Nghiên cứu đa dạng và đặc điểm sinh học của nấm túi họ xylariaceae ở mườn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ------Y Z------ 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: 62.07 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: 1. VƯƠNG TRỌNG HÀO 2. 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 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến: PGS. Vương Trọng Hào người thầy đã dìu dắt tôi những bước đi đầu tiên trong con đường nghiên cứu khoa học, thầy đã luôn động viên chia sẻ những lúc tôi khó khăn nhất trong cuộc sống và tạo những điều kiện tốt nhất để tôi tiến hành những nghiên cứu trong luận án. Dương Minh Lam người thầy đã truyền đạt cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quí báu về phân loại nấm, thầy luôn chỉ bảo tận tình 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.

Nguyễn Thành Đạt, GS. Phạm Thị Thùy, GS. Trịnh Tam Kiệt, PGS. Đặng Ngọc Quang, TS.

Trần Thị Thúy, TS. Phan Duệ Thanh, TS. Đoàn Văn Thược những người thầy đã truyền đạt kiến thức cho tôi về lĩnh vực Vi sinh vật, Nấm học, Hợp chất thiên nhiên. Đồng thời các thầy tham gia góp ý cho tôi từ xây dựng đề cương đến quá trình thực hiện luận án và giúp đỡ tôi hoàn thành các chuyên đề tiến sĩ, cũng như các seminar khoa học ở Bộ môn.

Tống Thị Mơ, Ths. Trần Hữu Phong, CN. Phạm Thị Hồng Hoa, CN. Phạm Thị Vân đã tạo điều kiện thực nghiệm tốt nhất và hỗ trợ kỹ thuật trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Ban quản lý rừng nguyên sinh Mường Phăng – Điện Biên và vườn quốc gia Cúc Phương - Ninh Bình đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi tiến hành thu mẫu. Ban lãnh đạo Sở Giáo dục và Đào tạo tỉnh Phú Thọ, Ban Giám hiệu và tập thể giáo viên trường THPT Thạch Kiệt đã tạo mọi điều kiện về kinh phí, thời gian và luôn động viên khích lệ tôi trong quá trình học tập. Ban Giám Hiệu, Phòng quản lý Sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Sinh học Trường ĐHSP Hà Nội đã động viên và tạo những điều kiện thuận lợi cho 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 106.57 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. Deleted: 20 Hà Nội, Ngày … tháng … năm 2014 Deleted: 02 NGHIÊN CỨU SINH Đỗ Đức Quế 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 cộng sự CTAB Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide DMAP Dimethylaminopyridine DMSO Dimethyl sulfoxide ĐHSP Đại học Sư phạm EDTA Ethylene Diamine Tetra Acetate FBS Fetal Bovine Serum (Huyết thanh thai bò) GPS Global Positioning System (hệ thống định vị) 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 Mueller-Hinton Agar (môi trường MHA) MHB Mueller-Hinton Broth (môi trường MHB) MTT Methylthiazolyldiphenyl-tetrazolium bromide NCBI National Center for Biotechnology Information NMR Nuclear magnetic resonance (cộng hưởng từ hạt nhân) kb kilo base kda kilo dalton KB Human epidermic carcinoma (ung thư biểu mô ở người) 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 Đơn vị phân loại bao gồm (loài, thứ, loài chưa định tên) TCA Trichloroacetic acid TE Tris EDTA buffer (dung dịch đệm TE) TSA Tryptic Soy Agar (môi trường TSA) TSB Tryptic Soy Broth (môi trường TSB) RNS Rừng nguyên sinh VQG Vườn quốc gia MỤC LỤC MỞ ĐẦU. Lý do chọn đề tài. Mục đích của đề tài.

Nội dung nghiên cứu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. Những đóng góp mới.3 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.

Vị trí nấm túi họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại và đặc điểm hình thái của chúng. Vị trí họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm. Đặc điểm hình thái nấm túi họ Xylariaceae. Hình thức sinh sản vô tính (Anamorph).

Tình hình nghiên cứu nấm túi họ Xylariaceae. Trên thế giới.1 Hệ thống phân loại. Đa dạng về thành phần loài. Mối quan hệ di truyền của các chi, loài trong họ Xylariaceae.

Các hợp chất hóa học được tách chiết từ nấm túi họ Xylariaceae. Hoạt tính sinh học từ nấm túi họ Xylariaceae. Đặc điểm khu vực nghiên cứu. Rừng nguyên sinh Mường Phăng.

Vườn Quốc gia Cúc Phương .43 Chương 2: ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Địa điểm, thời gian và vật liệu nghiên cứu. Địa điểm và sinh cảnh của KVNC. Thời gian nghiên cứu.

Vật liệu nghiên cứu. Mẫu nghiên cứu. Các dòng tế bào. Vi sinh vật.

Môi trường. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp vi sinh. Thu thập và xử lý mẫu.

Phương pháp phân lập nấm. Bảo quản các chủng nấm phân lập được. Phương pháp phân tích đặc điểm hình thái, định loại mẫu. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các hợp chất hóa học.

Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất hóa học. Sinh học phân tử. Tách chiết ADN. Phản ứng PCR.

Phân tích trình tự ADN. Phương pháp hóa sinh. Phương pháp tách chiết các chất. Phương pháp xác định cấu trúc hóa học.

Phương pháp toán học. Độ phong phú loài. Chỉ số đa dạng sinh học loài H’ (Shannon and Weiner’s Index). Chỉ số mức độ chiếm ưu thế hay còn gọi là chỉ số Simpson, (Concentration of Dominance-Cd).

Chỉ số tương đồng (Index of similarity hay Sorensen’s Index- SI .58 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Thành phần loài nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC. Nhận xét chung về đặc điểm hình thái và cấu trúc hiển vi của nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC. Túi bào tử và đỉnh túi bào tử.

Danh lục các loài trong họ Xylariaceae ở KVNC. Ghi nhận mới cho khu hệ nấm Việt Nam. Trình tự mới cho khoa học .Error! Bookmark not defined. Đa dạng sinh học nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC.

Đa dạng về thành phần loài. Đa dạng sinh học loài. Đa dạng sinh học theo KVNC. Đa dạng theo mùa.

Đa dạng về các yếu tố địa lý của nấm họ Xylariaceae ở KVNC. Các loài phân bố toàn cầu. Các loài nhiệt đới. Các loài ôn đới.

Phương thức sống của nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC. Mối quan hệ di truyền của các loài nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC. Mối quan hệ di truyền giữa các taxon trong họ Xylariaceae ở KVNC. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Annulohypoxylon.

Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Biscogniauxia. Mối quan hệ di truyền của các taxon thuộc chi Daldinia. Mối quan hệ di truyền của các taxon thuộc chi Hypoxylon. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Kretzschmaria.

Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Nemania. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Rosellinia. Mối quan hệ di truyền của các taxon trong chi Xylaria. Cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất được tách từ thể quả ở một số loài nấm túi họ Xylariaceae.

Cấu trúc hóa học của các hợp chất thu được từ thể quả nấm túi họ Xylariaceae. Loài Biscogniauxia philippinensis. Loài Daldinia concentrica. Loài Xylaria atrosphaerica.

Loài Xylaria schweinitzii. Hoạt tính sinh học của các chất hóa học tách từ thể quả. Hoạt tính gây độc tế bào. Hoạt tính kháng khuẩn .119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.121 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .123 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

1 PL DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Vị trí phân loại của nấm họ Xylariaceae trong hệ thống phân loại nấm hiện nay .2: Danh sách các chi trong họ Xylariaceae đến năm 1996 .3: Danh sách chi được chấp nhận trong họ Xylariaceae đến năm 2013 .4: Các azaphilone được tách từ nấm túi họ Xylariaceae .5: Một số hợp chất được tách chiết trong thể quả ở một số chi .6: Khả năng kháng khuẩn và nấm của nhóm azaphilone .7: Danh lục các loài nấm túi họ Xylariaceae trong các nghiên cứu trước đây ở Việt Nam .8: Đặc điểm cơ bản khí hậu tỉnh Điện Biên.1: Thời gian các đợt nghiên cứu thực địa.1: Danh lục các taxon nấm túi họ Xylariaceae ở KVNC.2: Các chi nấm túi họ Xylariaceae được tìm thấy ở Việt Nam .3: Số lượng và tỉ lệ phần trăm các taxon trong họ nấm túi Xylariaceae ở KVNC .4: Đa dạng thành phần loài ở một số nước trong khu vực và trên thế giới .5: Chỉ số đa dạng sinh học của các chi ở KVNC .6: Đa dạng sinh học theo khu vực nghiên cứu.7: Đa dạng các yếu tố địa lý của nấm túi họ Xylariaceae tại KVNC .8: Danh lục các loài nhiệt đới ở KVNC.9: Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất từ loài D.10: Hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất từ loài D.120 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Đặc điểm hình thái chất nền đặc trưng của họ Xylariaceae .2: Một số dạng thể quả đặc trưng của họ Xylariaceae .3 : Các dạng lỗ miệng đặc trưng của họ Xylariaceae .4: Đặc điểm hình thái túi bào tử đặc trưng của họ Xylariaceae .5: Đặc điểm hình thái đỉnh túi bào tử của họ Xylariaceae .6: Đặc điểm hình thái bào tử và rãnh mầm của bào tử đặc trưng của họ Xylariaceae .7: Một số dạng cuống sinh bào tử của họ Xylariaceae .8: Cấu trúc hợp chất azaphilone tách từ Hypoxylon.9: Nhóm hợp chất cytochalasin được tách từ chi Daldinia và Xylaria.30 Deleted: vườn Quốc gia Hình 2.1: Bản đồ thu mẫu tại VQG Cúc Phương .46 Deleted: rừng nguyên sinh Hình 2.2: Bản đồ thu mẫu tại RNS Mường Phăng.