ĐẠI HỌC QUỐC GIA HỒ CHÍ MINH
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Đồ án chuyên ngành

CÂY THÔNG ĐỎ
VÀ HỢP CHẤT TAXOL

CBHD: TS. LÊ THỊ THỦY TIÊN
SVTH: NGUYỄN HÀ HOÀNG ANH
MSSV: 60700056
BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Tp. HCM, tháng 06 năm 2011


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đồ án môn học tôi xin gửi lời cảm ơn đến:
 Tiến Sĩ Lê Thị Thủy Tiên – Bộ môn Công nghệ Sinh Học, Đại học Bách
Khoa Tp HCM – đã hƣớng dẫn tận tình cũng nhƣ cho những lời khuyên bổ
ích để tôi có thể hoàn thành tốt đồ án.
 Các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Sinh Học đã truyền đạt cho tôi những
kiến thức hữu ích giúp tôi có có những định hƣớng rõ ràng trong khi thực
hiện đồ án.
 Các bạn sinh viên lớp HC07BSH đã cùng học tập, trao đổi kinh nghiệm và
giúp đỡ tôi.
Tôi xin chân thành cảm ơn mọi ngƣời.

MỤC LỤC
MỤC LỤC ....................................................................................................................... i
CÁC TỪ VIẾT TẮT......................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH....................................................................................................... iv
DANH MỤC ẢNH ........................................................................................................ vi
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... vii
CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU.................................................................................................. 1
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN .......................................................................................... 3
2.1

Tổng quan về cây Thông Đỏ .............................................................................. 3

2.1.1

Giới thiệu chung về họ Taxaceae .................................................................. 3

2.1.2

Giới thiệu chung về chi Taxus ....................................................................... 9

2.1.3

Một số loài Thông Đỏ trên thế giới ............................................................. 16

2.1.3.1 Taxus baccata ........................................................................................... 16
2.1.3.2 Taxus brevifolia ........................................................................................ 18
2.1.3.3 Taxus canadensis...................................................................................... 19
2.1.3.4 Taxus cuspidata ........................................................................................ 21
2.1.3.5 Taxus floridana ........................................................................................ 23
2.1.3.6 Taxus globosa ........................................................................................... 25

2.1.3.7 Taxus chinensis ........................................................................................ 26
2.1.3.8 Taxus wallichiana .................................................................................... 28
2.1.4

Tình trạng hiện tại và bảo tồn loài Thông Đỏ ở Việt Nam.......................... 29

2.1.4.1 Thông Đỏ Bắc (Taxus chinensis Pilg.) ..................................................... 30
2.1.4.2 Thông Đỏ Nam (Taxus wallichiana Zucc.).............................................. 33
2.2

Taxol .................................................................................................................. 36

2.2.1

Lịch sử nghiên cứu ...................................................................................... 36

2.2.2

Cấu tạo Taxol ............................................................................................... 39

2.2.3

Con đƣờng sinh tổng hợp Taxol .................................................................. 40
i


2.2.4

Cơ chế tác động của Taxol .......................................................................... 45


2.2.5

Một số phƣơng pháp tổng hợp hợp chất Taxol ........................................... 49

2.2.6

Ứng dụng hợp chất Taxol trong điều trị bệnh ung thƣ ................................ 57

Chƣơng 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ VI NHÂN GIỐNG TAXUS ................................ 64
3.1

Vi nhân giống Taxus baccata L. ...................................................................... 64

3.1.1

Môi trƣờng nuôi cấy .................................................................................... 64

3.1.2

Các giai đoạn của quá trình vi nhân giống .................................................. 65

3.1.3

Kết luận ........................................................................................................ 70

3.2

Vi nhân giống Taxus wallichiana Zucc. .......................................................... 70

3.2.1


Môi trƣờng nuôi cấy .................................................................................... 71

3.2.2

Các giai đoạn của quá trình vi nhân giống .................................................. 73

3.2.3

Kết luận ........................................................................................................ 79

Chƣơng 4: KẾT LUẬN ................................................................................................ 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 81

ii


CÁC TỪ VIẾT TẮT
FDA
U.S. Food and Drug Administration – Cục quản lý Thực Phẩm và Dƣợc
Phẩm Hoa Kỳ.
CITES

Convention on International Trade in Endangered Species – Công ƣớc

thƣơng mại quốc tế đối với các loài gặp nguy hiểm.
IUCN

International Union for Conservation of Nature – Tổ chức bảo tồn thiên


nhiên thế giới.
NCI

U.S National Cancer Institute – Viện ung thƣ quốc gia Hoa Kỳ.

CRADA

Cooperative Research and Development Agreement – Hiệp định hợp tác

nghiên cứu và phát triển.
BMS

Bristol-Myers Squibb.

GGPP

Geranylgeranyl pyrophosphate.

IPP

Isopenthenyl diphosphate.

DMAPP

Dimethylallyl diphosphate.

10-DAB

10-deacetylbaccatin III.


DAB

Baccatin III.

NAA

α-naphthaleneacetic acid.

IAA

Indole-3-acetic acid.

IBA

Indole-3-butyric acid.

BA

6-benzyladenine.

iii


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Amentotataxus argotaenia Pilger. ...................................................................... 5
Hình 2.2: Austrotaxus spicata Compton. ............................................................................ 6
Hình 2.3: Torreya nucifera (L.) Siebold & Zucc. ............................................................... 6
Hình 2.4: Pseudotaxus chjenii (Cheng) Cheng. ................................................................. 7
Hình 2.5: Taxus cuspidata Siebold & Zucc. ....................................................................... 7
Hình 2.6: Phạm vi phân bố của họ Taxaceae. .................................................................... 8

Hình 2.7: Phạm vi phân bố của một số loài thuộc chi Taxus. .......................................... 11
Hình 2.9: Phạm vi phân bố của Taxus baccata ở khu vực Bắc Mỹ.................................. 17
Hình 2.11: Phạm vi phân bố của Taxus brevifolia ở khu vực Bắc Mỹ. ........................... 19
Hình 2.13: Phạm vi phân bố của Taxus canadensis ở khu vực Bắc Mỹ. ......................... 21
Hình 2.15: Phạm vi phân bố của Taxus cuspidata ở khu vực Bắc Mỹ. ........................... 23
Hình 2.17: Phạm vi phân bố của Taxus floridana ở khu vực Bắc Mỹ. ............................ 24
Hình 2.19: Phạm vi phân bố của Taxus globosa. ............................................................ 26
Hình 2.21: Phạm vi phân bố của Taxus chinensis. ........................................................... 27
Hình 2.23 : Thông Đỏ Bắc (Taxus chinensis Pilg.). ......................................................... 30
Hình 2.24: Phạm vi phân bố của Thông Đỏ Bắc (Taxus chinensis Pilg.) ở Việt Nam. .... 31
Hình 2.25: Thông Đỏ Nam (Taxus wallichiana Zucc.). ................................................... 33
Hình 2.26: Phạm vi phân bố của Thông Đỏ Nam (T. wallichiana Zucc.) ở Việt Nam. ... 34
Hình 2.27: Cấu trúc của Taxol. ......................................................................................... 39
Hình 2.28 : Con đƣờng sinh tổng hợp Taxol. ................................................................... 43
Hình 2.29: Quá trình hình thành vòng oxetane trong sinh tổng hợp Taxol. ..................... 44
Hình 2.30: Con đƣờng sinh tổng hợp Taxol từ tiền chất giả định đã đƣợc
polyhydroxyl hóa. .............................................................................................................. 45
iv


Hình 2.31: Cơ chế tác động của Taxol đối với tế bào gây ung thƣ. ................................. 46
Hình 2.32: Cơ chế phản ứng của Taxol trong hệ thống vi ống của tế bào. ...................... 48
Hình 2.33: Phƣơng pháp phân tích retrosynthetic của Nicolaou. ..................................... 50
Hình 2.34: Bán tổng hợp Taxol từ DAB........................................................................... 57
Hình 3.4: Tỷ lệ mẫu cấy T. wallichiana trên các môi trƣờng MS khác nhau. ................. 75
Hình 3.5: Chiều dài chồi trung bình (cm) của mẫu cấy T. wallichiana trên môi trƣờng
MS sửa đổi khác nhau. ...................................................................................................... 76

v



DANH MỤC ẢNH
Hình 2.8: Taxus baccata L. ............................................................................................... 16
Hình 2.10: Taxus brevifolia Nutt. ..................................................................................... 18
Hình 2.12: Taxus canadensis Marsh................................................................................. 20
Hình 2.14: Taxus cuspidata Siebold & Zucc. ................................................................... 22
Hình 2.16: Taxus floridana Nutt. ...................................................................................... 24
Hình 2.18: Taxus globosa. ............................................................................................... 25
Hình 2.20: Taxus chinensis Rehd. var mariei. .................................................................. 27
Hình 2.22: Taxus wallichiana Zucc ................................................................................. .29
Hình 3.1: Vi nhân giống T. baccata.................................................................................. 66
Hình 3.2: Kỹ thuật giâm cành đƣợc áp dụng cho Taxus wallichiana. ............................. 71
Hình 3.3: Thu thập mẫu cấy T. wallichiana. .................................................................... 74
Hình 3.6: Vi nhân giống in vitro T. wallichiana............................................................... 78

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Tóm tắt lịch sử nghiên cứu về hợp chất Taxol. ................................................ 38
Bảng 2.2: Các nghiên cứu gần đây về khả năng thu nhận Taxol và các hợp chất có
liên quan bằng phƣơng pháp nuôi cấy tế bào. ................................................................... 52
Bảng 3.1: Thành phần môi trƣờng dinh dƣỡng đƣợc sử dụng cho quá trình vi nhân
giống T. baccata. ............................................................................................................... 65
Bảng 3.2: Nồng độ các chất điều hòa sinh trƣởng và than hoạt tính bổ sung vào môi
trƣờng MS ½ đƣợc sử dụng cho quá trình tăng trƣởng và kéo dài của chồi.. ................... 72
Bảng 3.3: Nồng độ của chất điều hòa sinh trƣởng BA và than hoạt tính đƣợc bổ sung
vào môi trƣờng MS ½ để cảm ứng sự chồi bất định. ........................................................ 72
Bảng 3.4: Nồng độ chất điều hòa sinh trƣởng, vitamin B1 và than hoạt tính bổ sung
vào môi trƣờng MS và môi trƣờng MS ½ để cảm ứng sự hình thành rễ. ......................... 73

Bảng 3.5: Tỷ lệ nhiễm phụ thuộc vào loại mẫu cấy. ........................................................ 75
Bảng 3.6: Ảnh hƣởng của chồi và thân có nguồn gốc in vitro và ex vitro trên chiều dài
của chồi bên và phần trăm mẫu cấy có mang chồi. ........................................................... 77

vii


Chƣơng 1: MỞ ĐẦU

CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU
Các loài Taxus đã đƣợc biết đến từ thời cổ đại, gần nhƣ tất cả các bộ phận của
nó (ngoại trừ áo hạt) đều chứa chất độc đối với con ngƣời và động vật.
Trong y học, Thông Đỏ là một loại dƣợc liệu quí. Từ lâu trong dân gian, cây
Thông Đỏ đã đƣợc dùng để điều trị hen suyễn, viên phế quản, nấc, một số bệnh
tiêu hóa, cành và vỏ dùng trị bệnh giun đũa, nƣớc sắc của cây Thông Đỏ non trị
bệnh đau đầu…
Năm 1963, các hợp chất đƣợc tách chiết từ vỏ cây Taxus brevifolia, có hiệu quả
trong các nghiên cứu tiền lâm sàng: chống lại các khối u trong cơ thể. Năm 1971,
Taxol (Paclitaxel) - một diterpenoid alkaloid, đƣợc xác định là thành phần chính
trong hợp chất này (Wall & Wani, 1971) [32]. Taxol thúc đẩy cơ chế lắp ráp của
các tubulin và ổn định hiệu quả của vi ống. Hiệu quả của nó đã đƣợc kiểm định
lâm sàng để điều trị ung thƣ vú, buồng trứng, thực quản, bàng quang, nội và cổ tử
cung… Taxol đƣợc chấp thuận lần đầu tiên bởi Cục quản lý Thực phẩm và Dƣợc
phẩm Hoa Kỳ (U.S. Food và Drug Administration) dùng trong điều trị ung thƣ
buồng trứng vào năm 1992 và ung thƣ vú di căn vào năm 1994 (Suffness và Wall,
1995) (theo Croteau, 2006) [16].
Taxol cũng đã đƣợc tách chiết thành công từ các loài khác trong chi Taxus,
cũng nhƣ các bộ phận khác của cây bao gồm phấn hoa, hạt giống, lá, thân và rễ
(Vidensek và cộng sự, 1990; Witherup và cộng sự, 1990; Fett-Neto và cộng sự,
1992; Wickremesinhe và Arteca, 1994) (theo D.T. Nhut, 2007) [15].

Vấn đề khó khăn nhất gặp phải trong sản xuất Taxol chính là nguồn cung cấp
hạn chế với hàm lƣợng rất thấp. Ƣớc tính cần 7000 kg vỏ cây để có thể sản xuất
đƣợc 1kg Taxol (Cragg và cộng sự, 1993) [13]. Mặt khác, cây tăng trƣởng chậm
trong điều kiện tự nhiên, thời gian ngủ của hạt giống kéo dài từ 1.5 năm đến 2 năm
(Steinfeld, 1992) (theo D.T. Nhut, 2007) [15].
Ngoài ra, từ các bộ phận của nhiều loài Taxus còn thu nhận đƣợc các hợp chất
thứ cấp khác nhƣ lignan, flavonoid, steroid và các dẫn suất của đƣờng. Ngƣời ta đã
tìm đƣợc khoảng 50 lignan, bao gồm neolignan và một vài terpenolignan. Cụ thể
trong T. baccata (European yew), 5 lignan đã đƣợc tìm thấy: lariciresinol,
taxiresinol, 3’-demethylisolariciresinol-9’-hydroxyisopropylether, isolariciresinol
1


Chƣơng 1: MỞ ĐẦU
và 3-demethylisosalariciresinol [27]. Các nghiên cứu in vitro đã chỉ ra rằng
larciresinol và isolarciresinol có hoạt động ức chế mạnh mẽ đến nhân tố gây hoại
tử khối u (tumor necrosis factor-α (TNF-α)) và taxiresinol đƣợc cho là có hiệu quả
cao trong bảo vệ chống lại các tổn thƣơng ở dạ dày.
Hiện tại, việc tách chiết, kiểm tra họat tính sinh học của diterpenoid alkaloid
mới cũng nhƣ tổng hợp hay biến đổi cấu trúc của các taxane đã đƣợc đề cập trong
nhiều nghiên cứu. Hàng trăm cấu trúc khác nhau của taxoid đƣợc biết đến và một
số có khả năng làm tiền chất để sản xuất Taxol, một số khác có tác dụng tƣơng tự
thậm chí vƣợt trội hơn so với Taxol. Điều này cho thấy tiềm năng của nhiều loài
Taxus vẫn chƣa đƣợc khai thác hết, nó hứa hẹn sẽ là nguồn cung cấp dƣợc liệu
quan trọng cho điều trị ung thƣ và nhiều loại bệnh khác trong hiện tại và tƣơng lai.
Việc nghiên cứu trên cây Thông Đỏ ở Việt Nam còn rất khiêm tốn, chỉ mới
diễn ra trong khoảng 10 năm trở lại đây và từng bƣớc đạt đƣợc một số thành công
bƣớc đầu chủ yếu trên lĩnh vực nhân giống in vitro. Hiện nay đã xác định đƣợc 2
loại Thông Đỏ là Thông Đỏ Bắc (Taxus chinensis Pilg.), phân bố chủ yếu ở các
tỉnh vùng cao nhƣ Sơn La, Hà Giang, Tuyên Quang và Thông Đỏ Nam (Taxus

wallichiana Zucc.) phân bố rải rác ở một số tỉnh Khánh Hòa, Lâm Đồng (Đà Lạt,
Đơn Dƣơng) [1]. Tuy nhiên, quần thể Thông Đỏ này trong tự nhiên rất ít, nếu dùng
để chiết xuất Taxol thì số liều thuốc chữa trị ung thƣ cũng chỉ là một con số rất
nhỏ (D.T Nhut, 2007). Từ thực trạng này, cho thấy việc nhân giống cây Thông Đỏ
bằng các phƣơng pháp in vitro và đƣa ra trồng đại trà là cần thiết để cung ứng cho
nhu cầu điều trị ở trong nƣớc.
Đồ án này đƣợc thực hiện với mục đích đƣa ra một cái nhìn tổng quan về cây
Thông Đỏ ở trên thế giới và Việt Nam, phân loại, đặc điểm, phạm vi phân bố …
cũng nhƣ về hợp chất Taxol, tính chất lý hóa, con đƣờng sinh tổng hợp, cơ chế và
ứng dụng của Taxol trong điều trị ung thƣ. Cuối cùng, trình bày một số kết quả
nghiên cứu nhân giống in vitro trên một số loài Thông Đỏ nhƣ Taxus baccata L. và
Taxus wallichiana Zucc.

2


Chƣơng 2: TỔNG QUAN

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về cây Thông đỏ
2.1.1 Giới thiệu chung về họ Taxaceae
Taxaceae một họ nhỏ chiếm khoảng 2% trong ngành thực vật hạt trần, bao gồm
5 chi và 25 loài đƣợc phân bố chủ yếu ở Bắc bán cầu [16].
2.1.1.1 Tên thường gặp
Yew (Hils, 1993) [26], Taxacées [French], Eibengewächse [German], taxáceas
[Spanish], Тисовые [Russian], 红豆杉科 hong dou shan ke [Chinese], イチイ科
[Japanese] [31].
2.1.1.2 Mô tả đặc điểm chung
Cây thƣờng xanh, đơn tính khác gốc (đôi khi đơn tính cùng gốc nhƣ ở loài
Torreya và Taxus canadensis), cây thân gỗ hoặc cây bụi, vỏ mỏng và dễ bong hoặc

vỏ thô, dày và bó chặt, màu nâu đỏ hoặc nâu đậm, đôi khi xuất hiện tinh thể calci
oxalate kết tinh, gỗ không có nhựa, với cấu trúc xoắn đặc trên vách thứ cấp của
trục tế bào dạng ống (thƣờng không có trong Austrotaxus), cành lan rộng đến
thẳng đứng và tăng dần chiều cao, cành đối xứng hoặc xen kẽ, không có lông, màu
nâu hoặc màu xanh lá, mang lá gần nhƣ không có cuống lá [16].
Lá tồn tại từ 2, 3 hoặc 4 năm, thông thƣờng là 2 năm, thƣờng có nhú, nổi bật
với decurrent dài, xen kẽ (ngoại trừ Amentotaxus), thẳng tới thẳng mũi mác, mỏng,
nhọn mũi hoặc nhọn đầu, không có lông, đôi khi có nhú trên gân giữa hoặc mép lá,
cuống là dài 1 - 2 mm hoặc không có cuống lá, mép lá liền, cuốn ngoài (revolute),
mặt trên lá màu xanh đậm, mặt dƣới màu xanh đậm, xỉn vàng hoặc vàng xanh, có
khí khổng, dọc theo 2 bên, màu lục lam hoặc màu xanh nhạt tới màu hung, lá đơn ,
gân giữa nổi, tạo thành rãnh hoặc không rõ ràng ở mặt trên, hiện rõ hơn ở mặt
dƣới, nhựa có trong các ống đơn (Amentotaxus), nằm rải rác trong nhu mô hoặc
không có [16].
Nón đực có ở cuối lá hoặc ở nách lá, đơn lẻ hoặc thành từng cụm từ 2 – 4 nón,
không cuống hoặc có cuống, hình cầu hoặc hình trụ thuôn dài khi cây còn non,
hình trụ hoặc hình nón khi cây trƣởng thành, dài 2 - 10 mm, vảy không sinh sản (≥
8) ở dƣới các lá bào tử nhỏ (với 2 vảy không sinh sản xen giữa các lá bào tử nhỏ
3


Chƣơng 2: TỔNG QUAN
trong Pseudotaxus), lá bào tử nhỏ từ 3 - 14 (rất nhiều trong Torreya), túi bào tử
thấp và đối xứng tỏa tròn (trong Taxus Pseudotaxus, và Austrotaxus) hoặc túi bào
tử cao (chỉ có túi bào tử dọc theo trục phát triển đầy đủ) và sắp xếp ở mặt lƣng
bụng (trong Amentotaxus và Torreya), dài 1 - 3 mm, có cuống (trừ Austrotaxus),
hình khiên hoặc có đỉnh dày, túi bào tử sản xuất giao tử đực từ (2 -) 3 - 9, phấn hoa
không có bọng hoặc cánh (ngoại trừ trong Amentotaxus argotaenia), có cuống
hoặc không có cuống, hạt (granular) mỏng hoặc sần sùi, màng ngoài của bào tử
trong 2 lớp có độ dày bằng nhau [16].

Nón cái bao gồm một nón nằm đơn độc ở tận cùng, không cuống hoặc có
cuống dài khoảng 1.5 cm, vảy không có khả năng sinh sản, 6 - 14, vòng xoắn sắp
xếp đối xứng hoặc dạng chữ thập, noãn trƣởng thành hay hạt đƣợc bao quanh bởi
vỏ áo (một phần thịt của các lá bào tử lớn (cơ quan sinh sản cái) đƣợc phát triển từ
trục hoặc đỉnh của nách chồi mang noãn), vỏ áo có dạng hình cầu, hình trứng hoặc
thuôn dài, 5 - 30

10 - 15mm, có mùi thơm, mềm, có màu đỏ, trắng, xanh hoặc

tím, hạt khô và nutlike (giống hạt), với 2 lá mầm [16].
Số lƣợng nhiễm sắc thể, n = 12, có trƣờng hợp n = 11 (trong Torreya
californica và T. nucifera, có thể có ở Amentotaxus formosana), hoặc trƣờng hợp
hiếm gặp n = 7 (ở A. argotaenia) hoặc không đếm đƣợc (Austrotaxus,
Pseudotaxus) [16].
2.1.1.3 Phân loại:
Họ Taxaceae bao gồm 5 chi và 25 loài (bao gồm cả 2 loài lai nhân tạo)[16].

4


Chƣơng 2: TỔNG QUAN
Khóa phân loại các chi trong họ Taxaceae [16]:
1. Nón đực tạo thành chùm, lá rộng 5 - 9 mm.
2. Lá đối xứng, nón đực nằm tận cùng hoặc gần tận cùng, quản bào xoắn
dày . ....................................................................................... Amentotaxus
2. Lá sắp xếp hình xoắn ốc, nón đực ở nách lá, tế bào ống không xoắn
dày
................................................................................................ Austrotaxus
1. Nón đực nằm đơn độc, lá rộng < 5mm.
3. Áo hạt đóng lại ở đỉnh, che chở các hạt giống, cành đối xứng, gân

giữa không nổi ở mặt trên của lá ................................................. Torreya
3. Áo hạt mở ở đỉnh, lộ ra các hạt bên trong, gân giữa nổi lên ở bề mặt
trên của lá.
4. Áo hạt màu trắng, nón đực có vảy không sinh sản, nhú chỉ có ở
mép lá
....................................................................................... Pseudotaxus
4. Áo hạt màu đỏ, nón đực không có vảy không sinh sản, nhú dọc theo
trục gân lá ................................................................................. Taxus

Hình 2.1: Amentotataxus argotaenia Pilger [16].
A. Cành, nón cái trƣởng thành đã rụng,và nón cái chƣa trƣởng thành còn lại.
B. Nón đực. C. Nón cái và áo hạt. D. Bề mặt lá (trái) và (phải) dọc theo trục.
5


Chƣơng 2: TỔNG QUAN

Hình 2.2: Austrotaxus spicata Compton [16].
A. Cành với nón cái và áo hạt. B. Cành với nón đực. C. Nón đực.
D. Bề mặt lá (trái) và (phải) dọc theo trục.

Hình 2.3: Torreya nucifera (L.) Siebold & Zucc [16].
A. Cành mang nón đực. B. Nón đực. C. Cành mang nón cái chƣa trƣởng thành,
trƣởng thành và áo hạt . D. Bề mặt lá (trái) và (phải) dọc theo trục.

6


Chƣơng 2: TỔNG QUAN


Hình 2.4: Pseudotaxus chJenii (Cheng) Cheng [16].
A. Cành. B. Nón đực. C. Nón cái và áo hạt.
D. Bề mặt lá (trái) và (phải) dọc theo trục.

Hình 2.5: Taxus cuspidata Siebold & Zucc [16].
A. Cành mang nón đực. B. Nón đực không mở.
C. Cành mang nón cái. D. Nón cái và áo hạt.
E. Bề mặt lá (trái) và (phải) dọc theo trục.
7


Chƣơng 2: TỔNG QUAN
2.1.1.4 Phân bố :
Họ Taxaceae đƣợc phân bố ở Bắc bán cầu. Châu Âu: từ Anh tới Bắc Iran. Châu
Á: Nga, Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan, Himal, Ấn Độ, Myanmar,
Việt Nam, Philippines. New Caledonia. Khu vực Bắc Mỹ: Đông Nam Arkansas tới
California, Đông Canada, Đông Mỹ, Florida, Mexico, Guatemala, El Salvador.
Khu vực Nam Mỹ [31].
Hầu hết các chi trong họ Taxaceae rất hiếm hoặc phân bố hạn chế ở một số
vùng nhất định, tuy nhiên có một số loài thuộc chi Taxus phong phú và phạm vi
phân bố rộng hơn.
Torreya taxifolia Am. và Taxus florina Nutt. thuộc nhóm thực vật có nguy cơ
tuyệt chủng cao phân bố hạn chế ở Florida và Georgia (Godfrey & Kurz, 1962;
Ward, 1979) (theo Cope, 1998) [16]. Taxus globosa Schldl. là một loài đặc hữu quí
hiếm của miền Trung Mexico. Austrotaxus và Pseudotaxus chỉ đƣợc tìm thấy ở
New Caledonia và tỉnh Chiết Giang (Trung Quốc), tƣơng ứng với từng loài.
Torreya californica chỉ trồng đƣợc ở miền Bắc California và miền Nam Oregon.
Ba loài khác thuộc chi Torreya chỉ phân bố hạn chế ở một số tỉnh của Trung Quốc,
và Torreya nucifera chủ yếu đƣợc trồng ở Nhật Bản và Hàn Quốc [16].
Chỉ có Torreya và Taxus đƣợc trồng theo quy mô lớn ở Mỹ. Tuy nhiên,

Torreya phần lớn đƣợc trồng trong các vƣờn thực vật và gần nhƣ tất cả chi Taxus
đƣợc trồng làm cảnh nhƣ T. baccata, T. cuspidata, và dạng lai giữa chúng, T.
media, đƣợc trồng rộng rãi trong vùng Đông Bắc và Trung Tây Mỹ.

Hình 2.6: Phạm vi phân bố của họ Taxaceae [16].
8


Chƣơng 2: TỔNG QUAN
2.1.2 Giới thiệu chung về chi Taxus:
Chi Taxus (Taxaceae) từ lâu đã đƣợc chỉ định bao gồm 7 - 12 loài hoặc phân
loài (Cope, 1998; Farjon, 1998, 2001; Pilger 1903, 1916; Silba 1984, 1986; Spjut
1992), tuy nhiên, Spjut (2000c; www.worldbotanical.com) đã đề nghị công nhận
chi Taxus bao gồm 24 loài, 54 giống [26].
Hệ thống phân loại của Taxus đƣợc tranh luận từ rất lâu do quần thể loài này
không có cách ly về mặt sinh sản mà chỉ có cách ly địa lý (Farjon 1998; Pilger
1903; Silba 1984). Các chi phân bố từ vùng ôn đới Bắc Mỹ tới cận nhiệt đới Trung
Mỹ, từ vùng ôn đới Á - Âu tới vùng cận nhiệt tới Đông Nam Á (Cope, 1998) [16].
2.1.2.1 Tên thường gặp
Yew.
2.1.2.2 Mô tả đặc điểm chung
Taxus spp. là cây thƣờng xanh, đơn tính cùng gốc hoặc đơn tính khác gốc. Vỏ
màu nâu đỏ, có vảy. Nhánh thẳng sau đó rũ xuống, màu xanh lá cây hoặc màu
vàng lục khi còn nhỏ, sau đó chuyển thành màu nâu đỏ khi trƣởng thành.
Lá thƣờng xuất hiện 2 hàng, mềm dẻo, khí khổng xếp dọc theo trục, giữa 2
hàng có các vùng nhạt màu hơn, đỉnh lá mềm, nhọn, không sắc cạnh, có nhựa
trong các ống đơn [31].
Nón phấn hình cầu, màu vàng, với 4 - 16 lá bào tử hình khiên, mỗi cái mang 2 9 túi bào tử. Có một noãn. Hạt cứng ở trong mùa đầu tiên, màu nâu; áo hạt màu
cam hoặc đỏ tƣơi, mềm, nhầy, dày, áo hạt mở ở đỉnh lộ ra các hạt cứng ở bên
trong. Phôi nhũ đồng nhất. n = 12. (Hils, 1993) [24].

2.1.2.3 Đặc điểm sinh trưởng:
Taxus spp. là loài ƣa ẩm, phát triển chủ yếu dƣới tán rừng, môi trƣờng mát mẻ,
khí hậu ôn đới hoặc cận nhiệt đới, ở độ cao trên mực nƣớc biển (rừng ôn đới) đến
khoảng 3000 m (rừng cận nhiệt đới). Hình thức sinh trƣởng có thể là cây thân gỗ
hoặc cây bụi. Cây có nhiều cành và tán rộng để có thể hấp thu đƣợc tối đa ánh sáng
dƣới tán rừng. Cây có thể chuyển thành dạng cây bụi nếu chồi ngọn bị tổn thƣơng
và đƣợc thay thế bằng các chồi bên hoặc mọc chồi mới [31].

9


Chƣơng 2: TỔNG QUAN
Trong nhiều tài liệu đã công bố cho thấy Taxus spp. có thời gian sinh trƣởng
chậm và có tuổi thọ cao. Để có thể đạt đƣợc kích thƣớc trung bình của loài, thời
gian sinh trƣởng có thể lên đến hơn 100 năm. Hạt nằm riêng lẻ, tốc độ phát tán hạt
giống chậm và sức sống của hạt giống rất thấp.
Cây con thƣờng chậm phát triển trong điều kiện tự nhiên cũng nhƣ trong trồng
trọt. Quá trình nhân giống cũng rất chậm (thông thƣờng hai năm là thời gian cần
thiết cho sự nảy mầm tự nhiên của hạt giống, từ 2 đến 3 tháng nếu nhân giống
nhân tạo bằng phƣơng pháp giâm cành).
Chiều cao của một số loài Taxus nhƣ T. wallichiana (Himalayan yew) từ 20 30 m đƣờng kính 1 (1.5) m (Nguyễn và cộng sự, 2004). T. brevifolia (Pacific yew)
cao khoảng 20 m (Farrar, 1995). T. baccata (English yew) chiều cao đạt đƣợc từ
12 tới 25 m (Krussman, 1983). T. floridana (Florida yew) khi trƣởng thành chiều
cao tối đa khoảng 5 m (Vance và Rudolf, 1974). T. canadensis (Canada yew) là
cây bụi với tán rộng, chiều cao hiếm khi vƣợt quá 2 m (Farrar, 1995) [26].
Tuổi thọ của loài Taxus spp. cao, thông thƣờng từ 250 - 500 năm tuổi. Loài T.
baccata có tuổi thọ trong bình khoảng 250 năm, tuy nhiên vẫn có những trƣờng
hợp riêng biệt tuổi thọ của loài lên tới 1000 năm tuổi (Vance và Rudolf, 1974)
(theo Spjut, 2007) [26].
2.1.2.4 Phân loại và phạm vi phân bố:

Ở đây trình bày một khóa phân loại gồm 24 loài và 26 giống của Taxus dựa
trên bản chất hóa học (sản phẩm phụ) và sự khác biệt hình thái. Mô tả và mẫu vật
đƣợc trích dẫn đƣợc cung cấp chủ yếu trên dữ liệu địa lý sinh học của Taxus (Spjut
2007). Nó cũng bao gồm các nghiên cứu hiện nay trên các giống T. brevifolia, T.
caespitosa Nakai, T. canadensis, và T. umbraculifera, không đƣợc đề cập trong dữ
liệu của Spjut (2007) [26].
Taxus đƣợc phân loại thành 3 nhóm, trong nhóm bao gồm 2 phân nhóm và 2
liên minh (alliance) dựa vào hình dạng tế bào biểu bì lá, sự phát triển của nhú, và
màu sắc của các dãy khí khổng với các vùng lân cận chỉ chứa tế bào biểu bì (Spjut
1998b). Nhóm Wallichiana bao gồm phân nhóm Wallichiana và Chinensis, nhóm
Baccata bao gồm 2 liên minh Baccata và Cuspidata, nhóm Sumatrana [26].
Liên minh dựa trên các đơn vị phân lọai có chung các đặc điểm hình thái trong
khu vực địa lý, trong khi phân nhóm và nhóm không có cách ly về mặt địa lý.
10


Chƣơng 2: TỔNG QUAN
Trong các loài liên minh hoặc nhóm, loài liên hợp (complex) đƣợc công nhận để
phân biệt, ví dụ, sự phân bố đối xứng tỏa tròn của lá (T. umbraculifera complex)
so với lá xếp thành 2 hàng (T. cuspidata complex).

Hình 2.7: Phạm vi phân bố của một số loài thuộc chi Taxus [16].
Chìa khóa phân loại loài và giống của chi Taxus [26].
NHÓM WALLICHIANA.
1. PHÂN NHÓM 1A WALLICHIANA.
1. Số lƣợng khí khổng : ≥ 12 khí khổng/dãy; Đông Himalaya, Tây Nam Trung
Quốc.
2. Cụm chồi ổn định, tƣơng đối lớn, dài 2 - 3 mm, lá phẳng với gân lá riêng
biệt; ở Myanmar. ......................................................................... T. suffnessii
2. Cụm chồi ổn định không có gân lá hoặc gần nhƣ không có, lõm xuống,

chiều dài > 2 mm và rộng 1 mm; Đông Himalayan, Nepal tới Tây Nam
Trung Quốc (var. yunnanensis đƣợc phân biệt bởi dọc theo mép lá có các tế
bào dài và hẹp, gần mép ngắn hơn, tế bào nhú rộng hơn với nhú trung gian,
hoặc lá có hình mũi mác, ở Tây Nam Trung Quốc). ............... T. wallichiana
1. Số lƣợng khí khổng: < 12 khí khổng / dãy.
3. Tế bào biểu bì dọc theo trục hẹp và ngắn tới dãy khí khổng ở mép lá, phần
lớn có cùng kích thƣớc dạng chữ T, hình thoi và lƣợn sóng (lƣợn theo vách
tế bào) trên bề mặt dọc theo trục, đôi khi là hình chữ nhật. .... Taxus globosa
4. Nhú nổi trên hầu hết bề mặt lá dọc theo trục, các tế bào ở mép chủ yếu
dạng lƣợn sóng; từ El Salvador tới Tây Bắc Mexico.
..............................................................................T. globosa var. globosa
11


Chƣơng 2: TỔNG QUAN
4. Nhú ít nổi hơn trên gân giữa và ở mép lá trên dãy khí khổng, tế bào ở
mép lá hình chữ nhật; ở Mexico (Nuevo Leon/Tamaulipas, Veracruz),
U.S. (Florida).
.......................................................................... T. globosa var. floridana
3. Tế bào biểu bì ngắn đột ngột và rộng hơn ở mép lá, thƣờng cao hơn chiều
rộng dạng chữ T.
5. Khí khổng 7 - 10( - 12) hàng; ở Trung Quốc (Vân Nam, Tứ Xuyên).
..........................................................................................................T. florinii
5. Khí khổng 4 - 7( - 9) hàng; ở Đông Bắc Mỹ. ........................ T. brevifolia
6. Nón thuôn dài, thƣờng gắn trên cuống hẹp.
................................................................ T. brevifolia var. polychaeta
6. Nón không có cuống.
7. Cây thân gỗ, chồi mọc ngẫu nhiên. .... T. brevifolia var. brevifolia
7. Cây bụi, thƣờng mọc thành từng cụm.
.............................................................T. brevifolia var. reptaneta

1. PHÂN NHÓM 1B CHINENSIS.
1. Bề mặt lá khô, gần nhƣ cùng màu, hoặc màu vàng lục dọc theo trục.
2. Cụm chồi dễ thấy ở tại gốc của cành; ở Vân Nam, Tứ Xuyên.
................................................................................................. Taxus sp. SCU
2. Cụm chồi nhỏ, chỉ có vết hoặc không có ở cành của cây 1 năm tuổi.
3. Lá dạng tròn, thƣờng là thuôn; ở Việt Nam, Trung Quốc. .....T. chinensis
3. Lá nhọn; ở Việt Nam, Philippines, Trung Quốc (Đài Loan), Indonesia.
........................................................................................... Taxus sp. REH
1. Bề mặt lá khô, không màu hoặc màu vàng cam dọc theo trục.
4. Lá dạng tròn, bề mặt nhăn; ở Vân Nam, Tứ Xuyên. ..............Taxus sp. OCR
4. Lá nhọn, mịn, bóng trên bề mặt khi lá khô.
5. Lá phân bố song song ở gần góc phải; ở Nepal, Tây Bắc Ấn Độ,
Malaysia, Trung Quốc (Đài Loan, Vân Nam), Philippines.
.............................................................................................T. phytonii
5. Lá phân bố theo góc xiên, đan chéo trong các mẫu ép; Myanmar,
China (Phúc Kiến, Đài Loan), Philippines, Indonesia (Sulawesi,
Sumatera).
............................................................................................. T. obscura
12


Chƣơng 2: TỔNG QUAN
NHÓM SUMATRANA
1. Lá khô màu cam bạc, ở gần đỉnh thƣờng bạc màu tƣơng phản với màu xanh
đậm hoặc màu đồng ở bề mặt lá, xoắn xiên với trục thân, thƣờng uốn ngƣợc
dọc theo phiến lá tới đỉnh nhọn, với gân giữa tròn đều trên cả 2 bề mặt; ở Tây
Bắc Ấn Độ tới Trung Quốc (bao gồm Đài Loan). ............................ T. kingstonii
1. Lá khô màu xanh đỏ, hoặc màu đỏ máu phai dọc theo mép lá và trên gân giữa,
xoắn gần nhƣ vuông góc với trục, các mép lá liền kề thƣờng song song, lá tròn
tới nhọn, gân giữa nổi cao và ngắn, hoặc phẳng, thƣờng chỉ có một gân, mỏng

và mềm; ở Trung Quốc.
2. Lá thuôn dài, tròn tới nhọn hoặc hình ellipse nhọn, tế bào biểu bì lớn
(mammillose) dọc theo trục lớn hơn ở gân giữa, có hình thang ngắn; ở Nam
Trung Quốc. .................................................................................... T. mairei
3. Cành mềm, phân thành nhiều nhánh, lá sát nhau, lá song song dọc theo
một bên của cành, hạt màu tía. .................................T. mairei var. mairei
3. Cành cứng, đôi khi có phân nhánh, lá cách quãng không đều dọc theo
cành, hạt màu nâu. .................................................T. mairei var. speciosa
2. Lá dài thẳng hình mũi mác, nhọn, các tế bào biểu bì dạng chữ T (T-sect)
không lớn hơn các tế bào dọc theo gân giữa, hình chữ nhật; từ Đông
Himalaya tới Indonesia, Philippines.
4. Lá khô phẳng hoặc lồi trên bề mặt dọc theo trục. ................... T. celebica
4. Lá khô nhăn. ....................................................................... T. sumatrana
NHÓM BACCATA
1. Trên bề mặt hƣớng trục, thƣờng có nhiều nhú giữa mép lá và dãy khí khổng, có
khoảng 8 hàng tế bào ở mép lá, nhú trung gian, thành tế bào mỏng, lá thƣờng cong
xuống dọc theo phiến lá (ngoại trừ T. contorta var. mucronata); ở Địa Trung Hải,
Tây Himalaya.
.................................................................................................... T. baccata Alliance
2. Thịt lá với các dị bào (các tế bào nhu mô với thành tế bào màu đỏ), liên kết
lỏng lẻo; từ Tây Bắc tới miền Trung Himalayas. ......................... T. contorta
2. Tế bào nhu mô thƣờng có màu tối, không có màu đỏ, liên kết chặt.
2a. Cây hình trụ, lá tỏa tròn, uốn ngƣợc lại. .................................. T. fastigiata
2b. Thực vật thay đổi đổi theo môi trƣờng sống (thân gỗ hoặc cây bụi tùy
theo môi trƣờng sinh trƣởng), lá chồng chéo, không phân bố tỏa tròn.
2b. Bề mặt lá bạc màu, phiến lá uốn ngƣợc, lồi, cuốn ngoài. ..... T. recurvata
13


Chƣơng 2: TỔNG QUAN

2b. Lá cùng màu, thẳng hoặc hình liềm, phẳng hoặc cuốn ngoài. . T. baccata
2c. Lá phân bố phía ngoài dọc theo hai bên của cành trên một mặt phẳng,
xếp thành hai dãy.
2d. Lá không xếp chồng chéo, cành phân thành nhiều nhánh.
..............................................................................T. baccata var. baccata
2d. Lá chồng chéo, cành không theo quy luật.
.................................................................... T. baccata var. elegantissima
2c. Lá mọc thẳng hoặc tỏa tròn vào phần dƣới của cành.
2e. Cành và lá có màu cam vàng không đều, cành thƣờng uốn ngƣợc, lá
dựng đứng ở đầu cành. .......................................... T. baccata var. glauca
2e. Cành có màu xanh lá, màu vàng xanh hoặc màu xanh đậm đồng
nhất, cành không uốn ngƣợc, lan rộng hoặc rũ xuống, lá thay đổi.
2f. Cành chủ yếu có hình lông chim. .............. T. baccata var. variegata
2f. Cành nhiều hơn ở ngọn, xuất hiện sự phát sinh để phân cành hoặc
chia nhánh.
2g. Lá vàng xanh, rụng vào năm thứ 3, cành phân thành nhiều nhánh.
................................................................. T. baccata var. pyramidalis
2g. Lá xanh đậm, liên tục, cành phân nhánh hình lông chim hoặc
hình chóp. ............................................ T. baccata var. dovastoniana
2. Lá nhẵn giữa dãy khí khổng và mép lá, thƣờng không có nhú qua từ 8-24 hàng
tế bào, các nhú thƣờng sinh trƣởng ở mặt trên của tế bào gần thành tế bào,
phiến lá cong lên trên hoặc uốn đột ngột hoặc cong xuống dƣới dọc theo cuống
lá; ở Đông Á, Đông Bắc Mỹ, Địa Trung Hải. ................... T. cuspidata Alliance
3. Lá trải rộng nhờ cuống lá hẹp, cuống lá cong đột ngột, khí khổng (4- ) 5 9(- 11) hàng trên một dãy, nhú lá thƣờng không rõ, cây thấp, cây bụi tăng
trƣởng chậm. ..............................................................T. canadensis complex
4. Lá nhọn, thon dần cho tới mép lá giống dạng chữ T, thƣờng cuốn ngoài
dọc theo mép lá, bề mặt dọc trục với gân giữa lật úp và tế bào biểu bì
hình chữ nhật; phổ biến ở Đông Bắc Mỹ, xuất hiện ít hơn ở Địa Trung
Hải, Marocco, Bồ Đào Nha (Madeira), Tây Ban Nha, Thụy Điển,
Estonia.

.................................................................. T. canadensis var. canadensis
4. Lá tròn tới nhọn, mép tròn trong dạng chữ T, không cuốn ngoài, với gân
giữa bằng và tế bào biểu bì hình thang hoặc hình chữ nhật.
5. Lá nhiều, dựng đứng, uốn ngƣợc lại; ở Đông Bắc Amer, Madeira.
..................................................................... T. canadensis var. minor
14


Chƣơng 2: TỔNG QUAN
5. Lá thƣa, thẳng, gần nhƣ vuông góc; ở Anh, Madeira, Pháp, Thụy
Điển, Na Uy, Slovenia, Mỹ (hiếm). ....... T. canadensis var. adpressa
3. Cuống lá cong ít, uốn cong gần chỗ giao với phiến lá, phiến lá thƣờng ép vào
cành nhỏ, khí khổng (7-) 9 - 14(- 17) hàng trên 1 dãy, nhú thƣờng nổi bật trên
dãy khí khổng, cây thay đổi theo mỗi trƣờng sống.
6. Lá xếp thành hai hàng tới đầu cành, hạt có góc cạnh. . T. cuspidata complex
7. Cành ngắn và chia nhiều đoạn, lá trên cành nhỏ, cứng hơn khi khô, chủ
yếu thuộc nhóm cây bụi; ở Đông Bắc Châu Á. .................... T. biternata
7. Cành chủ yếu hình lông chim dài, lá dựng đứng, cuốn ngoài đồng đều
dọc theo mép lá khi sấy khô, cây bụi hoặc cây thân gỗ-xuất hiện khi
thích nghi tốt với môi trƣờng sống; ở Nhật Bản, Hàn Quốc.
............................................................................................... T. cuspidata
6. Lá hai hoặc nhiều hàng xếp chép hình chữ thập hoặc tỏa tròn, hạt tròn.
............................................................................. T. umbraculifera complex
8. Lá dựng đứng và xếp gối lên nhau. ...................................... T. caespitosa
9a. Cành dần thẳng đứng với nhiều cành nhỏ và ngắn, lá chủ yếu tỏa
tròn; ở Nhật Bản. ........................................ T. caespitosa var. caespitosa
9a. Cành phân bố rộng, cành nhỏ với sự lẫn lộn hai hàng và dựng đứng
một phía.
9b. Cành lan rộng ở phía ngọn , lá thuôn hoặc thẳng, rộng 2 - 4 mm; ở
Hàn Quốc, Nhật Bản, Đông Nam Nga, Đông Bắc Trung Quốc.

...................................................................... T. caespitosa var. latifolia
9b. Cành đƣợc phủ với cành nhỏ dựng đứng, lá thẳng, tƣơng đối hẹp,
rộng 2 mm; ở Hàn Quốc, Nhật Bản. ...... T. caespitosa var. angustifolia
8. Lá xếp chéo hình chữ thập và uốn ngƣợc..................... T. umbraculifera
10a. Cây bụi phẳng, xếp lớp.
.......................................................... T. umbraculifera var. microcarpa.
10a. Cây bụi dạng chỏm cầu, dạng cột hoặc cây thân gỗ.
10b. Cây bụi thấp, tròn. .............................. T. umbraculifera var. nana
10b. Cây bụi cao hoặc cây thân gỗ.
10c. Dạng cột với cành nhỏ dựng đứng. T. umbraculifera var. hicksii
10c. Dạng kim tự tháp, cành sắp xếp lộn xộn.
.................................................. T. umbraculifera var. umbraculifera

15


Chƣơng 2: TỔNG QUAN
2.1.3 Một số loài Thông Đỏ trên thế giới
2.1.3.1 Taxus baccata
a. Tên thƣờng gặp
European, English, hoặc common yew (Hartzell, 1991) [31].
b. Mô tả đặc điểm [16, 26]
Taxus baccata chủ yếu là cây đơn tính khác gốc, cây cao từ 10 – 20 (- 40) m và
đƣờng kính lên đến 4 m. Tán cây có hình kim tự tháp, thay đổi tùy theo độ tuổi
cũng nhƣ điều kiện môi trƣờng. Vỏ mỏng, có vảy, màu nâu. Lá phẳng, sắp xếp 2
hàng theo hình xoắn ốc. 10 - 40

2 - 3 mm, có màu xanh đậm.

Nón đực hình cầu, đƣờng kính từ 3 - 6 mm, phấn hoa rụng vào đầu mùa xuân.

Hạt giống hình nón bao gồm một hạt đƣợc bao xung quanh bởi áo hạt có màu đỏ
tƣơi, dài từ 8 - 15 mm.
Khoảng từ 1 - 2 chồi có 1 áo hạt, 10
-7

6 mm, màu đỏ tƣơi, hạt có hình ellip, 6

5 mm, màu xanh nâu hoặc màu nâu. Áo hạt trƣởng thành sau 6 - 9 tháng kể

từ khi thụ phấn, và hạt đƣợc phát tán chủ yếu nhờ chim.

B

A

D

C

E

Hình 2.8: Taxus baccata L [32].
A. Bụi cây. B. Nón đực. C.Áo hạt và hạt giống. D.Hạt giống. E. Vỏ và thân cây.
16