Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 1 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT ---------------------------------------------------VŨ HƯƠNG GIANG NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG MỘT SỐ LOÀI TRONG CHI NHÀU (MORINDA L.) Ở VIỆT NAM TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Chuyên ngành: THỰC VẬT HỌC Mã số: 62. 42. 01. 11 Hà Nội, 2015 2 Công trình được hoàn thành tại: Viện Sinh thái & Tài nguyên sinh vật Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Ninh Khắc Bản 2. PGS. TS. Phan Văn Kiệm Phản biện 1: PGS.TS. Trần Thế Bách Phản biện 2: GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến Phản biện 3: TS. Trần Thị Phương Anh Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện Tại Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật Vào hồi: giờ 9h00 ngày 19 tháng 2 năm 2016 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Thư viện Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật 3 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Lãnh thổ Việt Nam có tới 3/4 diện tích là rừng núi, địa hình chia cắt nên điều kiện khí hậu cũng rất đa dạng, có nhiều tiểu vùng khí hậu khá đặc trưng. Theo ước tính, Việt Nam có khoảng gần 13000 loài thực vật bậc cao có mạch trong đó có khoảng hơn 4000 loài được sử dụng làm thuốc. Việc sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên làm dược phẩm chữa bệnh đang ngày càng thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học cũng như cộng đồng bởi nhiều ưu điểm như ít tác dụng phụ, dễ hấp thu và chuyển hóa trong cơ thể hơn so với các dược phẩm tổng hợp... Morinda L. là chi có số lượng loài tương đối lớn (hơn 40 loài), một số loài thể hiện khả năng điều trị bệnh rất tốt, như loài Morinda citrifolia L. được xem là một vị thuốc có tác dụng nhuận tràng, lợi tiểu, điều hòa thần kinh, hạ huyết áp; loài Morida officinalis F. C. How được sử dụng làm thuốc bổ trí não, ôn thận trợ dương, mạnh gân cốt, trừ phong thấp. Hiện nay, hai loài trên đã được sản xuất rộng rãi trên thị trường dưới dạng thực phẩm chức năng hỗ trợ điều trị các bệnh về tim mạch, xương khớp, tai biến mạch máu não, ung thư… Ở nước ta, chi Morinda L. được sử dụng chủ yếu theo kinh nghiệm tri thức bản địa mà ít có những nghiên cứu mang tính hệ thống. Luận án này tập trung nghiên cứu đặc tính sinh học và khả năng sử dụng 03 loài trong chi Nhàu (Morinda L.) ở Việt Nam gồm: Nhàu lông mềm (Morinda tomentosa Heyne in Roth), Nhàu tán (Morinda umbellata L.) và Nhàu lá dài (Morinda longifolia Craib) dựa vào những nghiên cứu về thành phần loài, tri thức bản địa, thành phần hóa học và hoạt tính sinh học, từ đó lựa chọn loài có triển vọng để tiến hành nhân giống, tạo nguồn nguyên liệu và làm cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo. 2. Mục tiêu của luận án Nghiên cứu các cơ sở khoa học về sinh học, hóa học nhằm góp phần khai thác, phát triển, bảo tồn và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên về các loài trong chi Nhàu (Morinda L.) ở Việt Nam. 4 3. Ý nghĩa của luận án Góp phần làm cơ sở khoa học cho việc đánh giá tiềm năng và triển vọng khai thác, gây trồng và sử dụng bền vững các loài trong chi Nhàu (Morinda L.) ở nước ta. 4. Những đóng góp mới của luận án 4.1. Ghi nhận mới loài Nhàu lá dài (Morinda longifolia Craib) cho Hệ Thực vật Việt Nam. 4.2. Ghi nhận bổ sung thêm các điểm phân bố của các loài trong chi Nhàu (Morinda L.) ở Việt Nam. 4.3. Lần đầu tiên cung cấp một số dẫn liệu về thành phần hóa học chủ yếu của 3 loài: Nhàu lông mềm (M. tomentosa), Nhàu tán (Morinda umbellata L.), Nhàu lá dài (M. longifolia) ở Việt Nam. Đã phát hiện và công bố 06 hợp chất mới từ tự nhiên. Trong đó: 02 hợp chất mới từ lá loài Nhàu lông mềm (M. tomentosa) là morintoside A và morintoside B; 02 hợp chất mới từ thân và lá loài Nhàu tán (M. umbellata) là umbellatolide A và umbellatolide B; 02 hợp chất mới từ thân loài Nhàu lá dài (M. longifolia) là longifolide A và longifolide B. 4.4. Lần đầu tiên thử nghiệm hoạt tính sinh học các dịch chiết từ 4 loài: Ba kích lông (M. cochinchinensis), Nhàu lông mềm (M. tomentosa), Nhàu tán (M. umbellata) và Nhàu lá dài (M. longifolia) ở Việt Nam, trong đó, thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định, hoạt tính chống oxi hóa, hoạt tính gây độc tế bào trên các dòng tế bào ung thư vú (MCF7), ung thư biểu mô (KB), ung thư phổi (LU-1) và hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase của các chất sạch phân lập từ loài Nhàu lông mềm (M. tomentosa). 4.5. Lần đầu tiên nghiên cứu về khả năng nhân giống bằng hom cành và hạt của loài Nhàu lông mềm (M. tomentosa). 5. Bố cục của luận án Luận án gồm 119 trang, 45 bảng, 39 hình, 03 sơ đồ và 16 phụ lục. Luận án gồm các phần: Mở đầu (02 trang); Chương 1: Tổng quan tài liệu (31 trang); Chương 2: Địa điểm, thời gian, nội dung và phương 5 pháp nghiên cứu (12 trang); Chương 3: Kết quả nghiên cứu (72 trang); Kết luận, kiến nghị (02 trang); Danh mục các công trình đã công bố của tác giả có liên quan đến luận án; Tài liệu tham khảo; Phụ lục. Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU Phần tổng quan tài liệu tập hợp các nghiên cứu trong nước và quốc tế về các vấn đề:  Tình hình các nghiên cứu về các loài thuộc chi Nhàu (Morinda L.).  Công dụng của các loài trong chi Nhàu (Morinda L.)  Các nghiên cứu về thành phần hóa học của các loài thuộc chi Nhàu (Morinda L.).  Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học (chống oxi hóa, gây độc tế bào, kháng vi sinh vật kiểm định và ức chế enzyme α-glucosidase) của các loài thuộc chi Nhàu (Morinda L.). Chương 2. ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu Điều tra, nghiên cứu và khảo sát tại một số tỉnh ở Việt Nam như: Sơn La (Chiềng An), Hà Tĩnh (Kỳ Anh), Quảng Trị (Tà Long), Thừa Thiên Huế (Phú Lộc, Nam Đông), Khánh Hòa (Nha Trang)... 2.2. Vật liệu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là các loài đại diện của chi Nhàu (Morinda L.) ở Việt Nam, bao gồm các mẫu khô lưu giữ tại các phòng tiêu bản thực vật và các mẫu tươi thu được tại Sơn La (Chiềng An), Hà Tĩnh (Kỳ Anh), Quảng Trị (Tà Long), Thừa Thiên Huế (Phú Lộc, Nam Đông), Khánh Hòa (Nha Trang)... Các nguyên liệu tiến hành thí nghiệm gồm các hóa chất và thiết bị cần thiết tại Viện Hóa học, Viện Hóa sinh biển và Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm KH&CNVN. 2.3. Nội dung nghiên cứu 6 2.3.1. Nghiên cứu về đặc điểm sinh học, tri thức bản địa và nhân giống một số loài thuộc chi Nhàu (Morinda L.) 2.3.2. Nghiên cứu thành phần hóa học của 03 loài: Nhàu lông mềm (M. tomentosa), Nhàu tán (M. umbellata) và Nhàu lá dài (M. longifolia) ở Việt Nam. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập được. 2.3.3. Nghiên cứu hoạt tính sinh học (kháng vi sinh vật kiểm định, chống oxi hóa, gây độc tế bào và khả năng ức chế enzyme α-glucosidase) các dịch chiết và một số hợp chất phân lập từ 04 loài: Ba kích lông (M. cochinchinensis), Nhàu lông mềm (M. tomentosa), Nhàu tán (M. umbellata) và Nhàu lá dài (M. longifolia) ở Việt Nam. 2.4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra thực vật: Xác lập ô tiêu chuẩn khảo sát hiện trạng khả năng tái sinh tự nhiên của loài Nhàu lá dài (M. longifolia) ở Thừa Thiên Huế và loài Nhàu lông mềm (M. tomentosa) ở Khánh Hòa. - Phương pháp xác định đặc điểm tái sinh - Phương pháp điều tra cộng đồng - Phương pháp nhân giống: Sử dụng hom giống (có ảnh hưởng của các nhân tố) và hạt từ loài Nhàu lông mềm (M. tomentosa). - Phương pháp phân lập và xác định cấu trúc hoá học các hợp chất: Phân lập bằng các phương pháp sắc ký lớp mỏng, sắc ký lớp mỏng điều chế ...Xác định cấu trúc hoá học của các hợp chất là sự kết hợp xác định giữa các thông số vật lý với các phương pháp phổ hiện đại. - Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học: Trong luận án này, các dịch chiết thô và các chất phân lập được thử nghiệm hoạt tính chống ôxi hóa theo phương pháp bảo vệ tế bào gan, gây độc tế bào in vitro, kháng vi sinh vật kiểm định và ức chế enzym α-glucosidase. 2.5. Xử lý số liệu: Bằng các phần mềm như Microsoft Excel, TableCurve 2D.... Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Nghiên cứu đặc điểm sinh học và phân bố của một số loài thuộc chi Nhàu (Morinda L.) ở Việt Nam 7 3.1.1. Đặc điểm sinh học của các loài thuộc chi Nhàu (Morinda L.) ở Việt Nam 3.1.1.1. Đặc điểm chung của chi Nhàu (Morinda L.) ở Việt Nam Chi Nhàu (Morinda L.) dạng dây leo, bụi đứng hoặc gỗ nhỏ. Phân nhánh từ nách lá. Lá: Mọc đối; phiến lá thuôn dài (M. longifolia, M. citrifolia…) hoặc bầu dục (M. umbellata, M. parvifolia), mép lá đơn nguyên hoặc uốn lượn. Lá kèm dạng bản rộng hình tim (M. longifolia, M. citrifolia…), dài nhọn, mỏng (M. cochinchinensis, M. officinalis) hoặc không có lá kèm (M. longissimi, M. tomentosa…); toàn bộ lá kèm hợp lại và ôm lấy thân. Hoa: Cụm hoa tán (M. cochinchinensis, M. officinalis…) hoặc hình đầu (M. citrifolia, M. tomentosa…); mọc ở nách lá hoặc ở đầu cành. Hoa có cuống (M. longifolia, M. officinalis…) hiếm khi không cuống (M. cochinchinensis). Hoa lưỡng tính. Thùy đài ngắn, lượn sóng. Tràng hoa màu trắng, vàng nhạt hoặc hồng nhạt, hình phễu hoặc hình chuông, bên trong họng tràng nhẵn (M. tomentosa, M. longifolia) hoặc có nhiều lông (M. citrifolia, M. parvifolia), thùy 4-6, loe rộng ở phía đầu thùy. Có 4-6 nhị nhô lên khỏi ống tràng (M. longifolia, M. villosa…) hoặc nằm phía trong họng tràng (M. tomentosa…), chỉ nhị đính ½ hoặc đính đáy ống tràng, bao phấn đính lưng. Bầu 1-2 ô, hiếm khi bầu 4 ô, mỗi ô chứa từ 1- 2 noãn. Quả: Thường dính với nhau thành quả kép, gần hình cầu (M. tomnetosa, M. umbellata) hoặc hình trứng (M. citrifolia, M. longifolia…), phần bụng quả phẳng hoặc có rãnh. Hạt: Hạt cứng, phôi nhỏ, lá mầm hình thuôn. 3.1.1.2. Khóa định loại các loài thuộc chi Nhàu (Morinda L.) ở Việt Nam 1A. Thân đứng 2A. Tràng nhẵn 3A. Ống tràng dài 15 mm, thùy tràng dài 6-7 mm............1. M. tomentosa 3B. Ống tràng dài hơn hay bằng 20 mm, thùy tràng dài hơn hay bằng 8 mm 4A. Ống tràng dài hơn hay bằng 30 mm, thùy tràng dài hơn 11 mm, đầu nụ hoa màu trắng-xanh ..........................................................2. M. longissima 8 4B. Ống tràng dài 20-25mm, thùy tràng dài 8-10 mm, đầu nụ hoa màu tím .....................................................................................3. M. longifolia 2B. Tràng có lông 5A. Cuống cụm hoa dài 0-4 mm.....................................4. M. persicaefolia 6A. Đài không có thùy, cuống lá dài 7-8 mm.4a. M. persicaefolia var. oblonga 6B. Đài có thùy, cuống lá dài 1-3 cm.. 4b. M. persicaefolia var. pandurifolia 5B. Cuống cụm hoa dài 10-15 mm ....................................5. M. citrifolia 1B. Thân leo 7A. Cụm hoa mọc đối diện lá ...........................................6. M. polyneura 6a. M. polyneura var. aspera 7B. Cụm hoa mọc ở nách lá hay đỉnh cành 8A. Thùy tràng dài bằng ống tràng ...................................7. M. officinalis 8B. Thùy tràng dài hơn ống tràng 9A. Lá kèm dạng màng mỏng 10A. Số đôi gân bên nhiều hơn hay bằng 7 11A. Ống tràng dài 1-1,2 mm, số đôi gân bên 10-13.............8. M. villosa 11B. Ống tràng dài 1,5-2 mm, số đôi gân bên 7-10 .......9. M. cochinchinensis 10B. Số đôi gân bên 4-5 ..................................................10. M. parvifolia 9B. Lá kèm không dạng màng mỏng 12A.Số đôi gân bên ít hơn 7 ...........................................11. M. umbellata 12B. Số đôi gân bên 7-10 ................... 11a. M. umbellata var. tonkinensis 3.1.1.3. Mô tả các loài trong chi Nhàu (Morinda L.) ở Việt Nam 1. Morinda citrifolia L. (1753) – Nhàu lá chanh Cây gỗ nhỏ, cao 7-10 m. Thân và cành nhẵn. Phiến lá hình trái xoan, nhẵn. Kích thước lá 12-30 cm x 6-15 cm. Có lá kèm. Cụm hoa hình đầu, mọc ở nách lá. Hoa màu trắng, có lông ở họng; nhị 5, chỉ nhị ngắn; bầu 2 ô. Cụm quả hình trứng hoặc cầu; hạt nhiều. Hình 3.2. Nhàu lá chanh (M. citrifolia) chụp tại Kỳ Anh, Hà Tĩnh (ảnh Vũ Hương Giang) 9 Sinh học và sinh thái: Cây mọc rải rác trong rừng thường xanh, rừng phục hồi sau nương rẫy. Cây ra hoa quanh năm. Mẫu nghiên cứu: HÀ TĨNH, TNSV22-HT; NHA TRANG (Phú Khánh), 0000053452 (HN); KHÁNH HÒA (huyện đảo Trường Sa), 0000053452 (HN). Phân bố: Khá phổ biến ở Việt Nam. Còn có ở Ấn Độ, Mianma, các nước nhiệt đới Châu Á và Australia. Giá trị sử dụng: Chữa cao huyết áp, tiểu đường, nhức mỏi chân tay, đau lưng, sài uốn ván, chữa lỵ, ỉa chảy, cảm sốt và bồi bổ sức khỏe. 2. Morinda cochinchinensis DC. (1830) – Ba kích lông Cây bụi trườn, thân phủ lông dày màu vàng. Lá kèm mỏng, dài nhọn, có lông. Cụm hoa tán mọc ở đầu cành (30-40 hoa/cụm). Hoa không cuống. Quả kép, đường kính khoảng 0,6-1,0 cm, khi chín có màu vàng. Sinh học và sinh thái: Mọc rải rác trong rừng ẩm, nơi có nhiều ánh sáng. Phân bố: Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk, Lâm Đồng, Kiên Giang. Còn có ở Campuchia, Trung Quốc. Mẫu nghiên cứu: THỪA THIÊN HUẾ, TNSV13-BM; ĐĂK LĂK, 0000053463 (HN); KON TUM, 0000053458 (HN). Giá trị sử dụng: Chữa phong thấp, gân cốt yếu, bổ trí não, chữa xuất tinh sớm, liệt dương, kinh nguyệt không đều, phong thấp, huyết áp cao. Hình 3.4. Ba kích lông (M. cochinchinensis) chụp tại Nam Đông, T.T.Huế (ảnh Vũ Hương Giang) 3. Morinda longifolia Craib (1932) - Nhàu lá dài Cây gỗ, cao 3-5 m, cành nhẵn. Phiến lá to, cỡ 15-25 x 6-8 cm; gân bên có 6-10 đôi, có lá kèm hình tim. Các cụm hoa hình đầu mọc ở nách lá. Hoa màu trắng, tràng 6, họng tràng nhẵn, nhị 6. Bầu dưới, 1 ô. Quả kép hình trứng, đường kính 2,5-3cm, màu tím, rãnh sâu ở phần bụng quả. Hạt nhiều, hình bầu dục, nhọn 1 đầu, màu nâu đen. 10 Dạng sống và sinh thái: Sống rải rác ở rừng thưa, rừng nghèo, ven sông, ven suối, nơi có độ ẩm cao. Ra hoa, quả từ tháng 3-9. Phân bố: Thừa Thiên Huế. Mẫu nghiên cứu: THỪA THIÊN HUẾ, TNSV10-BM; Missouri Botanical Garden Herbarium HAL10993 (MO). Giá trị sử dụng: Dùng phần thân già chữa vàng da (dân tộc Katu – Thừa Thiên Huế). Hình 3.6. Nhàu lá dài (M. longifolia) chụp tại Nam Đông, T.T.Huế (ảnh Vũ Hương Giang) 4. Morinda longissima Y. Z. Ruan (1999) – Nhó đông Cây gỗ nhỏ, cao từ 2-4m, phân cành nhiều; cành non hơi vuông. Phiến lá hình bầu dục, kích thước lá 12-18 x 8-10 cm; mặt dưới hơi có lông; gân bên 8-10 cặp. Cụm hoa ngù ở nách lá. Hoa màu trắng; tràng 4-5; nhị đính ở họng tràng, chỉ nhị ngắn. Bầu 4 ô. Quả kép hình cầu hoặc trứng. Sinh học và sinh thái: Mọc rải rác trong rừng thường xanh thứ sinh, trên nương rẫy và đồi cây trụi, ở độ cao 300-800 m. Ra hoa vào tháng 4-5, quả già tồn tại đến tháng 12. Hình 3.8. Nhó đông (M. longissima) chụp tại Chiềng An, Sơn La (ảnh Vũ Hương Giang) Phân bố: Sơn La, Lai Châu, Nghệ An, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam, Quảng Ngãi. Còn có ở Trung Quốc. Mẫu nghiên cứu: SƠN LA, C-520. Giá trị sử dụng: Rễ làm thuốc trị viêm gan ở đồng bào Thái (Sơn La) và K’Dong (Trà My – Quảng Nam) 5. Morinda officinalis F.C.How (1958) – Ba kích