Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu tài nguyên cây thuốc Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất biện pháp bảo tồn, phát triển bền vững

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:128

Thêm vào BST

Báo xấu

27
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án Tiến sĩ Sinh học "Nghiên cứu tài nguyên cây thuốc Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất biện pháp bảo tồn, phát triển bền vững" trình bày các nội dung chính sau: Xây dựng danh lục và đánh giá tính đa dạng thành phần loài cây thuốc tại Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế; Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học 1 đến 2 cây thuốc tại Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế; Đề xuất giải pháp bảo tồn và khai thác, sử dụng bền vững nguồn tài nguyên cây thuốc tại Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Sinh học: Nghiên cứu tài nguyên cây thuốc Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất biện pháp bảo tồn, phát triển bền vững

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ------------------------------------ LÊ TUẤN ANH NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN CÂY THUỐC KHU BẢO TỒN SAO LA, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP BẢO TỒN, PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC Hà Nội - 2022
I BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ------------------------------------ LÊ TUẤN ANH NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN CÂY THUỐC KHU BẢO TỒN SAO LA, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP BẢO TỒN, PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG Chuyên ngành: Thực vật học Mã số: 9.42.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS. VŨ TIẾN CHÍNH 2. PGS. TS. HOÀNG LÊ TUẤN ANH Hà Nội - 2022
II LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án: "Nghiên cứu tài nguyên cây thuốc Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất biện pháp bảo tồn, phát triển bền vững" là công trình nghiên cứu của tôi và tập thể cộng tác, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Hoàng Lê Tuấn Anh và PGS.TS. Vũ Tiến Chính. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày 16 tháng 06 năm 2022 Tác giả Lê Tuấn Anh
III LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST). Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ (GUST) và các thầy cô đã chỉ dạy tận tình và nhiều sự giúp đỡ quý báu trong học tập và nghiên cứu đề tài. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc, sự cảm phục và kính trọng nhất tới PGS.TS. Hoàng Lê Tuấn Anh và PGS.TS. Vũ Tiến Chính đã tận tâm hướng dẫn khoa học, động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam (VNMN), Ban lãnh đạo Viện Nghiên cứu Khoa học Miền Trung (MISR) - VNMN, cùng tập thể cán bộ của Viện đã quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Trần Thị Phương Anh đã có những góp ý quý báu về chuyên môn trong quá trình thực hiện nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm KH&CN Quảng Trị và Phòng Ứng dụng và triển khai công nghệ - MISR về sự ủng hộ to lớn, những lời khuyên bổ ích, những góp ý quý báu trong việc thực hiện và hoàn thiện luận án. Tôi xin cảm ơn Đề tài VAST04.09/18-19 và Đề tài TTH.2018-KC.01 đã hỗ trợ cho nghiên cứu này. “NCS. Lê Tuấn Anh được tài trợ bởi Tập đoàn Vingroup – Công ty CP và hỗ trợ bởi chương trình học bổng đào tạo thạc sĩ, tiến sĩ trong nước của Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF), Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn (VinBigdata), mã số VINIF.2020.TS.118”. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới toàn thể gia đình, bạn bè cùng những người thân đã luôn luôn quan tâm, khích lệ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Lê Tuấn Anh
IV MỤC LỤC Trang MỤC LỤC ................................................................................................................. IV Danh mục các ký hiệu viết tắt ................................................................................. VII Danh mục các bảng, biểu đồ, hình ......................................................................... VIII MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án ......................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................................. 2 3. Ý nghĩa khoa học của đề tài luận án.................................................................... 3 4. Bố cục của luận án ................................................................................................ 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ..................................................................................... 4 1.1. Tình hình nghiên cứu về nguồn tài nguyên cây thuốc trên thế giới .............. 4 1.1.1. Lịch sử nghiên cứu và tình hình điều tra thống kê............................................ 4 1.1.2. Giá trị sử dụng và giá trị kinh tế ....................................................................... 6 1.1.3. Tiềm năng phát triển ......................................................................................... 7 1.1.4. Tình hình nghiên cứu bảo tồn, các mối đe dọa nguồn tài nguyên cây thuốc.... 9 1.2. Tình hình nghiên cứu về nguồn tài nguyên cây thuốc ở Việt Nam ............. 11 1.2.1. Lịch sử nghiên cứu và tình hình điều tra thống kê.......................................... 12 1.2.2. Giá trị sử dụng và giá trị kinh tế .................................................................... 13 1.2.3. Tiềm năng phát triển ....................................................................................... 14 1.2.4. Tình hình nghiên cứu bảo tồn, các mối đe dọa nguồn tài nguyên cây thuốc.. 15 1.3. Tình hình nghiên cứu cây thuốc ở Thừa Thiên Huế và điều kiện tự nhiên xã hội Khu bảo tồn Sao La........................................................................... 17 1.3.1. Tình hình nghiên cứu cây thuốc ở Thừa Thiên Huế........................................ 17 1.3.2. Điều kiện tự nhiên, xã hội Khu bảo tồn Sao La .............................................. 18 1.4. Tổng quan nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh học từ thực vật .............. 22 1.4.1. Lịch sử nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh học ......................................... 22 1.4.2. Hướng nghiên cứu các chất có hoạt tính oxi hóa, kháng viêm ....................... 23 1.4.3. Những nghiên cứu hóa học về chi xà căn Ophiorrhiza .................................. 24
V CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 27 2.1. Đối tượng và địa điểm nghiên cứu: ................................................................... 27 2.2. Nội dung nghiên cứu: ........................................................................................ 27 2.3. Phương pháp nghiên cứu: ................................................................................. 28 2.3. Địa điểm nghiên cứu: ........................................................................................ 28 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 33 3.1. Hiện trạng nguồn tài nguyên cây thuốc tại Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế ...................................................................................................... 33 3.1.1. Tính đa dạng của nguồn tài nguyên cây thuốc ............................................... 33 3.1.2. Đa dạng về bộ phận sử dụng làm thuốc.......................................................... 38 3.1.3. Tiềm năng chữa các nhóm bệnh khác nhau của các loài cây thuốc ............... 40 3.1.4. Đa dạng về nguồn gen nguy cấp, quý, hiếm ................................................... 41 3.1.5. Giá trị khoa học .............................................................................................. 44 3.2. Tình hình khai thác, sử dụng và nghiên cứu nguồn tài nguyên cây thuốc của đồng bào bản địa tại khu vực Khu bảo tồn Sao La....................................... 46 3.2.1. Tình hình khai thác cây thuốc trong khu vực nghiên cứu ............................... 46 3.2.2. Cách khai thác và chế biến cây thuốc của người dân tại khu vực nghiên cứu53 3.3. Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài thực vật làm thuốc tiềm năng ......................................................................................... 54 3.3.1. Sàng lọc hoạt tính gây độc tế bào ung thư, kháng viêm của những loài dược liệu tiềm năng tại khu vực nghiên cứu ..................................................................... 54 3.3.2. Nghiên cứu thành phần hóa học của Xà căn ba vì (O. baviensis) .................. 59 3.3.3. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư, kháng viêm của các hoạt chất chính phân lập từ 01 loài dược liệu tiềm năng ......................................................... 80 3.4. Các giải pháp quản lý, bảo tồn và khai thác bền vững nguồn tài nguyên cây thuốc ở Khu bảo tồn Sao La ............................................................................ 84 3.41. Giải pháp quản lý, khai thác bền vững tài nguyên cây thuốc. ........................ 84 3.4.2. Bảo tồn nguồn tài nguyên cây thuốc. .............................................................. 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 89
VI Kết luận: ................................................................................................................... 89 Kiến nghị: ................................................................................................................. 90 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ......................................................... 92 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ........................................................................................... 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 94 PHỤ LỤC
VII DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Tiếng Anh Diễn giải BQL Ban quản lý c.c Column chromatography Sắc kí cột Central Institute of Medicinal and Viện cây thuốc và cây tinh CIMAP Aromatic Plants dầu trung ương cs Cộng sự 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ hạt nh C-NMR Resonance Spectroscopy n cacbon 13 dr wt dry weight Trọng lượng khô EN Endangered Nguy cấp 1 Proton Nuclear Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ hạt H-NMR Spectroscopy nhân proton HeLa Henrietta lacks Ung thư cổ tử cung Heteronuclear Multiple Bond Phổ kết nối nhiều liên kết HMBC Connectivity đa hạt nhân High Resolution Electronspray Phổ khối lượng phân giải HR-ESI-MS Ionization Mass Spectrum cao phun mù điện tử Nồng độ ức chế 50% đối IC50 Inhibitory concentration at 50% tượng thử nghiệm International Union for Conservation Tổ Chức Bảo Tồn Thiên IUCN of Nature nhiên Quốc tế KB Human epidemoid carcinoma Ung thư biểu mô người KT Kết thúc MCF-7 Ung thư vú N-B-S: Normal Biological Spectrum Phổ dạng sống chuẩn Kỹ thuật đánh giá nhanh PRA Rapid Rural Appraisal nông thôn RP18 Reserve phase C-18 Silica gel pha đảo RP-18 RAW 264.7 Đại thực bào Dòng tế bào ung thư phổi SK-LU-1 Human Lung Cancer Cell Line người Tropical Botanic Garden and Viện nghiên cứu và vườn TBGRI Research institute bách thảo nhiệt đới VQG Vườn quốc gia VU Vulnerable Sắp nguy cấp XP Xuất phát
VIII DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Cây thuốc trồng trên toàn cầu ................................................................... 10 Bảng1.2. Bảo tồn cây thuốc trên toàn cầu................................................................. 11 Bảng 1.3. Hiện trạng sử dụng đất 4 xã vùng đệm khu bảo tồn Sao La ..................... 20 Bảng 2.1. Các tuyến khảo sát tại Khu bảo tồn Sao La, Tỉnh Thừa Thiên Huế ......... 28 Bảng 3.1. So sánh hệ cây thuốc tại KBT Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế với hệ cây thuốc Việt Nam ................................................................................................ 33 Bảng 3.2. Sự phân bố các loài cây thuốc trong các ngành ........................................ 34 Bảng 3.3. Các họ giàu loài cây thuốc nhất tại KBT Sao La, tỉnh T.T. Huế ............. 35 Bảng 3.4. Đa dạng về dạng sống của hệ thực vật KBT Sao La ............................... 36 Bảng 3.5. Tần suất sử dụng các bộ phận làm thuốc .................................................. 38 Bảng 3.6. Các nhóm bệnh được chữa trị bằng cây thuốc tại KBT Sao La, T.T. Huế 39 Bảng 3.7. Các loài nguy cấp, quý, hiếm và tình trạng bảo tồn theo các tiêu chí ...... 41 Bảng 3.8. Danh lục loài quý hiếm tại KBT Sao La .................................................. 41 Bảng 3.9. Cao chiết tổng của 12 loài dược liệu tiềm năng ....................................... 56 Bảng 3.10. Kết quả sàng lọc hoạt tính gây độc tế bào ung thư của cao chiết tổng của 12 loài dược liệu tiềm năng ....................................................................... 57 Bảng 3.11. Kết quả sàng lọc hoạt tính kháng viêm của cao chiết tổng của 12 loài dược liệu tiềm năng .......................................................................................... 60 Bảng 3.12. Số liệu phổ NMR của OB10 và hợp chất tham khảo (OB2) .................. 72 Bảng 3.13. Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập từ loài Xà căn ba vì ............................................................................ 77 Bảng 3.14. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập từ loài Xà căn ba vì ............................................................................................... 80 Bảng 3.25. Tình trạng thu hái cây thuốc tại KBT Sao La ......................................... 82 Bảng 3.26. Giá thu mua dược liệu trôi nổi trên địa bàn khu vực nghiên cứu ........... 82 Bảng 3.27. Các loại cây thuốc thường xuyên được khai thác sử dụng ..................... 83
IX DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1. Sơ đồ tuyến điều tra thực vật tại KBT Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế ...... 30 Hình 3.1. So sánh tỷ lệ % các taxon giữa lớp Magnoliopsida và Liliopsida ............ 35 Hình 3.2. Tần suất sử dụng các bộ phận làm thuốc .................................................. 38 Hình 3.3. Aspidistra heterocarpa var. echinata ....................................................... 45 Hình 3.4. Acranthera hoangii Hareesh & T.A. Le ................................................ 46 Hình 3.5. Begonia saolaensis Y.M. Shui, T.A. Le & C.T. Vu ................................ 47 Hình 3.6. Cây Xương khỉ (Clinacanthus nutans (Burm. f.) Lindau) ........................ 54 Hình 3.7. Cây lèo heo (Leoheo domatiophorus) ...................................................... 54 Hình 3.8. Bồ công anh (Taraxacum officinale (L.) Weber ex F.H. Wigg) ............... 54 Hình 3.9. Cây Kê huyết đằng (Milletia reticulata Benth.) ....................................... 54 Hình 3.10. Thạch tùng (Lycopodiella cernua (L.) Pic. Serm.) ................................. 54 Hình 3.11. Cây Bình vôi: (Stephania rotunda Lour.) ............................................... 54 Hình 3.12. Cây Bạch hoa xà (Plumbago zeylanica L.) ............................................. 55 Hình 3.13. Cây Xà căn ba vì (Ophiorrhiza baviensis Drake) ................................... 55 Hình 3.14. Cây Bá bệnh (Eurycoma longifolia Jack.) .............................................. 55 Hình 3.15. Cây Cà dại hoa trắng (Solanum torvum Sw.) .......................................... 55 Hình 3.16. Cây Cà gai leo (Solanum procumbens Lour.) ......................................... 55 Hình 3.17. Phá lửa (Tacca subflabellata P.P.Ling & C.T.Ting) .............................. 55 Hình 3.18. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ loài Xà căn ba vì ................................... 63 Hình 3.19. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của OB1 .................... 64 Hình 3.20. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của OB2 .................... 65 Hình 3.21. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của OB3 ................... 66 Hình 3.22. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của OB5 .................... 67 Hình 3.23. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của OB9 .................... 68 Hình 3.24. Cấu trúc hóa học, các tương tác HMBC chính của hợp chất OB10 và hợp chất tham khảo OB2 .................................................................................. 69 Hình 3.25. Phổ 1H-NMR của hợp chất OB10 .......................................................... 70
X Hình 3.26. Phổ 13C-NMR của hợp chất OB10 .......................................................... 71 Hình 3.27. Phổ HSQC của hợp chất OB10 ............................................................... 71 Hình 3.28. Phổ HMBC của hợp chất OB10 .............................................................. 71 Hình 3.29. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của OB11 .................. 73 Hình 3.30. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của OB12 .................. 74 Hình 3.31. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của OB14 .................. 75 Hình 3.32. Cây Xà căn ba vì (Ophiorrhiza baviensis Drake) ................................... 76 Hình 3.33. Cấu trúc hóa học của 9 hợp chất phân lập từ loài Xà căn ba vì ............. 77 Hình 3.34. Phân khu chức năng dự kiến của CCRR ................................................. 95 Hình 3.35. Cây Thiên niên kiện ................................................................................ 96 Hình 3.36. Trạm xá xã Thượng Quảng và mô hình Vườn thuốc nam. ..................... 97
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án Vào ngày 17/11/2019, trường hợp đầu tiên của coronavirus đã được ghi nhận tại Vũ Hán, sau đó nhanh chóng lây lan toàn bộ Trung Quốc và thế giới. Đến ngày 11/4/2020, Covid-19 đã lây nhiễm trên 213 quốc gia, với 1614951 trường hợp và 99887 trường hợp tử vong. Nhiều biến thể mới được phát hiện với sức lây nhiễm và độc tính nguy hiểm. Loài người đang đứng trước thách thức về bệnh tật trên quy mô toàn cầu [1] Thực vật làm thuốc trong nhiều thế kỷ được dùng điều trị nhiều bệnh nhiễm trùng mãn tính, bao gồm cả các bệnh do virus. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã xác minh tiềm năng các chất phytochemical tự nhiên có thể được coi là một nguồn thuốc tiềm năng tuyệt vời chống lại các bệnh khác nhau cũng như điều trị Covid [2]. Khu bảo tồn Sao La được thành lập theo Quyết định số 2020/QĐ-UB ngày 09 tháng 10 năm 2013 của Ủy ban Nhân dân tỉnh Thừa Thiên Huế, với diện tích 15.519,93 ha, gồm 15 tiểu khu, và trải dài trên địa bàn 3 xã: Hương Nguyên huyện A Lưới, xã Thượng Quảng, Thượng Long huyện Nam Đông. Đây là khu vực giáp ranh giới với Khu Bảo tồn Quốc gia Xe Xap – Lào đồng thời giáp với Khu Bảo tồn Sao La tỉnh Quảng Nam [3]. Khu vực này có địa hình gồ ghề, nằm ở sườn phía Bắc của một rặng núi là một phần của dãy núi Trường Sơn. Các điều tra thực địa tại Khu bảo tồn đã khẳng định đây là khu vực có giá trị đa dạng sinh học quan trọng. Nhiều loài trong số này đã được công nhận cấp quốc tế và cấp quốc gia là loài có nguy cơ bị tuyệt chủng cao (theo IUCN 2018; MoST 2007)[4,5] và có tầm quan trọng cao cần được bảo vệ. Khu vực được ghi nhận là khu đa dạng sinh học trọng yếu ở phạm vi toàn cầu (theo BirdLife, 2018a) [6] Hệ sinh thái và sinh vật nơi đây rất phong phú và đa dạng, ít được nghiên cứu, có nhiều loài quý hiếm. Hệ thực vật nơi đây phong phú và đa dạng, theo thống kê chưa đầy đủ có khoảng 600 loài, trong đó có nhiều loài quý hiếm như: Trầm hương (Aquilaria crassna), Sến mật (Madhuca pasquieri), Trắc (Dalbergia cochinchinensis), Gụ lau (Sindora tonkinensis), Kiền kiền (Hopea pierrei), Lan kim tuyến (Anoectochilus setaceus), Hoàng lan thủy tiên (Dendrobium amabile),... trong danh mục Sách đỏ Việt Nam. Người Mường, Vân Kiều, Ca Tu sinh sống quanh
2 Khu bảo tồn với nền văn hóa bản địa đặc sắc, có nhiều phương thuốc hay chữa được nhiều chứng bệnh với nhiều loài cây quý như: Chè đắng, Bảy lá một hoa, Bình vôi, Sa nhân gai, Thiên niên kiện, Thổ phục linh, Sa nhân… (Leonid V. Averyanov và cộng sự, 2006) [4,7,8]. Các loài cây thuốc đã biết ở Việt Nam hiện nay, phần lớn được ghi nhận theo kinh nghiệm trong từng cộng đồng dân tộc ở các vùng khác nhau ghi chép lại. Tính độc đáo của kho tàng dược liệu thể hiện ở kinh nghiệm của từng cá nhân và của mỗi cộng đồng người. Chính giá trị văn hóa của mỗi cộng đồng, gắn liền với mỗi vùng sinh thái tạo nên bề dày của nền Y học dân tộc hàng ngàn năm nay. Ngày nay, những kinh nghiệm quý báu đó đang dần bị mất đi, đồng thời nguồn tài nguyên rừng, tài nguyên cây thuốc đang đứng trước nguy cơ, trước sự tàn phá rừng tự nhiên và nguy cơ bị khai thác cạn kiệt bởi sự thu mua của thương lái nước ngoài. Với những đặc trưng và giá trị to lớn cả về mặt khoa học, bảo tồn, kinh tế lẫn xã hội và môi trường như vậy tài nguyên cây thuốc ở Khu bảo tồn Sao La thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế cần phải được nghiên cứu, gìn giữ, bảo tồn và phát triển. Việc nghiên cứu thành phần loài cây thuốc nhằm tiến hành kiểm kê nguồn tài nguyên rừng, làm cơ sở cho công tác bảo tồn nguồn gen của rừng, bảo tồn cây thuốc. Vì thế chúng tôi tiến hành đề tài luận án “Nghiên cứu tài nguyên cây thuốc Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất biện pháp bảo tồn, phát triển bền vững” nhằm góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho việc bảo tồn, phát triển và khai thác sử dụng nhằm phục vụ đời sống nhân dân ở địa phương và phát triển kinh tế-xã hội trong vùng. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Nhằm bảo tồn và sử dụng bền vững các loài thực vật có tiềm năng chữa bệnh tại Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế. Mục tiêu cụ thể: - Xây dựng danh lục và đánh giá tính đa dạng thành phần loài cây thuốc tại Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế. - Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học 1 đến 2 cây thuốc tại Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế. - Đề xuất giải pháp bảo tồn và khai thác, sử dụng bền vững nguồn tài nguyên cây thuốc tại Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế.
3 3. Ý nghĩa khoa học của đề tài luận án - Ý nghĩa khoa học: Đề tài góp phần hoàn thiện Danh lục và đánh giá đa dạng các loài cây thuốc (thực vật bậc cao có mạch), cung cấp cơ sở khoa học nhằm bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên cây thuốc tại Khu bảo tồn Sao La, tỉnh Thừa Thiên Huế - Ý nghĩa thực tiễn: nhằm phục vụ nhu cầu chữa bệnh ở địa phương và cả nước, tìm cây thuốc có tiềm năng lớn phát triển kinh tế vùng. 4. Bố cục của luận án Luận án ngoài mở đầu, kết luận, kiến nghị, những điểm mới của luận án, còn có các chương sau: - Chương 1. Tổng quan tài liệu: 21 trang - Chương 2. Đối tượng, địa điểm, nội dung và phương pháp nghiên cứu: 06 trang. - Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận: 56 trang.
4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tình hình nghiên cứu về nguồn tài nguyên cây thuốc trên thế giới 1.1.1. Lịch sử nghiên cứu và tình hình điều tra thống kê Loài người đã sử dụng thực vật làm thuốc từ rất sớm và có nhiều bằng chứng cho điều này. Người Neanderthal cổ ở Iraq từ 60.000 năm trước đã biết sử dụng một số cây cỏ mà ngày nay vẫn thấy sử dụng trong y học cổ truyền [9]. Người Sumer từ Nagpur, Ấn Độ, lưu giữ 12 công thức pha chế thuốc, hơn 250 loại cây khác nhau được khắc lên phiến đất sét, khoảng 5000 năm trước [10,11], Người Ai Cập cổ đại ghi chép 800 bài thuốc và trên 700 vị thuốc trong khoảng thời gian 3.600 năm trước đây [9]. Cuốn “Ebers papyrus in Egypt”, được người Ai Cập cổ viết vào khoảng năm 1550 TCN, đã ghi lại hơn 780 toa thuốc và công thức sử dụng, 700 loại thảo dược và các chứng bệnh như quả lựu, cây thầu dầu, lô hội, tỏi, hành, vả, liễu, rau mùi, bách xù, ...[12,13,14]. Theo dữ liệu từ Kinh thánh và sách thánh Do Thái Talmud, cây chứa tinh dầu được sử dụng trong nghi lễ và phương pháp điều trị bệnh [15] Ở Châu Á, đất nước Ấn Độ được xem là "cái nôi" của y học cổ với rất nhiều tài liệu ghi chép được truyền lại. Trong đó cuốn sách cổ nhất: "Rig-Veda" được viết vào khoảng 4.500 TCN, đã đề cập đến việc điều trị bệnh bằng thực vật, có nhiều loại cây gia vị được sử dụng như: Nhục đậu khấu, Tiêu, Đinh hương,... [16] Cuốn sách đã giới thiệu hệ thống y học cổ Ayurvedic vào khoảng 4.400TCN, tiếp đến các hệ thống như: Unani, Siddha và Tibetan dùng để chữa trị cho dân tộc này và các dân tộc khác. Ở thế kỷ thứ 6 trước công nguyên, Sushruta đã viết "Sushruta Amhita", trong đó mô tả 700 cây thuốc, nhiều cây thuốc vẫn được sử dụng trong y học hiện đại [17]. Cùng với Ấn Độ, Trung Quốc ghi nhận sử dụng dược liệu từ rất sớm. Cuốn dược điển "Pen T' Sao"do Shen Nung khoảng 2500 năm TCN, đề cập 365 vị thuốc và cây thuốc, nhiều trong số chúng được sử dụng ngay cả ngày nay như: Đại hoàng, Long não, Khổ sâm vàng, Nhân sâm, vỏ Quế, Ma hoàng, ...[18,19]. Cộng đồng dân tộc thiểu số Trung Quốc cũng đã biết sử dụng 8.000 loài cây cỏ làm thuốc, trong đó, Tây Tạng (sử dụng 3.294 loài), Mông Cổ (1.430 loài), Thái (800 loài), ....[20]. Năm 1985, cuốn sách “Cây thuốc Trung Quốc” thống kê hầu hết các loài cây cỏ có tác dụng chữa bệnh ở Trung Quốc [21]. Gần đây Thomas S. C. Li ở Đài Loan, Trung
5 Quốc công bố hơn 1.000 loài cây thuốc, danh sách này sắp xếp theo bảng chữ cái Latin [22]. Theophrastus (371-287 TCN) trong “De Causis Plantarium” và “De Historia Plantarium” đã phân loại hơn 500 cây thuốc được biết đến [23, 24]. Trong tác phẩm này, ông đã nhấn mạnh tính năng quan trọng để con người trở nên quen thuộc với chất độc thực vật là cách tăng dần liều lượng sử dụng [25, 26] Vào năm 77 sau công nguyên (SCN), Dioscorides với tư cách là bác sĩ quân y và dược sĩ của quân đội Nero, đã nghiên cứu cây thuốc nơi ông đi qua cùng quân đội La Mã. Tác phẩm “De Materia Medica” do ông viết cung cấp nhiều dữ liệu về cây thuốc chữa bệnh từ thời Trung cổ và thời kỳ Phục hưng [27, 28] Trong tổng số 944 loại thuốc được mô tả, có 657 loại có nguồn gốc thực vật, với các mô tả về hình thái, phân bố, cách thu hái, làm các chế phẩm thuốc và hiệu quả điều trị [29,30]. Pliny the Elder (23 -79 SCN) người đã đi khắp Đức và Tây Ban Nha, viết về khoảng 1000 cây thuốc trong cuốn sách “Historia naturalis”[31]. Các tác phẩm của hai ông đã tổng hợp tất cả kiến thức về cây thuốc thời bấy giờ. Thế kỷ 18, Linnaeus trong tác phẩm: "Species Plantarium" (1753) đã cung cấp một mô tả ngắn gọn và phân loại loài được mô tả cho đến lúc đó. Ông đã đề ra phương pháp đặt tên loài được dùng cho đến ngày nay [32] Năm 1978, WHO chính thức khởi động một chương trình quốc tế nhằm thúc đẩy và phát triển các nghiên cứu cơ bản và ứng dụng trong y học cổ truyền (WHO, 1978; Tsige Gebremariam và Kaleab Asres, 2001) [33,34]. Ðầu thế ỷ XX, Perry (1985) đã công bố 1.000 loài cây và dược liệu tại Ðông Nam Á để tổng hợp thành cuốn “Medicinal Plants of Eats and Southeast Asia” trong chương trình nghiên cứu về thực vật nơi đây [35]. Cây thuốc bản địa và thực vật học dân tộc được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm nghiên cứu và thống kê, đây là những dẫn liệu khoa học quý cho các dân tộc khắp thế giới, đại diện như: điều tra dân tộc học của các bộ lạc Akha của Thái Lan [36], tại Massif của Monteseny, nằm ở phía đông bắc Catalonia (Bán đảo Iberia) từ năm 1993 đến năm 2000 [37], ở Mihalgazi thuộc tỉnh Eskisdehir ở Thổ Nhĩ Kỳ [38], cây thuốc trong khu vực Avsar (Kahramanmaras) và vùng phụ cận, Thổ Nhỉ Kì [39], cây thuốc tộc người Jah Hut (bán đảo Mã Lai ) [40]. Nghiên cứu cây thuốc cổ truyền dùng để điều trị bệnh sốt rét ở Ethiopia [41]. Điều tra dân tộc học về cây
6 thuốc tại hai quần đảo Madeira và Porto Santo thuộc Bồ Đào Nha. Trong số 1209 loài ghi nhận ở hai quần đảo này, có 259 loài chiếm 21,42% đã được sử dụng làm thuốc [42] Khi nghiên cứu tài nguyên cây thuốc của một số tộc người bản xứ ở Ấn Độ: người bản xứ Kumaun vùng Himalaya, bộ tộc Alipurduar ở huyện Santal, Tây Bengal, ở Bắc Bengal. Các cộng đồng đã sử dụng và thu hái cây thuốc từ rừng và vườn nhà để chữa các nhóm bệnh và đặc biệt đã có ý thức bảo tồn cây thuốc tại vườn nhà [43,44,45] Theo ước lượng các nhà khoa học, có khoảng 35.000-70.000 loài trong số 250.000-300.000 loài cây cỏ được sử dụng vào mục đích chữa bệnh ở khắp nơi trên thế giới. Trong đó Trung Quốc có trên 10.000 loài, Ấn Độ có khoảng 7.500 loài, Indonesia có khoảng 7.500 loài, Malaysia có khoảng 2.000 loài, Nepal có hơn 700 loài, Sri Lanka có khoảng 550-700 loài [9] 1.1.2. Giá trị sử dụng và giá trị kinh tế "Cây trồng phụ có giá trị cao" là cụm từ dùng để chỉ các loại thảo mộc, gia vị, dược liệu và cây tinh dầu, nói chung là những cây đóng góp nhỏ vào sản lượng nông nghiệp của một quốc gia (Sher và cs, 2014)[46]. Các loại dược phẩm có nguồn gốc từ thực vật có thể được bào chế bởi các ngành sản xuất thuốc. Thương mại quốc tế về cây thuốc và các sản phẩm của chúng ước tính đạt 60 tỷ đô la vào năm 2010, và đến năm 2050, dự kiến đạt 5 nghìn tỷ đô la [47]. Từ đánh giá này, rõ ràng là giá trị kinh tế ngày càng tăng của cây thuốc mà các nước đang phát triển cần khai thác để cải thiện hệ thống kinh tế và chăm sóc sức khỏe của họ. Các quốc gia “mới nổi” dường như hiểu được động lực kinh tế này và đang phải đương đầu với những thách thức. Đặc biệt, các nước đang phát triển từ khu vực Châu Phi cần phải nỗ lực hơn nữa để đối mặt với những thách thức về sức khỏe và kinh tế này, đặc biệt là khi đối mặt với sự hồi sinh và xuất hiện của các chủng vi sinh vật gây bệnh và ung thư kháng thuốc đã trở thành mối đe dọa nghiêm trọng đối với tồn tại của con người [48]. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), báo cáo rằng khoảng 70% đến 80% người dân trên toàn cầu dựa vào các nguồn thảo dược để điều trị bệnh [49]
7 Quy mô thị trường các sản phẩm làm đẹp từ thảo dược toàn cầu được định giá 78,5 tỷ đô la vào năm 2019 và dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 5,2% từ năm 2020 đến năm 2027. Các sản phẩm thảo dược làm đẹp được cho là sẽ mở rộng thị trường trên toàn thế giới [50] Khi đánh giá vai trò của cây thuốc trong sự đóng góp phát triển kinh tế của bang Uttaranchal, Himalaya. Chandra Prakash Kala (2015) đã nhận thấy chính phủ và chính quyền bang đang có chiến lược thúc đẩy hoạt động công nghiệp dựa trên cây thuốc, xác định tiềm năng có sẵn của 964 loài cây thuốc bản địa là yếu tố quan trọng thúc đẩy phát triển kinh tế của bang này [51]. 1.1.3. Tiềm năng phát triển Từ việc phân tích nhu cầu thị trường và đánh giá qua số liệu ghi nhận được qua sự tiêu dùng dược phẩm trên toàn cầu, các chuyên gia đã đưa ra dự báo nhu cầu dược liệu cho thế giới rất cao và chưa được cung ứng đủ. Dự báo đến năm 2050, giá trị thương mại thảo dược thế giới đạt nghìn tỷ đô la, thị trường sẽ thiếu hụt nguồn cung ứng các loại thuốc thiết yếu. (Bukar và cs, 2016; Keswani và cs, 2017)[52,53]. Châu Á, Châu Phi và Châu Âu dự kiến nhập khẩu khoảng 1 tỷ đô la từ cây thuốc và cây tinh dầu để phục vụ nhu cầu chữa bệnh và trị liệu. (Sher và Hussain 2009; Ghimire và cs, 2004)[54,55]. Cũng theo dự báo, hơn một nửa dân số thế giới sẽ sống ở các quốc gia có mức tiêu thụ thuốc vượt quá 01 liều/người/ ngày, tổng cộng hàng năm lên đến 4,5 nghìn tỷ liều trong năm 2020, tăng 24% so với năm 2015 [56]. Mặc dù tỷ trọng cây thuốc chiếm phần nhỏ trong sản lượng nông nghiệp, nhưng giá trị lại cao nhất trong số các loại cây được buôn bán. Cây thuốc được xem như cây tiềm năng cao trong họat động sản xuất nông nghiệp, đóng góp cho nền kinh tế khu vực [57,58]. Các quốc gia Nam Á và Tây Á đã có nhiều kinh nghiệm trong việc trồng trọt, thu hái và buôn bán cây thuốc, cây thơm từ nhiều thế kỉ trước [59,60]. Các nước Đông Nam Á có đa dạng sinh học cao, tri thức y học cổ truyền phong phú. Ngành công nghiệp thảo mộc của Malaysia đạt doanh thu 315 triệu đô la mỗi năm và được báo cáo là đang tăng trưởng ổn định với tốc độ 20%; Ngành công nghiệp thảo dược Indonesia đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây; Campuchia có khả năng cung cấp nguyên liệu thô thu được từ hơn 500 loại cây
8 thuốc; Thái Lan có 1400 loài làm thuốc và cây tinh dầu trong khoảng 10.000 loài thực vật. Có 248 cơ sở sản xuất ở Bangkok và 451 cơ sở ở nông thôn đã đóng góp vào việc sản xuất thuốc truyền thống ở Thái Lan trong năm 2000. Giá trị thị trường đang được Bộ Y tế Công cộng Thái Lan nhắm mục tiêu tăng cường tiếp thị các sản phẩm thảo dược từ 9,69 triệu đô lên 16,15 triệu đô [61] Trong năm 2009, Ấn Độ được xếp hạng là nhà xuất khẩu lớn thứ hai sau Trung Quốc [53]. Các loại thảo mộc của Ấn Độ, xuất khẩu trong năm 2007 - 2008 đạt khoảng 96 triệu đô la, trong khi năm 2006-2007 là khoảng 76,9 triệu đô la [62]. Các quốc gia hầu hết đang phải đối mặt với sự chuyển dịch gánh nặng bệnh tật từ các bệnh cấp tính sang các bệnh mãn tính có ảnh hưởng sâu sắc đến cung và cầu dược phẩm [63, 64,65]. Báo cáo của WHO cho thấy vào năm 1999, 15% dân số thế giới lúc bấy giờ sống ở các nước có thu nhập cao đã mua và tiêu thụ khoảng 90% tổng lượng thuốc tính theo giá trị. Thật vậy, báo cáo tiết lộ rằng thị phần của riêng Hoa Kỳ đã tăng từ 18,4% trên toàn thế giới năm 1976 lên hơn 52% vào năm 2000, trong khi ở các nước thu nhập thấp, thị phần dược phẩm được tiêu thụ giảm từ 3,9% tổng số năm 1985 lên 2,9% vào năm 1999 [66]. Xu hướng tiêu thụ dược phẩm giảm ở các nước thu nhập thấp có lẽ phần nào giải thích việc người dân các nước này ngày càng sử dụng nhiều cây thuốc và nhu cầu khai thác các nguồn tài nguyên này như một cách để phát triển kinh tế đồng thời cải thiện nhu cầu dược phẩm của người dân. Một số quốc gia có thu nhập thấp, chủ yếu từ Đông Nam Á, không thể chi phí quá lớn cho dược phẩm để điều trị bệnh. Đó là trường hợp của Bangladesh có chi tiêu cho dược phẩm là 63%, Nepal (44,3%), Thái Lan (30,5%), Myanmar (24,5%) và Ấn Độ (18,8%) [67]. Các quốc gia này chủ trương phát triển y học cổ truyền và cây thuốc sẵn có ở địa phương thay vì chi phí quá lớn cho tân dược [68,69]. Nhằm mục đích thúc đẩy sự phát triển dược liệu bản địa tại các nước, cần có biện pháp thúc đẩy phát triển phù hợp với tình hình. Sri Astutik và cs (2019) đã đề xuất 03 biện pháp thúc đẩy sự phát triển dược liệu ở Châu Á như sau: [70] - Kết nối sản xuất và sử dụng với hệ thống thương mại có thể (vấn đề sinh kế, phát triển chuỗi giá trị, nâng cấp sản phẩm và tiếp cận thị trường và quan hệ đối tác)
9 - Thương mại hóa cây thuốc gắn liền với quy định chính thức và không chính thức và dẫn đến sự công bằng trong lợi ích (chia sẻ lợi ích, cộng đồng trao quyền và các thỏa thuận quốc tế) - Kết nối việc sản xuất và sử dụng dược liệu với việc duy trì sản xuất lâu bền (chú ý vai trò giới, lưu truyền tri thức bản địa, quy định khai thác bền vững cây trong tự nhiên và trồng cây thuốc theo GAP) 1.1.4. Tình hình nghiên cứu bảo tồn, các mối đe dọa nguồn tài nguyên cây thuốc Áp lực về nhu cầu cây thuốc và nguyên liệu dược phẩm ngày càng tăng trên toàn cầu. Mặc dù Ấn Độ là một trong 12 trung tâm đa dạng lớn (7500/17.000 loài cây thuốc, Shiva 1996) [71], nhưng nhu cầu ngày càng tăng đang gây áp lực nặng nề lên các nguồn tài nguyên hiện có, khiến một số loài thuộc loại bị đe dọa hoặc có nguy cơ tuyệt chủng. Gần đây, một số đánh giá nhanh về tình trạng đe dọa của cây thuốc bằng phương pháp CAMP do IUCN thiết kế cho thấy khoảng 112 loài ở miền Nam Ấn Độ, 74 loài ở miền Bắc và miền Trung Ấn Độ, và 42 loài ở độ cao của Himalaya đang bị đe dọa trong tự nhiên [72]. Có nhiều lý do để bảo tồn cây thuốc trở nên cấp thiết: Việc mất môi trường sống, hoạt động thu hái ngoài tự nhiên quá mức, sự quan tâm và ý thức cộng đồng đối với cây thuốc giảm, nhu cầu thương mại hay chế biến thuốc tăng cao, sự chênh lệch giá từ thu hái đến người bán sản phẩm cao. Các cây thuốc thường được thu hái từ các khu rừng với số lượng lớn, dao động từ 70% đến 99% ở hầu hết các quốc gia (Parrotta và cs, 2007). Điều này đã dẫn đến sự cạn kiệt về số lượng thực vật khi nhu cầu về thuốc thảo dược ngày càng cao. Kết quả là, hầu hết các loài cây thuốc đều đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng [73]. Theo IUCN, khoảng 300 loài cây thuốc đang bị đe dọa tuyệt chủng (Gurib-Fakim, 2006) [74]. Chính vì áp lực trên, bảo tồn đa dạng sinh học nói chung và tài nguyên cây thuốc nói riêng đang cần được chú trọng. Có các hình thức như: * Bảo tồn nguyên vị: cho phép bảo vệ thực vật và duy trì các quần xã tự nhiên, cùng với mạng lưới quan hệ phức tạp của hệ sinh thái [75]. Hầu hết các cây thuốc là những loài đặc hữu, và dược tính chủ yếu là do sự hiện diện của các chất chuyển hóa thứ cấp đáp ứng với các kích thích trong môi trường tự nhiên và điều đó