ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Tiến Dũng NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA HỌ XYLARIACEAE Ở VƢỜN QUỐC GIA BA VÌ – HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Tiến Dũng NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA HỌ XYLARIACEAE Ở VƢỜN QUỐC GIA BA VÌ – HÀ NỘI Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã số: 60 42 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TSKH. TRỊNH TAM KIỆT Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: GS. TSKH. Trịnh Tam Kiệt, người thầy đã dìu dắt tôi những bước đi đầu tiên trên con đường nghiên cứu khoa học, thầy luôn động viên chia sẻ những lúc tôi gặp khó khăn nhất trong cuộc sống và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi tiến hành những nghiên cứu trong luận văn. Thầy đã truyền đạt cho tôi những kĩ năng và kinh nghiệm quý báu để phân loại nấm, thầy luôn chỉ bảo nhiệt tình và theo dõi sát tiến độ đồng thời thầy cũng tạo điều kiện tốt nhất về cơ sở vật chất và kinh phí cho tôi thực hiện đề tài. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các cán bộ, anh chị kĩ thuật viên trong phòng công nghệ nấm, viện Vi sinh vật và công nghệ sinh học - Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp, bạn bè đã luôn động viên về mặt tinh thần giúp tôi hoàn thành luận văn. Ban Quản lý Vườn Quốc Gia Ba Vì, Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình tiến hành thu mẫu. MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. Lược sử nghiên cứu Nấm trên thế giới 3 1.2. Tình hình nghiên cứu Nấm ở Việt Nam 5 1.3. Tình hình nghiên cứu và đặc điểm sinh học họ nấm Xylariaceae 10 1.3.1. Tình hình nghiên cứu họ nấm Xylariaceae 10 1.3.2. Đặc điểm sinh học họ nấm Xylariaceae 11 1.4. Một vài đặc điểm về vườn Quốc gia Ba Vì 16 Chƣơng 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1. Mục tiêu nghiên cứu 19 2.2. Đối tượng nghiên cứu 19 2.3. Địa điểm nghiên cứu 19 2.3.1. Địa điểm thu mẫu 19 2.3.2. Địa điểm xử lý 19 2.4. Nội dung nghiên cứu 19 2.5. Thiết bị nghiên cứu 20 2.6. Phương pháp nghiên cứu 20 2.6.1. Phương pháp thu mẫu 20 2.6.2. Phương pháp xử lý và bảo quản mẫu vật 21 2.6.3. Phương pháp phân tích mẫu vật 23 2.6.4. Phương pháp định loại nấm lớn 25 2.6.5. Nghiên cứu sự mọc của nấm trên môi trường thạch và giá thể 25 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 27 3.1. Thu thập mẫu nấm thuộc họ Xylariaceae ở vườn Quốc gia Ba Vì – Hà Nội 27 3.2. Thành phần loài nấm thuộc họ Xylariaceae ở vườn Quốc gia Ba Vì – Hà 27 Nội và một số đặc điểm sinh học của chúng 3.2.1. Danh lục các loài nấm đã ghi nhận 27 3.2.2. Một số đặc điểm hình thái và hiển vi của các loài nấm đã ghi nhận 29 3.2.3. Đặc điểm sinh thái của các loài đã được ghi nhận 32 3.2.4. Ý nghĩa thực tiễn của các loài nấm họ Xylariaceae ở vườn Quốc gia Ba Vì – Hà Nội 33 3.3. Mô tả đặc điểm hình thái và hiển vi của các loài thu thập được 33 3.4. Nghiên cứu sự mọc và sự hình thành quả thể của một số chủng nấm thuộc họ Xylariaceae 52 3.4.1. Sự hình thành sợi nấm trong nuôi cấy thuần khiết trên môi trường thạch 52 3.4.2. Sự hình thành quả thể của nấm trong nuôi cấy thuần khiết trên môi trường thạch 58 3.4.3. Sự mọc của nấm trong nuôi cấy trên giá thể 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68 1. Kết luận 68 2. Kiến nghị 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 1 MỞ ĐẦU Nấm đã và đang có vai trò quan trọng trong tự nhiên, trong nghiên cứu khoa học cũng như trong đời sống thực tiễn của chúng ta. Nấm làm biến đổi môi trường sống của con người và không thể thiếu được trong nhiều chức năng của hệ sinh thái. Nấm hình thành đất, khép kín vòng tuần hoàn vật chất (phân hủy gỗ, thân và lá cây, xác côn trùng, …), tăng cường sự mọc cho cây và lựa chọn cây từ môi trường của chúng. Nấm có thể gây ngộ độc, ký sinh trên cơ thể con người nhưng cũng cung cấp thực phẩm, chữa lành các vết thương và nhiều bệnh hiểm nghèo. Chính vì dựa trên cả hai phương diện khoa học và thực tiễn, việc đẩy mạnh nghiên cứu nấm đều có ý nghĩa to lớn và ngày càng được đẩy mạnh ở nhiều quốc gia trên thế giới, đặc biệt là ở các nước công nghiệp phát triển. Giới Nấm (Fungi) có số lượng loài lớn, bao gồm 97861 loài, 8283 chi (và gần 5101 synonym), 560 họ, 140 bộ, 36 lớp đã được mô tả (Kirk P. M. et all, 2008) [45] và ước tính số lượng loài có thể lên tới 1,5 triệu (Hawksworth et all, 1995) [37] bên cạnh giới Thực vật (Plantae), Động vật (Animalia), Vi khuẩn (Bacteria). Số lượng loài nấm lớn (Marcrofungi) có quả thể nhìn thấy bằng mắt thường khoảng 14 nghìn loài và có thể lên tới 22 nghìn loài (Hawksworth, 1995) [37]. Nấm nói chung và họ Xylariaceae, thuộc bộ Xylariales, lớp nấm túi, ngành nấm túi nói riêng là đối tượng hấp dẫn cho các nghiên cứu cơ bản về đa dạng sinh học. Xylariaceae là họ có số lượng loài lớn nhất trong ngành nấm túi. Cho đến nay các nhà khoa học đã xác định được có 95 chi với 1354 loài được công bố trên thế giới. Tuy nhiên ở nước ta chưa có công trình nào nghiên cứu đầy đủ về họ này mà mới chỉ thống kê được 69 loài thuộc 13 chi. Con số này chưa thể hiện được hết mức độ đa dạng thực tế tại những vùng miền có đặc điểm khí hậu nhiệt đới, thuận lợi cho nấm phát triển như ở Việt Nam. 2 Việt Nam thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa với điều kiện sinh thái rất thích hợp để khu hệ nấm phát triển phong phú, đa dạng. Tuy nhiên tại Việt Nam, bên cạnh các nghiên cứu về đa dạng động - thực vật đã có lịch sử lâu dài thì các nghiên cứu về đa dạng nấm còn rất lẻ tẻ và rời rạc, đặc biệt là các nghiên cứu về nấm túi. Cho đến nay, chưa có nghiên cứu nào về đa dạng nấm túi tại vườn quốc gia Ba Vì, Hà Nội, một địa chỉ mà theo đánh giá của các chuyên gia là có tiềm năng lớn về đa dạng sinh học với nhiều nguồn gen quý hiếm, cần được bảo tồn. Chính vì vậy, việc nghiên cứu đa dạng nấm túi nhằm xác định thành phần loài, bổ sung cho danh mục khu hệ nấm Việt Nam, đánh giá tính đa dạng sinh học, xác định loài mới, loài đặc hữu là rất cần thiết, có ý nghĩa rất lớn trong việc bảo tồn đa dạng sinh vật tại Việt Nam và trên thế giới. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu thành phần loài và đặc điểm sinh học của họ Xylariaceae ở vườn quốc gia Ba Vì, Hà Nội". 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Lịch sử nghiên cứu nấm trên thế giới Nấm được xem là sinh vật có kích thước hệ sợi lớn nhất trên hành tinh chúng ta (ở Armillaria bulbosa hệ sợi lan rộng tới 15ha, trọng lượng ước tính 10 tấn, thời gian tới 1.500 tuổi) và có giá trị to lớn trong đời sống con người từ xa xưa [57]. Thế kỷ XVIII - XIX là giai đoạn Nấm học phát triển mạnh mẽ với nhiều công trình nổi tiếng của các tác giả như: Bulliard (1791, 1813, 1815), Elias Fries (1821, 1830, 1832, 1838), Saccardo (1888), Karsten (1881, 1889), Patouillard (1890 - 1928). Vào đầu thế kỷ XX, Nấm học phát triển rực rỡ, trở thành một ngành khoa học thực sự [12]. Nhiều công trình nghiên cứu về nấm xuất hiện ở nhiều khu vực khác nhau trên thế giới. Trong một thời gian ngắn (30 - 40 năm) nhiều chi nấm mới đã được mô tả dựa vào các đặc điểm hiển vi và nhiều chi nấm cũ được xem xét lại trên cơ sở các tiêu chuẩn phân loại hiện đại. Kết quả là đã hình thành được một số hệ thống nấm học khá ổn định ở châu Âu, Bắc Mỹ như hệ thống của Domanski (1960), Jahn (1963), Gilbertson and Ryvarden (1993) [53]. Trong thế kỷ XX nhiều công trình nghiên cứu về nấm học đã được công bố, tiêu biểu như: C. Rea (1922) [52] với công trình nghiên cứu ―British Basidiomycetes‖; Rolf Singer (1986) [56] nghiên cứu bộ Agaricales trên toàn thế giới ―The Agaricales in modern taxonomy‖; G. H. Cunningham (1963) công bố họ Polyporaceae ở châu Úc và Tân Tây Lan ―The Polyporaceae of Australia and New Zealand‖ và 1965 là ―The Polyporaceae of New Zealand‖, tổng kết tại Úc và Tân Tây Lan có 550 loài nấm lỗ. Hanns Kreisel (1975) công bố công trình ―Handbuch Fur Pilzfreunde‖. Pegler D. N., Spooner B. (1994) [50] nghiên cứu nấm ở Bắc Mỹ và châu Âu trong tác phẩm ―The mushroom identifier‖ đã công bố và mô tả 341 loài; Ryvarden và Gillbertson (1993) trong công trình nghiên 4 cứu nấm lỗ ở châu Âu ―European polypores‖ đã mô tả 322 loài [53]. Teng S. C. (1996) [58] nghiên cứu nấm ở Trung Quốc ―Fungi of China‖ đã mô tả 2400 loài với 601 chi. Trong những năm cuối thế kỷ XX, đầu thế kỷ XXI các nhà nghiên cứu đã kết hợp giữa phân loại truyền thống với phân loại dựa trên những tiêu chuẩn hiện đại như: các phản ứng hoá học, sự phân tính, hệ sợi nấm, kiểu gây mục, đặc điểm nuôi cấy, mà đặc biệt là cấu trúc phân tử ADN đã mang lại những kết quả chính xác hơn. Armes (1913) là người đầu tiên nhận thấy sợi nấm rất quan trọng trong nghiên cứu nấm lỗ, sau đó Corner (1933) đã mô tả hệ sợi nấm, từ đó các nhà Nấm học sử dụng sợi nấm là một tiêu chuẩn mới để phân loại. Bên cạnh phương pháp phân loại truyền thống dựa vào hình thái (morpho - taxonomy), việc sử dụng các phương pháp phân loại dựa vào hoá học (chemo - taxonomy) và gene (geno - taxonomy) đã loại bỏ được những nhầm lẫn khi phân loại những loài có hình thái tương đồng. Một số công trình nghiên cứu dựa vào cấu trúc phân tử ADN như Aime Catherine M. et all (2006) [35] với công trình ―An overview of the higher level classification of Puccinionmycotyna based on combined analyses of nuclear large and small subunit rDNA Sequences‖ có độ chính xác cao. Những nghiên cứu về đa dạng thành phần loài và hệ thống phân loại của nấm túi thuộc họ Xylariaceae bắt đầu từ những năm 1863. Đến nay 95 chi trong họ với 1354 loài, đã được các nhà khoa học kiểm chứng và công nhận. Trong công bố về hệ thống phân loại nấm túi Ascomycetes năm 1993, Eriksson và Hawksworth đã ghi nhận họ Xylariaceae có 38 chi. Đến năm 1996, Whalley đã tổng hợp các nghiên cứu trước và công bố họ Xylariaceae có 41 chi. Tiếp tục những nghiên cứu về hệ thống phân loại nấm túi họ Xylariaceae, năm 2001, Kirk và cs đã công bố 48 chi được công nhận trong họ Xylariaceae. Con số này được tăng lên 64 chi vào năm 2004. Đến năm 2006, trong công bố tiếp theo của Eriksson và cs, họ Xylariaceae đã lên tới 73 chi. Gần đây nhất, 5 Lumbsch và Huhndorf đã hệ thống lại và xác định được 77 chi (2010) trong họ nấm túi Xylariaceae. Như vậy với 18 chi mới được phát hiện và công nhận thì tính đến năm 2013, số lượng chi trong họ Xylariaceae đã lên 95 chi với 1354 loài được chấp nhận. Như vậy, nấm túi Xylariaceae là họ có số lượng loài lớn nhất trong ngành nấm túi Ascomycota với 95 chi và 1354 loài được chấp nhận. Hệ thống phân loại của họ Xylariaceae của Lumbchs và Huhndorf (2010) là một hệ thống khá đầy đủ, kế thừa được những nghiên cứu đi trước đồng thời tổng kết được các kết quả nghiên cứu về phân loại phân tử và phân loại hóa học. Hệ thống này đang được các nhà khoa học sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu phân loại nấm túi trên thế giới. Ngoài những nghiên cứu về khu hệ, các nhà khoa học cũng đã chú trọng hơn những nghiên cứu thành phần loài trên cơ chất sinh trưởng của nấm. Năm 1974, khi nghiên cứu thành phần loài nấm sống trên phân động vật ăn cỏ ở vùng Bắc Mỹ và Bắc Âu, Krug và cs đã bổ sung thêm 5 loài thuộc chi Hypocopra. Đây cũng là công trình đầu tiên nghiên cứu về nấm túi sống trên phân động vật và cũng là một hướng trong nghiên cứu, đánh giá đa dạng sinh học. Năm 2007, Ju đã công bố những nghiên cứu rất thú vị về khả năng sống trên tổ mối của 9 loài Xylaria thu được, tại Đài Loan. 1.2. Tình hình nghiên cứu Nấm ở Việt Nam Ở Việt Nam, từ lâu nhân dân đã biết dùng Nấm làm thực phẩm và dược phẩm. Nhà bác học Lê Quý Đôn (1726 - 1784) trong tác phẩm ―Vân đài loại ngữ ‖ và ―Kiến văn tiểu lục‖ đã đánh giá ―Linh chi là một sản vật quý hiếm của đất rừng Đại Nam‖, Ông đã nêu ra những tác dụng lớn của nấm như: kiện não (tráng kiện), bảo can (bảo vệ gan), cường tâm (mạch tim), kiện vị (giúp tiêu hoá ở dạ dày), cường phế (giúp phổi), giải độc, giải cảm và giúp con người sống lâu, tăng tuổi thọ. Trong thời kỳ Pháp thuộc cuối thế kỷ XIX, một số công trình nghiên cứu [...]... PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu - Điều tra thành phần loài nấm thuộc họ Xylariaceae ở vườn quốc gia Ba Vì, Hà Nội - Nghiên cứu đặc điểm sinh học của một số loài nhằm bảo tồn nguồn gen quý và ứng dụng trong thực tiễn 2.2 Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là các loài nấm thuộc họ Xylariaceae ở vườn quốc gia Ba Vì, Hà Nội Để có nguyên liệu nuôi cấy tốt chúng tôi đã chọn những ống... hệ sợi ở mép colonie và nuôi cấy trên môi trường nghiên cứu Các chủng giống gốc hiện được lưu trữ tại Bộ mẫu Giống gốc Nấm của Phòng Công nghệ Giống gốc Nấm - Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học ĐHQGHN 2.3 Địa điểm nghiên cứu 2.3.1 Địa điểm thu mẫu Việc thu thập mẫu được tiến hành tại vườn Quốc gia Ba Vì - Hà Nội 2.3.2 Địa điểm xử lý Mẫu được xử lý, nghiên cứu đặc điểm sinh học, bảo quản và lưu... Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học Đại học Quốc Gia Hà Nội 2.4 Nội dung nghiên cứu - Thu thập mẫu ngoài thiên nhiên, xử lý các mẫu thu được, xây dựng bách thảo, phân lập thuần khiết một số chủng có khả năng ứng dụng - Phân tích sự phân bố và thành phần loài nấm thuộc họ Xylariaceae - Phân tích đặc điểm hình thái và hiển vi nhằm xác định thành phần loài 19 nấm đã thu thập được - Nghiên cứu sự mọc của. .. việc nghiên cứu đặc điểm hình thái ngoài cũng như nuôi cấy và nghiên cứu sinh sản vô tính cũng đã có một đóng góp vô cùng quan trọng trong việc hình thành toàn bộ khái niệm về hệ thống phân loại chi Xylaria Chính vì vậy để hoàn thành được khóa phân loại hoàn chỉnh về chi này sẽ rất cần nhiều thời gian 1.4 Một vài đặc điểm về vƣờn Quốc gia Ba Vì Vườn quốc gia Ba Vì là một trong 10 vườn quốc gia của Việt... Vi sinh, Khoa Sinh học, Trường Đại học sư phạm Hà Nội Gần đây nhất, trong cuốn "Nấm lớn ở Việt Nam" tập 2 năm 2012, Trịnh Tam Kiệt đã thống kê họ Xylariaceae có 69 loài thuộc 13 chi Ngoài các nghiên cứu về thành phần loài nấm túi họ Xylariaceae, một hướng nghiên cứu về thành phần các hợp chất từ thể quả của các loài nấm túi Xylariaceae ở Việt Nam cũng đã được chú ý hơn Năm 2006, Đặng Ngọc Quang và. .. Phylloporia; Nghiên cứu thành phần loài nấm đa niên thuộc họ Coriolaceae‖ đã công bố 17 loài trong 8 chi [21] Đến năm 2008, Trịnh Tam Kiệt với công trình ―Poisonous mushrooms of Vietnam‖ [44]; Trịnh Tam Kiệt và Trịnh Tam Bảo [24] với công bố Thành phần loài nấm dược liệu của Việt Nam‖; Trịnh Tam Kiệt và Phan Văn Hợp [25] với công bố Nghiên cứu thành phần loài và đặc điểm sinh học của chi nấm ly của Việt... tôi cũng tiến hành thu thập mẫu vật của các chi khác thuộc họ Xylariaceae Trong năm này, chúng tôi tiến hành 5 đợt thu mẫu vào các tháng 4, 5, 6, 7, 8 Tổng số mẫu nấm thu được khoảng 125 mẫu, chủ yếu ở dạng sấy khô và một số được ngâm trong dung dịch bảo quản 3.2 Thành phần loài nấm thuộc họ Xylariaceae ở vƣờn Quốc gia Ba Vì – Hà Nội và một số đặc điểm sinh học của chúng 3.2.1 Danh lục các loài nấm đã... như tiềm năng ứng dụng và nguồn lợi từ nấm ở nước ta Vì vậy, nghiên cứu nấm ở Việt Nam là một nhiệm 10 vụ quan trọng và bức thiết nhằm phát hiện, bảo tồn những nguồn gen quý đồng thời bảo vệ sự đa dạng thành phần loài cũng như sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên của Việt Nam 1.3.2 Đặc điểm sinh học họ nấm Xylariaceae * Đặc điểm chung về hình thái và giải phẫu Đặc điểm chung của giới Nấm gồm những... cho thấy tính tương đối phổ biến của họ Xylariaceae tại rừng Quốc gia Ba Vì, nhưng so với số loài đã được ghi nhận ở vườn Quốc gia Cúc Phương Ninh Bình thì ít đa dạng hơn Như vậy, các kết quả trên cho thấy tính đa dạng của các loài nấm thuộc họ Xylariaceae tại rừng quốc gia Ba Vì là khá cao, là tài nguyên quý của Việt Nam Do đó cần có nhiều thêm các nghiên cứu đa dạng họ Xylariaceae hơn nữa sẽ có ý nghĩa... lớn ở Việt Nam tập III (2013) công bố hơn 1800 loài nấm lớn của Việt Nam có kèm theo mô tả và tài liệu dẫn cũng như ảnh màu minh họa đã cung cấp những dữ liệu khá chi tiết về các loài nấm đã ghi nhận 9 được [27,28] 1.3 Tình hình nghiên cứu và đặc điểm sinh học họ nấm Xylariaceae 1.3.1 Tình hình nghiên cứu họ nấm Xylariaceae Nghiên cứu đa dạng nấm ở Việt Nam không phải là lĩnh vực mới Tuy nhiên những nghiên . ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Tiến Dũng NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA HỌ XYLARIACEAE Ở VƢỜN QUỐC GIA BA. NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LOÀI VÀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA HỌ XYLARIACEAE Ở VƢỜN QUỐC GIA BA VÌ – HÀ NỘI Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã số: 60 42 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC. thuộc họ Xylariaceae ở vườn Quốc gia Ba Vì – Hà 27 Nội và một số đặc điểm sinh học của chúng 3.2.1. Danh lục các loài nấm đã ghi nhận 27 3.2.2. Một số đặc điểm hình thái và hiển vi của