BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
------YZ------

ĐỖ ĐỨC QUẾ

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG VÀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC
CỦA NẤM TÚI HỌ XYLARIACEAE Ở MƯỜNG PHĂNG
- ĐIỆN BIÊN VÀ CÚC PHƯƠNG - NINH BÌNH
Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số: 62.42.01.07

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học:

1. PGS. TS. VƯƠNG TRỌNG HÀO
2. TS. DƯƠNG MINH LAM

HÀ NỘI - 2014


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận án

Đỗ Đức Quế



tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia (Nafosted) đã hỗ trợ đề
tài mã số 106.07-2011.57 kinh phí cho tôi thực hiện một phần nội dung trong
luận án này.
Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình đã dành tình yêu thương,
ủng hộ động viên và tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành luận án.
Hà Nội, Ngày … tháng … năm 2014
NGHIÊN CỨU SINH

Đỗ Đức Quế

Deleted: 20
Deleted: 02


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu

Diễn giải

bp

base pair (cặp bazơ)

Cd

Concentration of dominance ( chỉ số mức độ chiếm ưu thế)

cs


HepG2

Hepatocellular carcinoma (ung thư gan ở người)

HIV

Human immunodeficiency virus (vi rút gây suy giảm miễn dịch ở người)

HPLC

High Performance Liquid Chromatography (Sắc ký lỏng hiệu năng cao)

ITS

Internal transcribed spacer

IU

International unit (đơn vị quốc tế)

Lu

Human lung carcinoma (ung thư phổi ở người)

MCF7

Human breast carcinoma (ung thư vú ở người)

MHA



KVNC

Khu vực nghiên cứu

OD

Optical density (mật độ quang)

PCR

Polymerase chain reaction

PDA

Potato dextrose agar (môi trường PDA)

SI

Index of similarity hay Sorensen’s Index

STT

Số thứ tự

TAE

Tris acetic acid EDTA buffer (dung dịch đệm TAE)

Taxon

1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................1
2. Mục đích của đề tài ...............................................................................................2
3. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .........................................................................2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...............................................................3
6. Những đóng góp mới.............................................................................................3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.....................................................................5
1.1. Vị trí nấm túi họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại và đặc điểm
hình thái của chúng .................................................................................................5
1.1.1. Vị trí họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm ...................................5
1.1.2. Đặc điểm hình thái nấm túi họ Xylariaceae ................................................7
1.1.2.1. Chất nền (Stromata) .............................................................................7
1.1.2.2. Thể quả (Perithecia).............................................................................8
1.1.2.3. Lỗ miệng (Ostioles) .............................................................................9
1.1.2.4. Túi bào tử (Asci)................................................................................10
1.1.2.5. Bào tử túi (Ascospores)......................................................................12
1.1.2.6. Hình thức sinh sản vô tính (Anamorph) .............................................14
1.2. Tình hình nghiên cứu nấm túi họ Xylariaceae .............................................15
1.2.1. Trên thế giới..............................................................................................15
1.2.1.1 Hệ thống phân loại ..............................................................................15
1.2.1.2. Đa dạng về thành phần loài................................................................21
1.2.1.3. Mối quan hệ di truyền của các chi, loài trong họ Xylariaceae............25
1.2.1.4. Các hợp chất hóa học được tách chiết từ nấm túi họ Xylariaceae ......28
1.2.1.5. Hoạt tính sinh học từ nấm túi họ Xylariaceae ....................................32
1.2.2. Ở Việt Nam................................................................................................36
1.3. Đặc điểm khu vực nghiên cứu .......................................................................41
1.3.1. Rừng nguyên sinh Mường Phăng ..............................................................41
1.3.2. Vườn Quốc gia Cúc Phương .....................................................................43




2.2.4.2. Chỉ số đa dạng sinh học loài H’ (Shannon and Weiner’s Index) ..............58
2.2.4.3. Chỉ số mức độ chiếm ưu thế hay còn gọi là chỉ số Simpson,
(Concentration of Dominance-Cd) .....................................................................58
2.2.4.4. Chỉ số tương đồng (Index of similarity hay Sorensen’s Index- SI ............58
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................59
3.1. Thành phần loài nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC ......................................59
3.1.1. Nhận xét chung về đặc điểm hình thái và cấu trúc hiển vi của nấm túi
họ Xylariaceae ở KVNC ......................................................................................59
3.1.1.1. Chất nền.............................................................................................59
3.1.1.2. Thể quả ..............................................................................................61
3.1.1.3. Lỗ miệng............................................................................................61
3.1.1.4. Túi bào tử và đỉnh túi bào tử ..............................................................62
3.1.1.5. Bào tử túi ...........................................................................................63
3.1.2. Danh lục các loài trong họ Xylariaceae ở KVNC .....................................65
3.1.3. Ghi nhận mới cho khu hệ nấm Việt Nam ...................................................70
3.1.4. Trình tự mới cho khoa học .........................Error! Bookmark not defined.
3.2. Đa dạng sinh học nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC.....................................74
3.2.1. Đa dạng về thành phần loài ......................................................................74
3.2.2. Đa dạng sinh học loài ...............................................................................79
3.2.3. Đa dạng sinh học theo KVNC ...................................................................81
3.2.4. Đa dạng theo mùa .....................................................................................84
3.2.5. Đa dạng về các yếu tố địa lý của nấm họ Xylariaceae ở KVNC................85
3.2.5.1. Các loài phân bố toàn cầu ..................................................................86
3.2.5.2. Các loài nhiệt đới ...............................................................................87
3.2.5.3. Các loài ôn đới ...................................................................................89
3.2.6. Phương thức sống của nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC...........................90
3.3. Mối quan hệ di truyền của các loài nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC........91
3.3.1. Mối quan hệ di truyền giữa các taxon trong họ Xylariaceae ở KVNC ......91
3.3.2. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Annulohypoxylon.............95

nấm hiện nay .........................................................................................6
Bảng 1.2: Danh sách các chi trong họ Xylariaceae đến năm 1996 ......................17
Bảng 1.3:

Danh sách chi được chấp nhận trong họ Xylariaceae đến năm 2013 .........19

Bảng 1.4: Các azaphilone được tách từ nấm túi họ Xylariaceae .........................28
Bảng 1.5: Một số hợp chất được tách chiết trong thể quả ở một số chi ...............31
Bảng 1.6: Khả năng kháng khuẩn và nấm của nhóm azaphilone .........................33
Bảng 1.7: Danh lục các loài nấm túi họ Xylariaceae trong các nghiên cứu
trước đây ở Việt Nam ..........................................................................38
Bảng 1.8: Đặc điểm cơ bản khí hậu tỉnh Điện Biên..............................................42
Bảng 2.1: Thời gian các đợt nghiên cứu thực địa.................................................45
Bảng 3.1: Danh lục các taxon nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC...........................65
Bảng 3.2: Các chi nấm túi họ Xylariaceae được tìm thấy ở Việt Nam ..................70
Bảng 3.3: Số lượng và tỉ lệ phần trăm các taxon trong họ nấm túi
Xylariaceae ở KVNC ............................................................................74
Bảng 3.4:

Đa dạng thành phần loài ở một số nước trong khu vực và trên thế giới ......77

Bảng 3.5: Chỉ số đa dạng sinh học của các chi ở KVNC ......................................79
Bảng 3.6: Đa dạng sinh học theo khu vực nghiên cứu..........................................83
Bảng 3.7: Đa dạng các yếu tố địa lý của nấm túi họ Xylariaceae tại KVNC ........86
Bảng 3.8: Danh lục các loài nhiệt đới ở KVNC....................................................87
Bảng 3.9: Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất từ loài D. concentrica.....118
Bảng 3.10: Hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất từ loài D. concentrica .......120


DANH MỤC HÌNH


Cấu trúc hợp chất azaphilone tách từ Hypoxylon..............................29

Hình 1.9:

Nhóm hợp chất cytochalasin được tách từ chi Daldinia và Xylaria........30

Hình 2.1:

Bản đồ thu mẫu tại VQG Cúc Phương ..............................................46

Hình 2.2:

Bản đồ thu mẫu tại RNS Mường Phăng.............................................47

Hình 3.1:

Một số hình dạng và màu sắc của chất nền trong họ Xylariaceae.....60

Hình 3.2:

Một số hình dạng thể quả trong họ Xylariaceae ................................61

Hình 3.3:

Một số dạng lỗ miệng trong họ Xylariaceae ......................................62

Hình 3.4:

Hình dạng túi bào tử trong họ Xylariaceae .......................................63

Deleted: rừng nguyên sinh


Hình 3.11:

Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Hypoxylon dựa
trên trình tự ITS rADN.....................................................................103

Hình 3.12:

Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Kretzschmaria
dựa trên trình tự ITS rADN. ............................................................106

Hình 3.13:

Mối quan hệ di truyền của một số taxon trong chi Nemania dựa
trên trình tự ITS rADN.....................................................................108

Hình 3.14:

Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Rosellinia dựa
trên trình tự ITS rADN.....................................................................110

Hình 3.15:

Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Xylaria dựa trên
trình tự ITS rADN. ...........................................................................112

Hình 3.16:


chúng trong các hệ sinh thái mà còn bởi vai trò to lớn của chúng đối với đời
sống con người [98]. Các nhà khoa học ước tính có khoảng 1.5 triệu loài nấm

Deleted: 98

Formatted: English (U.S.)

trên trái đất, tuy nhiên số lượng loài thực tế mà chúng ta đã tìm thấy khoảng
100.000 loài, đạt khoảng gần 6,7% so với số loài ước tính [44, 99, 138].
Xylariaceae là họ có số lượng loài lớn nhất trong ngành nấm túi. Cho

Deleted: 44
Deleted: 99
Deleted: 138

đến nay, các nhà khoa học đã xác định được 95 chi với 1354 loài được công
bố trên toàn thế giới [182]. Riêng khu vực Đông Nam Á, các nhà khoa học đã
ghi nhận ở Thái lan có 154 loài thuộc 23 chi, ở Đài Loạn có 136 loài thuộc 17
chi [56, 173]. Tuy nhiên, ở nước ta vẫn chưa có công trình nào nghiên cứu

Deleted: 56
Deleted: 173

đầy đủ về họ này mà mới chỉ thống kê được 69 loài thuộc 13 chi [1, 2, 3, 4,
12, 13]. Con số này còn rất khiêm tốn so với những vùng miền có đặc điểm
khí hậu nhiệt đới, thuận lợi cho nấm phát triển như ở Việt Nam.
Nhiều nghiên cứu trên thế giới cũng cho thấy nấm túi họ Xylariaceae là
nguồn cung cấp dồi dào các hợp chất mới có hoạt tính sinh học rất hữu ích
như hoạt chất chống ung thư, chống nấm, chống virut, chống viêm [121, 158].
RNS Mường Phăng – Điện Biên và VQG Cúc Phương – Ninh Bình là 2

túi họ Xylariaceae tại KVNC.
Nghiên cứu được một số đặc điểm sinh học của nấm túi họ Xylariaceae tại

Formatted: Vietnamese

KVNC.
3. Nội dung nghiên cứu
3.1. Xác định thành phần loài nấm túi họ Xylariaceae tại KVNC
- Định loại đến chi, đến loài các mẫu nấm đã được miêu tả dựa vào đặc
điểm hình thái và phân tích trình tự ITS
3.2. Nghiên cứu tính đa dạng sinh học của nấm túi họ Xylariaceae tại KVNC
3.3. Nghiên cứu mối quan hệ di truyền của các chi, các loài nấm túi họ
Xylariaceae tại KVNC
3.4. Nghiên cứu thành phần hóa học của một số loài nấm và hoạt tính sinh
học của chúng
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng: Các loài nấm túi họ Xylariaceae.

Deleted: ừng nguyên sinh

- Phạm vi nghiên cứu: RNS Mường Phăng – Điện Biên và VQG Cúc

Formatted: Vietnamese

Formatted: Vietnamese

Deleted: ườn Quốc gia


3

họ Xylariaceae ở Việt Nam.

Formatted: Czech
Deleted: Lần đầu tiên x


4

- Tách chiết và xác định được 13 hợp chất từ 4 taxon nấm túi họ Xylariaceae
là: B. Philippinensis MP136, D. concentrica CP002, X. atrosphaerica CP257,
X. Schweinitzii CP613, trong đó có 1 hợp chất mới cho khoa học và 12 hợp
chất lần đầu tiên được tìm thấy trong các loài thuộc họ Xylariaceae thu được
ở Việt Nam.
- Bước đầu thử hoạt tính sinh học của 3 hợp chất tách chiết từ loài D.
concentrica CP002 có khả năng ức chế 4 dòng tế bào ưng thư ở người (ung
thư biểu bì, ung thư vú, ung thư phổi, ung thư gan).

Formatted: Vietnamese
Formatted: Vietnamese
Formatted: Vietnamese


5

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Vị trí nấm túi họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại và đặc điểm
hình thái của chúng
1.1.1. Vị trí họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm
Kết quả thống kê hiện nay, nấm túi là ngành có số lượng loài lớn nhất
trong giới nấm, chiếm tới hơn 50% tổng số loài nấm hiện biết với 68 bộ, 327

6

Bảng 1.1. Vị trí phân loại của nấm họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm hiện nay [77, 78, 182]

Deleted: 77
Deleted: 77
Deleted: 77

Giới
Nấm
Fungi

Các ngành nấm

Các lớp trong ngành

Các bộ trong lớp

Các họ trong

Deleted: 78

nấm túi Ascomycota

Sordariomycetes

Bộ Xylariales

Deleted: 78
Deleted: 78


4. Lớp Laboulbeniomycetes

4. Bộ Coniochaetales

4. Họ Diatrypaceae

5. Ngành Glomeromycota

5. Lớp Lecanoromycetes

5. Bộ Coronophorales

5. Họ Graphostromataceae

6. Ngành Microspora

6. Lớp Leotiomycetes

6. Bộ Diaporthales

6. Họ Hyponectriaceae

7. Ngành Neocallimastigomycota

7. Lớp Lichinomycetes

7. Bộ Hypocreales

7. Họ Iodosphaeriaceae


14. Lớp Sordariomycetes

14. Bộ Trichosphaeriales
15. Bộ Xylariales

Deleted: 182


7

1.1.2. Đặc điểm hình thái nấm túi họ Xylariaceae
Hình thái nấm túi họ Xylariaceae được xác định cả về đặc điểm hình
thái ngoài như chất nền, thể quả, lỗ miệng và các đặc điểm cấu trúc bên trong
như túi bào tử, bào tử, rãnh mầm hay cuống sinh bào tử. Các nghiên cứu trước
đây đã xác định nấm túi họ Xylariaceae có đặc điểm hình thái rất đa dạng về
hình dạng, màu sắc và kích thước. Vì vậy, đặc điểm hình thái là cơ sở quan
trọng trong nghiên cứu định loại cũng như trong nghiên cứu ứng dụng.
1.1.2.1. Chất nền (Stromata)
Chất nền là một đặc điểm hình thái có thể quan sát bằng mắt thường.
Hiện nay, các nhà khoa học vẫn coi đây là một chỉ tiêu quan trọng để định
loại đến loài. Chất nền có rất nhiều hình dạng, màu sắc và kích thước khác
nhau. Điều này cũng chứng minh được khả năng thích nghi rộng của nấm túi
họ Xylariaceae trên toàn cầu [56, 136, 162].
Chất nền có dạng phẳng, dẹt (applanata) phổ biến nhất là ở các chi
Annulohypoxylon, Biscogniauxia, Hypoxylon, Nemania (Hình 1.1 B, C); hoặc
các dạng khác như: dạng ụ (effused-pulvinate) thường gặp ở các chi
Annulohypoxylon, Kretzschmaria (Hình 1.1. F); dạng cầu (spherical) có cuống
hoặc không cuống ở các chi Daldinia, Rosellinia hay Xylaria. Ngoài ra, các chi
Xylaria, Kretzschmaria có chất nền hình chùy (clavate) hoặc hình trụ


Hình 1.2: Hình dạng thể quả đặc trưng của họ Xylariaceae [55]
A-E. Chi Biscogniauxia, F và G. Chi Hypoxylon

Vỏ thể quả cũng là một chỉ tiêu hình thái được quan tâm rất nhiều trong
định loại nấm túi. Hầu hết các nấm túi họ Xylariaceae có vỏ thể quả mềm khi
còn non và cứng, giòn dạng cacbon khi trưởng thành.
1.1.2.3. Lỗ miệng (Ostioles)
Lỗ miệng là cấu trúc nằm trên đỉnh của thể quả, là vị trí phóng thích bào
tử trưởng thành ra môi trường bên ngoài. Lỗ miệng của các loài trong họ
Xylariaceae có 3 dạng chính phụ thuộc vào vị trí so với bề mặt chất nền: Dạng
1: lỗ miệng nhú cao hơn bề mặt chất nền, dạng này khá phổ biến ở các chi
Annulohypoxylon, Hypoxylon, Biscogniauxia, Rosellinia, Kretzschmaria. Riêng
chi Annulohypoxylon, lỗ miệng có một vùng phẳng hình đĩa bao quanh. Dạng
2: lỗ miệng bằng bề mặt chất nền, dạng này có thể gặp ở một số loài chi
Biscogniauxia, Hypoxylon. Dạng 3: lỗ miệng thấp hơn bề mặt chất nền

Field Code Changed


10

Biscogniauxia citriformis (Hình 1.3 c). Lỗ miệng cũng là một chỉ tiêu định loại
nấm túi, đặc biệt là phân biệt các loài chi Annulohypoxylon và Hypoxylon [55].

Deleted: 55
Deleted: 55
Deleted: 55

Hình 1.3 : Các dạng lỗ miệng đặc trưng của họ Xylariaceae [55]

Rosellinia, Kretzschmaria và Nemania; hình nón được tìm thấy ở một số loài
trong chi Rosellinia. Ngoài ra đỉnh túi bào tử còn có hình nụ hoa như chi
Xylaria và đặc biệt là chi Rosellinia.


Luận án đầy đủ ở file: Luận án Full