Tên đề tài: “Định danh và nghiên cứu đặc tính sinh học các loài sinh vật có liên quan đến cây Dùi đục, Hiptage benghalensis (Malpighiaceae) tại Việt Nam – Triển vọng cho phòng trừ sinh học tại đảo Réunion, Pháp”

Tác giả: Lâm Thị Xuân Mai, Khóa: 2022

Ngành: Bảo vệ thực vật; Mã số: 9620112. Nhóm ngành: Nông, lâm nghiệp và thủy sản.

Người hướng dẫn chính: TS. Trịnh Thị Xuân, Đại học Cần Thơ

Người hướng dẫn phụ: TS. Deguine Jean-Philippe, CIRAD

1. Tóm tắt nội dung luận án

Cây Dùi đục, Hiptage benghalensis (L.) Kurz là loài dây leo thân gỗ có nguồn gốc từ rừng mưa nhiệt đới Đông Dương. Loài cây này đã trở thành cây xâm lấn ở hầu hết các khu vực được du nhập, đặc biệt đảo Réunion (Pháp) là một trong những khu vực bị xâm lấn nghiêm trọng nhất. Nghiên cứu được thực hiện từ 2022-2025 với mục tiêu là xác định các loài động vật chân khớp và vi sinh vật có liên quan đến H. benghalensis tại vùng bản địa - Việt Nam, từ đó lựa chọn các tác nhân triển vọng cho phòng trừ sinh học cổ điển đối với loài thực vật xâm lấn này tại đảo Réunion.

Nghiên cứu bao gồm ba nội dung chính: 1) Xác định sự hiện diện và phân bố của H. benghalensis tại Việt Nam; 2) Thu thập, xác định và so sánh thành phần loài sinh vật có liên quan đến H. benghalensis tại cả hai khu vực bản địa (Việt Nam) và khu vực xâm lấn (đảo Réunion và Úc); 3) Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh học các loài sinh vật nổi bật. Thêm vào đó, một thử nghiệm mô phỏng mức độ gây hại của côn trùng cũng đã được thực hiện trên cây H. benghalensis.

Kết quả nghiên cứu đã ghi nhận các quần thể cây H. benghalensis tại Việt Nam có quy mô nhỏ, phân bố rải rác, tập trung khu vực phía Bắc và Bắc trung bộ với sự đa dạng nội loài cao so với quần thể tại khu vực xâm lấn trên đảo Réunion. Việc phát hiện ra một loài thực vật mới Hiptage aptera, một loài đặc hữu H. marginata và chi mới Chlorohiptage trong quá trình khảo sát đã làm nổi bật sự đa dạng sinh học, đồng thời tiềm năng nghiên cứu phòng trừ sinh học đối với H. benghalensis tại Việt Nam. Kết quả khảo sát động vật chân khớp ở cả hai khu vực bản địa và xâm lấn của cây H. benghalensis cho thấy có sự khác biệt ý nghĩa về độ phong phú loài, sự đa dạng nhóm gây hại và sự hiện diện của các loài chuyên biệt tiềm năng, với tổng cộng 128 loài/loài giả định đã được tìm thấy ở Việt Nam (vùng bản địa), 47 loài/loài giả định tại đảo Reunion và 22 loài/loài giả định tại Úc. Sự tương phản này phù hợp với Giả thuyết giải phóng khỏi thiên địch (Enemy Release Hypothesis - ERH), giả thuyết này cho rằng các loài xâm lấn thành công ở vùng phân bố mới vì chúng không còn chịu áp lực từ các kẻ thù tự nhiên như ở vùng bản địa. Từ đó, 13 loài động vật chân khớp tiềm năng (candidate agents) đã được chọn lọc từ những loài đã thu thập, bao gồm nhiều nhóm gây hại khác nhau nhưng chủ yếu là các loài ăn lá. Loài nổi bật nhất là bướm nhảy Burara oedipodea (Lepidoptera: Hesperiidae), tiếp theo là Burara jaina (Lepidoptera: Hesperiidae), và Caenorhinus sp. (Coleoptera: Attelabidae), tất cả đều tấn công cả lá non và lá trưởng thành hoặc gây hại kết hợp cho cả chồi. Thí nghiệm gây hại mô phỏng cho thấy cành giâm H. benghalensis chịu được thiệt hại nhẹ, nhưng rất nhạy cảm với mất lá nghiêm trọng và lặp lại, đặc biệt khi kèm tổn thương chồi. Điều này cho thấy các loài côn trùng ăn lá nghiêm trọng, nhất là loài gây hại cả lá và chồi có thể là những tác nhân phòng trừ sinh học tiềm năng để ngăn chặn sự phát triển của H. benghalensis ở đảo Réunion. Tuy nhiên, vẫn cần thêm các thí nghiệm trên côn trùng, trên cây trưởng thành và trong điều kiện tự nhiên để có đánh giá toàn diện hơn.

2. Những kết quả mới của luận án

Đã xây dựng được một danh mục các loài sinh vật có liên quan đến cây H. benghalensis ở cả khu vực bản địa và các khu vực xâm lấn.

Đã chọn lọc và xếp hạng 13 tác nhân tiềm năng cho phòng trừ sinh học cây H. benghalensis tại đảo Réunion.

Bước đầu nghiên cứu tuyến đường xâm lấn tiềm năng của cây H. benghalensis từ khu vực bản địa đến các khu vực xâm lấn.

Phát hiện một loài thực vật mới - Hiptage aptera M. T. X. Lam & T. V. Do thuộc chi Hiptage.

Phát hiện một chi thực vật mới - Chlorohiptage T.V.Do, T.A.Le & R.F.Almeida.

3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

3.1 Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn

Cung cấp danh sách loài động vật chân khớp tiềm năng để phát triển hướng phòng trừ sinh học loài xâm lấn H. benghalensis tại đảo Réunion, là cơ sở tham khảo cho các vùng bị xâm lấn khác của cây này như Úc, Florida, Hawaii.

Bổ sung dữ liệu về đa dạng sinh học và tương tác sinh thái của các sinh vật liên quan đến H. benghalensis ở cả vùng bản địa và vùng bị xâm lấn.

Cung cấp bộ dữ liệu sinh học phân tử về chi Hiptage cho ngân hàng gen (GenBank), góp phần xây dựng cơ sở dữ liệu tham chiếu cho chi này.

Góp phần hoàn thiện phân loại học thực vật thông qua phát hiện loài mới Hiptage aptera và chi mới Chlorohiptage.

3.2 Các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Các nghiên cứu trong tương lai nên tiếp tục định danh và mô tả đặc điểm sinh học của tất cả các loài động vật chân khớp tiềm năng chưa được xác định đến loài, bao gồm cả vòng đời và tương tác của chúng với H. benghalensis. Đặc biệt, tính đặc hiệu của các loài này cũng cần được đánh giá nghiêm ngặt bằng phương pháp phát sinh loài ly tâm (Centrifugal Phylogenetic Method - CPM), bắt đầu với các loài thực vật trong chi Hiptage và họ Malpighiaceae có quan hệ gần gũi hiện diện ở Réunion như các loài thực vật thuộc chi Bunchosia, Malpighia và Tristellateia, đến các loài thuộc các họ khác liên quan thông qua các thử nghiệm có sự lựa chọn và không có sự lựa chọn. Việc tiếp tục theo dõi các quần xã sinh vật và phân tích dự đoán cũng sẽ hỗ trợ việc lựa chọn thêm các loài tiềm năng khác.

Thesis title: Identification and biological studies of the biocenosis associated to the Helicopter flower, Hiptage benghalensis (Malpighiaceae) in Vietnam - Perspective for biological control in Reunion Island, France.

- Major: Plant protection                                                  Code: 9620112

- Full name of PhD student: Lam Thi Xuan Mai           Year: 2022, season 2

- Scientific supervisors: Dr. Trinh Thi Xuan - Can Tho University

                                         Dr. Deguine Jean-Philippe - CIRAD

- Educational institution: Can Tho University and Université de La Réunion

1. Content of thesis summary

The Helicopter flower, Hiptage benghalensis (L.) Kurz is a woody liana native to the tropical rainforests of Indochina. This species has become invasive in most of the areas where it has been introduced, particularly in Réunion Island (France), which is one of the most severely invaded areas. This study was conducted from 2022-2025 with the objective of identifying the biocenosis, including arthropods and microorganisms, associated with H. benghalensis in Vietnam, thereby selecting candidate agents for the biological control of invasive plant H. benghalensis in Réunion Island.

The study comprised three main axes: 1) Identifying the presence and distribution of H. benghalensis in Vietnam; 2) Identifying and comparing the biocenosis associated with H. benghalensis in both native area (Vietnam) and invaded areas (Réunion Island and Australia); and 3) Studying the morphological and biological characteristics of prominent species. In addition, a simulated herbivory experiment was also conducted.

The study found that H. benghalensis populations in Vietnam occur in small, fragmented stands, mainly in Northern and North-central regions, with high intraspecific diversity, in sharp contrast to its invasive population on Réunion Island. The discoveries of the new species Hiptage aptera, the endemic H. marginata, and the newly described genus Chlorohiptage highlight Vietnam’s biodiversity and its potential for biological control research against H. benghalensis. Survey results on arthropods associated to H. benghalensis in both its native and invaded areas revealed significant differences in species richness, diversity of feeding guilds, and the presence of potential specialized species, with a total of 128 species/putative species recorded in Vietnam (native area), 47 species/putative species on Réunion Island, and 22 species/putative species in Australia. This contrast aligns with the Enemy Release Hypothesis (ERH), which proposes that invasive species succeed in introduced regions because they escape the pressure of natural enemies present in their native regions. From there, a prioritized list of 13 potential candidate species was selected from collected arthropods, including many feeding guilds, but mainly by defoliators. The most prominent was the skippers Burara oedipodea (Lepidoptera: Hesperiidae), followed by Burara jaina (Lepidoptera: Hesperiidae) and Caenorhinus sp. (Coleoptera: Attelabidae), all of which attack both young and mature leaves or cause combined damage to shoots. The simulated herbivory experiment demonstrated that cuttings of H. benghalensis were able to withstand mild damage but were highly vulnerable to severe and repeated defoliation, particularly when shoots were also attacked. This suggests that severe defoliators, particularly species attacking both leaves and shoots, may be promising biological control agents for managing the growth of H. benghalensis on Réunion Island. However, further experiments on the insects, on mature plants, and under natural conditions are still required to obtain a more comprehensive assessment.

2. The novel aspects of the thesis

Established an inventory of the biocenosis associated with H. benghalensis in both native and invaded areas.

Selected and ranked 13 candidate agents based on their potential for the biological control of H. benghalensis in Réunion.

Retraced the potential invasion route of H. benghalensis from native to invaded areas.

Discovered a new species - Hiptage aptera within the Hiptage genus for science.

Discovered a new genus - Chlorohiptage, very close to the Hiptage genus for science.

3. Application prospect and suggestions for further study

3.1 Application prospect

Providing a list of candidate agents for the development of classical biological control against the invasive plant H. benghalensis on Réunion Island, which may also be considered as a reference for other invaded regions such as Australia, Florida, and Hawaii.

Contributing data on biodiversity and ecological interactions of organisms associated with H. benghalensis in both its native and invaded areas.

Providing a substantial dataset of Hiptage sequences to GenBank, helping to build a genetic reference database for this genus.

Contribute to the taxonomic knowledge of plants through the discovery of the new species Hiptage aptera and the new genus Chlorohiptage.

3.2 Suggestions for further study

Future directions should focus on finalizing the identification and biological characterization of all candidate species, including their life history and interactions with H. benghalensis. Host specificity must be rigorously assessed using the Centrifugal Phylogenetic Method (CPM), beginning with species in the Hiptage genus and closely related Malpighiaceae present in Réunion, such as Bunchosia, Malpighia, and Tristellateia, and then extending to other families associated with the current host plant of the specific candidate agent, and validated through no-choice, multiple-choice, and live-insect trials. Continued biocenosis monitoring and predictive analyses will support adaptive agent selection.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)