NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI, ĐA DẠNG DI TRUYỀN QUẦN THỂ VÀ MÔ HÌNH PHÂN BỐ LOÀI XÁ XỊ (Cinnamomum parthenoxylon (Jack) Meisn.) LÀM CƠ SỞ BẢO TỒN NGUỒN GEN LOÀI Ở VIỆT NAM
Sinh thái học
Luận án tập trung nghiên cứu loài Xá xị (Cinnamomum parthenoxylon), một loài thực vật quý hiếm, có giá trị kinh tế và y học cao nhưng đang đối mặt với nguy cơ tuyệt chủng nghiêm trọng tại Việt Nam do suy thoái môi trường sống, khai thác quá mức và khả năng tái sinh tự nhiên hạn chế. Trước thực trạng này, nghiên cứu đặt mục tiêu đánh giá các đặc điểm sinh thái, đa dạng di truyền quần thể và xây dựng mô hình phân bố loài Xá xị nhằm cung cấp cơ sở khoa học vững chắc cho công tác bảo tồn nguồn gen loài ở Việt Nam.
Các mục tiêu cụ thể của luận án bao gồm điều tra, đánh giá và cập nhật hiện trạng phân bố của loài Xá xị trong 5 vùng sinh thái lâm nghiệp của Việt Nam. Đồng thời, nghiên cứu xây dựng mô hình phân bố loài dựa trên dữ liệu địa không gian để dự báo sự biến động của các vùng sinh thái phù hợp cho Xá xị trong các giai đoạn lịch sử, hiện tại và tương lai theo các kịch bản biến đổi khí hậu. Luận án cũng phân tích và đánh giá mức độ đa dạng và cấu trúc di truyền của quần thể và loài Xá xị trong 5 vùng sinh thái lâm nghiệp bằng chỉ thị phân tử SSR, từ đó đề xuất các giải pháp bảo tồn phù hợp.
Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc thu thập số liệu sơ cấp và ngoại nghiệp thông qua các chuyến khảo sát thực địa từ tháng 11/2022 đến tháng 5/2025. Các hoạt động này bao gồm mô tả hình thái, nghiên cứu đặc điểm phân bố, đặc điểm lâm học và thu thập mẫu sinh học từ 9 quần thể Xá xị thuộc 5 vùng sinh thái lâm nghiệp. Dữ liệu địa không gian về khí hậu, thổ nhưỡng, địa hình và thảm thực vật được sử dụng để xây dựng mô hình phân bố loài (SDM) bằng nhiều thuật toán học máy, trong đó thuật toán Random Forest cho hiệu suất dự báo cao nhất (AUC=0,92). Phân tích đa dạng di truyền được thực hiện bằng cách tách chiết ARN/ADN tổng số, giải trình tự và thiết kế, sử dụng các chỉ thị SSR đa hình.
Kết quả nghiên cứu cho thấy Xá xị phân bố rải rác khắp các tỉnh từ Bắc vào Tây Nguyên, chủ yếu trong các rừng kín thường xanh mưa mùa nhiệt đới và á nhiệt đới đã qua khai thác, với 357 cá thể trưởng thành và 373 cây tái sinh được ghi nhận. Khả năng tái sinh tự nhiên bằng hạt tương đối mạnh mẽ, đặc biệt ở Quảng Nam. Mô hình phân bố loài dự báo sự suy giảm diện tích sinh cảnh phù hợp trong tương lai do biến đổi khí hậu, đặc biệt rõ rệt ở Tây Nguyên và Nam Trung Bộ. Về đa dạng di truyền, 12.849 đoạn trình tự nucleotide SSR đã được xác định và 15 chỉ thị SSR đa hình mới được phát triển. Loài Xá xị hiện duy trì mức độ đa dạng di truyền trung bình, với hai nhóm gen chính được phân tách rõ rệt: Nhóm 1 gồm Tây Nguyên và Nam Trung Bộ, và Nhóm 2 gồm Bắc Trung Bộ, Tây Bắc, Đông Bắc. Các quần thể ở Đông Bắc, Tây Bắc và Bắc Trung Bộ có dấu hiệu giao phối cận huyết, trong khi Tây Nguyên và Nam Trung Bộ có tỷ lệ giao phối chéo cao.
Dựa trên kết quả này, luận án đề xuất các giải pháp bảo tồn tổng thể, bao gồm phát triển vườn giống chất lượng cao, xây dựng ngân hàng gen, ứng dụng chỉ thị phân tử SSR trong quản lý nguồn gen, tích hợp mô hình phân bố loài để xác định các khu vực ưu tiên bảo tồn (ưu tiên bảo tồn tại chỗ ở Tây Nguyên, chuyển vị ở các vùng đa dạng thấp) và nâng cao nhận thức cộng đồng về giá trị của loài. Những đóng góp mới của luận án bao gồm cập nhật thông tin toàn diện về hình thái, sinh thái, phân bố và đa dạng di truyền của Xá xị, định hướng không gian ưu tiên bảo tồn dựa trên kết hợp mô hình phân bố và phân tích đa dạng di truyền, và phát triển bộ chỉ thị phân tử microsatellite (SSR) đặc hiệu lần đầu tiên cho loài này ở Việt Nam.