Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến một số đặc điểm sinh học của loài vi tảo Thalassiosira weissflogii (Grunow) G.Fryxell & Hasle, 1977

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến một số đặc điểm sinh học của loài vi tảo Thalassiosira weissflogii (Grunow) G.Fryxell & Hasle, 1977 đánh giá ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng cùng nồng độ nitơ và phốt pho phù hợp cho sự sinh trưởng và tích lũy các hợp chất thứ cấp như chlorophyll và fucoxanthin.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến một số đặc điểm sinh học của loài vi tảo Thalassiosira weissflogii (Grunow) G.Fryxell & Hasle, 1977

BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM - HỘI NGHỊ KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 5 DOI: 10.15625/vap.2022.0053 ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG ĐẾN MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA LOÀI VI TẢO Thalassiosira weissflogii (GRUNOW) G.FRYXELL & HASLE, 1977 Trần Thị Tường Vy1, Trịnh Đăng Mậu1,2,* Tóm tắt. Vi tảo Thalassiosira weissflogii không những được biết đến như một nguồn sản xuất sinh khối phục vụ cho nuôi trồng thủy hải sản mà còn là nguồn sản xuất tiềm năng các hợp chất thứ cấp như chlorophyll và fucoxanthin. Chlorophyll và fucoxanthin là hai sắc tố quang hợp, có giá trị dinh dưỡng cao, được ứng dụng rộng rãi trong dược phẩm và thực phẩm. Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng cùng nồng độ nitơ và phốt pho phù hợp cho sự sinh trưởng và tích lũy các hợp chất thứ cấp như chlorophyll và fucoxanthin. Kết quả nghiên cứu cho thấy, môi trường ASP-2 phù hợp cho sự sinh trưởng của vi tảo T. weissflogii. Tốc độ tăng trưởng tối đa của T. weissflogii được ghi nhận trong môi trường ASP-2 lần lượt là 0,146 ± 0,07 ngày-1 với nồng độ nitơ là 4,11 mgN/L và 0,186 ± 0,062 ngày-1 với nồng độ phốt pho là 0,44 mgP/L. Hàm lượng chlorophyll a và fucoxanthin tích lũy cao nhất trong vi tảo khi nuôi trong môi trường ASP-2 có 32,92 mgN/L và 16,46 mgP/L. Từ khóa: Chlorophyll a, dinh dưỡng, fucoxanthin, Thalassiosira weissflogii. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ THALASSIOSIRA WEISSFLOGII Thala Tảo silic là một lớp đặc biệt của các sinh vật thủy sinh đơn bào, nhân chuẩn, kích thước dao động từ 4 - 10 µm, phát triển tự nhiên trong các vùng nước như sông, hồ, đại dương, ... Chúng có thể tích lũy một lượng đáng kể carbohydrate, protein, lipid, sắc tố so với các lớp vi tảo khác. Ngoài ra, tảo silic còn chứa một hợp chất đặc biệt gọi là fucoxanthin. Fucoxanthin có cấu trúc gồm một liên kết allenic, một cacbonyl liên hợp và một 5,6-monoepoxide (Kim et al.., 2012). Cấu trúc này tạo ra fucoxanthin với nhiều hoạt động sinh học khác nhau, bao gồm chống béo phì, chống tiểu đường, chống ung thư,… (Kim và cs., 2013). Do đó fucoxanthin ngày càng được quan tâm nghiên cứu sản phẩm ứng dụng cho ngành dược phẩm. Fucoxanthin cũng có thể được sử dụng như một chất phụ gia thức ăn chăn nuôi trong ngành chăn nuôi gia cầm và nuôi trồng thủy sản (Lee et al., 2020). Trong nhóm tảo silic, giống tảo cát T. weissflogii điển hình là giống giàu dinh dưỡng, nồng độ DHA + EPA đạt 7,2 mg/mL. Thành phần sinh hóa thô của vi tảo chiếm 90 – 95 % trọng lượng khô của tế bào (gồm 30 - 55 % protein, 10 - 30 % carbohydrate, 10 - 25 % lipid và 10 - 40 % khoáng) (Brown, 1991). Trong quy trình sản xuất sinh khối tảo nói chung, giống tảo, môi trường dinh dưỡng và điều kiện nuôi là những yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và thành phần sinh 1 Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng 2 Nhóm nghiên cứu và giảng dạy Môi trường và Tài nguyên Sinh vật (DN-EBR), Đại học Đà Nẵng * Email: tdmau@ued.udn.vn
486 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM hóa của tảo. Trong đó, các thành phần dinh dưỡng đa lượng và vi lượng sẽ ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng của tảo, đặc biệt trong điều kiện nuôi với mật độ tế bào vi tảo cao (Costa và cs., 2003). Trong các nguyên tố đa lượng, nitơ (N) và phốt pho (P) có vai trò trong thành phần và cấu trúc của protein, bộ máy quang hợp và hệ enzyme (Giordano, 2013). Thiếu hụt N là nguyên nhân làm giảm tốc độ sinh trưởng, sinh tổng hợp lipid, axit nucleic, DNA, RNA (Juneja et al., 2013). Phốt pho là chất dinh dưỡng không thể thiếu đối với vi tảo, P tham gia vào cấu trúc tế bào, có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của tế bào cũng như chuyển giao năng lượng. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có một môi trường tối ưu đặc trưng cho loài vi tảo T. weissflogii. Vì vậy, việc nghiên cứu tìm ra tỷ lệ nồng độ các thành phần dinh dưỡng của môi trường nuôi nhằm nâng cao sự sinh trưởng và chất lượng của vi tảo T. weissflogii là cần thiết. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Giống tảo T. weissflogii được cung cấp bởi Phòng thí nghiệm Công nghệ tảo, Khoa Sinh - Môi trường, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng. Bố trí thí nghiệm Sự sinh trưởng và tích lũy hàm lượng chlorophyll a, fucoxanthin được khảo sát trong 4 loại môi trường nuôi ASP-2, ESAW, F/2 và Walne (Provasoli et al., 1957; Berges et al., 2001). Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của nitơ (N) và phốt pho (P) đến đặc điểm sinh học của T. weissflogii được tiến hành trong môi trường ASP-2. Các điều kiện: pH = 8.3, độ mặn 28 – 30 ‰, cường độ ánh sáng 3000 lux, được cố định khi bố trí thí nghiệm. Thông số mật độ được theo dõi hằng ngày, hàm lượng chlorophyll và fucoxanthin được đánh giá vào ngày cuối cùng của mỗi thí nghiệm. Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của nitơ có 4 nồng độ khác nhau đã được bố trí lần lượt là: 4,11 mgN/L, 8,23 mgN/L, 16,46 mgN/L và 32,92 mgN/L. Nồng độ P = 0,88 mgP/L được bố trí ở tất cả các nghiệm thức. Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của phốt pho có 4 nghiệm thức khác nhau đã được bố trí lần lượt là: 0,44 mgP/L, 0,88 mgP/L, 1,76 mgP/L và 3,52 mgP/L. Nồng độ N = 16,46 mgN/L được bố trí ở tất cả các nghiệm thức. Phương pháp xác định tốc độ sinh trưởng Đường cong sinh trưởng được xây dựng dựa vào sự biến động mật độ tế bào theo ngày. Mật độ tế bào được xác định bằng cách đếm trên buồng đếm Neubauer với diện tích mỗi ô lớn (0,1 cm x 0,1 cm) và độ sâu 0,01 cm (V = 10-4 cm3 = 10-4 mL). Mật độ tế bào được tính theo công thức:
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 487 Trong đó, N là mật độ tế bào (tế bào/mL) Tốc độ sinh trưởng được tính theo công thức: [ ( )] Trong đó: μ: Mật độ tế bào (tế bào/mL); N0 và Nt là số lượng tế bào lúc bắt đầu và kết thúc (tế bào/mL); t0 và t là thời điểm bắt đầu và kết thúc (ngày). Phương pháp xác định hàm lượng chlorophyll a và fucoxanthin Hàm lượng chlorophyll a và fucoxanthin được xác định theo phương pháp của Osório và cs. (2020) theo công thức: Ca = −2,0780×(A632−A750)−6,5079×(A652−A750)+16,2127×(A665−A750)−2,1372×(A696−A750) / N Trong đó: Ca: Hàm lượng chlorophyll a (pg/tế bào); N: Số lượng tế bào trong 1 ml; A623, A750, A652, A665, A696: lần lượt là độ hấp thụ quang ở các bước sóng 632 nm, 750 nm, 652 nm, 665 nm, 696 nm. Fu = 7,09×(A470-A750)-8,79×(A631-A750)+(A581-A750)-0,300×(A664-A750)-0,195×(A664-A750) / N Trong đó: Fu: Hàm lượng fucoxanthin (pg/tế bào); N: Số lượng tế bào trong 1ml; A470, A750, A631, A581, A664 lần lượt là độ hấp thụ quang ở các bước sóng 470 nm, 750 nm, 631 nm, 581 nm, 664 nm Phương pháp xử lý số liệu Các phép thống kê mô tả và kiểm định giả thuyết được thực hiện bằng phần mềm R (Ihaka và cs., 1996). Phân tích phương sai 1 yếu tố (ANOVA) được áp dụng để đánh giá sự sai khác có ý nghĩa giữa các nghiệm thức, giá trị p-value < 0,05 được xác định là có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 95 %. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Ảnh hưởng của các loại môi trường dinh dưỡng đến sinh trưởng và tích lũy các hợp chất thứ cấp Hình 1. Tốc độ sinh trưởng (ngày-1) của vi tảo T. weissflogii ở các loại môi trường dinh dưỡng khác nhau (f/2; ASP-2; ESAW và Walne)
488 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM Kết quả nghiên cứu cho thấy, các loại môi trường nuôi khác nhau có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của loài vi tảo T. weissflogii (p-value = 0,003 < 0,05) (Hình 1). Trong đó, môi trường ASP-2 và f/2 phù hợp nhất cho sự sinh trưởng của loài tảo T. weissflogii, với tốc độ sinh trưởng lần lượt đạt 0,317 ± 0,02 ngày-1 và 0,288 ± 0,04 ngày-1. Tốc độ sinh trưởng của vi tảo T. weissflogii thấp hơn ở môi trường ESAW, chỉ đạt 0,203 ± 0,04 ngày-1. Trong khi đó, ở môi trường Walne gần như không quan sát thấy sự phát triển của vi tảo T. weissflogii khi tốc độ sinh trưởng chỉ đạt 0,07 ± 0,03 ngày-1, thấp hơn khoảng 4 lần so với môi trường ASP-2 (p-value = 0,003 < 0,05). Bên cạnh đó, khả năng sinh trưởng của vi tảo T. weissflogii ở các loại môi trường khác nhau cũng được thể hiện qua sự biến động về mật độ theo thời gian nuôi cấy (Hình 2). Cụ thể, mật độ tế bào vi tảo có sự tăng lên ở 2 ngày đầu tiên trong tất cả môi trường thử nghiệm. Tuy nhiên, bước sang ngày thứ 3, xu hướng đó đã có sự thay đổi. Trong khi kích thước quần thể T. weissflogii ở 3 loại môi trường ASP-2, f/2 và ESAW vẫn tăng cho đến ngày 10 thì mật độ tảo ở môi trường Walne đã bắt đầu giảm dần từ ngày thứ 3 trở đi. Mật độ tế bào cao nhất ghi nhận được trong cả thí nghiệm là (200 ± 30) 103 tế bào/mL ở ngày thứ 10 khi nuôi trong môi trường ASP-2. Hình 2. Mật độ tế bào (tế bào/mL) của vi tảo T. weissflogii ở các loại môi trường dinh dưỡng khác nhau (f/2; ASP-2; ESAW và Walne) Loại môi trường dinh dưỡng không chỉ ảnh hưởng tới tốc độ sinh trưởng của loài vi tảo T. weissflogii mà còn ảnh hưởng tới khả năng tích lũy Chlorophyll a và fucoxanthin trong tế bào (p-value < 0,05) (Hình 3). Trong đó, hàm lượng chlorophyll a và fucoxanthin trong tế bào thu được cao nhất là ở môi trường Walne với giá trị lần lượt là 139,411 ± 21,352 pg/tế bào và 57,574 ± 7,910 pg/tế bào. Bên cạnh đó, vi tảo được nuôi cấy trong môi trường ASP-2 tích lũy ít chlorophyll a và fucoxanthin so với môi trường f/2 khi giá trị thu được lần lượt khoảng 6,35 ± 0,54 pg/tế bào và 3,38 ± 0,43 pg/tế bào. Ngoài ra, hàm lượng chlorophyll a và fucoxanthin trong vi tảo T. weissflogii khi được nuôi trong môi trường ASP-2 và F/2 không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p-value > 0,05).
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 489 Hình 3. Hàm lượng chlorophyll a và fucoxanthin (pg/tế bào) trong tế bào ở các loại môi trường dinh dưỡng khác nhau (f/2; ASP-2; ESAW và Walne) 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ nitơ đến sinh trưởng và tích lũy các hợp chất thứ cấp của vi tảo T. weissflogii Kết quả khảo sát cho thấy, nồng độ nitơ có ảnh hưởng đến cả khả năng sinh trưởng và tích lũy các hợp chất sinh học của vi tảo T. weissflogii trong môi trường ASP-2 (p- value < 0,05). Cụ thể, khi nồng độ nitơ tăng từ 4,11 đến 16,46 mgN/L thì tốc độ sinh trưởng giảm từ 0,146 ± 0,073 ngày-1 đến 0,02 ± 0,08 ngày-1. Ở môi trường gấp 4 lần N (32,92 mgN/L) so với thí nghiệm đối chứng là 8,23 mgN/L, không quan sát thấy sự tăng trưởng của quần thể vi tảo (-0,038 ± 0,029 ngày-1) (Hình 4). Hình 4. Tốc độ sinh trưởng (ngày-1) của vi tảo T. weissflogii ở các nồng độ nitơ khác nhau. (*nghiệm thức đại diện cho nồng độ nitơ trong môi trường đối chứng) Ngoài ra, đánh giá về sự biến động mật độ tế bào ở các nghiệm thức cho thấy: Ở những ngày đầu nuôi cấy, đường cong sinh trưởng của T. weissflogii ở cả 3 nghiệm thức 8,23 mgN/L, 16,46 mgN/L và 32,92 mgN/L có xu hướng tăng dần và khá tương đồng với
490 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM nhau. Tuy nhiên, ở nghiệm thức 32,92 mgN/L, quần thể vi tảo bước vào pha cân bằng khá sớm (ngày thứ 2) trong khi ở các nghiệm thức còn lại vẫn tiếp tục phát triển và chỉ bắt đầu suy tàn ở ngày thứ 5. Tại nghiệm thức 4,11 mgN/L, mặc dù xu hướng phát triển quần thể tảo không ổn định, tuy nhiên đây vẫn là nghiệm thức có mật độ tế bào cao nhất so với các môi trường còn lại, đạt 113 ± 42 103 tế bào/ml tại ngày thứ 6 (Hình 5). Hình 5. Mật độ tế bào (tế bào/mL) của vi tảo T. weissflogii ở các nồng độ nitơ khác nhau. (*nghiệm thức đại diện cho nồng độ nitơ trong môi trường đối chứng) Kết quả nghiên cứu cho thấy việc tăng giảm nitơ trong môi trường nuôi sẽ tác động đến sự tích lũy fucoxanthin và chlorophyll a trong tế bào T. weissflogii (p-value
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 491 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ phốt pho đến sinh trưởng và tích lũy các hợp chất thứ cấp của vi tảo T. weissflogii Khảo sát ảnh hưởng của các nồng độ phốt pho khác nhau đến sinh trưởng của T. weissflogii cho thấy việc tăng giảm phốt pho trong môi trường nuôi không ảnh hưởng nhiều đến sự sinh trưởng của vi tảo (p-value > 0,05). Kết quả ảnh hưởng của phốt pho lên tốc độ sinh trưởng của vi tảo cho thấy, ở nghiệm thức giới hạn phốt pho (0,44 mgP/L) tốc độ sinh trưởng của T. weissflogii là cao hơn (0,186 ± 0,062 /ngày) so với các nghiệm thức còn lại. Tại nghiệm thức 3,52 mgP/L, tốc độ sinh trưởng của vi tảo chỉ đạt 0,076 ± 0,065 /ngày, thấp hơn so với các nghiệm thức khác (Hình 7). Hình 7. Tốc độ sinh trưởng của vi tảo (ngày-1) T. weissflogii ở các nồng độ phốt pho khác nhau. (*nghiệm thức đại diện cho nồng độ phốt pho trong môi trường đối chứng). Diễn biến sự phát triển về mật độ quần thể ở các nồng độ P khác nhau trong 6 ngày khảo sát cho thấy: Ba ngày đầu mật độ tế bào ở các nghiệm thức có xu hướng tăng dần. Tuy nhiên, đến ngày thứ 4 các nghiệm thức 0,88 mgP/L, 1,76 mgP/L và 3,52 mP/L bắt đầu có sự biến thiên không ổn định về mật độ trong khi đó nghiệm thức có nồng độ phốt pho thấp nhất (0,44 mgP/L) lại cho thấy sự tăng trưởng ổn định và đạt mật độ cao nhất là 140 ± 30 x 103 tế bào/mL vào ngày thứ 6 (Hình 8). Hình 8. Mật độ tế bào (tế bào/mL) của vi tảo T. weissflogii ở các nồng độ phốt pho khác nhau. (*nghiệm thức đại diện cho nồng độ phốt pho trong môi trường đối chứng).
492 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM Nồng độ P khác nhau không chỉ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi tảo T. weissflogii mà còn đến khả năng tích lũy chlorophyll và fucoxanthin trong tế bào (Hình 9), với mức ý nghĩa thống kê đạt 95%. Trong đó, tăng hoặc giảm nồng độ phốt pho sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến sự tích luỹ chlorophyll a. Cụ thể, ở nghiệm thức 0,44 mgP/L chỉ thu được hàm lượng chlorophyll là 14,799 ± 2,89 pg/tế bào. Tương tự, khi tăng nồng độ phốt pho lên 4 lần thì hàm lượng chlorophyll a thấp hơn so với nghiệm thức đối chứng (p-value = 0,03 < 0,05) và chỉ thu được 24,394 ± 2,44 pg/tế bào. Trong khi đó ở nghiệm thức đối chứng và tăng 2 lần phốt pho thì trung bình thu được 34,001 ± 5,121 pg/tế bào. Bên cạnh đó, việc bổ sung phốt pho ở mức 3,52 mgP/L sẽ kích thích vi tảo tích lũy fucoxanthin cao nhất với 14,206 ± 4,023 pg/tế bào, tương đương với nghiệm thức 0,88 và 1,76 mgP/L và cao hơn 37,09 lần so với nghiệm thức 0,44 mgP/L (0,383 ± 0,347 pg/tế bào). Hình 9. Hàm lượng chlorophyll a và fucoxanthin (pg/tế bào) trong tế bào vi tảo T. weissflogii ở các nồng độ phốt pho khác nhau. (*nghiệm thức đại diện cho nồng độ phốt pho trong môi trường đối chứng). 4. THẢO LUẬN Kết quả đánh giá về các đặc điểm sinh học của vi tảo T. weissflogii ở các loại môi trường nuôi cho thấy: Tốc độ sinh trưởng ở môi trường ASP-2 và f/2 cao vượt trội hơn so với các môi trường khác có thể là do sự có mặt của vitamin B8 (Inositol) trong môi trường ASP-2 và biotin có trong môi trường F/2. Inositol có vai trò quan trọng trong quá trình phân chia tế bào và biotin có chức năng như một chất mang carboxyl trong phản ứng acetyl-CoA Carboxylase (Saad và cs., 2012). Sự khác biệt về tích lũy chlorophyll a và fucoxanthin ở cả 2 loại môi trường nước biển nhân tạo và môi trường nước biển bán nhân tạo có thể do sự chênh lệch tỷ lệ giữa nồng độ N: Fe trong môi trường nuôi. Ở tảo cát, nitơ và sắt là 2 nguồn dinh dưỡng quan trọng cho sự sinh trưởng và hình thành hệ thống quang hợp (Brzezinski và cs., 1985). Từ Bảng 1 cho thấy, tỉ lệ giữa nitơ và sắt ở môi trường ESAW và Walne cao hơn so với 2 môi trường còn lại. Kết quả nghiên cứu cho thấy, loài vi tảo T. weissflogii sinh trưởng ổn định trong khoảng nồng độ nitơ từ 4,11-16,46 mgN/L và ở nồng độ 32,92mgN/L tốc độ sinh trưởng
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 493 của tảo bị hạn chế. Tuy nhiên, kết quả về hàm lượng các hợp chất thứ cấp như chlorophyll a và fucoxanthin cho thấy, càng tăng dần nồng độ nitơ thì hàm lượng các hợp chất được tích lũy trên mỗi tế bào càng tăng và khi giảm 50% nồng độ nitơ so với đối chứng (8,23 mgN/L) thì gần như không phát hiện được fucoxanthin nội bào và hàm lượng chlorophyll thấp hơn đến 7,8 lần. Kết quả này tương tự với kết quả nghiên cứu của Kang và cs. (1996) với ngưỡng nitơ tối ưu là 9,75 - 19,51 mgN/L. Bảng 1. Nồng độ của nitơ và sắt (M) trong các loại môi trường nuôi (f/2; ASP-2; ESAW; Walne) Dinh Nồng độ dinh dưỡng trong môi trường nuôi (M) dưỡng ASP-2 ESAW f/2 Walne -4 -4 -4 N 5,88 10 5,49 10 8,88 10 1,2 10-3 Fe 1,43 10-5 6,65 10-6 1,17 10-5 4,81 10-6 N:Fe 41:1 84:1 75:1 245:1 Đánh giá về ảnh hưởng của phốt pho cho thấy, xu hướng tăng giảm hàm lượng chlorophyll và fucoxanthin dưới các nồng độ dinh dưỡng nitơ và phốt pho khác nhau xảy ra khá giống nhau vì trong bộ máy quang hợp chúng liên kết với nhau cùng với protein tạo thành một phức hợp gắn trên màng thylakoid (Alberte et al., 1981). Với chiều hướng càng tăng dần nồng độ dinh dưỡng, hàm lượng chlorophyll và fucoxanthin càng cao, xu hướng này cũng được quan sát thấy trong nghiên cứu của Filstrup và Downing nghiên cứu năm 2017 (Filstrup & Downing, 2017) ở các hồ bị phú dưỡng. Tác giả chỉ ra rằng, ở các nghiệm thức chỉ nuôi với 1/2 nồng độ dinh dưỡng cho thấy hàm lượng tích lũy chlorophyll và fucoxanthin cũng giảm so với các nghiệm thức đối chứng. Hiện tượng này được lý giải do phần lớn gene liên quan đến hệ thống quang hợp và sắc tố bị suy giảm khi thiếu nitơ hoặc phốt pho (Carvalho et al., 2016). 5. KẾT LUẬN Kết quả nghiên cứu cho thấy, ở mỗi môi trường dinh dưỡng khác nhau, nồng độ và thành phần trong môi trường ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng sinh trưởng và tích lũy chlorophyll a và fucoxanthin của vi tảo Thalassiosira weissflogii. Tốc độ tăng trưởng tối đa của T. weissflogii được ghi nhận lần lượt là 0,146 ± 0,07/ngày trong môi trường ASP-2 chứa 4,11 mgN/L; 0,186 ± 0,062 /ngày với môi trường có 0,44 mgP/L. Hàm lượng chlorophyll a và fucoxanthin tích lũy cao nhất khi nuôi trong môi trường ASP-2 có 32,92 mgN/L và 16,46 mgP/L. TÀI LIỆU THAM KHẢO Alberte, R.S., Friedman, A.L., Gustafson, D.L., Rudnick, M.S. and Lyman, H., 1981. Light-harvesting systems of brown algae and diatoms. Isolation and characterization of chlorophyll a and chlorophyll c fucoxanthin pigment-protein complexes. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Bioenergetics, 635(2), pp.304-316. Berges, J.A., Franklin, D.J. and Harrison, P.J., 2001. Evolution of an artificial seawater medium: improvements in enriched seawater, artificial water over the last two decades. Journal of Phycology, 37(6), pp.1138-1145.
494 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM Brzezinski, M.A., 1985. The Si: C: N ratio of marine diatoms: interspecific variability and the effect of some environmental variables 1. Journal of Phycology, 21(3), pp.347- 357. Brown, M.R., 1991. The amino-acid and sugar composition of 16 species of microalgae used in mariculture. Journal of experimental marine biology and ecology, 145(1), pp.79-99. Costa, J.A.V., Colla, L.M. and Duarte Filho, P., 2003. Spirulina platensis growth in open raceway ponds using fresh water supplemented with carbon, nitrogen, and metal ions. Zeitschrift für Naturforschung C, 58(1-2), pp.76-80. Cruz de Carvalho, M.H., Sun, H.X., Bowler, C., and Chua, N.H., 2016. Noncoding and coding transcriptome responses of a marine diatom to phosphate fluctuations. New Phytologist, 210(2), pp.497-510. Filstrup, C.T. and Downing, J.A., 2017. Relationship of chlorophyll to phosphorus and nitrogen in nutrient-rich lakes. Inland Waters, 7(4), pp.385-400. Fung, A., Hamid, N. and Lu, J., 2013. Fucoxanthin content and antioxidant properties of Undaria pinnatifida. Food chemistry, 136(2), pp.1055-1062. Juneja, A., Ceballos, R.M. and Murthy, G.S., 2013. Effects of environmental factors and nutrient availability on the biochemical composition of algae for biofuels production: a review. Energies, 6(9), pp.4607-4638. Giordano, M., 2013. Homeostasis: an underestimated focal point of ecology and evolution. Plant Science, 211, pp.92-101. Ihaka, R. and Gentleman, R., 1996. R: a language for data analysis and graphics. Journal of computational and graphical statistics, 5(3), pp.299-314. Kang, J.S., Kim, H.S. and Lee, J.H., 1996. Morphological variations of the marine diatom Thalassiosira weissflogii under culture conditions. Algae, 11, pp.23-24. Kim, K.N., Ahn, G., Heo, S.J., Kang, S.M., Kang, M.C., Yang, H.M., Kim, D., Roh, S.W., Kim, S.K., Jeon, B.T. and Park, P.J., 2013. Inhibition of tumor growth in vitro and in vivo by fucoxanthin against melanoma B16F10 cells. Environmental Toxicology and Pharmacology, 35(1), pp.39-46. Kim, S.M., Jung, Y.J., Kwon, O.N., Cha, K.H., Um, B.H., Chung, D. and Pan, C.H., 2012. A potential commercial source of fucoxanthin extracted from the microalga Phaeodactylum tricornutum. Applied biochemistry and biotechnology, 166(7), pp.1843-1855. Gee, D., Archer, L., Fleming, G. T., Gillespie, E., & Touzet, N. (2020). The effect of nutrient and phytohormone supplementation on the growth, pigment yields and biochemical composition of newly isolated microalgae. Process Biochemistry, 92, 61-68. Provasoli, L., McLaughlin, J.J.A. and Droop, M.R., 1957. The development of artificial media for marine algae. Archiv für Mikrobiologie, 25(4), pp.392-428. Saad, A.I. and Elshahed, A.M., 2012. Plant tissue culture media. Recent advances in plant in vitro culture, pp.30-40.
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 495 INFLUENCE OF NUTRIENT MEDIA ON BIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF Thalassiosira weissflogii (GRUNOW) G.FRYXELL & HASLE, 1977 Tran Thi Tuong Vy1, Trinh Dang Mau1,2,* Abstract. The microalgae Thalassiosira weissflogii was known not only as a source of biomass production for aquaculture but also as a potential producer of secondary compounds such as chlorophyll and fucoxanthin. Chlorophyll and fucoxanthin are two photosynthetic pigments with high nutritional value, widely used in pharmaceuticals and foods. This study evaluated the effect of nutrient media and suitable concentrations of nitrogen and phosphorus on the growth and accumulation of secondary compounds such as chlorophyll and fucoxanthin. The results indicated that the ASP-2 medium was suitable for the growth of microalgae T. weissflogii. The maximum growth rate of T. weissflogii in ASP-2 medium was 0.146 ± 0.07 day-1 with nitrogen concentration of 4.11 mgN/L and 0.186 ± 0.062 day-1 with phosphorus concentration of 0.44 mgP/L. The highest accumulation of chlorophyll a and fucoxanthin was obtained when cultured in ASP-2 medium with 32.92 mgN/L and 16.46 mgP/L. Keywords: Chlorophyll a; fucoxanthin, nutritive, Thalassiosira weissflogii. _____________________________________________ 1 University of Science and Education, The University of Da Nang 2 Environment & Biological Resource Teaching Research Team (DN-EBR) - The University of Da Nang * Email: tdmau@ued.udn.vn