đới, cận nhiệt đới, mang nhiều công dụng khác nhau trong sản xuất, đời sống kinh tế và xã hội nên bạch đàn được coi là một trong những loài cây trồng rừng chủ yếu ở nước ta. Có rất nhiều giống bạch đàn khác nhau được trồng phân bố khắp cả nước, đặc biệt là các giống bạch đàn lai được ưa chuộng hơn cả vì những lợi ích vượt trội mà nó mang lại.
Tổ hợp bạch đàn lai là giống mới, có ưu thế trội và ưu thế lai rõ rệt. Tốc độ tăng trưởng, tỉ lệ thành rừng, hiệu suất bột giấy, độ bền cơ học và độ trắng của giấy sản xuất từ gỗ bạch đàn lai vượt trội hơn những cây trong quần thể chọn lọc và cây bố mẹ lai. Ngoài ra, chúng còn có công dụng làm thuốc, có thể dùng để chữa ho, sát khuẩn đường hô hấp… Giống bạch đàn lai CU98 và CU82 (Eucalyptus camaldulensis x Eucalyptus urophylla) được tạo ra từ hai loài Eucalyptus camaldulensis và Eucalyptus urophylla đã được công nhận là giống quốc gia (3893/QĐ-BNN- 2 TCLN, ngày 20 tháng 09 năm 2016) và là giống cây có giá trị kinh tế cao trên thị trường sản xuất. Tuy nhiên, trên thị trường hiện nay có rất nhiều giống bạch đàn và bạch đàn lai khác nhau mà chỉ bằng phân biệt về hình thái rất khó để phân loại.
Vì vậy, việc nghiên cứu xác định các đoạn DNA barcode cho giống bạch đàn lai CU98 và CU82 phục vụ giám định giống là cần thiết và cấp bách cho việc định danh và phát triển vùng trồng cho giống lai CU98 và CU82 ở Việt Nam. Tuy nhiên, đối với người nông dân việc lựa chọn các giống Bạch đàn khác nhau để trồng rừng là một vấn đề khó khăn khi chỉ dựa vào các đặc điểm hình thái bởi các giống có hình thái khá giống nhau. Hiện nay, để giải quyết khó khăn này, phương pháp phân loại bằng phân tử ra đời, một trong các phương pháp phân loại phân tử hiệu quả là DNA mã vạch. DNA barcodelà phương pháp sử dụng một đoạn DNA chuẩn ngắn nằm trong hệ gen của sinh vật đang nghiên cứu để phục vụ giám định loài.
Phương pháp này mang lại hiệu quả cao trong thời gian ngắn, góp phần không nhỏ vào sự định danh và bảo tồn các loài thực vật trên thế giới. Từ những lý do trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Xác định các chỉ thị DNA – barcode cho hai dòng bạch đàn lai CU98 và CU82 (Eucalyptus camaldulensis x Eucalyptus urophylla)” nhằm phục vụ giám định giống cây. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã sử dụng năm đoạn trình tự DNA làm DNA barcode là: matK, rbcL, trnH-psbA, ITS và ITS2. Trong đó, các đoạn rbcL, trnH-psbA và matK nằm ở hệ gen lục lạp, các đoạn ITS và ITS2 nằm ở đoạn xen của 18S và 28S của hệ gen nhân.
Các đoạn trình tự này đều có tính đặc trưng cao cho loài, những đoạn trình tự xen có sự biến động trình tự cao. Do vậy, có thể kết hợp các đoạn DNA barcodesẽ đem lại kết quả khả quan nhằm phân loại, giám định và xác định mối quan hệ di truyền, đồng thời cung cấp công cụ xác định giống bạch đàn lai CU98 và CU82 có các đặc tính tốt phục vụ cho công tác trồng rừng chất lượng cao. Từ đó góp phần nâng cao hiệu quả bảo tồn và phát triển giống Bạch đàn lai CU98 và CU82 ở Việt Nam. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.
Tổng quan về đối tượng nghiên cứu 1. Đặc điểm phân loại và vị trí phân bố Hình 1. Hình thái cây Bạch đàn Bạch đàn thuộc chi thực vật có hoa Eucalyptus trong họ Sim (Myrtaceae). Bạch đàn được trông nhiều ở Australia, châu Mỹ, châu Âu, châu Phi,.
và cả Việt Nam bởi sinh trưởng nhanh và mang lại giá trị kinh tế cao như làm gỗ trong xây dựng, làm nguyên liệu chế biến bột giấy và ván ép trong công nghiệp, trong y học tinh dầu bạch đàn điều trị đau đầu, nhức xương,.1 Phân loại khoa học cây Bạch đàn Giới (regnum): Plantae (không phân hạng Angiospermae (không phân hạng) Eudicots (không phân hạng) Rosids Bộ (ordo): Myrtales Họ (familia): Myrtaceae Phân họ (subfamilia): Myrtoideae Tông (tribus): Eucalypteae Chi (genus): Eucalyptus (L'HÉR., 1789) CU98 và CU82 là hai dòng bạch đàn lai giữa Eucalyptus camaldulensis và Eucalyptus urophylla; C là kí hiệu của camaldulensis, U là kí hiệu của urophylla, số 98 và 82 biểu thị cho cây đầu dòng được sử dụng để làm giống lai.2 Bảng phân loại khoa học hai loài Eucalyptus camaldulensis và Eucalyptus urophylla Eucalyptus urophylla Eucalyptus camaldulensis Giới Plantae Plantae Bộ Myrtales Myrtales Họ Myrtaceae Myrtaceae Phân họ Myrtoideae Myrtoideae Chi Eucalyptus Eucalyptus Tình trạng Nguy cấp Gần bị đe dọa bảo tồn Trong quyết định công nhận giống số 3893/ QĐ-BNN-TCLN ngày 20/9/2016, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ra quyết định công nhận giống Bạch đàn lai CU98 (mã số giống mới BĐL.04) và CU82 (mã số giống mới BĐL.05) là giống bạch đàn mới được trồng ngoài thực tế hiện trường đã cho những kết quả đáng mong đợi, cụ thể tại một số địa điểm như: Trần Văn Thời, Cà Mau, Lục Nam, Bắc Giang. Đặc điểm sinh trưởng a. Eucalyptus camaldulensis Hình 1. Hình thái cây bạch đàn Eucalyptus camaldulensis (Điều tra thực vật Úc, truy cập ngày 04 tháng 4 năm 2019) Eucalyptus camaldulensis lần đầu tiên được mô tả chính thức vào năm 1832 bởi Friedrich Dehnhardt, người đã công bố mô tả trong Catalogus Plantarum Horti Camaldulensis [9, 10].
Bạch đàn trắng (Eucalyptus camaldulensis) là loài cây thuộc chi Bạch đàn Eucalyptus. Đây là một trong số khoảng 800 loài thuộc chi này. Bạch đàn trắng là loài bản địa của Úc, hiện được trồng ở nhiều nơi trên khắp thế giới. Bạch đàn trắng camaldulensis thường phát triển trên các khu vực ven sông, cho dù là nước vĩnh cửu hay theo mùa.
Đặc điểm của loài Eucalyptus camaldulensis là có bộ rễ ăn sâu, cây trưởng thành cao thẳng, thân cây bạch đàn trắng cao đến 45m, thân phẳng với 6 những dải màu từ trắng, xám đến nâu đỏ. Cây mọc thẳng trong điều kiện thích hợp nhưng cũng có thể phân nhánh nếu khí hậu khô hơn. Tại Việt Nam, cây bạch đàn camaldulensis được di thực đến và hiện có nhiều giống cây trồng khác nhau: bạch đàn trắng Nghĩa Bình, bạch đàn trắng Bắc Trung Bộ, bạch đàn trắng Nam Trung Bộ. Eucalyptus urophylla Hình 1.
Hình thái cây bạch đàn Eucalyptus urophylla (S.Blake, 1977) Eucalyptus urophylla là loài bạch đàn được nhà thực vật học Stanley Thatcher Blake mô tả lần đầu tiên vào năm 1977 như một phần của công trình “Bốn loài Bạch đàn mới” được công bố trên tạp chí Austrobaileya [4]. Loài này xuất hiện tự nhiên trên đất có nguồn gốc núi lửa ở bảy hòn đảo miền đông Indonesia (Timor, Flores, Wetar, Lembata (Lomblem), Alor, Adonara và Pantar) ở độ cao từ 180m đến 3000m. Nó được tìm thấy ở những khu vực 7 có nhiệt độ trung bình hàng năm là 24 – 280C và lượng mưa trung bình hàng năm là 700 – 2500 mm. Trong phạm vi tự nhiên của nó, lượng mưa là gió mùa với 2-8 tháng khô mỗi năm.
Phát triển tốt nhất trên đất sâu, ẩm, thoát nước tốt, có tính axit hoặc trung tính có nguồn gốc từ núi lửa hoặc đá biến chất. Nó cũng thường được tìm thấy trên đá bazan, đá phiến nhưng hiếm khi trên đá vôi. Nó chịu được đất kém miễn là kết cấu lỏng lẻo. Cây phát triển nhanh, đặc biệt là khi còn nhỏ.
Cây trong một lần trồng đã đạt chiều cao trung bình 27m khi 8 tuổi [17]. Eucalyptus urophylla là một trong những loài cây trồng rừng quan trọng về mặt thương mại như một loài ngoại lai trên thế giới. Nó thường được lai với E. grandis để tạo ra thế hệ con lai thích nghi tốt với điều kiện nhiệt đới và con lai có khả năng kháng bệnh tốt hơn E.
grandis bố mẹ. Loài này được trồng ở Java năm 1890 và Brazil năm 1919, du nhập vào Úc năm 1966 và gần đây là đến Cameroon , Congo , Gabon , Guiana thuộc Pháp , Bờ Biển Ngà và Madagascar ở Châu Phi, và Malaysia, Việt Nam, miền nam Trung Quốc và Papua New Guinea ở Châu Á. Chỉ riêng ở Việt Nam đã có 200. Với 2 dòng bố mẹ như trên, CU98 và CU82 được khảo nghiệm và đánh giá là có nhiều tính ưu việt hơn vì nó mang được ưu thế lai giữa hai dòng bố mẹ.
Những đặc điểm vượt trội của CU98 và CU82 đã được công nhận bao gồm: - Khả năng chống chịu sâu bệnh tốt. - Năng suất cao đạt 25-30 m3/ha/năm. - Cây sinh trưởng tốt cho thân to, thẳng và tròn đều. - Bộ rễ ăn sâu, chiều cao dưới cành lớn.
- Cung cấp mô và cây hom không bị sâu bệnh.Giá trị kinh tế và sinh thái Cây bạch đàn thuộc nhóm VI trong bảng phân loại gỗ của Việt Nam. Chúng nằm trong danh sách gỗ lâm nghiệp được phép khai thác và sử dụng phổ biến. 8 Loại cây này rất dễ sinh trưởng nên thân cây phát triển khá nhanh và có thân gỗ lớn. Sau khoảng 5-6 năm phát triển từ cây non, đường kính thân cây khoảng 9-10cm, chiều cao trung bình của cây là 7-10m.
Cây càng có tuổi đời cao sẽ càng cho thân gỗ cao và to hơn. Rễ cây có sức sống mãnh liệt giúp cây có khả năng chống lại điều kiện thời tiết khắc nghiệt, phủ xanh đất trống đồi núi trọc, tăng độ che phủ cho rừng. Ngoài ra, gỗ bạch đàn thường được sử dụng làm các đồ nội thất gia đình và đồ mỹ nghệ do phần dát gỗ lớn và có sắc rất đặc biệt.