................................................

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
NGÔ VĂN NHƯƠNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC
VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TẠO GIỐNG CÂY MUN
(Diospyros mun A. Chev. ex Lecomte)
Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

HÀ NỘI - 2016

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT


................................................

NGÔ VĂN NHƯƠNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC
VÀ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT TẠO GIỐNG CÂY MUN
(Diospyros mun A. Chev. ex Lecomte)
Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM

CHUYÊN NGÀNH: LÂM SINH
MÃ SỐ: 62620205

LUẬN ÁN TIẾN SĨ LÂM NGHIỆP

Phòng Đào tạo Sau đại học; Khoa Lâm học; Bộ môn Lâm sinh của Trường Đại học Lâm
nghiệp; Bộ môn khoa học gỗ- Viện nghiên cứu Công nghiệp rừng; Phòng Phân loại thực
nghiệm và Đa dạng nguồn Gen Sinh học- Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam; Phòng thí
nghiệm của Viện Công nghệ sinh học Lâm nghiệp; Phòng thí nghiệm đất và môi trường
của Viện nghiên cứu Sinh thái và Môi trường rừng; Bộ môn Kỹ thuật lâm sinh của Viện
Nghiên cứu Lâm sinh; VQG Cúc Phương- Ninh Bình; KBTTN Ngọc Sơn- Ngổ LuôngHòa Bình; KBTTN Na Hang- Tuyên Quang, VQG Phong Nha- Kẻ Bàng- Quảng Bình,
VQG Núi Chúa- Ninh Thuận, xã Cam Thịnh Đông và Cam Thịnh Tây- Thành phố Cam
Ranh- Khánh Hòa, Trường Đại học Hoa Lư- Ninh Bình, Sở Khoa học và Công nghệ
Ninh Bình. Nhân dịp này tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc trước sự quan tâm giúp đỡ
quí báu đó.
Xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Phạm Xuân Hoàn- Nguyên Phó hiệu trưởng Trường
Đại học Lâm nghiệp; TS. Hà Văn Huân và TS. Vũ Quang Nam- Viện Công nghệ sinh
học Lâm nghiệp; NCS. Vũ Đình Duy- Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam; TS. Nguyễn Tử
Kim, Ths. Bùi Hữu Thưởng và ThS. Vũ Thị Ngoan- Viện nghiên cứu Công nghiệp rừng;
TS. Phí Hồng Hải- Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam; ThS. Ngô Thị Thanh HuệViện nghiên cứu Sinh thái và Môi trường rừng; ThS. Phan Minh Quang- Viện Nghiên
cứu Lâm sinh; Các cá nhân công tác tại VQG Cúc Phương: ThS. Trương Quang Bích;
ThS. Lê Phương Triều, KS. Nguyễn Minh Tường, KS. Nguyễn Thị Thủy; Các cán bộ
công tác tại KBTTN Ngọc Sơn- Ngổ Luông: KS. Bùi Bình Yên; KS. Nguyễn Bình Định;
KS. Khổng Văn Quang- KBTTN Na Hang; Các cán bộ công tác tại VQG Núi Chúa: KS.
Nguyễn Trọng Huynh, KS. Nguyễn Ngọc Hân...đã dành nhiều thời gian và công sức giúp
đỡ tác giả hoàn thành luận án.
Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè, đồng nghiệp và người thân
trong gia đình đã động viên và giúp đỡ tác giả hoàn thành công trình này.
Một lần nữa tác giả xin chân thành cảm ơn
Ngô Văn Nhương


MỤC LỤC
6
TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC

CTTT

Công thức tố thành

5

DNA

deoxyribonucleic acid

6

Dc

Đường kính gốc (cm)

7

D

Đường kính thân cây tại vị trí cách mặt đất 1,3m (cm)

8

Dt

Đường kính tán (m)

9


Khu bảo tồn thiên nhiên

15

K20

Hàm lượng ka li tống số (%)

16

N

Hàm lượng đạm tống số (%)

17

N- B

Hướng Nam Bắc

18

OTC

Ô tiêu chuẩn điển hình

P205

Hàm lượng lân tống số (%)



VQG

Vườn quốc gia

26

VTV

Vườn thực vật

27

X

Giá trị trung bình


DANH MỤC CÁC BẢNG
T Bản
Nội dung
T g 3.1 Vị trí địa lý, địa hình và kiểu rừng Mun phân bố
1
3.2 Đặc điểm khí hậu một số địa điểm có Mun phân bố
2
3
3.3 Thành phần cơ giới của các phẫu diện đại diện
4
5


5
1
6

3.1
33.1
4
3.1
5
3.1
6

1
7
1
8
1
9
2
0

3.1
7
3.1
8
3.1
9
3.2
0



sau 1 năm theo dõi
Diễn biến các pha vật hậu của Mun
Mật độ, kích thước của mạch và tia gỗ Mun

77
79

Khoảng cách di truyền (dưới) và mức độ tương đồng di

84

truyền (trên) giữa các cặp quần thể Mun nghiên cứu
Khoảng cách di truyền (dưới) và mức độ tương đồng di

91

truyền (trên) giữa các cặp quần thể Mun nghiên cứu
Khối lượng và độ ẩm ban đầu của hạt Mun

95

Thế nảy mầm của hạt Mun
Khả năng nảy mầm của hạt Mun ở các công thức xử lý

96
96

Ảnh hưởng của phương pháp và thời gian bảo quản đến tỷ


Nội dung

đồ

Trang
3.1 Các pha vật hậu của Mun

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

3.2 Tỷ lệ sống của Mun ở các công thức che sáng

77

3.3 Chiều cao cây Mun ở các tỷ lệ che sáng



Tỷ lệ sống của Mun ở các công thức tưới nước

116

3.11

Chiều cao cây Mun ở các công thức tưới nước

117

3.12

Đường kính cây Mun ở các công thức tưới nước

117

3.13

Sinh khối khô cây Mun ở các công thức tưới nước

118

3.14

Tỷ lệ sống của Mun sau 1 năm trồng

121

3.15


Sơ đồ vùng gen ITS

3

2.1 Sơ đồ nghiên cứu

4

2.2 Bản đồ chỉ ra địa điểm thu mẫu loài Mun nghiên cứu

5

2.3

Sơ đồ bố trí thí nghiệm theo dõi nảy mầm của hạt sau khi xử

6

2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của tỷ lệ che sáng

7

2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của hỗn hợp ruột bầu

8

2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm về ảnh hưởng của chế độ tưới nước

9


17

3.9 Phẫu diện đất có Mun phân bố ở VQG Cúc Phương

18
19

Phẫu diện đất nơi trồng Mun thực nghiệm ở VQG Cúc

38

45
48
49
51
52
52
53
54
54
54
55
59
59

Phương
3.11

31

23

Mẫu đất ở rừng tự nhiên KBTTN Ngọc Sơn- Ngố
1
Luông và KBTTN Na Hang

Bình

59
68

70

24

3.15

Phẫu đồ rừng ở KBTTN Na Hang- Tuyên Quang

74

25

3.16

Mun tái sinh tự nhiên từ hạt

75

3.17


3.20

Gỗ Mun

80

31

3.21

Mặt cắt ngang gỗ mun

82

3.22

Mặt cắt tiếp tuyến gỗ mun

3.23

Kết quả kiểm tra DNA tống số (A) và DNA tinh sạch

32

(B) đại diện của 21 mẫu Mun trên gel agarose 0,8% (từ giếng

82

1 đến 14 đại diện cho các mẫu Mun)

35
36

1


1

37

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
38

Việt Nam được coi là nước giàu tài nguyên rừng. Trước kia rừng chiếm

3/4 diện tích lãnh thố, rừng là nơi hội tụ, sinh tồn của nhiều loài động vật và thực vật.
Nhưng trong nhiều năm qua rừng tự nhiên đã bị thu hẹp về diện tích và giảm sút về
chất lượng. Trước năm 1945 diện tích rừng chiếm khoảng 14,3 triệu hecta, đạt tỷ lệ
che phủ 43% (Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, 2002) [5]. Đến 31/12/2013,
tống diện tích rừng khoảng 13,9 triệu hecta trong đó có khoảng 10,4 triệu hecta rừng
tự nhiên và hơn 3,5 triệu hecta rừng trồng, tỷ lệ che phủ đạt 39,7% (Bộ Nông nghiệp
và phát triển nông thôn, 2014) [6], tỷ lệ giảm như vậy là do cháy rừng, đốt nương làm
rẫy, khai thác lâm sản, chuyển đất rừng sang những mục đích sử dụng khác...Kết quả
đã làm cho nhiều loài cây gỗ quí hiếm, cây bản địa, cây có giá trị cao về kinh tế bị đe
dọa nghiêm trọng và có nguy cơ tuyệt chủng. Vì thế, trồng rừng là một biện pháp tích
cực để bảo tồn những loài cây gỗ có giá trị kinh tế cao, những loài có nguy cơ tuyệt
chủng, đồng thời duy trì độ che phủ của rừng và trở thành nhu cầu cấp thiết hiện nay
(Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999) [37].


rộngthường

xanh. Lõi gỗ Mun khi khô có màu đen bóng, cứng và bền nên khó gia công, là


1

gỗ quý nên thường được làm đồ mộc gia dụng cao cấp. Quả và lá dùng để nhuộm đen
lụa quý. Trước đây loài cây này có phân bố tự nhiên ở nhiều tỉnh trong cả nước như
Ninh Bình, Hòa Bình, Tuyên Quang, Quảng Bình, Khánh Hòa, Ninh Thuận ... Hiện
nay chúng chỉ còn ở một số ít Vườn quốc gia, Khu bảo tồn thiên nhiên hoặc rừng cấm.
Mun đã và đang bị khai thác rất mạnh, số lượng cá thể và quần thể bị giảm sút một
cách nhanh chóng. Theo các tiêu chí IUCN, 2013 [78] loài Mun (Diospyros mun
A.Chev. ex Lecomte) hiện được xếp ở tình trạng cực kỳ nguy cấp (A1cd). Tại Việt
Nam loài này đã được dẫn trong sách đỏ Việt Nam, 2007 [4] ở mức độ nguy cấp EN
A1c,d, B1 + 2a và được pháp luật bảo vệ (nằm trong gỗ nhóm I). Mun trong tự nhiên
đang bị đe dọa nghiêm trọng và đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng cao. Tuy nhiên, có
rất ít công trình nghiên cứu về loài cây quý này, mà đa số chỉ tập trung nghiên cứu về
phân loại hoặc phân bố, đánh giá tài nguyên và bảo tồn loài mang tính chất chung
chung (Lê Đình Khả, Dương Mộng Hùng, 1998) [30], (Lê Đình Khả, Nguyễn Hoàng
Nghĩa, 1990) [31], (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1997) [36], (Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999)
[37].
42

Hiện nay, Mun đã được trồng thử nghiệm bằng cây con từ hạt, song

hiểu biết về đặc điểm sinh học của loài cây này còn ít, chưa có quy trình gieo ươm
một cách hệ thống, chưa có hướng dẫn kỹ thuật tạo cây con và kỹ thuật trồng Mun
nên chưa đủ cơ sở khoa học để xây dựng giải pháp kỹ thuật bảo tồn có hiệu quả. Vì


1

phục vụ cho trồng rừng.
-

Những kết quả của đề tài có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các cán bộ kỹ
thuật lâm nghiệp, học sinh, sinh viên, nông dân... trong định hướng phát triển các loài
cây gỗ quý hiếm.

3. Những đóng góp mới của đề tài
-

Bố sung thêm một số thông tin về đặc điểm sinh học của loài Mun như: Thông qua
kết quả nghiên cứu về cấu tạo hiển vi của gỗ ở các địa điểm khác nhau đã xác định
được các mẫu gỗ có cấu tạo tương đối giống nhau; Đã xác định được mối quan hệ di
truyền giữa các quần thể Mun ở miền Bắc là giống nhau và có thể khắng định được
các quần thể Mun ở Việt Nam có cùng nguồn gốc tiến hóa từ chi thị (Diospyros). Qua
đó, cũng đã xác định được kiểu gen của loài Mun và gửi 42 trình tự nucleotide lên
ngân hàng gen (Genbank) thế giới.

-

Bố sung, hoàn thiện kỹ thuật tạo cây con Mun ở vườn ươm và trồng thử
48

nghiệm cây Mun ở các giai đoạn tuối xuất vườn khác nhau (3 tháng, 6

tháng, 9 tháng) đã xác


Đề tài chỉ nghiên cứu một số đặc điểm sinh học cơ bản có liên quan trực tiếp đến sinh
trưởng
51

của

Mun

như hình thái, phân bố, vật hậu, cấu trúc tố thành,

mối quan hệ giữa Mun với một số loài cây khác, tái sinh tự nhiên và khả năng

sinh trưởng ở rừng trồng làm cơ sở định hướng cho kỹ thuật gây trồng loài cây này.
-

“Tạo giống” trong đề tài này chỉ là việc tạo cây con từ hạt; nghiên cứu đặc điểm sinh
học của Mun thực hiện tại một số địa điểm ở miền Bắc; nghiên cứu mối quan hệ di
truyền giữa các quần thể Mun thực hiện tại một số địa điểm ở Việt Nam.


1

5.2.

Giới hạn địa bàn nghiên cứu
52

Các nghiên cứu thực địa của đề tài chủ yếu được tiến hành tại VQG

Cúc Phương- Ninh Bình, KBTTN Ngọc Sơn- Ngố Luông- Hòa Bình, KBTTN Na

Theo Lê Mộng Chân và Lê Thị Huyên, 2003 [10], Trần Hợp, 2002

[25], Nguyễn Hoàng Nghĩa, 1999 [37], Nguyễn Tiến Bân, 2003 [2], Vũ Văn
Dũng,1987 [13], Le Comte H (1908- 1942) [82]... , Mun còn có tên là Mun sừng,
Mung, Mun đen,...Phân loại theo hệ thống Takhtajan, Mun có tên khoa học là
Diospyros mun A.Chev. ex Lecomte, thuộc họ Thị (Ebenaceae), bộ Thị (Ebenales),
lớp cây hai lá mầm (Magnoliopsida), ngành thực vật hạt kín (Magnoliophyta).
58

Họ thị (Ebenaceae) là một họ thực vật có hoa, nó bao gồm các loài cây

như Hồng, Thị, Cậy, Mun. Họ này có khoảng 548 loài cây gỗ và cây bụi thuộc các chi
là Diospyros, Euclea, Lissocarpa và Royena. Các loài phần lớn là cây thường xanh và
có nguồn gốc ở khu vực nhiệt đới hay cận nhiệt đới, chỉ một số ít các loài cây lá sớm
rụng có nguồn gốc ở khu vực ôn đới, đài hoa bền vững trên quả là đặc trưng của họ
này, chi thị (Diospyros) là một chi có từ khoảng 450-500 loài, có sự phân bố rộng
khắp
59

vùng nhiệt đới, với sự đa dạng lớn nhất về các loài trong khu

vực

Indomalaya, ở Việt Nam họ Thị có 1 chi Diospyros khoảng 60 loài. Chi này

bao gồm một số loài có giá trị thương mại quan trọng hoặc là để lấy quả ăn (bao gồm
các loài Hồng, Thị, Cậy như Diospyros kaki và Diospyros virginiana) hoặc là để lấy
gỗ. Có hai nhóm gỗ có giá trị thương mại là gỗ mun trơn: loại gỗ mun đen thuần túy
(đáng chú ý là Diospyros ebenum, Diospyros mun...) và gỗ mun sọc (mun vàng hay
mun Macassar - Diospyros celebica). Trong đó, Diospyros mun là loài rất có giá trị

đặc hữu của Việt Nam, đã phát hiện mun tại Hà Giang, Tuyên Quang, Lạng Sơn, Hòa
Bình, Ninh Bình, Quảng Bình, Khánh Hòa, Ninh Thuận,...Bộ Khoa học, Công nghệ và
Môi trường, 2007 [4].
1.2.

Giới thiệu hệ gen sử dụng trong nghiên cứu phân loại phân tử ở thực vật,
một số thành tựu nghiên cứu về đa dạng di truyền và tiến hóa phân tử

1.2.1.

Giới thiệu một số hệ gen sử dụng trong nghiên cứu phân loại phân tử ở thực

vật
62

Nghiên cứu giải mã một số vùng gen bảo thủ cho mục đích phân loại,

nhận dạng một số nguồn gen quý là hướng nghiên cứu được phát triển mạnh trên thế
giới trong những năm gần đây.
kỹ thuật
63

Cơ sở

của phương pháp này là dựa trên

phân

tích DNA còn được gọi là “dấu vân DNA- DNA fingerprint”. Ứng dụng hướng



Hình 1.1. Hệ gen lục lạp của cây Arabidopsis thaliana (Sato et al., 1999)
68

Hệ gen lục lạp được đánh giá là sự tích lũy các đột biến theo thời gian,

nên phản ánh đúng mức độ tiến hóa của loài. Các gen lục lạp có tốc độ đột biến thấp
hơn từ 4 - 5 lần so với gen trong nhân, nhưng nhanh hơn khoảng ba lần so với DNA ty
thể thực vật và thường xuyên được sử dụng trong nghiên cứu phân loại. Hiện nay, các
vùng gen matK, trnL-trnF, vùng đệm psbA-trnH, rpoC2...hay được sử dụng trong


nghiên cứu hệ thống học phân tử thực vật. Tất cả các gen thuộc hệ gen lục lạp thường
có mức độ biến đối không lớn hơn 2% giữa các loài lân cận.
69

Vùng đệm psbA - trnH: Vùng này có kích thước xấp xỉ 450 bp, xác

suất nhân bản thành công rất cao (100% với các loài đã được nghiên cứu). Mức độ
khác biệt trình tự nucleotide giữa các loài trung bình là 1,24% và sự khác biệt bên
trong loài rất thấp từ 0 - 0,08% (Son et al., 2010) [104].
70

Gen matK: cùng với vùng đệm psbA - trnH đã được đề xuất làm DNA

barcode cho nhóm thực vật có hoa. Kết quả sử dụng gen matK cho phân loại đã thu
được
71

sự tương đồng rất cao với phân loại hình thái và cho giá

loại, tiến hóa,... Việc sử dụng mỗi vùng gen cho những ưu nhược điểm khác nhau, kết
quả phân loại sẽ chính xác hơn khi phân tích tố hợp nhiều gen.
I.2.I.2.

Vừng gen nhân (ITS)
76

Vùng gen ITS (internal transcribed spacer) của gen mã hoá cho

ribosome nhân gồm các đơn vị gen 18S; 5,8S và 26S (hình 1.2). Giữa các đơn vị gen
có các đoạn ITS-1 và ITS-2, các thành phần này tạo thành một nhóm gen cơ bản. Các
nhóm gen như vậy lặp lại liên tục trong hàng nghìn bản sao trong hệ gen nhân và


chúng được ngăn cách bởi vùng NTS (nontranscribed spacer).


NTS i

77
78

Hình 1.2. Sơ đồ vùng gen ITS

Trong các nghiên cứu phân loại thực vật, vùng ITS là locus được xác

định trình tự phố biến nhất và được kiến nghị làm vùng DNA barcode cho thực vật
(Mort M. E. 2002, Alvarez, 2003; Baldwin, 1995) [90], [64], [65]. Ở mức độ loài,
vùng ITS có mức độ đa dạng cao (khoảng 13,6% giữa các loài gần gũi), nhưng lại có
mức độ biến đối thấp bên trong loài (Baldwwin et al., 1995) [65]. Với sự hiện diện của


đã

đi

cặp chỉ thị matK + ITS có khả năng phân loại cao


81

hơn, đến 75,3% số loài (China et al, 2011 ) [67]. Sau khi nghiên cứu các vùng

genatpF-atpH, psbA-trnH, psbK-psbI, psbM-trnD, matK, rps 16, rpoB, rpoC1, rbcL,
ITS và nad1 của 33 quần thể Panax bipinnatifidus, 5 quần thể P. japonicus, 2 quần thể
P. stipuleanatus, 2 quần thể P. trifolius và các quần thể của P. gingseng, P.
notogingseng, P. pseudogingseng, P. quinquefolius đã chỉ ra rằng vùng gen ITS có
mức độ đa dạng di truyền cao hơn, có khả năng phân biệt loài đến 87,5% và dưới loài
là 84,21% (Zuo et al., 2011) [117].
82

Phân tích gen lục lạp và ITS, kết hợp với đặc điểm hình thái

các tác giả đã chỉ ra chi Callitropsis hình thành một nhánh tiến hoá riêng (Little et al.,
2004) [86], (Xiang, 2005) [112]. Kết hợp các đặc điểm giải phẫu, sinh hoá, hình thái
vi cấu trúc, đặc điểm của cơ quan sinh sản và đặc điểm hình thái thực vật cùng với dẫn
liệu sinh học phân tử, vùng gen matK, NEEDLY intro2, ITS, rbcL và trnl đã xây dựng
mối quan hệ tiến hoá trong họ phụ Cupressoidae. Các chi Callitropsis, Cupressus và
Juniperus hình thành
83


tonkinensis và Fokienia
85

hodginsii/Cupressus

rupestris/Cupressus

formasana.

Xanthocyparis

noothatensis có quan hệ gần gũi với loài thuộc chi Cupressus. Fokienia hodginsii cùng
nhánh tiến hoá với chi Calocedrus (Nguyễn Minh Tâm và cs, 2012) [92].
86

Gần đây, việc ứng
phân

87

dụngcác kỹ

thuật sinh

học

tử trong nghiên cứu đa

dạng di truyền, phân loại và nhận dạng mẫu sinh vật ở Việt Nam cũng đã đạt