Dự thảo tóm tắt Luận án - Nghiên cứu phân loại họ hoàng liên gai (berberidaceae) ở Việt Nam

. . Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Phản biện: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên vào hồi giờ ngày tháng năm 20..... Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội 2 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài luận án Họ Hoàng liên gai (Berberidaceae Juss.) trên thế giới có 17-19 chi với khoảng 650-750 loài, phân bố chủ yếu ở Bắc Bán Cầu, có xuất xứ từ vùng ôn đới ấm tới Việt Nam. Theo các nghiên cứu trước đây được công bố trong các công trình ở Việt Nam, số lượng các loài thuộc họ Berberidaceae Juss. ở Việt Nam hiện có tới gần 20 loài. Hầu hết các loài thuộc họ này được sử dụng làm thuốc và có giá trị nguồn gen quan trọng. Các công trình nghiên cứu về họ Hoàng liên gai ở Việt Nam chỉ mang tính thống kê và mô tả sơ bộ. Vì vậy, việc nghiên cứu phân loại một cách có hệ thống các taxon thuộc họ Berberidaceae Juss. ở Việt Nam là điều cần thiết. Trên cơ sở đó, Nghiên cứu sinh đã chọn đề tài: “Nghiên cứu phân loại họ Hoàng liên gai (Berberidaceae Juss.) ở Việt Nam” làm luận án tiến sỹ Sinh học. 2. Mục đich của đề tài luận án Hoàn thiện việc nghiên cứu phân loại họ Hoàng liên gai (Berberidaceae Juss.) một cách có hệ thống ở Việt Nam, là cơ sở cho việc biên soạn Thực vật chí Việt Nam, cũng như trong công tác bảo tồn, khai thác và sử dụng. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án Kết quả nghiên cứu của đề tài luận án là tài liệu đầy đủ về phân loại họ Berberidaceae Juss. ở Việt Nam, góp phần bổ sung thêm dẫn liệu cho chuyên ngành phân loại thực vật. Là cơ sở cho việc biên soạn Thực vật chí Việt Nam. Góp phần vào công tác bảo tồn đối với các loài thực vật quý hiếm thuộc họ Berberidaceae Juss. ở Việt Nam. 3 4. Những điểm mới của luận án - Đây là công trình khoa học đầy đủ, có hệ thống về phân loại họ Hoàng liên gai (Berberidaceae) ở Việt Nam. - Kết hợp các chỉ thị DNA với hình thái trong phân loại họ Berberidaceae ở Việt Nam để khẳng định về cây phát sinh cũng như mối quan hệ gần gũi giữa các taxon. - Bổ sung 5 loài cho hệ thực vật Việt Nam: Mahonia duclouxiana, M. hancockiana, M. subimbricata, M. jingxiensis và M. retinervis. - Đã đánh giá về tình trạng bảo tồn và đề xuất mức phân hạng mới theo khung IUCN 2010 đối với 5 loài mới ghi nhận bổ sung thuộc họ Hoàng liên gai (Berberidaceae) ở Việt Nam. 5. Bố cục của luận án Luận án có kết cấu 155 trang, 7 bảng, 20 hình vẽ, 19 trang ảnh màu, 20 sơ đồ phân bố loài, gồm các phần chính như sau: Mở đầu (3 trang); Chương 1. Tổng quan tài liệu (28 trang); Chương 2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu (12 trang); Chương 3. Kết quả nghiên cứu và bàn luận (110 trang); Kết luận và kiến nghị (2 trang); Tài liệu tham khảo (12 trang, với 138 tài liệu); Phụ lục (63 trang với 5 phụ lục). Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tình hình nghiên cứu họ Hoàng liên gai (Berberidaceae) trên thế giới Người đầu tiên đề cập đến các taxon liên quan đến họ Berberidaceae là Linnaeus (năm 1753), ông đã đặt tên cho 4 chi gồm Berberis, Podophyllum, Epimedium và Leontice mà về sau các chi này đều được xếp vào họ Berberidaceae. 4 Họ Hoàng liên gai (Berberidaceae) được A. L. de Jussieu thiết lập lần đầu tiên năm 1789 và được xem là một trong những họ thực vật hạt kín nguyên thủy. Berberidaceae Juss. là họ thực vật có hoa phức tạp bao gồm 18-19 chi và khoảng 650-750 loài trên thế giới, phân bố chủ yếu ở Bắc bán cầu. Trong đó, chi Berberis L. là chi đa dạng nhất với khoảng 500 loài trên thế giới và chi Mahonia Nutt. xếp lớn thứ 2 với khoảng 100 loài, các chi khác là những chi đơn loài hoặc ít loài. Trong phân loại học, các taxon thuộc họ Hoàng liên gai (Berberidaceae Juss.) có 2 quan điểm chính như (1) xếp họ Berberidaceae vào Bộ Ranales (Ranunculales), gồm có Kumazawa (1938); Dalla Torre và cộng sự (1964), Airy Shaw (1966), Takhtajan (1969), Cronquist (1968, 1981, 1988); Meacham (1980), Nowicke và Skvarla (1981), Young (1982), Dahlgren (1983), Thorne (1983), Kubitzki (2004), APG III (2009). (2) Xếp họ Berberidaceae vào bộ Berberidales, đại diện cho quan điểm này gồm có Hutchinson (1959), Robert H. Mohlenbrock (1981), Susumu Terabayashi (1985), Takhtajan (1987, 1999, 2009). Trong các hệ thống trên thì hệ thống của Susumu Terabayashi (1985) được xem là đầy đủ nhất, vì tác giả đã nghiên cứu và công bố ở nhiều công trình trong nhiều năm; tham khảo hệ thống của nhiều tác giả; các đặc điểm được phân tích trong hệ thống khá chi tiết và xây dựng khóa định loại cho các taxon trong họ. 1.2. Tình hình nghiên cứu họ Hoàng liên gai (Berberidaceae ở Việt Nam Ở Việt Nam, người đầu tiên nghiên cứu và đề cập tới họ Berberidaceae là Gagnepain F. (1938) khi nghiên cứu về thực vật Đông Dương đã ghi nhận họ Hoàng liên gai có 2 chi, 3 loài. 5 Về sau có nhiều công trình nghiên cứu về họ Hoàng liên gai ở Việt Nam, nhưng đa số chỉ là các công bố mang tính thống kê hoặc mô tả sơ bộ. Điển hình có các công trình sau: Phạm Hoàng Hộ (1999) trong công trình Cây cỏ Việt Nam đã thống kê 5 loài thuộc 3 chi, gồm Mahonia klossii, M. nepalensis và M. bealei; Berberis wallichiana Podophyllum tonkinense. Công trình 1900 loài cây có ích ở Việt Nam của Trần Đình Lý và cộng sự (1993) nhắc tới 3 loài có tác dụng làm thuốc gồm Berberis kawakami, Mahonia bealei và Podophyllum tonkinense. Sách Đỏ Việt Nam (1996) – Phần thực vật đã thống kê và mô tả 5 loài Berberis julianae, B. wallichiana, Mahonia bealei, M. japonica và M. nepalensis (M. annamica). Danh lục các loài thực vật Việt Nam (2003) thống kê ở Việt Nam có 4 chi với 9 loài, gồm Berberis julianae, B. wallichiana, Epimedium macranthum, E. sagittatum, Mahonia bealei, M. leptodonta, M. nepalensis, Podophyllum tonkinense và P. versipelle. Đỗ Tất Lợi (2004) trong bộ Cây thuốc và vị thuốc Việt Nam đã thống kê và mô tả 4 loài làm thuốc thuộc 4 chi gồm Berberis wallichiana, Mahonia bealei, Podophyllum tonkinense và Epimedium macranthum. Trong bộ sách Cây thuốc và Động vật làm thuốc ở Việt Nam (Tập I, 2004) đã thống kê và mô tả 6 loài làm thuốc thuộc 4 chi, gồm Berberis wallichiana, Epimedium sagittatum, Mahonia bealei, M. japonica, M. nepalensis và Podophyllum tonkinense. Nguyễn Tập (2007) trong Cẩm nang cây thuốc cần bảo vệ ở Việt Nam đã liệt kê 6 loài thuộc 3 chi của họ Berberidaceae được làm thuốc và có nguy cơ bị tiêu diệt, cần bảo vệ ở Việt Nam, gồm: Berberis julianae, B. kawakami, B. sargentiana, M. bealei, M. nepalensis và P. tonkinense. Danh lục cây thuốc Việt Nam (2016) đã thống kê tới 11 loài thuộc họ Berberidaceae được sử dụng làm thuốc ở Việt Nam gồm Berberis julianae; 6 B. sargentiana; B. kawakami, Epimedium macranthum (E. grandiflorum); E. sagittatum (E. sinense), Mahonia bealei, M. japonica, M. oiwakensis, M. nepalensis, Podophyllum versipelle (Dysosma versipellis) và P. tonkinense. Gần đây có một số loài thuộc họ Berberidaceae đã được công bố bổ sung trong năm 2019 gồm Berberis subacuminata, Berberis hypoxantha, Mahonia subimbricata, M. retinervis, M. hancokiana, M. duclouxiana, M. jingxiensis. Như vậy, qua các tài liệu đã công bố ở Việt Nam, số loài thuộc họ Berberidaceae được thống kê ở Việt Nam có tổng số 20 loài, 4 chi gồm: Berberis julianae, B. wallichiana, B. subacuminata, B. sargentiana, B. kawakami và B. hypoxantha; Mahonia bealei, M. napaulensis, M. japonica, M. oiwakensis, M. subimbricata, M. jingxiensis, M. duclouxiana, M. hancokiana, M. retinervis, M. klossii, M. leptodonta; Epimedium macranthum, E. sagittatum; Podophyllum tonkinense, P. verpespelle. Về công tác bảo tồn, các loài thuộc họ Hoàng liên gai có giá trị về nguồn gen quý hiếm và giá trị sử dụng làm thuốc quan trọng. Cùng với đó là số lượng cá thể ngoài tự nhiên còn rất ít, bị khai thác cạn kiệt, vùng phân bố tự nhiên bị thu hẹp, nên các đối tượng này đã được đưa vào các tài liệu bảo tồn từ rất sớm, như Sách Đỏ Việt Nam (1996, 2007); Danh lục Đỏ cây thuốc Việt Nam (1996, 2001, 2006 và 2019). Ngoài ra, từ năm 2011 tới nay đã có một số đề tài nghiên cứu bảo tồn các đối tượng thuộc họ Hoàng liên gai và đã cho những kết quả tích cực. Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu Tất cả các taxon thuộc họ Hoàng liên gai (Berberidaceae Juss.) hiện có ở Việt Nam, bao gồm các tiêu bản đang được lưu giữ ở các Bảo tàng thực vật 7 lớn ở trong nước và các tiêu bản mới thu thập được ngoài thực địa, với 300 tiêu bản (148 số hiệu) của khoảng 20 loài. 2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Lựa chọn hệ thống phân loại phù hợp cho các taxon thuộc họ Berberidaceae Juss. đã biết ở Việt Nam. - Phân tích đặc điểm hình thái các taxon thuộc họ Berberidaceae ở Việt Nam tại các phòng tiêu bản thực vật ở Việt Nam và các tiêu bản thu thập được từ thực địa để chỉnh lý, giám định tên khoa học. - Xử lý mẫu, chạy phản ứng PCR và giải trình gự gen, xây dựng sơ đồ mối quan hệ gẫn gũi giữa các taxon trong họ Berberidaceae ở Việt Nam. - Xây dựng khóa định loại cho các chi thuộc họ Berberidaceae và các loài trong mỗi chi ở Việt Nam. - Mô tả các taxon trong họ Berberidaceae, mỗi loài được phân tích và thể hiện các thông tin gồm: Tên khoa học, tên Việt Nam, đặc điểm hình thái, sinh học và sinh thái, phân bố, mẫu nghiên cứu, giá trị sử dụng, tình trạng bảo tồn... - Đánh giá tình trạng bảo tồn, cấp phân hạng và đề xuất giải pháp bảo tồn đối với các loài thuộc họ Berberidaceae hiện có ở Việt Nam. 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1. Phƣơng pháp kế thừa 2.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực vật - Thu thập mẫu thực vật - Xác định tên khoa học - Xây dựng khóa định loại 2.3.3. Nghiên cứu sinh học phân tử: Gồm các bước chính: - Tách chiết DNA tổng số - Phản ứng chuỗi trùng hợp PCR – Tinh sạch sản phẩm PCR và giải trình tự – Phân tích số liệu và xây dựng cây phát sinh loài - Xác định loài bằng công cụ BLAST. 8 2.3.4. Phƣơng pháp đánh giá giá trị bảo tồn của các loài Áp dụng theo khung phân hạng của IUCN năm 2010. Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1. Lựa chọn hệ thống phân loại họ Berberidaceae Juss. ở Việt Nam NCS đã lựa chọn hệ thống phân loại của Susumu Terabayashi (1985) để phân loại, sắp xếp họ Berberidaceae Juss. cũng như các taxon bậc dưới họ của họ thực vật này ở Việt Nam, bởi các lý do sau: - Hệ thống phân loại họ Berberidaceae Juss. của Susumu Terabayashi (1985) đã sử dụng tổng hợp các đặc điểm về hình thái ngoài, hình thái giải phẫu các bộ phận của hoa, để phân biệt và sắp xếp các taxon. Quan điểm phân loại này phù hợp với cách sắp xếp của Buchheim (1964), Jensen (1974), De Candolle (1980), Cronquist A. (1981), Kubitzki (2004) - Các kết quả phân tích ADN trên các gen rbcL, trnH và ITS cho thấy mối quan hệ gần gũi giữa các taxon trong họ Hoàng liên gai (Berberidaceae Juss.) ở Việt Nam và thể hiện rõ trên cây phát sinh chủng loại phù hợp với hệ thống của Terabayashi (1985). - Qua tổng hợp các công trình nghiên cứu về họ Berberidaceae Juss. ở Việt Nam, cũng như kết quả điều tra thu thập của NCS, cho thấy thuộc họ này ở Việt Nam có các taxon, nhất là ở bậc chi nằm trong số các chi theo hệ thống của Susumu Terabayashi (1985). Khái quát hệ thống phân loại họ Berberidaceae Juss. ở Việt Nam: Subfam. Trib Subtrib Gen. Berberideae - Berberis Berberidoideae Mahonia 9 Epimedieae Epimediinae Epimedium Podophylleae - Dysosma 3.2. Mối quan hệ giữa các taxon trong họ Hoàng liên gai (Berberidaceae Juss.) ở Việt Nam 3.2.1. Vùng gen rbcL Kết quả phân tích vùng ren rbcL của toàn bộ 36 mẫu cho thấy chi Epimedium gần gũi với chi Dysosma hơn so với các chi Berberis và Mahonia. Điều này hoàn toàn phù hợp với hệ thống của Susumu Terabayashi (1985). 3.2.2. Vùng gen TrnH-psbA Kết quả phân tích vùng gen TrnH cho thấy, cây phát sinh các chi của họ Berberidacae ở Việt Nam qua mẫu nghiên cứu của các loài hoàn toàn phù hợp với hệ thống của Susumu Terabayashi (1985). 3.2.3. Vùng gen ITS Gen ITS là gen nhân nên việc phân tách thường sẽ kém hơn so với các vùng gen lục lạp như trnH và rbcL. Kết quả cho thấy việc tách các nhóm chi là rất rõ ràng và phù hợp với Hệ thống phân loại của Susumu Terabayashi (1985). 3.3. Đặc điểm hình thái họ Hoàng liên gai (Berberidaceae Juss.) ở Việt Nam 3.3.1. Thân Cây thảo sống nhiều năm, có thân rễ mọc bò dưới đất, có các vảy ở gốc (các đại diện của chi Epimedium và chi Dysosma). Cây bụi hoặc cây gỗ nhỏ (Berberis và Mahonia). Thân thẳng, ít phân cành (Mahonia) hoặc phân cành nhiều (Berberis). Thân có gai (Berberis) hoặc không có gai (ở tất cả các loài thuộc các chi còn lại). 3.3.2. Lá 10 Lá kép lông chim gồm 3 lá chét hoặc gồm nhiều cặp lá chét (chi Mahonia, Epimedium). Lá đơn có gân lá dạng lông chim (Berberis), hoặc lá đơn có gân dạng chân vịt, gồm 6-8 cạnh (Dysosma). Lá kép 3 lá chét (Epimedium), lá chét có gốc hình tim cân hoặc lệch, đầu lá nhọn hoặc tạo thành dạng đuôi. Mép lá thường có răng cưa, chỉ có vài đại diện có mép lá chét nguyên (M. jingxiensis, M. retinervis). Mặt dưới lá có phấn trắng (một số đại diện Berberis, Mahonia và Epimedium) hoặc không có phấn trắng (Dysosma và một số loài thuộc các chi khác). 3.3.3- Hoa Cụm hoa: dạng chùm đơn hoặc kép, phân nhánh hoặc không phân nhánh (Mahonia), xim co hoặc đơn độc (Berberis, Podophyllum), chùy (Epimedium). Cụm hoa mọc ở đầu cành (Mahonia, Epimedium) hoặc mọc ở nách lá (Berberis) hoặc trên cuống dưới lá (Dysosma). Hoa: Đơn tính hoặc lưỡng tính, có cuống. Hoa mẫu 2 (Epimedium) hoặc mẫu 3 (Mahonia, Epimedium và Berberis). Đài: 6-8 xếp thành 2 vòng (Dysosma, Epimedium) hoặc 3 vòng (Berberis, Mahonia). Cánh hoa: 4 (Epimedium) hoặc 6 (Dysosma, Berberis và Mahonia), thường không đều và có tuyến ở gốc (Mahonia, Berberis), không có tuyến ở gốc (Dysosma), hình cựa (Epimedium). Nhị: 4 (Epimedium) hoặc 6 (Dysosma, Berberis và Mahonia), mọc đối diện với cánh hoa. Bao phấn 2 ô, mở bằng van hay khe nứt dọc. Hạt phấn hình bầu dục hoặc gần hình cầu. Nhụy: 1 nhụy đính trên bầu, có hoặc không có vòi nhụy, núm nhụy phình thành hình mũ, xẻ rãnh (Dysosma) hoặc không (đa số), đôi khi tồn tại ở quả tạo thành như hình cái mỏ. Bầu: Bầu thượng, mang một đến nhiều noãn. 11 3.3.4- Quả Nang có vách (Epimedium) hoặc quả mọng (Berberis, Mahonia và Dysosma), nhẵn bóng, có phủ phấn trắng hoặc không. Quả hình thuôn (đa số) hoặc hình cầu (D. versipellis, M. klossii). 3.3.5- Hạt 1-7 hoặc nhiều (Dysosma), hình thuôn hoặc thuôn dẹt. 3.4. Xây dựng khóa định loại các tông và chi thuộc họ Berberidaceae Juss. ở Việt Nam 1a. Cây bụi hoặc cây gỗ nhỏ; lá đơn gân lông chim, hoặc lá kép lông chim..... Trib.1. Berberideae 2a. Lá đơn; cành có gai, phân cành ngang nhiều........... Berberis 2b. Lá kép lông chim; cành không có gai, không phân cành ngang. ...Mahonia 1b. Cây thảo nhiều năm, có thân rễ mọc bò dưới mặt đất; lá đơn gân chân vịt, hoặc lá kép có 3 lá chét 3a. Lá kép gồm 3 lá chét; cánh hoa có tuyến mật (Trib.2. Epimedieae).. Epimedium 3b. Lá đơn, gân lá dạng chân vịt; cánh hoa không có tuyến mật (Trib.3. Podophylleae).......Dysosma 3.5. Mô tả các taxon thuộc họ Hoàng liên gai (Berberidaceae Juss.) ở Việt Nam 3.5.1. Trib. BERBERIDEAE Bernhardi -Tông HOÀNG LIÊN GAI Cây bụi; lá đơn hoặc kép lông chim; hạt phấn dạng xoắn ốc hoặc có lỗ không đều. Tông này có 2 chi là Berberis và Mahonia, nhưng có tới khoảng 600 loài. Ở Việt Nam có 2 chi với 16 loài. 3.5.1.1. Chi BERBERIS L. – HOÀNG LIÊN GAI Cây bụi phân cành nhiều, thường xanh hay rụng lá vào mùa đông. Cành nhẵn, có các rãnh dọc, vỏ màu nâu hoặc xám; có gai cứng, nhọn, chẻ 3 từ 12 gốc. Lá đơn, mọc cách thường mọc chụm lại, có cuống ngắn, mép có răng cưa dạng gai nhỏ, mặt dưới lá đôi khi có phấn trắng; đầu lá nhọn sắc dạng gai. Hoa đơn độc hoặc mọc chụm thành chùm ở gốc lá. Hoa lưỡng tính, mẫu 3; lá bắc thường 3, sớm rụng, dạng vảy. Đài 6, màu vàng, xếp thành 2 vòng. Cánh hoa 6, màu vàng, ở gốc có tuyến. Nhị 6, đính đối diện với cánh hoa; bao phấn 2 ô, mở bằng các van; hạt phấn gần hình cầu, bề mặt hình mạng. Bầu hình thuôn; noãn 1 – 2; vòi nhụy rất ngắn và thường tồn tại trên quả. Quả mọng, thường có màu đỏ và chuyển màu đen khi chín, hình thuôn hoặc hình trứng, bề mặt có phấn trắng hoặc không. Hạt 1 – 2. Type: Berberis vulgaris L. Berberis là chi lớn nhất trong họ Berberidacae với khoảng 500 loài, phân bố ở các vùng ôn đới bắc và một số loài ở vùng Nam bán cầu. Ở Việt Nam có 6 loài, phân bố ở các vùng núi cao có đá vôi ở các tỉnh miền núi phía Bắc (Lào Cai, Lai Châu, Cao Bằng, Bắc Cạn, Hà Giang,). Còn có ở Ấn Độ (Vân Nam, Quý Châu, Tứ Xuyên, Hồ Bắc), Ấn Độ, Myanmar, KHÓA ĐỊNH LOẠI CÁC LOÀI THUỘC CHI BERBERIS L. Ở VIỆT NAM 1a- Cành có gai nhỏ 2-5mm; vỏ màu tía và chuyển màu đen khi khô; Lá hình trứng đến trứng rộng; cuống lá màu tía1. B. hypoxantha 1b- Cành có gai nhọn sắc, dài hơn 1 cm; vỏ màu xám; lá hình thuôn, hình mác; cuống lá màu lục hoặc hồng...2 2a- Cánh hoa nguyên ở đầu; mép lá có 3-8 gai mỗi bên... ......2. B. kawakami 2b- Cánh hoa khía hoặc rạch ở đầu; mép lá có 10-20 gai mỗi bên...3 3a- Noãn đơn, lá đài xếp 2 vòng......3. B. julianae 3b- Noãn 2-4, lá đài xếp 3 vòng......4 13 4a- Lá chất da mỏng, gân bên mờ; quả có phấn trắng ... 4. B. subacuminata 4b- Lá chất thịt dày cứng, gân bên nổi rõ; quả không phấn trắng...5 5a- Đài xếp thành 3 vòng; 1-2 hạt........5. B. sargentiana 5b- Đài xếp thành 2 vòng; 3-4 hạt.....6. B. wallichiana 3.5.1.2. Chi MAHONIA Nutt. – MÃ HỒ Cây bụi hoặc cây gỗ nhỏ, thường xanh, cao 1-8 m, thân thẳng, ít phân nhánh, không có gai. Lá kép lông chim lẻ, mọc cách, cuống dài đến 14 cm; có 2-20 cặp lá chét; các lá chét 2 bên thường không cuống; lá chét tận cùng có cuống hoặc không cuống; mép lá chét nguyên hoặc có gai dạng răng không đều. Cụm hoa ở đầu cành gồm (1–)3–18 cụm cụm đơn hoặc các bông phân nhánh, cao 3–35cm, phía sát thân có lá bắc giống lá chét. Cuống hoa dài 1,5-24 mm. Hoa màu vàng, có 3 vòng lá đài và 1 vòng cánh hoa, không hoặc có tuyến ở gốc cánh hoa. Bầu hình trứng, có 1-7 noãn; không có vòi nhụy hoặc dài tới 3 mm, tồn tại trên quả. Quả mọng, màu xanh nhạt hoặc màu đen, thường nhẵn, mang 1-7 hạt. Typus: Mahonia aquifolium (Pursh) Nutt. Chi Mahonia là chi lớn thứ hai trong họ Berberidaceae, trên thế giới có khoảng 70 loài, phân bố chủ yếu ở vùng Đông Á, Hymalaya, Bắc và Trung Mỹ. Ở Việt Nam có 10 loài, phân bố chủ yếu ở các tỉnh vùng núi cao phía Bắc và có một hai loài phân bố ở Quảng Bình và Lâm Đồng. KHÓA ĐỊNH LOẠI CÁC LOÀI THUỘC CHI MAHONIA L. Ở VIỆT NAM 1a- Mép lá chét nguyên hoặc có 3-9 răng dạng gai nhỏ ở mỗi bê.2 2a- Gốc lá chét hình tim, lá chét hình trứng rộng, gân bên có hình mạng nổi rõ.......1. M. retinervis 14 2b- Gốc là chét hình nêm, lá chét hình thuôn hoặc trứng hẹp, gân bên mờ.......2. M. jingxiensis 1b- Mép lá chét có răng dạng gai rõ ràng ở mỗi bên.......3 3a- Mép lá chét có 25-65(-130) răng ở mỗi bên.....3. M. leptodonta 3b- Mép lá có <20 răng dạng gai ở mỗi bên...4 4a- Cụm hoa phân nhánh.....5 5a- Lá chét 9-13 cặp..........4. M. klossii 5b- Lá chét 4-8 cặp...5. M. duclouxiana 4b- Cụm hoa không phân nhánh.........6 6a- Đầu cánh hoa nguyên; lá chét kích thước nhỏ dưới 5 cm ..........6. M subimbricata 6b- Đầu cánh hoa lõm hoặc có hình móng; lá chét có kích thước >5 cm....7 7a- Mặt dưới lá chét màu môc trắng; đường kính quả 10-12 mm......... ................................................................................... 7. M. bealei 7b- Mặt dưới lá chét màu xanh hơi vàng, không mốc trắng; đường kính quả nhỏ hơn 10 mm.....8 8a- Lá bắc dài hơn cuống hoa.......8. M. napaulensis 8b- Lá bắc ngắn hơn hoặc dài bằng cuống hoa...9 9a- Chùm hoa dài 12-19 cm; cuống hoa ngắn hơn lá bắc; bao phấn có trung đới kéo dài, tròn; cánh hoa rộng 1.8–2 mm .9. M. hancockiana 9b- Chùm hoa dài 5-10 cm; cuống hoa dài hơn hoặc bằng lá bắc; bao phấn chỗ kết nối không kéo dài, cụt; cánh hoa rộng 2–2.8 mm....... 10. M. japonica 3.5.2. Trib.2. EPIMEDIEAE Dumortier – TÔNG DÂM DƢƠNG HOẮC Lá đơn, hai thùy, ba thùy hoặc kép 3 lá chét; phấn hoa có 3 rãnh hoặc 3 rãnh dạng lưới; phôi dạng đính nhau hoặc hiếm khi dạng cơ bản; noãn 4-40 hoặc 15 đơn độc; quả nang nứt dọc theo đường giáp hoặc quả bế; lá mầm không được dính chắc chắn vào phần cuống, phiến hình elip; số lượng nhiễm sắc thể, 2n = 12, 24, x = 6. Trên thế giới, Tông này có 9 chi với khoảng 90 loài, riêng chi Epimedium có tới hơn 70 loài. Ở Việt Nam chỉ thống kê có chi Epimedium với 2 loài. Type: Epimedium L. EPIMEDIUM L. – CHI DÂM DƯƠNG HOẮC Cây thảo, sống nhiều năm. Thân rễ ngắn hoặc phình to theo chiều ngang. Thân đơn độc hoặc mọc thành cụm, nhẵn, gốc có vảy. Lá mọc ở gốc hoặc mọc ở thân, đơn hoặc kép gồm 3 lá chét. Lá chét hình trứng hoặc mũi mác, gốc lá hình tim, không đối xứng, mép có răng cưa, đầu lá nhọn, có khi nhọn thành đuôi. Thân mang hoa không có lá hoặc có 1 – 4 lá, lá mọc đối hoặc hiếm khi mọc cách. Cụm hoa đơn hoặc kép, dạng chùm hoặc chùy ở đỉnh cành, mang ít hoặc nhiều hoa, nhẵn hoặc có tuyến. Hoa mẫu 2. Đài 8, xếp thành 2 vòng; lá đài bên trong hình cánh hoa. Cánh hoa 4, thường dài hơn lá đài. Nhị 4, đính đối diện cánh hoa; bao phấn tách ra thành 2 ô hình chữ nhật thuôn dài, uốn cong lên; hạt phấn hình bầu dục, có 2 rãnh dọc. Nhụy có đầu hơi phồng ra. Quả nang có ngăn. Hạt có áo hạt dễ thấy. Chi Epimedium trên thế giới có khoảng 70 loài, phân bố ở Trung Quốc, Ấn Độ (Tây Hymalaya), Nhật Bản, Triều Hàn Quốc, Nha (vùng Viễn Đông), phía Nam châu Âu và Bắc Phi. Ở Việt Nam theo số liệu thống kê có 2 loài. Typus: Epimedium alpinum L. KHÓA ĐỊNH LOẠI CÁC LOÀI THUỘC CHI EPIMEDIUM L. Ở VIỆT NAM 1a- Lá hình trứng. Cánh hoa có cựa,....... 1- E. macranthum 1b- Lá hình mác. Cánh hoa không có cựa...... 2- E. sagittatum 16 3.5.3. Trib. PODOPHYLLEAE (DC.) Bernhardi – TÔNG BÁT GIÁC LIÊN Cây thảo, Lá đơn và gốc đính ở giữa phiến; cánh hoa không có mật; hạt phấn có lỗ không đều; quả có màu xanh đen, tím đen hoặc đỏ. Tông này có 3 chi với gần 20 loài trên thế giới. Ở Việt Nam chỉ có 1 chi Dysosma với 2 loài. Typus: Dysosma pleiantha (Hance) Woodson DYSOSMA Woodson – CHI BÁT GIÁC LIÊN Cây thảo, sống lâu năm. Thân rễ mọc bò, ngắn, mập, có nhiều rễ con; thân trên mặt đất thẳng, đơn thân, nhẵn, có các vảy lớn ở gốc. Lá mọc cách, lớn, 3-9 phần hoặc thùy. Cụm hoa dạng chùm hoặc ngù mang một ít hoa. Đài 6, xếp 2 vòng, chất màng, mềm yếu. Tràng 6, màu đỏ tía đậm. Chỉ nhị hướng lên, phẳng; trung đới rộng và thường kéo dài; hạt phấn có 3 rãnh dọc, gần hình bầu dục hoặc gần hình cầu. Nhụy 1. Bầu 1 ô; noãn nhiều; núm nhụy gần hình cầu, có nhiều rãnh. Quả mọng, hình thuôn hoặc hình cầu, màu đỏ hoặc màu đỏ tía khi chín. Hạt nhiều, không có rốn hạt. Trên thế giới chi Dysosma có 14 loài, phân bố chủ yếu ở Trung Quốc và Việt Nam. Ở nước ta có 2 loài. Typus: Dysosma pleiantha (Hance) Woodson KHÓA ĐỊNH LOẠI CÁC LOÀI THUỘC CHI DYSOSMA Woodson Ở VIỆT NAM 1a. Lá có 4-9 thùy hoặc chia sâu; cánh hoa hình trứng ngược; quả mọng to 4 cm, hình thuôn hoặc trứng. ...... 1. D. versipellis 1b. Lá hầu hết không chia; cánh hoa hình thuôn; quả mọng to 1,7-2.7 cm, hình cầu ........................................................... 2. D. difformis 3.6. Vấn đề bảo tồn các taxon họ Hoàng liên gai (Berberidaceae Juss.) ở Việt Nam 17 3.6.1. Lý do cần bảo tồn các loài thuộc họ Hoàng liên gai (Berberidaceae Juss.) ở Việt Nam 3.6.1.1. Về giá trị nguồn gen * Tất cả các loài thuộc họ Hoàng liên gai (Berberidaceae) đã biết ở Việt Nam đều là các nguồn gen hiếm – hiếm gặp. Mỗi loài chỉ có một vài điểm phân bố, không tập trung với phạm vi hạn chế ở một vài tỉnh miền núi. Chính vì thế, sự phân bố của các loài trong họ Berberidaceae đã trở thành 1 trong 2 tiêu chí quan trọng nhất là: A- Sự suy giảm quần thể và B- Phạm vi phân bố địa lý, để đánh giá về tình trạng (mức độ) bị đe dọa, trong các tài liệu nghiên cứu về bảo tồn cây thuốc ở Việt Nam, * Sự phân bố của đa số các đại diện thuộc họ Berberidaceae ở Việt Nam được coi là điểm phân bố cuối cùng về phía Nam của các loài này trên thế giới. Với phạm vi phân bố hạn chế, nếu vì lý do gì đó điểm phân bố bị mất đi, đồng thời cũng là mất đi điểm phân bố được coi là giới hạn cuối cùng của loài về phía Nam trên bản đồ thế giới. Đây chính là ý nghĩa quan trọng về giá trị nguồn gen của một số loài thuộc họ Berberidaceae ở Việt Nam. 3.6.1.2. Về giá trị tài nguyên Theo các tài liệu đã công bố thì dường như tất cả các loài đã biết thuộc họ Berberidaceae ở Việt Nam đều được sử dụng làm thuốc theo kinh nghiệm nhân dân. Trong đó, trước hết phải kể đến các loài thuộc chi Berberis và Mahonia. Do hoạt chất chủ yếu trong thân và rễ của các đại diện này là các alcaloid thuộc nhóm proto-berberin, nên có tác dụng diệt khuẩn, chống viêm, nhất là với các bệnh đường tiêu hóa (rối loạn tiêu hóa, đau bụng, ỉa chảy, kiết lỵ,). Ngoài ra, các đại diện thuộc chi Berberis và Mahonia còn có các nhóm hoạt chất flavonoid, glycosid, terpenoid, nên các cây thuốc này còn có tác dụng bảo vệ gan, chống ô xy hóa, chống dị ứng, chống tiểu đường, ức chế lipogenase, 18 Đối với các loài Bát giác liên (Dysosma difformis và D. verrsipellis), dùng thân rễ để trị rắn độc hoặc rết cắn. Lá tươi giã nhỏ, hơ nóng đắp chữa áp xe và mụn nhọt. Cả cây phơi khô sắc uống có tác dụng chống viêm, chữa phù thũng. Các nghiên cứu gần đây cho thấy, thân rễ của Bát giác liên có tác dụng ức chế sự phát triển của một số dòng tế bào ung thư. Ngoài ra còn được trồng làm cảnh vì dáng cây lạ. Như vậy, xét về giá trị tài nguyên hay cụ thể hơn là giá trị sử dụng, các loài thuộc họ Berberidaceae ở Việt Nam đều là những cây thuốc có giá trị sử dụng - thậm chí là tương đối cao trong nhân dân. Do khai thác liên tục nhiều năm, cùng với các tác động khác làm thu hẹp vùng phân bố (nạn phá rừng lấy đất canh tác,) vốn đã rất hạn chế. Tất cả các nguyên nhân này dẫn đến nguy cơ bị tuyệt chủng cao đối với các loài thuộc chi Berberis, Mahonia và Dysosma – họ Berberidacaee ở Việt Nam. Căn cứ vào tình trạng bị đe dọa, đã được đánh giá trong Sách Đỏ Việt Nam và Danh lục Đỏ cây thuốc Việt Nam, tất cả các loài hiện có trong họ Berberidaceae ở nước ta đã được Chính phủ đưa vào diện quản lý, bảo vệ ưu tiên. Với tất cả các dẫn liệu minh chứng trên đây cho phép khẳng định rằng, việc đưa các loài thuộc họ Berberidaceae vào Danh sách cần bảo tồn ở Việt Nam là một yêu cầu cần thiết, với các lý do hoàn toàn xác đáng. 3.6.2. Đánh giá tình trạng bị đe dọa theo IUCN, phục vụ cho mục đích bảo tồn các loài thuộc họ Berberidaceae ở Việt Nam 3.6.2.1. Những loài đã được đánh giá Dường như hầu hết các loài thuộc họ Berberidaceae đã biết ở Việt Nam (cho đến tháng 12/2019) đều được coi là “bị đe dọa”, nên đều được đánh giá theo tiêu chí của IUCN và đưa vào: Sách Đỏ Việt Nam, phần II – Thực vật, năm 1996 và 2007; Danh lục Đỏ cây thuốc Việt Nam, năm 1996, 2001, 2006 và 2019. Ngoại trừ một số loài thuộc chi Mahonia do nghiên cứu sinh và đồng nghiệp mới công bố gần đây (new record), trong “Danh lục Đỏ cây 19 thuốc Việt Nam, năm 2019”, Nguyễn Tập đã áp dụng khung phân hạng của IUCN, tu chỉnh năm 2010 để đánh giá 9 loài, cụ thể:  Berberis hypoxantha - EN B2a,b(iii);  Berberis julianae - EN A1a,c,d;  Berberis kawakamii - CR B2a,b(iii);  Berberis sargentiana - EN A1a,c,d;  Berberis subacuminata - CR B2a,b(iii);  Mahonia bealei - CR B2a,b(iii);  Mahonia japonica - EN A1a,c,d;  Mahonia nepalensis - EN A1a,c,d;  Podophyllum tonkinense - EN B2a,b(ii,iii,iv). Với các đánh giá này, Nghiên cứu sinh nhận thấy hoàn toàn có thể kế thừa để ghi nhận vào luận án. 3.6.2.2. Đánh giá tình trạng bị đe dọa đối với các loài thuộc chi Mahonia mới công bố bổ sung cho Hệ thực vật Việt Nam Trong các phần về kết quả nghiên cứu đã biết ở trên, trong quá trình thực hiện đề tài luận án này, nghiên cứu sinh cùng đồng nghiệp công bổ được 5 loài thuộc chi Mahonia bổ sung mới cho Hệ thực vật Việt Nam. Với những kết quả bước đầu thu được về nơi phân bố, về hiện trạng quần thể, nghiên cứu sinh áp dụng khung phân hạng của IUCN, tu chỉnh năm 2010 để đánh giá tình trạng bị đe dọa của các loài này, cụ thể như sau:  Mahonia retinervis P. K. Hsiao & Y. S. Wang – Mã hồ gân mạng Để xuất mức phân hạng: EN. B2a,b(iii) Cơ sở đề xuất: (EN) có nguy cơ rất lớn bị tuyệt chủng ngoài thiên nhiên, trong một tương lai gần. (B2) hiện tại mới chỉ phát hiện loài này ở huyện Quản Bạ và Yên Minh của tỉnh Hà Giang, diện tích vùng phân bố ước tính dưới 500km2, được xác định bởi: (a) mới chỉ phát hiện ở 3 điểm và bị phân cắt mạnh bởi các dãy núi đá vôi cao và dốc đứng; (b) tiếp tục bị suy giảm về diện tích, mức độ và môi trường sống (iii).  Mahonia jingxiensis J. Y. Wu, M. Ogisu, H. N. Qin & S. N. Lu – Mã hồ quảng tây Để xuất mức phân hạng: EN. B1a,b(iii) 20 Cơ sở đề xuất: (EN) có nguy cơ rất lớn bị tuyệt chủng ngoài thiên nhiên, trong một tương lai gần. (B1) hiện tại mới chỉ phát hiện loài này ở 3 tỉnh Tuyên Quang (huyện Hàm Yên), Cao Bằng (huyện Hạ Lang) và Bắc Cạn (huyện Na Rì), diện tích vùng phân bố ước tính dưới 5.000km2, được xác định bởi: (a) mới chỉ phát hiện ở 3 điểm và bị phân cắt mạnh bởi các dãy núi đá vôi cao và dốc đứng; (b) tiếp tục bị suy giảm về diện tích, mức độ và môi trường sống (iii).  Mahonia duclouxiana Gagnep. – Mã hồ ducloux Để xuất mức phân hạng: EN. B1a,b(iii) Cơ sở đề