Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng lên hoạt động quang hợp và hô hấp của vi tảo Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

----

Trần Thị Vẻ

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG

LÊN HOẠT ĐỘNG QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP

CỦA VI TẢO SKELETONEMA SUBSALSUM

(A.CLEVE) BETHGE

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

TP. Hồ Chí Minh, 2011

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH

----

Trần Thị Vẻ

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA ÁNH SÁNG

LÊN HOẠT ĐỘNG QUANG HỢP VÀ HÔ HẤP

CỦA VI TẢO SKELETONEMA SUBSALSUM

(A.CLEVE) BETHGE

Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm

Mã ngành: 60.42.30

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Lê Thị Trung

TP. Hồ Chí Minh, 2011

LỜI CÁM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

 Giảng viên hướng dẫn TS. Lê Thị Trung. Cô đã tận tâm chỉ dạy, truyền

đạt những kinh nghiệm quý báu trong thực hành thí nghiệm cũng như trong cuộc

sống và tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận văn.

 Các quý thầy cô giảng viên đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức

khoa học, tư vấn hướng đi để tôi có thể tự tin bước vào quá trình nghiên cứu và

hoàn thành luận văn.

 Thầy Nguyễn Văn Thuận cùng Ban Giám Hiệu, quý đồng nghiệp trường

THPT Trịnh Hoài Đức, thị xã Thuận An, Bình Dương đã tạo điều kiện thuận lợi

trong công tác để tôi có thể an tâm theo học và hoàn thành tốt chương trình đào tạo

sau đại học của trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh.

 Cô Phạm Thị Hiền Hoa, chuyên viên phòng Thông tin tư liệu, Thư viện

trường Đại Học Sư Phạm, Thành Phố Hồ Chí Minh. Cô đã tận tình hướng dẫn cách

tìm kiếm cũng như cung cấp các nguồn tài liệu tham khảo quý giá trong suốt quá

trình học tập và thực hiện đề tài của tôi.

 ThS. Nguyễn Tấn Đại, ThS. Nguyễn Thị Kim Ánh đã góp ý, chia sẻ kinh

nghiệm, cung cấp tài liệu quý cũng như phương pháp nghiên cứu trong phòng thí

nghiệm.

 Anh Trương Trọng Chương, kĩ sư điện tử đã tư vấn thiết kế và lắp đặt tủ

nuôi vi tảo - một trong những khâu quan trọng để tôi có thể hoàn thành luận văn.

 CN. Hồ Thị Mỹ Linh – phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật Trường Đại học

Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời

gian làm việc tại phòng.

 Các anh, chị, các bạn học viên, các em sinh viên đang làm luận văn tại

phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật Trường Đại học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí

Minh đã giúp đỡ, động viên, chia sẻ trong quá trình tôi thực hiện đề tài.

 Tập thể lớp cao học khóa 20 đã cùng tôi học tập nghiên cứu, giúp đỡ lẫn

nhau, và chia sẻ kinh nghiệm quý báu để cùng nhau hoàn thành tốt công việc.

 Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành nhất đến Cha, Mẹ, các Em

trong gia đình, đã luôn theo sát, động viên, ủng hộ tôi về mọi mặt, là chỗ dựa vững

chắc để tôi tự tin vững bước trong cuộc sống. Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến

Anh – một nửa của tôi, Anh đã quan tâm, chăm sóc, chia sẻ cùng tôi những lúc khó

khăn, giúp tôi thêm nghị lực, và niềm tin để bước tiếp các chặng đường mai sau.

i

Mục lục

3TChương 1.3T

3TTỔNG QUAN TÀI LIỆU3T ..................................................................... 3

3T1.1.3T

3TSơ lược về vi tảo biển3T ............................................................................ 3

3T1.2.3T

3TSơ lược về chi tảo Skeletonema3T ............................................................. 4

3T1.2.1.3T

3TPhân loại, đặc điểm sinh thái3T ................................................................. 4

3T1.2.2.3T

3THình thái3T ................................................................................................ 5

3T1.2.3.3T

3TCấu tạo tế bào3T ........................................................................................ 7

3T1.2.4.3T

3TĐặc điểm sinh trưởng3T ............................................................................ 8

3T1.2.5.3T

3TCác hình thức sinh sản3T........................................................................... 9

3T1.2.5.1.3T

3TSinh sản sinh dưỡng3T ....................................................................... 10

3T1.2.5.2.3T

3TSinh sản hữu tính3T ........................................................................... 10

3T1.3.3T

3THoạt động quang hợp – hô hấp của vi tảo3T ........................................... 12

3T1.3.1.3T

3TQuang hợp ở vi tảo3T .............................................................................. 12

3T1.3.1.1.3T

3THệ quang hoá PS I3T ......................................................................... 14

3T1.3.1.2.3T

3THệ quang hoá PS II3T ........................................................................ 14

3T1.3.2.3T

3TSắc tố quang hợp3T ................................................................................. 17

3T1.3.2.1.3T

3TChlorophyll3T .................................................................................... 17

3T1.3.2.2.3T

3TCarotenoid3T ...................................................................................... 18

3T1.3.2.3.3T

3TPhycobilin3T ...................................................................................... 20

3T1.3.3.3T

3TVai trò của ánh sáng trong quang hợp3T ................................................. 20

3T1.3.3.1.3T

3TĐặc tính của ánh sáng3T .................................................................... 20

3T1.3.3.2.3T

3TÁnh sáng trong quang hợp3T ............................................................. 22

3T1.3.3.3.3T

3TẢnh hưởng của cường độ ánh sáng quá thấp hoặc quá cao3T ........... 23

3T1.3.3.4.3T

3TẢnh hưởng của chất lượng ánh sáng đến quang hợp3T ..................... 26

3TChương 2.3T

3TVẬT LIỆU - PHƯƠNG PHÁP3T ........................................................... 29

3T2.1.3T

3TVật liệu3T ................................................................................................ 29

3T2.2.3T

3TPhương pháp3T ........................................................................................ 29

3T2.2.1.3T

3TĐịnh danh3T ............................................................................................ 29

3T2.2.1.1.3T

3TĐịnh danh qua quan sát hình thái3T .................................................. 29

3T2.2.1.2.3T

3TĐịnh danh bằng phương pháp sinh học phân tử3T ............................ 29

3T2.2.2.3T

3TQuan sát hình thái tế bào3T ..................................................................... 30

3T2.2.3.3T

3TĐếm số lượng tế bào3T............................................................................ 30

3T2.2.4.3T

3TXác định hệ số pha loãng3T .................................................................... 31

3T2.2.5.3T

3TKhảo sát và chọn môi trường nuôi thích hợp3T ...................................... 31

3T2.2.6.3T

3TKhảo sát mật độ khởi đầu thích hợp3T .................................................... 32

3T2.2.7.3T

3TĐo hàm lượng diệp lục tố3T .................................................................... 33

3T2.2.8.3T

3TĐo cường độ quang hợp và cường độ hô hấp của vi tảo3T ..................... 34

3T2.2.9.3T

3TKhảo sát ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên hoạt động của vi tảo3T35

3T2.2.10.3T

-2

-1

P.sP

3TKhảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ 20 µmol P lên sự tăng trưởng của vi tảo3T ........................................ 36 photon.mP

3T2.2.11.3T

-2

-1

3TKhảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP P lên sự tăng trưởng của vi tảo3T ........................................ 38

P.sP

3T2.2.12.3T

3TPhân tích thống kê số liệu3T ................................................................... 39

3TChương 3.3T

3TKẾT QUẢ - THẢO LUẬN3T ................................................................. 40

3T3.1.3T

3TKết quả3T ................................................................................................ 40

3T3.1.1.3T

3TĐịnh danh3T ............................................................................................ 40

3T3.1.2.3T

3TKhảo sát và chọn môi trường nuôi thích hợp3T ...................................... 44

3T3.1.2.1.3T

3THình thái tế bào3T .............................................................................. 44

3T3.1.2.2.3T

3TĐường cong tăng trưởng3T ................................................................ 47

3T3.1.3.3T

3TKhảo sát mật độ khởi đầu thích hợp3T .................................................... 49

3T3.1.3.1.3T

3THình thái tế bào và màu sắc dịch nuôi3T ........................................... 50

3T3.1.3.2.3T

3TĐường cong tăng trưởng3T ................................................................ 57

3T3.1.4.3T

3TẢnh hưởng của cường độ ánh sáng lên hoạt động của vi tảo3T ............. 59

3T3.1.4.1.3T

3TMàu sắc dịch nuôi3T .......................................................................... 59

3T3.1.4.2.3T

3THình thái tế bào3T .............................................................................. 60

3T3.1.4.3.3T

3TĐường cong tăng trưởng3T ................................................................ 64

ii

3T3.1.4.4.3T

3TCường độ quang hợp – cường độ hô hấp3T....................................... 66

3T3.1.4.5.3T

3THàm lượng diệp lục tố3T ................................................................... 69

-2

3T3.1.5.3T

P.sP

-1 3TẢnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cường độ 20 µmol photon.mP P lên sự sinh trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge3T ...................... 73

3T3.1.5.1.3T

3TMàu sắc dịch nuôi3T .......................................................................... 73

3T3.1.5.2.3T

3THình thái tế bào3T .............................................................................. 74

3T3.1.5.3.3T

3TĐường cong tăng trưởng3T ................................................................ 77

3T3.1.5.4.3T

3TCường độ quang hợp – cường độ hô hấp3T....................................... 79

3T3.1.5.5.3T

3THàm lượng diệp lục tố3T ................................................................... 83

3T3.1.6.3T

-2

-1

P.sP

3TKhảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP P lên sự sinh trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge3T ............................................................................................................. 88

3T3.1.6.1.3T

3TMàu sắc dịch nuôi3T .......................................................................... 88

3T3.1.6.2.3T

3THình thái tế bào3T .............................................................................. 88

3T3.1.6.3.3T

3TĐường cong tăng trưởng3T ................................................................ 92

3T3.1.6.4.3T

3TCường độ quang hợp – cường độ hô hấp3T....................................... 94

3T3.1.6.5.3T

3THàm lượng diệp lục tố3T ................................................................... 97

3T3.2.3T

3TThảo luận3T ........................................................................................... 100

3T3.2.1.3T

3TKhảo sát môi trường nuôi thích hợp cho sự tăng trưởng của Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge3T ........................................ 100

3T3.2.2.3T

3TKhảo sát mật độ khởi đầu thích hợp3T .................................................. 101

3T3.2.3.3T

3TẢnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sự tăng trưởng của Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge3T ........................................ 102

3T3.2.5.3T

-1

-2

Plên sự

iii

P.sP

3TẢnh hưởng của chất lượng ánh sáng ở cùng cường độ 20 µmol photon.mP trưởng của Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge3T ............................................................................... 104

3T3.2.6.3T

-1

-2

Plên sự

tăng

P.sP

3TẢnh hưởng của chất lượng ánh sáng ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP trưởng của Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge3T ............................................................................... 107

3TChương 4.3T

3TKẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ3T .............................................................. 109

3T4.1.3T

3TKết luận3T ............................................................................................. 109

tăng

3T4.2.3T

3TĐề nghị3T .............................................................................................. 110

iv

Tài liệu tham khảo ................................................................................................... 111

Phụ lục 1

Phụ lục 2

Phụ lục 3

Phụ lục 4

Phụ lục 5

Phụ lục 6

Phụ lục 7

v

Danh mục ảnh

3TUẢnh 2.1: Các ngăn tủ thí nghiệm gắn bản LED cho phổ ánh sáng đơn sắc khác nhauU3T

3TUẢnh 3.1: Hình thái một chuỗi tế bào vi tảo dưới kính hiển vi quang học (X40)U3T ...... 40

3TUẢnh 3.2: Chuỗi tế bào mới được hình thành từ vị trí bị đứt ở chuỗi cũU3T .................... 41

3TUẢnh 3.3: Chuỗi tế bào giảm và hồi phục kích thướcU3T ................................................ 41

3TUẢnh 3.4: Bào tử vi tảo dưới kính hiển vi quang học (mũi tên)U3T ................................. 42

3TUẢnh 3.5: Kết quả giải trình tự gen 18S ribosom của Skeletonema sp.U3T ...................... 43

3TUẢnh 3.6: Kết quả giải trình tự gen 16S ribosom của Skeletonema sp.U3T ...................... 43

3TUẢnh 3.7: Hình thái S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường f/2U3T ................ 44

3TUẢnh 3.8: Hình thái S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường Aquil*U3T ......... 45

3TUẢnh 3.9: Hình thái S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường DAM từ ngày

................................................................................................................................... 37

3TUẢnh 3.10: Hình thái S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường ESAWU3T ....... 47

3TUẢnh 3.11: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ khởi đầu

1 đến ngày 8U3T .............................................................................................................. 46

3TUẢnh 3.12: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

14.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 9U3T ..................................................................... 50

3TUẢnh 3.13: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ khởi đầu

14.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 9U3T ..................................................................... 51

3TUẢnh 3.14: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

18.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 9U3T ..................................................................... 51

3TUẢnh 3.15: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ khởi đầu

18.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 9U3T ..................................................................... 52

22.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8U3T ..................................................................... 52

3TUẢnh 3.16: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

vi

3TUẢnh 3.17: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ khởi đầu

22.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8U3T ..................................................................... 53

3TUẢnh 3.18: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

26.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8U3T ..................................................................... 53

3TUẢnh 3.19: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ khởi đầu

26.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8U3T ..................................................................... 54

3TUẢnh 3.20: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

30.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8U3T ..................................................................... 55

3TUẢnh 3.21: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ xuất phát

30.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8U3T ..................................................................... 55

3TUẢnh 3.22: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

34.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8U3T ..................................................................... 56

3TUẢnh 3.23: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường

34.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8U3T ..................................................................... 56

3TUẢnh 3.24: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong tối từ ngày 1 đến 7U3T

Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhau từ ngày thứ 1 đến 7U3T ..................... 60

3TUẢnh 3.25: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường Aquil*

................................................................................................................................... 61

3TUẢnh 3.26: Dịch trích diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các cường

dưới các cường độ chiếu sáng khác nhauU3T .................................................................. 63

3TUẢnh 3.27: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi trong môi

độ chiếu sáng khác nhau từ ngày thứ 1 đến 7U3T ........................................................... 70

3TUẢnh 3.28: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới ảnh hưởng của các

trường Aquil* dưới các điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhauU3T ............................. 73

ánh sáng đơn sắc khác nhauU3T ...................................................................................... 76

3TUẢnh 3.29: Dịch chiết diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi

vii

3TUẢnh 3.30: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới ảnh hưởng của

-2

-1

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhauU3T ................................................... 85

UP3T ............................... 88

UPU.sUPU

3TUẢnh 3.31: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới ảnh hưởng của ánh

-2

-1

các ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mUPU

UP3T ..................................................... 91

UPU.sUPU

3TUẢnh 3.32: Dịch chiết diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các điều

-2

-1

sáng đơn sắc ở cường độ 50 µmol photon.mUPU

UPU.sUPU

UP3T ......... 98

kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau ở cùng cường độ 50 µmol photon.mUPU

viii

Danh mục bảng

3TUBảng 1.1: Một số tính chất của các sắc tố chính ở vi tảoU3T .......................................... 17

3TUBảng 1.2: Đặc trưng các miền riêng biệt của quang phổU3T .......................................... 27

3TUBảng 2.1: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của cường độ ánh sáng khác nhau lên

3TUBảng 2.2: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ

-2

-1

hoạt động của vi tảoU3T .................................................................................................. 36

UPU.sUPU

UPU lên sự sinh trưởng của vi tảoU3T ............................................... 38

3TUBảng 2.3: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ

-2

-1

20 µmol photon.mUPU

UPU.sUPU

UPU lên sự tăng trưởng của vi tảoU3T ............................................... 39

3TUBảng 3.1: Mật độ tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi trường f/2,

50 µmol photon.mUPU

* PU ở 3TUBảng 3.2: Mật độ tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường AquilUP

Aquil*, DAM, và ESAWU3T .......................................................................................... 49

3TUBảng 3.3: Mật độ tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường Aquil*

các mật độ xuất phát khác nhauU3T ................................................................................ 59

3TUBảng 3.4: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi

dưới các cường độ chiếu sáng khác nhauU3T .................................................................. 65

3TUBảng 3.5: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường

trường Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhauU3T .......................................... 67

3TUBảng 3.6: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi trong

Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhauU3T ..................................................... 69

3TUBảng 3.7: Mật độ tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi trường có

môi trường Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhauU3T .................................. 72

3TUBảng 3.8: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi

điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhauU3T ................................................................... 79

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhauU3T ................................................... 81

3TUBảng 3.9: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi

ix

3TUBảng 3.10: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhauU3T ................................................... 83

3TUBảng 3.11: Mật độ tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi trong các môi

-2

-1

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhauU3T ................................................... 87

UPU.sUPU

UP3T .. 93

3TUBảng 3.12: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các môi

-2

-1

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mUPU

UPU.sUPU

UP3T .. 95

3TUBảng 3.13: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi dưới điều

-2

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mUPU

UP3T ............................ 97

-1 UPsPU

3TUBảng 3.14: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các điều

-2

-1

kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mUPU

UPU.sUPU

UP3T ......... 99

kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau ở cùng cường độ 50 µmol photon.mUPU

x

Danh mục hình

3TUHình 1.1: Ảnh chụp Skeletonema sp. dưới kính hiển vi điện tử quétU3T ......................... 5

3TUHình 1.2: Các trục của tế bào tảo silicU3T ........................................................................ 6

3TUHình 1.3: Cấu trúc tế bào ở tảo silicU3T ............................................................................ 7

3TUHình 1.4: Các giai đoạn tăng trưởng ở vi tảoU3T .............................................................. 9

3TUHình 1.5: Sinh sản sinh dưỡng bằng phân chia tế bào ở tảo silicU3T ............................. 10

3TUHình 1.6: Vòng đời của tảo silic trung tâmU3T ............................................................... 11

3TUHình 1.7: Các thành phần của quang hệ I, quang hệ II và sơ đồ chuỗi truyền điện tử

3TUHình 1.8: Các thành phần của hệ quang hoá II trên màng thylakoid của lục lạpU3T ..... 15

3TUHình 1.9: Con đường vận chuyển năng lượng từ phức hệ thu năng lượng ánh sáng

trong quang hợp ở vi tảoU3T ........................................................................................... 13

3TUHình 1.10: Phổ hấp thụ của các sắc tố ở vi tảo trong khoảng 400 – 700 nmU3T ............ 18

3TUHình 1.11: Toàn bộ bức xạ điện từ của mặt trời với quang phổ của ánh sáng đơn sắc

tới chlorophyll a PURU680URU của trung tâm phản ứng quang hoáU3T ........................................ 16

3TUHình 1.12: Đồ thị thể hiện mối quan hệ điển hình giữa cường độ quang hợp (P) ở vi

trong vùng khả kiếnU3T ................................................................................................... 22

3TUHình 3.1: Đường cong tăng trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các

tảo với cường độ ánh sáng (I)U3T ................................................................................... 23

3TUHình 3.2: Đường cong tăng trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi

* trường AquilUP PU ở các mật độ xuất phát khác nhauU3T ...................................................... 58

3TUHình 3.3: Đường cong tăng trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới ảnh

môi trường f/2, Aquil*, DAM, và ESAWU3T ................................................................. 48

3TUHình 3.4: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi

hưởng của các cường độ ánh sáng khác nhauU3T ........................................................... 65

trường Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhauU3T .......................................... 67

3TUHình 3.5: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường

xi

3TUHình 3.6: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi trong

Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhauU3T ..................................................... 68

3TUHình 3.7: Đường cong tăng trưởng của S. subsalsum trong các môi trường có điều

môi trường Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhauU3T .................................. 71

3TUHình 3.8: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi

kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhauU3T ........................................................................... 78

3TUHình 3.9: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhauU3T ................................................... 80

3TUHình 3.10: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhauU3T ................................................... 82

3TUHình 3.11: Đường cong tăng trưởng S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi trong

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhauU3T ................................................... 86

-2

-1

các môi trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol

UPU.sUPU

UP3T ............................................................................................................. 93

3TUHình 3.12: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các môi

-2

-1

photon.mUPU

UPU.sUPU

UP3T .. 95

3TUHình 3.13: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi dưới điều

-2

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mUPU

UP3T ............................ 96

-1 UPsPU

3TUHình 3.14: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các điều

-2

-1

kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mUPU

UPU.sUPU

UP3T ......... 99

kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau ở cùng cường độ 50 µmol photon.mUPU

xii

Kí hiệu và chữ viết tắt

Ánh sáng AS

Cường độ quang hợp CĐQH

Cường độ hô hấp CĐHH

Cộng sự cs.

Ngày

N

Những người khác (cộng sự) et al.

tế bào tb

Tp. HCM Thành phố Hồ Chí Minh

1

Mở đầu

Thực vật phiêu sinh là những loài vi tảo sống lơ lửng trong nước, có khả

năng hấp thu muối dinh dưỡng vô cơ trong nước và tiến hành quang hợp tạo ra chất

hữu cơ. Vi tảo với số lượng khổng lồ và hiện diện ở khắp mọi nơi đã góp phần quan

trọng trong nền kinh tế của con người. Vai trò của chúng được thể hiện rõ nhất

trong chuỗi thức ăn của các thủy động vật.

Trong số các loài vi tảo, tảo silic thường chiếm một số lượng lớn về thành

phần loài và sinh vật lượng. Vì vậy tình hình phân bố của tảo silic thường phản ánh

khá đầy đủ xu thế chung của toàn bộ sinh vật phù du. Xác tảo silic lắng xuống đáy

tạo thành lớp cát mịn, có nhiều tính chất lý, hoá học bền vững, được sử dụng nhiều

trong thực tiễn như: làm chất lọc, chất cách nhiệt và cách âm, chế cốt mìn, đánh

bóng kim loại, …

Các loài tảo đã thu hút được sự chú ý ngày càng nhiều của các nhà khoa học,

công nghệ và thương mại do những ưu thế của cơ thể này so với thực vật bậc cao

như: sự phát triển đơn giản, vòng đời ngắn, năng suất cao, hệ số sử dụng năng

lượng ánh sáng cao, nuôi trồng đơn giản…

Hiện nay, người ta nuôi thuần giống vi tảo chọn lọc. Có hơn 40 loài khác

nhau được phân lập ở nhiều nơi trên thế giới và được sử dụng trong phương thức

thâm canh. Các loài tảo silic phổ biến làm thức ăn trong nuôi trồng thủy sản là

Skeletonema costatum, Chaetoceros calcitrans, Thalassiosira pseudonana…

Môi trường nuôi tảo chủ yếu dựa vào nguồn nước biển tự nhiên là chính.

Trên thế giới việc sử dụng môi trường nhân tạo để nghiên cứu sinh lý vi tảo cũng

khá phổ biến nhưng ở Việt Nam, phương pháp này vẫn chưa được áp dụng rộng rãi.

Tảo nói chung và vi tảo nói riêng có vị trí quan trọng trong việc phát triển

các nguồn chất hữu cơ mới từ các nguồn vô cơ như COR2R, HR2RO và các muối khoáng

là do chúng có khả năng quang hợp nhờ năng lượng ánh sáng mặt trời. Trong đó,

2

cường độ của ánh sáng, thời gian chiếu sáng, thành phần quang phổ ánh sáng có ảnh

hưởng mạnh mẽ đến sự sinh trưởng và hoạt động sinh lý của chúng.

Hơn nữa, trên thế giới, việc nghiên cứu thực vật phiêu sinh đã được tiến hành

từ rất lâu và đã khảo cứu sâu, rộng nhiều vấn đề. Tuy nhiên, ở Việt Nam, vì nhiều

hạn chế khác nhau nên đến nay các nghiên cứu chủ yếu tập trung về sinh thái học và

ứng dụng nuôi trồng vi tảo đại trà phục vụ trong nuôi trồng thủy sản mà ít đi vào

những nghiên cứu cơ bản về sinh lý.

Xuất phát từ tình hình thực tế trên và để tìm hiểu thêm về sinh lý vi tảo,

chúng tôi đã chọn đề tài: “Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng lên hoạt động

quang hợp và hô hấp của vi tảo Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge”

Mục tiêu đề tài đặt ra là:

– Định danh Skeletonema sp. qua quan sát hình thái, cấu tạo tế bào và

phương pháp sinh học phân tử.

– Tìm môi trường nước biển nhân tạo thích hợp cho sự tăng trưởng của

loài vi tảo này.

– Khảo sát mật độ khởi đầu thích hợp.

– Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng trắng và một số loại ánh sáng đơn

sắc khác nhau ở các cường độ chiếu sáng khác nhau lên sự tăng

trưởng cũng như hoạt động quang hợp và hô hấp của loài vi tảo trên.

Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm sinh lý thực vật trường Đại học

Sư phạm Tp. HCM. Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 01/2011 đến tháng 10/2011.

3

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Sơ lược về vi tảo biển

Vi tảo (microalgae) ở biển là những loài tảo đơn bào sống lơ lửng, trôi nổi

trong nước, cơ thể rất nhỏ, có khả năng hấp thụ muối dinh dưỡng vô cơ hoà tan

trong nước, tiến hành quang hợp tạo chất hữu cơ. Vi tảo là khâu đầu tiên trong chu

trình vật chất biển, là thức ăn cho nhiều loài sinh vật biển như động vật phù du, các

loại động vật thân mềm ăn lọc, các loại ấu trùng, cá bột và một số loại cá trưởng

thành, …

Trong số các loài vi tảo, tảo silic thường chiếm khoảng 60 – 70% về số loài

cũng như sinh vật lượng, nhất là các vùng biển ven bờ, có nơi đạt đến 84% về số

loài và 99% về sinh vật lượng. Tình hình phân bố của tảo silic thường phản ánh khá

đầy đủ xu thế chung của toàn bộ vi tảo. Những vùng có hiện tượng nước nở hoa đều

do các loài tảo silic sinh sản mạnh tạo nên. Cũng như tảo đơn bào nói chung, tảo

silic không phải là đối tượng có giá trị kinh tế có thể khai thác phục vụ ngay cho đời

sống con người, nhưng nếu thiếu chúng sẽ không có nguồn thức ăn ban đầu, mọi

nguồn lợi hải sản đều không có cơ sở để tồn tại (Trương Ngọc An, 1993)

Biết được tầm quan trọng của tảo silic trong biển, nhiều nhà tảo học trên thế

giới đã nghiên cứu chúng từ rất lâu (khoảng 200 năm) (Trương Ngọc An, 1993).

Những năm gần đây, các loài tảo đã thu hút sự chú ý ngày càng tăng của các nhà

khoa học, công nghệ và thương mại do: vi tảo là vi sinh vật đặc trưng bởi sức sản

xuất cao trên mỗi đơn vị diện tích khi so sánh với các sinh vật quang hợp khác như

thực vật bậc cao. Chúng có chu kỳ sinh sản nhanh, nhu cầu dinh dưỡng thấp, hệ số

sử dụng ánh sáng và năng suất cao, bên cạnh đó chúng có sự thích ứng với một

phạm vi rộng về thời gian chiếu sáng và phổ chiếu sáng (Carvalho et al., 2011),

thành phần sinh hoá dễ được điều khiển theo điều kiện nuôi cấy và nhờ kĩ thuật di

truyền, nuôi đơn giản, thích hợp với quy mô sản xuất công nghiệp (Trương Ngọc

An, 1993).

4

1.2. Sơ lược về chi tảo Skeletonema

1.2.1. Phân loại, đặc điểm sinh thái

Theo thống kê từ trước đến nay (Trương Ngọc An, 1993), tổng số loài vi tảo

ở các vùng biển Việt Nam đã xác định được 481 loài thuộc 4 ngành tảo:

• Tảo Kim (Silicoflagellata) có 3 loài, chiếm 0,62%

• Tảo Lam (Cyanophyta) có 3 loài, chiếm 0,62%

• Tảo Giáp (Pyrrophyta) có 157 loài, chiếm 32,64%

• Tảo Silic (Bacillariophyta) có 318 loài, chiếm 66,12%

Trong hệ thống phân loại, chi tảo Skeletonema thuộc:

Tảo silic (Bacillariophyta) : Ngành

Tảo silic (Bacillariophyceae) : Lớp

Tảo silic trung tâm (Centrales Shütt) : Bộ

Tảo hình hộp (Biddulphiineae) : Bộ phụ

Tảo Tơ xương ( Skeletonemaceae Lebour) : Họ

Tảo Tơ xương (Skeletonema Greville) : Chi

Chi Skeletonema thuộc bộ tảo silic trung tâm, tìm thấy ở các bờ biển nước lợ

trên toàn thế giới. Các nghiên cứu gần đây cho thấy chi này gồm một loạt các loài.

Loài phổ biến nhất được ghi nhận là Skeletonema costatum (3TBalzano3T S. et al., 2010;

Trương Ngọc An, 1993). Chúng là các loài điển hình cho tính sinh thái rộng, phân

bố từ hàn đới đến nhiệt đới, từ vùng biển xa cho tới vùng ven bờ. Tuy vậy chúng

thường phân bố ở vùng ven bờ cửa sông, nơi có nồng độ muối thấp và có nhiều

muối dinh dưỡng vô cơ hoà tan. Sự sinh sản của các loài trong chi này rất mạnh mẽ,

chỉ trong một thời gian ngắn khoảng 20 – 30 ngày, số lượng tế bào của chúng có thể

tăng lên hàng chục ngàn lần, thường đạt tới mật độ trên 10.000 tế bào/lít, tạo thành

hiện tượng nở hoa ở các vùng nhỏ (Trương Ngọc An, 1993).

5

1.2.2. Hình thái

Tế bào của các loài thuộc chi Skeletonema có hình hộp tròn rất nhỏ, gồm hai

mảnh vỏ úp lồng vào nhau. Vỏ trên (epitheca) lớn, vỏ dưới (hypotheca) nhỏ. Mặt

của vỏ trên và vỏ duới là mặt vỏ (valve). Phần vỏ thân của hộp là vòng vỏ (gridle),

phần vỏ trên và vỏ dưới lồng vào nhau là đai nối (connesting band) hoặc đai vòng

(Hình 1.1).

Viền mép mặt vỏ có một hàng gai rất nhỏ, rỗng, mọc ra theo hướng song

song với trục cao và nối với gai của tế bào bên tạo thành chuỗi dài thẳng. Khoảng

cách giữa hai tế bào có thể dài hoặc ngắn. Trên mặt vỏ và mặt vòng vỏ có cấu tạo

điểm vân rất nhỏ nên không thấy được khi quan sát bằng kính hiển vi thông dụng

(Hình 1.1) (Trương Ngọc An, 1993).

Hình 1.1: Ảnh chụp Skeletonema sp. dưới kính hiển vi điện tử quét

(độ dài thanh thước: 2 µm) (Jung et al., 2009)

5: mặt vỏ (valve) 1: vỏ dưới (hypotheca)

6: hàng gai nối giữa các tế bào 2: vỏ trên (epitheca)

3: vòng vỏ (gridle)

4: đai nối (connesting band) 7: các điểm vân do sự ngấm không đều của silic tạo nên ở mặt vỏ và mặt vòng vỏ (Trương Ngọc An, 1993).

6

Ở chi này, mặt vỏ tế bào lồi lên nên gần có dạng hình cầu và do đó có ba trục

khác nhau:

Trục dài (apical axis) hay còn gọi là trục đỉnh, là chiều dài của mặt vỏ, cũng

chính là đường kính (Hình 1.2).

Trục rộng (transapical axis) còn gọi là trục cắt đỉnh, là chiều rộng của mặt

vỏ, do chi tảo Skeletonema có mặt vỏ gần có dạng hình cầu nên trục rộng và trục dài

bằng nhau và bằng đường kính (Hình 1.2).

Trục cao (pervalvar axis) còn gọi là trục xuyên, là chiều cao từ mặt vỏ trên

đến mặt vỏ dưới của tế bào (Hình 1.2).

Hình 1.2: Các trục của tế bào tảo silic

(Round F. E., Crawford R. M., Mann D. G., 2000)

(AA’: trục dài (apical axis), TT’: trục rộng (transapical axis), PP’: trục cao

(pervalvar axis))

Từ ba trục nói trên hình thành ba mặt phẳng khác nhau:

Mặt phẳng vỏ (valvar plane) là mặt phẳng được tạo thành bởi trục dài và trục

rộng song song với mặt vỏ, còn gọi là mặt cắt ngang.

Mặt phẳng trục dài (apical plane) là mặt phẳng được tạo thành bởi trục dài và

trục cao.

Mặt phẳng trục rộng (transapical plane) là mặt phẳng được tạo thành bởi trục

rộng và trục cao (Hình 1.2).

7

1.2.3. Cấu tạo tế bào

Tảo silic có thành tế bào gồm hai mảnh vỏ. Vỏ lại gồm hai lớp: lớp trong là

pectin, lớp ngoài là oxit silic (SiOR2R.nHR2RO) tinh khiết hoặc NaR2RSiOR5R. Chúng lấy silic

từ các hạt đất sét lơ lửng trong nước. Vỏ tế bào dày và cứng, trên vỏ có những

đường vân rất tinh vi và phức tạp do ngấm silic không đều tạo nên. Hai mảnh vỏ

(nắp đậy và đáy) như hai nắp của một hộp nhỏ lắp khít vào nhau. Tùy theo mức độ

nhiều hay ít của silic mà vỏ tế bào dày cứng (loài sống ở đáy) hay vỏ tế bào mỏng

manh (loài hoàn toàn sống phù du) (Hình 1.3) (Trương Ngọc An, 1993; Hoàng Thị

Sản, 2003; Phạm Hoàng Hộ, 1972).

Trong tế bào chất có nhân (phân bố ở một bên hay ở trung tâm tế bào), ti thể,

bộ máy Golgi, lục lạp, … Nguyên sinh chất trong suốt, làm thành một lớp mỏng

nằm dưới vách tế bào hoặc thành một khối nhỏ ở trung tâm tế bào, phần còn lại của

khoang tế bào là không bào. Trong nguyên sinh chất thường có hai thể màu hình đĩa

(Hình 1.3). Thành phần sắc tố có chlorophyll a, c1, c2, carotenoid và xanthophyl

(Trương Ngọc An, 1993; Hoàng Thị Sản, 2003; Phạm Hoàng Hộ, 1972). Bên cạnh

đó màu sắc của chúng phụ thuộc vào sự hiện diện của diệp lục tố a, c1, c2 và bởi

sắc tố nâu và vàng của fucoxanthin and b-carotene (Tomaselli Luisa, 2004).

Hình 1.3: Cấu trúc tế bào ở tảo silic

(Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Hoài Hà, 2006)

8

Sản phẩm đồng hóa từ COR2R: chrysolaminarin và lipid, thường tụ lại thành các

giọt chất dự trữ màu da cam. Ngoài ra còn có các giọt volutin màu xanh da trời

(Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Hoài Hà, 2006).

1.2.4. Đặc điểm sinh trưởng

Mỗi cá thể sinh vật đều trải qua một chu trình phát triển hay chu trình sống.

Mỗi chu trình phát triển gồm nhiều giai đoạn nối tiếp nhau, theo một trình tự nhất

định và không thể đảo ngược. Sự tăng trưởng được biểu thị bởi sự gia tăng thường

xuyên kích thước hay trọng lượng (Bùi Trang Việt, 2002).

Tảo silic có kích thước hiển vi, vì thế sự tăng trưởng của chúng được xem xét

ở mức độ quần thể. Nhìn chung, đường cong tăng trưởng của dịch nuôi vi tảo có

dạng hình chữ S, có thể phân chia thành các giai đoạn sau (Moretii et al., 1999):

Pha lag (pha tiềm phát, pha thích nghi): này kéo dài khoảng 2 – 3 ngày

sau khi cấy chuyền, giai đoạn này có thể nhanh hay chậm hơn tuỳ trạng thái sinh lý

ban đầu của tế bào và điều kiện môi trường. Thời gian này vi tảo tập thích nghi với

môi trường sống. Việc chậm phát triển là do sự thích nghi sinh lý của sự chuyển hóa

tế bào để phát triển như tăng các mức enzyme và các chất chuyển hóa liên quan đến

sự phân chia tế bào và cố định carbon. Nếu các tế bào nuôi cấy là các tế bào già thì

các enzyme có thể bị bất hoạt và quá trình biến dưỡng có thể giảm đến mức độ thiếu

hụt cho sự phân chia tế bào, vì vậy giai đoạn khôi phục lại là cần thiết (Hình 1.4).

Pha log (pha cấp số mũ, pha tăng trưởng mạnh): kéo dài từ 4 – 6 ngày,

giai đoạn này tế bào tảo đã thích nghi với môi trường nuôi, số lượng tế bào tăng tỷ

lệ thuận với thời gian và tăng theo cấp số mũ. Ở suốt pha này, hằng số tốc độ tăng

trưởng là không đổi và là cực đại đối với điều kiện nuôi cấy cụ thể (Hình 1.4).

Pha giảm tốc độ sinh trưởng (hay pha chuyển tiếp): tốc độ phân bào chậm

lại, các chất dinh dưỡng dần cạn kiệt, mật độ chiếu sáng giảm, độ pH của môi

trường thay đổi, tỉ lệ cung cấp COR2R hoặc OR2R hoặc các yếu tố lý hóa khác bắt đầu hạn

chế sự sinh trưởng. Sự sinh trưởng của quá trình dần đạt đến cực đỉnh (Hình 1.4).

9

Pha ổn định (pha cân bằng hay pha bão hoà): sự sinh trưởng của quần thể

đã đạt đến cực đỉnh, số lượng tế bào trong dịch nuôi không tăng thêm do tế bào sinh

ra và tế bào chết đi có số lượng bằng nhau. Sản lượng cuối cùng thu được ở pha ổn

định phụ thuộc vào trạng thái tự nhiên của nhân tố ức chế (Hình 1.4).

Pha suy vong: trong pha này tế bào tự phân giải do các enzyme nội bào và

các chất ngoại bào,số lượng tế bào trong dịch nuôi giảm một cách nhanh chóng, tỉ lệ

tế bào chết gia tăng, chất dinh dưỡng trong môi trường dần cạn kiệt (Hình 1.4).

Hình 1.4: Các giai đoạn tăng trưởng ở vi tảo

(Fogg G.E., et al., 1987)

(1): pha lag (pha tiềm phát, pha thích nghi)

(2): pha log (pha cấp số mũ, pha tăng trưởng mạnh)

(3): pha giảm tốc độ sinh trưởng (hay pha chuyển tiếp)

(4): pha ổn định (pha cân bằng hay pha bão hoà)

(5): pha suy vong

1.2.5. Các hình thức sinh sản

Tảo silic có hai hình thức sinh sản là sinh sản sinh dưỡng và sinh sản hữu

tính (Dương Đức Huyến, 2009).

10

Sinh sản sinh dưỡng 1.2.5.1.

Hình thức sinh sản sinh dưỡng phổ biến ở hầu hết các loài tảo silic là sinh

sản bằng phân chia tế bào. Tế bào dài ra theo hướng trục cao. Nhân, thể màu,

nguyên sinh chất phân đôi. Mỗi tế bào con nhận một trong hai mảnh vỏ của tế bào

mẹ và tự tạo lấy một mảnh vỏ mới bé hơn lồng vào mảnh vỏ cũ. Hình thức này gây

ra sự giảm kích thước tế bào ở hầu hết các loài tảo silic, sau nhiều lần phân chia liên

tiếp, các tế bào đạt đến một kích thước tới hạn tối thiểu mà nguyên phân không còn

có thể xảy ra. Điều này có thể kích thích sinh sản hữu tính và khôi phục kích thước

tối đa của các tế bào tảo silic (Hình 1.5) (Dương Đức Huyến, 2009; Trương Ngọc

An, 19930T;0T Hoàng Thị Sản, 2003; Hasle G.R. et al. 0T1997).

Hình 1.5: Sinh sản sinh dưỡng bằng phân chia tế bào ở tảo silic

(http://academic.kellogg.edu/herbrandsonc/bio111/algae.htm)

1.2.5.2. Sinh sản hữu tính

Tảo silic sinh sản hũu tính theo kiểu noãn giao, sự thụ tinh xảy ra giữa tinh

trùng kích thước nhỏ co thể cử động dể da ng và trứng lớn hơn thường bất động.

́ ̀ Nếu giai đoạn sinh sản sinh dưỡng tiếp tục, không bị gián đoạn, các tế bào sẽ

bị giảm kích thước, ngày một nhỏ hơn cho đến khi chúng chết. Hầu hết tảo silic tiếp

tục chu kỳ sống của chúng qua giai đoạn sinh sản hũu tính bắt buộc. Không phải tất

cả các tế bào sinh dưỡng đều có thể giảm phân tạo ra giao tử, các tế bào có kích

11

thước lớn không có khả năng sinh sản hữu tính. Các tế bào có thể tạo giao tử chỉ sau

khi chúng đã nhỏ đến một kích thước tới hạn. Sau khi đã giảm kích thước dưới

ngưỡng, các giao tử sẽ được tạo ra nếu các điều kiện cụ thể khác được đáp ứng (ví

dụ như ánh sáng, nhiệt độ, nồng độ chất dinh dưỡng thích hợp, hoặc có sự hiện diện

của một người bạn đời tương thích) (Dương Đức Huyến, 2009; Round F. E. et al.,

2000).

Hình 1.6: Vòng đời của tảo silic trung tâm

(Round F. E. et al., 2000)

Trong suốt quá trình hình thành các giao tử hoặc ngay sau đó, các tế bào

thoát khỏi vỏ tế bào. Nhân tế bào phân chia nhiều lần rồi đến phân chia tế bào chất.

12

Trong mỗi tế bào như vậy hình thành hai hoặc nhiều giao tử nhỏ. Chỉ có giao tử đực

là có roi. Sự kết hợp giữa giao tử đực và cái tạo hợp tử. Hợp tử thoát khỏi hai mảnh

vỏ silic và phát triển thành một quả cầu lớn được bao phủ bởi một màng hữu cơ, gọi

là auxospore (bào tử khôi phục kích thước). Một tế bào tảo silic mới có kích thước

lớn nhất – tế bào khởi đầu được hình thành trong auxospore (Hình 1.6). Như vậy

một thế hệ mới bắt đầu. Trong nhiều trường hợp, auxospore tồn tại ở trạng thái

không hoạt động được gọi là “bào tử nghỉ”. Điều này giúp cho các tế bào có thể tồn

tại trong thời gian dài dưới điều kiện không thuận lợi (Round F. E. et al., 2000).

1.3. Hoạt động quang hợp – hô hấp của vi tảo

1.3.1. Quang hợp ở vi tảo

Quang hợp là sự khử cacbon dioxid thành các hợp chất hữu cơ bởi các thực

vật xanh và một số loài vi khuẩn, nhờ năng lượng ánh sáng mặt trời và phóng thích

oxygen từ nước (Bùi Trang Việt, 2002).

Phương trình của quang hợp: 6 COR2R + 6 HR2RO + 60λ  CR6RHR12ROR6R + 6 OR2 R

Nhiệt lượng dương của phản ứng (2.814 kJ) cho thấy: để tiến hành phản ứng

cần thiết phải có năng lượng cung cấp, năng lượng này được cung cấp bởi bức xạ

tới (Carvalho A. P. et al., 2011).

Mặc dù giai đoạn đầu của sự hấp thu ánh sáng ở thực vật gần như đạt hiệu

quả tối đa, nhưng giai đoạn sau kém hiệu quả hơn, vì vậy việc chuyển đổi thực tế

của năng lượng mặt trời thành sinh khối cuối cùng sẽ bị thấp, chỉ đạt khoảng 1-8%.

Vi tảo dường như hấp thụ ánh sáng hiệu quả hơn nhiều so với thực vật trên cạn;

hiệu quả quang hợp đạt hơn 20% đã được ghi nhận trong nuôi cấy Chlorella sp.,

Phaeodactylum tricornutm, và Tetraselmis suecica (Carvalho A. P. et al., 2011).

Warburg (1919) lần đầu tiên sử dụng Chlorella làm vật liệu thí nghiệm để

nghiên cứu trao đổi khí trong quá trình quang hợp. Bassame và Calvin (1957) khi

nghiên cứu con đường của cacbon trong quang hợp ở Chlorella và Scenedesmus đã

cho thấy sản phẩm đầu tiên và ổn định của quang hợp là phosphoglicerat. Hai tác

13

giả này cũng phát hiện quá trình tái sinh chất nhận cacbon trong quang hợp – chất

ribulose biphosphat. Vi tảo cũng là đối tượng nghiên cứu chính để phát hiện vai trò

của các sắc tố bổ trợ và sự hiện diện của hai hệ quang hoá PSI, PSII. Quá trình

truyền điện tử và phosphoril hoá quang hoá ở vi tảo có nhiều điểm tương tự với

thực vật bậc cao (Hình 1.7) (Đặng Đình Kim, Đặng Hoàng Phước Hiền, 1999).

Hình 1.7: Các thành phần của quang hệ I, quang hệ II và sơ đồ chuỗi truyền điện tử

trong quang hợp ở vi tảo

(3TUhttp://bioenergy.asu.edu/photosyn/photoweb/subjects.htmlU3T)

P700: trung tâm phản ứng của PS I Tyr: chất cho điện tử của PSI

PC: plastocyanin P680: trung tâm phản ứng của PS II

Pheo: pheophytin AR0R, AR1R: chất nhận e đầu tiên của PSI

QRAR: quinon A FRXR, FRAR, FRBR, FeS: protein FeS gắn với PSI:

FD: Ferredoxin QRBR: quinon B

FNR: Ferredoxin-NADP oxydoreductase PQ: plastoquinone

Cyt f: cytochrom f YRZR: chất cho điện tử của PSII

14

1.3.1.1. Hệ quang hoá PS I

PS I bao gồm hai phần là phức hệ thu nhận ánh sáng (LHC I) và trung tâm

phản ứng quang hệ (PSI-RC), nơi diễn ra các phản ứng hoá học. Phức hệ thu nhận

ánh sáng gồm các sắc tố liên kết với protein và các polipeptide có trọng lượng phân

tử 17-26 kDa. Sắc tố của (LHC I) chiếm 5-10% hàm lượng sắc tố trên màng

thylakoid (ở LHC II là 40 – 50%). Trung tâm phản ứng gồm ít nhất 10 polipeptide,

khoảng 100 phân tử chlorophill a, và phân tử β-carotene, 2 vitamin K và 3 nhóm

[4Fe-4S].

Chlorophyll có thể là sắc tố chủ yếu của PSI trong khi phycobiliprotein rất

quan trọng trong PSII. Những nghiên cứu thành phần sắc tố cho thấy lượng

chlorophyll trong PSI có thể thay đổi nhưng trong PSII thì hầu như không đổi.

Kawamura và cs (1979) cho thấy khi tế bào tảo Cyanobacteria sinh trưởng dưới ánh

sáng có cường độ thấp thì tỉ lệ số lượng trung tâm phản ứng của PS I / PS II cao hơn

nhiều so với tế bào sinh trưởng dưới cường độ ánh sáng cao (Đặng Đình Kim, Đặng

Hoàng Phước Hiền, 1999).

1.3.1.2. Hệ quang hoá PS II

PS II là một phức hệ có nhiều protein, gồm ba thành phần:

- Phức hệ thu nhận ánh sáng (LHC II), chứa phần lớn các sắc tố của PS II

có vai trò thu nhận ánh sáng và chuyển cho PR680R của trung tâm phản ứng.

- Trung tâm phản ứng quang hệ II, nơi diễn ra quá trình quang hoá cơ bản.

- Phức hệ thải oxygen, nơi hai phân tử nước bị oxy hoá tạo ra một phân tử

oxygen và bốn proton (Hình 1.8).

15

Hình 1.8: Các thành phần của hệ quang hoá II trên màng thylakoid của lục lạp

(Masojídek J., Koblížek M., Torzillo G., (2004))

Pheo: pheophytin cyt bR559R: cytochrom b-559

D1, D2: protein D1 và D2 QRAR: quinon A

CP47, CP43: protein CP47 và CP43 QRBR: quinon B

P680: trung tâm phản ứng của PS II TyrZ: chất cho điện tử của PSII

PQHR2R: plastoquinone

Thành phần protein của PS II gồm:

Protein D1 và D2: là hai protein được mã hoá bởi hai gen psb A và psb D,

chúng là thành phần cấu tạo nên trung tâm phản ứng của PSII. D1, D2 liên kết với

nhiều thành phần gồm P680, pheophytin, QA, QB, Tyr Z, Tyr D. ngoài ra còn có

bốn phân tử chlorophyll, pheophytin không quang hoá và 1-2 phân tử β-carotene.

D1 và D2 cũng liên kết với Mn, Ca, Cl và phức hệ thải oxygen cùng với cytochrom

b-559 và một số thành phần khác (Hình 1.8).

Cytochrom b-559: gồm hai tiểu phần α-subunit được mã hoá bởi gen psb E

và β-subunit được mã hoá bởi gen psb F. Chức năng của cytochrom b-559 có thể là

16

tham gia lắp ráp PSII, thải oxygen, hạn chế quang ức chế, tham gia vận chuyển điện

tử vòng… (Hình 1.8).

- Protein CP47 và CP43: là hai protein được mã hoá bởi hai gen psb B và

psb C, chúng liên kết với chlorophyll và có vai trò chuyển năng lượng hấp thụ được

từ phức hệ thu năng lượng ánh sáng (hoặc từ phycobilisome có ở tảo lam và tảo đỏ)

tới chlorophyll a P680 của trung tâm phản ứng quang hoá. Con đường vận chuyển

năng lượng có thể theo hai cách sau (Hình 1.9):

Hình 1.9: Con đường vận chuyển năng lượng từ phức hệ thu năng lượng ánh sáng tới

chlorophyll a PR680R của trung tâm phản ứng quang hoá

(Đặng Đình Kim, Đặng Hoàng Phước Hiền, 1999)

- Các protein có trọng lượng 33, 24, 17 kDa, tham gia cấu tạo nên phức hệ

thải oxygen trong PSII, chúng được mã hoá bởi các gen psb O, psb P và psb Q.

Ngoài ra còn có các protein được mã hoá bởi các gen psb H, J, K, M, N và R.

PSII chứa sắc tố chủ yếu là phycobiliprotein và chlorophyll a.

17

1.3.2. Sắc tố quang hợp

Thực vật chứa các sắc tố quang hợp với chức năng hấp thụ và chuyển hóa

năng lượng ánh sáng thành hóa năng trong các liên kết hóa học của các chất hữu cơ.

Sắc tố, đó là các chất màu.

Là một trong các đại diện thuộc giới thực vật, vi tảo có các nhóm sắc tố

chính hiện diện và thực hiện chức năng quang hợp như: diệp lục tố, phycobilin, và

carotenoid (carotene và xanthophyll), được mô tả ở bảng (Bảng 1.1).

Bảng 1.1: Một số tính chất của các sắc tố chính ở vi tảo

(Carvalho et al., 2011)

Màu

Sắc tố

Dải hấp thu bước sóng ánh sáng (nm)

Tính tan trong nước

Nhóm sắc tố

tan

Chlorophyll

Xanh lục

Không trong nước

450–475 630–675

Chlorophyll a Chlorophyll b Chlorophyll c1, c2, d

trong

Phycobilin

500–650

Tan nước

Xanh lam, đỏ

Phycocyanin Phycoerythrin Allophycocyanin

tan

Carotenoid

400−550

Vàng, cam

Không trong nước

β-Carotene α-Carotene Lutein Violaxanthin Fucoxanthin

1.3.2.1. Chlorophyll

Chlorophyll hấp thụ ánh sáng lam và đỏ. Ở tảo và thực vật bậc cao,

chlorophyll luôn ở dạng phức hệ với protein. Các phức hệ này có phổ hấp thu khác

nhau phụ thuộc vào protein và chlorophyll. Tảo silic có chlorophyll a và c. Diệp lục

a hấp thụ mạnh nhất tại hai miền ánh sáng ứng với hai đỉnh của phổ hấp thụ: miền

ánh sáng đỏ với λRmaxR ≈ 662 nm và miền ánh sáng xanh tím với λRmaxR ≈ 430 nm.

Quang phổ hấp thụ của diệp lục b cũng có hai đỉnh tương ứng với λRmaxR ≈ 643 nm và

454 nm (Hình 1.10). Như vậy, cực đại quang phổ hấp thụ của diệp lục b tại miền

18

ánh sáng đỏ chuyển dịch về phía các sóng ngắn hơn, còn tại miền ánh sáng xanh

chuyển dịch về phía các sóng dài hơn.

Hình 1.10: Phổ hấp thụ của các sắc tố ở vi tảo trong khoảng 400 – 700 nm

(MacIntyre Hugh L., Cullen John J., 2005)

- PE: R-phycoerythrin - PC: R-phycocyanin - Chla, Chlb, Chlc: chlorophyll a, b, c - PSC, PPC: hai loại sắc tố thuộc nhóm carotenoid có vai trò trong quang hợp và quang bảo vệ

Sinh tổng hợp chlorophyll bị ức chế khi thiếu Fe, nitơ và Mg, hai tác nhân

khác là thừa cacbon hữu cơ và ánh sáng mạnh (Đặng Đình Kim, Đặng Hoàng

Phước Hiền, 1999; Carvalho et al., 2011)

1.3.2.2. Carotenoid

Đa phần các sắc tố này quyết định màu sắc vàng, da cam và đỏ ở vi sinh vật,

tảo và thực vật và động vật.

Carotenoid hấp thụ ánh sáng xanh lam và lục. Có hai loại carotenoid là

caroten và xantophyl.

+ Caroten: tồn tại 4 loại caroten quan trọng là α, β, γ – carotene và lycopen.

19

+ Xantophyl: đó là nhóm các sắc tố màu vàng sẫm. Xantophyl có ở thực vật

bậc cao, tảo, luôn xuất hiện cùng carotene. Xantophyl là dẫn xuất của caroten: lutein

là dẫn xuất của α – caroten, còn zeaxantin là từ β – caroten.

Phổ cực đại hấp thụ của hai carotenoid quan trọng nhất của lục lạp trong

dung môi ete dietylic: β – caroten tại bước sáng 449 nm và lutein tại 445 nm

(Nguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng, 2008).

β-Carotene là loại điển hình nhất của các loài tảo và thực vật bậc cao trong

khi fucoxanthin chỉ đặc trưng cho tảo nâu và tảo silic.

Các carotenoid có màu vàng và da cam nhưng màu này thường bị diệp lục tố

lấn át. Dải hấp thu của carotenoid nằm trong khoảng 400−550 nm. Chúng có vai trò

quan trọng trong quang hợp ở vi tảo như: hấp thu ánh sáng, dập tắt huỳnh quang,

tham gia trong trung tâm phản ứng, quang bảo vệ (hấp thụ ánh sáng dư thừa và do

đó bảo vệ sự toàn vẹn diệp lục tố), chống bức xạ cực tím, tham gia vào chu trình

xanthophyll và hướng quang. Màng quang hợp (màng thylacoit) dễ bị năng lượng

dư thừa gây hại nếu năng lượng đã được các sắc tố hấp thụ không tích trữ hết trong

sản phẩm quang hóa; từ đó cần phải có cơ chế bảo vệ. Có thể hình dung cơ chế

quang bảo vệ như van an toàn có tác dụng làm xả phần năng lượng dư thừa trước

khi nó có thể gây hại cho cơ thể.

Ngoài vai trò là các sắc tố phụ, carotenoid đóng vai trò chủ yếu trong bảo vệ

bộ máy quang hợp bằng cách phân tán năng lượng qua cơ chế dập tắt trạng thái kích

động quá cao của diệp lục bởi sự truyền năng lượng kích động hoặc bởi các phản

ứng quang hóa. Nếu trạng thái kích động của diệp lục không được dập tắt nhanh

1 trạng thái kích động của oxy được gọi là oxy singlet (P

POR2R). Oxy ở trạng thái này có

chóng, diệp lục ở trạng thái kích động đó sẽ phản ứng với oxy phân tử để tạo nên

hoạt tính cực mạnh dễ phản ứng với các thành phần của tế bào, đặc biệt là lipit, gây

hư hại cấu trúc tế bào. Trạng thái kích động của các carotenoid không đủ năng

lượng để tạo nên oxy singlet, do vậy, nó mất năng lượng và trở về trạng thái cơ bản

và năng lượng được thải ra dưới dạng nhiệt. Sắc tố xantophyl, một sắc tố trong

20

nhóm carotenoid, tham gia vào chức năng bảo vệ bộ máy quang hợp bằng quá trình

gọi là dập tắt không quang hóa (nonphotochemical quenching). Trong quá trình đó,

xantophyl chuyển hóa từ dạng violaxantin, ở điều kiện chiếu sáng yếu, thành

zeaxantin, khi ánh sáng mạnh qua dạng trung gian anteraxantin. Trong quá trình này

có sự tham gia của axit ascocbic và NADPH.

1.3.2.3. Phycobilin

Các phycobilin tan trong nước. Trong các tế bào tảo, chúng định cư tại các

thể phycobilin (phycobilisome). Đại diện điển hình nhất của phycobilin là

phycoerythrin và phycoxyanin. Phycoerythrin chiếm ưu thế trong nhóm sắc tố phụ

quang hợp ở tảo đỏ và quy định màu của nhóm tảo này, trong khi phycoxyanin lại

chiếm ưu thế ở tảo lam.

Các biliprotein có quang phổ hấp thụ dạng đơn giản với các đỉnh (peak) tại

các tia sáng màu lục đến miền ánh sáng đỏ (Hình 1.10). Đó chính là miền sáng nằm

giữa hai cực đại quang phổ hấp thụ của diệp lục, nghĩa là miền sáng không được

cây xanh hấp thụ và như vậy để lại một “cửa sổ quang học”. Các loài tảo đỏ và tảo

lam thường gặp ở tầng nước sâu, nơi chủ yếu chỉ có các tia sáng lục lọt xuống

(Nguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng, 2008).

Phycobilin đóng vai trò của các sắc tố phụ quang hợp. Ở các loài tảo

phycobilin thay thế chức năng của diệp lục b, thực hiện vai trò của sắc tố phụ quang

hợp trong phức hệ sác tố thu ánh sáng. Khoảng 90% năng lượng ánh sáng

phycobilin hấp thụ được truyền cho diệp lục a (Nguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng,

2008).

1.3.3. Vai trò của ánh sáng trong quang hợp

1.3.3.1. Đặc tính của ánh sáng

Ánh sáng là từ phổ thông dùng để chỉ các bức xạ điện từ có bước sóng nằm

trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường. Ánh sáng có quang phổ trải

21

đều từ đỏ (700 nm) đến tím (400 nm) là ánh sáng trắng; ánh sáng có bước sóng tập

trung tại vùng quang phổ rất hẹp gọi là "ánh sáng đơn sắc".

Ánh sáng có hai tính chất sóng và hạt. Lượng tử ánh sáng hay quang tử có

-34

năng lượng:

-1 𝐸 = ℎ𝑣 = ℎ. 𝑐/𝜆 P;

P JsP

-1

8 c: tốc độ ánh sáng = 3.10P

P msP

P;

h: hằng số Planck = 6,626. 10P

λ: bước sóng ánh sáng (nm) (Bùi Trang Việt, 2002, phần I)

Ánh sáng (hoặc ánh sáng có thể nhìn thấy) chỉ là một phần của phổ bức xạ

điện từ, như mô tả trong hình (Hình 1.11).

Các loại bức xạ khác biệt ở bước sóng của chúng. Bức xạ có bước sóng từ

750 nm trở lên mang năng lượng quá thấp để tạo các thay đổi trong phản ứng hóa

học trung gian, vì vậy, sự hấp thụ năng lượng bức xạ trong phạm vi này sẽ chỉ xuất

hiện như hiệu ứng nhiệt. Ngược lại, bức xạ có bước sóng 380 nm và mức dưới

mang lại hiệu ứng ion hoá. Giữa 380 và 750 nm, chứa năng lượng đủ để tạo ra các

thay đổi hoá học trong các phân tử hấp thụ, xảy ra suốt quá trình quang hợp phổ

biến ở vi tảo. Do đó, ánh sáng nhìn thấy là nguồn năng lượng chính cho vi tảo tự

dưỡng sản xuất các hợp chất hữu cơ bằng cách sử dụng quá trình quang hợp

(Carvalho et al., 2011).

22

Hình 1.11: Toàn bộ bức xạ điện từ của mặt trời với quang phổ của ánh sáng đơn sắc

trong vùng khả kiến

(Carvalho et al., 2011)

1.3.3.2. Ánh sáng trong quang hợp

Trong các yếu tố bên ngoài thì ánh sáng là nhân tố quan trọng, có vai trò

quyết định đến quá trình quang hợp. Ảnh hưởng của ánh sáng đến quang hợp vừa

phụ thuộc cường độ ánh sáng vừa phụ thuộc chất lượng ánh sáng.

Trong quá trình nuôi cấy, để tăng cường sự tăng trưởng của vi tảo, nhu cầu

ánh sáng là một trong những thông số quan trọng nhất cần phải được giải quyết; ánh

sáng nên được cung cấp với thời gian, cường độ, và bước sóng thích hợp. Cường độ

quá mức có thể dẫn đến quang oxi hoá và ức chế, trong khi mức độ ánh sáng thấp sẽ

trở nên hạn chế sự tăng trưởng. Các hạn chế của sự bão hòa ánh sáng có thể được

khắc phục thông qua một trong hai phương pháp: tăng hiệu quả quang hợp bằng kỹ

thuật di truyền, nhằm mục đích thay đổi kích thước diệp lục hấp thu ánh sáng; hoặc

23

tăng sức chịu đựng với cường độ ánh sáng. Những phương pháp tiếp cận đó sẽ cho

phép tăng kiểm soát tính năng chiếu sáng, dẫn đến tối đa hóa sinh khối và năng suất

chất chuyển hóa của vi tảo (Carvalho et al., 2011).

1.3.3.3. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng quá thấp hoặc quá cao

Mặc dù ánh sáng là cần thiết cho quang hợp, tuy nhiên cường độ ánh sáng

quá thấp hoặc quá cao sẽ gây bất lợi nghiêm trọng cho quá trình trao đổi chất của vi

tảo (Carvalho et al., 2011).

Sự đáp ứng của quang hợp với cường độ ánh sáng 1.3.3.3.1.

Cũng như các loài tảo khác, tảo silic rất cần ánh sáng cho quang hợp, nhưng

chúng thuộc loại thực vật ưa bóng hơn cả. Vì vậy, ta vẫn gặp chúng ở vùng nước

trong suốt có độ sâu 50 – 65 m. Ở ngoài biển, chúng có thể phân bố ở độ sâu tới 100

– 350 m (Dương Đức Huyến, 2009; Hoàng Thị Sản, 2003).

Giữa cường độ ánh sáng với cường độ quang hợp có mối liên hệ được thể

hiện qua đồ thị (Hình 1.12):

Hình 1.12: Đồ thị thể hiện mối quan hệ điển hình giữa cường độ quang hợp (P) ở vi

tảo với cường độ ánh sáng (I)

24

Trong đó:

- IRcR: điểm bù trừ ánh sáng (khi cường độ quang hợp = cường độ hô hấp.)

- IRsR: điểm bão hòa ánh sáng

- IRhR: điểm cường độ ánh sáng bắt đầu ức chế và gây hại cho quang hợp

(1): vùng duy trì, ánh sáng cung cấp yếu, vi tảo chỉ có hoạt động quang hợp -

đủ để duy trì sự sống

(2): vùng tăng trưởng, cường độ quang hợp tăng cùng với sự tăng cường độ -

ánh sáng

(3): vùng no ánh sáng (vùng cân bằng), cường độ quang hợp không tăng -

thêm dù có sự tăng cường độ ánh sáng, cường độ ánh sáng cung cấp dư thừa

có thể tiêu tan dưới dạng nhiệt hoặc huỳnh quang

- (4): vùng ức chế, cường độ ánh sáng quá cao, vượt qua IRhR, sẽ gây ức chế sinh

trưởng thậm chí gây chết cho tế bào (Carvalho et al., 2011).

Quang ức chế và quang oxy hóa 1.3.3.3.2.

Khi cường độ ánh sáng cung cấp quá cao, vượt ra ngoài khu vực ổn định

(vùng 3 trong Hình 1.12), quang hệ thống II có thể nhanh chóng bị hư hỏng. Vì vậy

phản ứng sinh lý của tế bào vi tảo làm giảm quá trình quang hợp gọi là quang ức

-2

-1

chế. Mặc dù thực nghiệm quan sát thấy mức chịu đựng của vi tảo với cường độ ánh

P, tuy nhiên đó không hẳn là một

P.sP

sáng có thể đạt đến 200 – 400 μmol photon mP

-2

-1

ngưỡng giới hạn nghiêm ngặt, có những báo cáo ghi nhận sức chịu được cường độ

P.sP

P (Carvalho et al.,

ánh sáng của chúng có thể lên đến 5.000 μmol photon mP

2011).

Bên cạnh đó, vi tảo trải qua quang oxy hoá khi một phân tử chất diệp lục

được kích thích đến trạng thái triplet, đây là một hình thức rất không ổn định, phản

ứng với oxygen và truyền năng lượng trong khi giảm xuống trạng thái cơ bản.

Oxygen bị kích thích phản ứng với axit béo hình thành lipid peroxide gây phương

hại đến màng tế bào, và thậm chí có thể dẫn đến chết tế bào (Carvalho et al., 2011).

25

Sự quang thích nghi 1.3.3.3.3.

Vì vi tảo phải chịu những thay đổi tương đối nhanh và rộng của ánh sáng

xung quanh nên chúng có một khả năng thích nghi đáng kể với sự thay đổi này.

Ảnh hưởng của ánh sáng lên thành phần sinh hoá của hoạt động quang hợp ở

vi tảo được điều khiển bởi quá trình quang thích nghi (photoacclimation hay

photoadaptation) (Carvalho et al., 2011).

Khuynh hướng phổ biến của tế bào đáp ứng với sự giảm cường độ ánh sáng

là tăng hàm lượng diệp lục tố a và các sắc tố phụ hấp thu ánh sáng khác (như: diệp

lục tố b, diệp lục tố c, phycobiliprotein và các carotenoid). Ở một hướng khác, để

đáp ứng với cường độ ánh sáng cao, hàm lượng diệp lục tố a và các sắc tố liên quan

trực tiếp vào quá trình quang hợp giảm, trong khi các carotenoid thứ cấp (như:

zeaxanthin, β-carotene, astaxanthin) đóng vai trò như tác nhân bảo vệ lại tăng. Các

carotenoid này thường tập trung lại trong các cấu trúc đặc biệt như plastoglobulin

hay plastid (Ben-Amotz et al., 1982) hoặc trong các thể lipid của tế bào chất

(Vechtel et al., 1992), do đó thực hiện vai trò của chúng trong sự ngăn cản năng

lượng ánh sáng qúa mức tới được bộ máy quang hợp. Sự tập trung carotenoid,

thông thường có thể là kết quả của sự luân phiên dòng carbon và nitrogen bên trong

tế bào dưới điều kiện stress.

Cường độ ánh sáng cao có khuynh hướng tăng cường tạo polysacharide trong

tế bào vi tảo. Friedman et al. (1991) đã nhận thấy rằng hàm lượng polysacharide

-2

-1

trong nuôi cấy Porphyridium sp. và Porphyridium aerugineum khi tăng cường độ

P.sP

P(Qiang Hu, 2004),.

ánh sáng từ 75 đến 300 μmol photon mP

Theo Berner et al., 1989, tuỳ thuộc loài vi tảo mà thời gian cần thiết để hoàn

thiện những thay đổi về sắc tố sẽ khác nhau, từ vài giờ đến vài ngày. Sự giảm nhanh

hàm lượng diệp lục tố trong tế bào sau khi chuyển từ ánh sáng thấp sang ánh sáng

cao được xác định bằng sự nhạt màu của sắc tố trong phân bào, chứ không phải ghi

nhận từ sự phá huỷ sắc tố hoạt động. Ngược lại, quá trình quang thích nghi chậm

hơn khi chuyển từ ánh sáng cao sang ánh sáng thấp thực tế là do sự nhạt màu sắc tố

26

là kết quả của hoạt động phân chia tế bào theo hướng nguợc với quang thích nghi

trực tiếp (theo hướng tăng sắc tố tế bào) (Fisher et al., 1996). Vì thế, tế bào được

chuyển từ ánh sáng cao sang ánh sáng thấp đạt đến giai đoạn ổn định của diệp lục tố

được xem như chậm hơn hướng quang thích nghi ngược lại.

1.3.3.4. Ảnh hưởng của chất lượng ánh sáng đến quang hợp

Độ dài bước sóng ánh sáng có ý nghĩa sinh thái vô cùng quan trọng đối với

sinh vật nói chung và đối với động vật, thực vật nói riêng. Ánh sáng có ảnh hưởng

đến quá trình sinh lý của thực vật, trong thành phần quang phổ của ánh sáng, diệp

lục chỉ hấp thụ một số tia sáng. Bằng những thí nghiệm, Timiriadep đã chứng minh

được rằng, những tia sáng bị diệp lục hấp thụ mới phát sinh quang hợp. Cường độ

quang hợp lớn nhất khi chiếu tia đỏ là tia mà diệp lục hấp thụ nhiều nhất (6TBùi Trang

0TBên cạnh đó, phản ứng quang hoá chỉ có thể xảy ra trong giới hạn lượng tử

Việt, 20020T6T).

từ 147 đến 587 kJ/mol. Như vậy, trong các lượng tử của tia đỏ (176 kJ/mol) chứa

một năng lượng đủ để thực hiện các phản ứng quang hoá. Trong lúc đó, khi hấp thu

lượng tử tia xanh (261 kJ/mol), các phân tử tham gia phản ứng sẽ thu được năng

lượng dư thừa. Năng lượng dư thừa đó có thể bức xạ ra ở dạng nhiệt hoặc phát sáng

(0TBảng 1.20T) (Nguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng, 2008).

27

Bảng 1.2: 0TĐặc trưng các miền riêng biệt của quang phổ

0T(Nguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng, 2008)

Màu sắc Bước sóng λ (nm) Năng lượng

Cực tím 400 471,4

Tím 400 – 424 292,0

Xanh dương 424 – 491 260,6

Xanh lục 491 – 550 230,5

Vàng 550 – 585 206,6

Cam 585 – 674 193,6

Đỏ 674 – 740 176,4

Hồng ngoại 740 85,5

Trong quang phổ ánh sáng đầy đủ, khoảng một nửa trong số đó là hữu ích

cho quang hợp (400 – 700nm) và thường được sử dụng cho vi tảo tăng trưởng. Tuy

nhiên, một số nghiên cứu đã công nhận rằng ánh sáng đơn sắc màu xanh dương

(420 – 450 nm) và cam đỏ (660 – 700 nm) cho hiệu quả quang hợp như quang phổ

của ánh sáng đầy đủ (Carvalho et al., 2011).

Shikata Tomoyuki và cộng sự (2009) trong khi nghiên cứu ba loài tảo silic

Skeletonema costatum, Chaetoceros sp., Thalassiosira minima đã nhận thấy: tế bào

sinh dưỡng của ba loài tảo này tăng trưởng với tốc độ cao dưới ánh sáng đơn sắc có

-2

-1

bước sóng ngắn (tạo bởi đèn LED) là ánh sáng tím và xanh dương ở cường độ 40

P.sP

P. Bên cạnh đó, tế bào sinh dưỡng của loài S. costatum cũng xuất

µmol photon.mP

hiện sau khi dịch huyền phù trầm tích đáy thu nhận từ vịnh Hakata của Nhật được

nuôi dưới ánh sáng tím, xanh dương, xanh lục, đỏ; tế bào sinh dưỡng của loài T.

minima xuất hiện trong tất cả các điều kiện ánh sáng tím, xanh dương, xanh lục,

cam, đỏ, đỏ xa; còn tế bào sinh dưỡng của loài Chaetoceros sp. chỉ xuất hiện dưới

ánh sáng tím và xanh dương. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng cho thấy, mật độ tế bào

28

sinh dưỡng của cả ba loài này dưới ánh sáng tím tăng nhiều hơn so với dưới các ánh

sáng khác chỉ trong một thời gian ngắn (khoảng sáu ngày). Kết quả nghiên cứu cho

thấy rằng: sự xuyên thấu qua các lớp nước của các tia sáng có bước sóng ngắn như

tia tím và xanh dương có thể là một trong các nhân tố quan trọng khởi đầu cho sự

phát triển đến mức “nở hoa” của tảo silic (Shikata Tomoyuki et al., 2009).

Tóm lại, quá trình quang hợp ở tảo diễn ra như ở thực vật bậc cao với các đặc

điểm sau:

2 nhiều nhà khoa học cho rằng có thể đưa năng suất của vi tảo lên 30 gr/mP

P/ngày,

2 thậm chí trên 10 gr/mP

P/giờ.

Hệ số sử dụng năng lượng ánh sáng ở tảo cao hơn ở thực vật bậc cao. Do đó,

Nhiều loài vi tảo có quang hợp bão hoà ở khoảng 33% tổng lượng cường độ

chiếu sáng. Vì vậy trong điều kiện ánh sáng có cường độ cao và thời gian chiếu

sáng dài, người ta thấy có hiện tượng quang ức chế có thể làm chết tảo và làm giảm

năng suất nuôi trồng.

Một số vi tảo bị ức chế mạnh trong điều kiện nuôi trồng ngoài trời và nồng

độ oxygen trong môi trường nước quá cao.

Người ta phát hiện ở vi tảo có hai kiểu phản ứng thích nghi ánh sáng:

Kiểu Chlorella: giảm hàm lượng diệp lục tố a khi cường độ ánh sáng cao.

Kiểu Cyclotella: giảm nồng độ các enzym tham gia quang hợp khi cường độ ánh

sáng cao (Đặng Đình Kim, Đặng Hoàng Phước Hiền, 1999).

29

Chương 2. VẬT LIỆU - PHƯƠNG PHÁP

2.1. Vật liệu

Vi tảo Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge được phân lập từ bãi biển

Đồng Hoà, Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh, và được lưu giữ tại phòng thí nghiệm

Sinh lí thực vật trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh.

2.2. Phương pháp

2.2.1. Định danh

2.2.1.1. Định danh qua quan sát hình thái

Mẫu vi tảo được chụp ảnh dưới kính hiển vi quang học, đối chiếu với các mô

tả hình thái và bảng phân loại của Trương Ngọc An (1993) để định danh đến chi

trong hệ thống phân loại.

2.2.1.2. Định danh bằng phương pháp sinh học phân tử

Định danh bằng phương pháp giải trình tự gen 18S rDNA, 16s rDNA của

Skeletonema sp. với trình tự mồi được sử dụng:

18sF 5’GATAACCGTAGTAATTCTAGACTAA3’

18sR 5’TTTAATATACGCTATTGGAGCTG3’

16sF 5’CCATATGCTTTCGAGTGAAAT3’

16sR 5’CTACTATACTCTAGTCTAATAGTTTC3’

Sau đó, tra cứu kết quả giải trình tự gen 18S rDNA và 16S rDNA trên Blast

search để định danh loài (Iwatani N. et al., 2005). Mẫu được giải trình tự tại phòng

xét nghiệm Nam Khoa (NK BIOTEK 795/58 Trần Xuân Soạn, phường Tân Hưng,

quận 7, Tp. Hồ Chí Minh).

Việc định danh được thực hiện bằng quan sát hình thái kết hợp với giải trình

tự gen 18S rDNA và 16S rDNA của loài Skeletonema sp..

30

2.2.2. Quan sát hình thái tế bào

Tế bào vi tảo được quan sát dưới kính hiển vi quang học ở các bội giác khác

nhau (X10, X40).

Quan sát đặc điểm tế bào ở các pha tăng trưởng về màu sắc tế bào, kích

thước tế bào, chuỗi và độ dài chuỗi, sự phân chia tế bào, các loại bào tử, hiện tượng

thoát sắc tố, tế bào suy, chết.

2.2.3. Đếm số lượng tế bào

Phương pháp đếm tế bào bằng kính hiển vi quang học thực hiện dựa trên cơ

sở đếm số tế bào có mặt trong một thể tích xác định sau khi đã bám dính vào một

mặt phẳng, trong độ sâu thị trường của hệ thống thị kính – vật kính.

2 mmP

P. Mẫu được đếm dưới kính hiển vi quang học Zeiss ở độ phóng đại X10 và

2 X40. Đếm số tế bào có mặt trong mỗi ô vuông có diện tích 1 mmP

P (Guillard G. R. L.

Buồng đếm hồng cầu có độ sâu 0,1 mm và diện tích ô vuông nhỏ nhất 1/400

et al., 2005).

Tổng số tế bào đếm được trong các lần đếm của mẫu được dùng để tính mật

4

=

độ tế bào theo công thức:

D

.10

n i

tế bào/ml

n: tổng số tế bào đếm được

i: số lần đếm tế bào

D: mật độ tế bào (Andersen P. et al., 2004)

=

r

.100%

± 2 n

Sai số ở mức ý nghĩa 95% của mỗi mẫu đếm được tính theo công thức:

Với r là sai số, n là tổng số tế bào đếm được. (Andersen P., Throndssen J.

2004)

31

Tất cả các mẫu đếm đều được kiểm soát sai số ở mức dưới 10% (Lund JWG,

Kipling, Le Cren ED, 1958).

2.2.4. Xác định hệ số pha loãng

Đường cong tăng trưởng của mẫu được xác định dựa trên mật độ tế bào được

đếm hằng ngày.

Hệ số pha loãng sử dụng trong các thí nghiệm được tính toán theo công thức:

ệ ố

H pha loãng = N nVDi s n: số lượt đếm mẫu gốc

N: tổng số tế bào đếm được trong n lần đếm

V: thể tích mỗi vùng đếm (ml)

DRiR : mật độ xuất phát ban đầu (tế bào/ml)

Dựa vào thể tích thí nghiệm, mật độ xuất phát, hệ số pha loãng sẽ tìm được

lượng môi trường và lượng mẫu cần sử dụng cho mỗi bình tam giác.

2.2.5. Khảo sát và chọn môi trường nuôi thích hợp

Trước khi tiến hành khảo sát các nghiên cứu về sinh lý, việc chọn môi trường

nuôi thích hợp với vi tảo là hết sức cần thiết. Các môi trường được khảo sát là:

* - AquilP P (có cải tiến) pH 8,1 (phụ lục 2) (Sunda W. G. et al., 2005);

f/2 pH 8,0 (phụ lục 1) (Guillard, 1975); -

- DAM pH 7,8 (phụ lục 3) (Moreax S. G., et al., 2007);

- ESAW pH 8,2 (phụ lục 4) (Harrison et al. 1980, cải tiến bởi Berges et al.

2001).

Vi tảo được nuôi theo mẻ bán liên tục trong các bình tam giác 500 ml, chứa

250 ml mẫu và mỗi môi trường lần lượt như trên. Điều kiện nuôi cấy trong phòng

o Vetter Y. A. et al., 1993; Rocha J. M. S. et al., 2003), nhiệt độ 25P PC ± 2 (Baz F. K.

thí nghiệm được giữ ổn định với: chu kì sáng tối 12:12 (Laws E. A. et al., 1980;

-2

-1

32

P(Shikata Tomoyuki, et

P.sP

E. et al., 2002), cường độ ánh sáng 50 µmol photon.mP

al., 2009; Nguyễn Tấn Đại, 2007).

Ở thời điểm nhất định, 1/10 thể tích dịch nuôi được thu nhận, đồng thời bổ

sung vào lượng môi trường tương đương. Môi trường bổ sung cũng chính là môi

trường khảo sát tương ứng.

Sau khi thu nhận, mẫu vi tảo được dùng cho việc: quan sát hình thái, chụp

hình, đếm tế bào để dựng đường cong tăng trưởng.

Môi trường mà trong đó vi tảo tăng trưởng tốt nhất, sẽ được dùng làm môi

trường nuôi chúng ở các thí nghiệm tiếp sau.

2.2.6. Khảo sát mật độ khởi đầu thích hợp

Vi tảo được nuôi theo mẻ bán liên tục trong các bình tam giác 500 ml, chứa

được khảo sát: 14.000P

Ptế bào/ml; 18.000P

Ptế bào/ml; 22.000P

Ptế bào/ml; 26.000P

Ptế

bào/ml; 30.000P

Ptế bào/ml; 34.000P

Ptế bào/ml.

250 ml mẫu và môi trường được chọn từ thí nghiệm trên, với các mật độ xuất phát

Điều kiện nuôi cấy trong phòng thí nghiệm được giữ ổn định với: chu kì sáng

o 2003), nhiệt độ 25P PC ± 2 (Baz F. K. E. et al., 2002), cường độ ánh sáng 50 µmol

-2

-1

tối 12:12 (Laws E. A. et al., 1980; Vetter Y. A. et al., 1993; Rocha J. M. S. et al.,

P.sP

P(Shikata Tomoyuki, et al., 2009; Nguyễn Tấn Đại, 2007).

photon.mP

Mỗi ngày lấy 25ml mẫu để đếm số lượng tế bào và bổ sung vào một lượng

môi trường tương đương. Mẫu được cố định bằng dung dịch Lugol và giữ trong tủ

lạnh (Oviatt C. et al., 1989).

Quan sát hình thái tế bào, đếm số lượng tế bào, dựng đường cong tăng

trưởng. Từ đó chọn ra mật độ cấy chuyền thích hợp làm cơ sở cho các thí nghiệm

tiếp theo.

33

2.2.7. Đo hàm lượng diệp lục tố

Sau khi li trích, hàm lượng diệp lục tố của vi tảo được đo theo phương pháp

quang phổ (Helcom, 2001; Wasmund, Top, Schories, 2006).

Trong điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm, một thể tích xác định (21 ml)

dịch nuôi được lọc qua màng lọc Whatman có kích thước lỗ màng là 0,45 µm. Để

khô mẫu lọc trong vài giờ, có thể đặt mẫu lọc (mặt không chứa vi tảo) trên giấy

thấm để mau khô hơn. Cắt nhỏ mẫu, rồi tiến hành li trích diệp lục tố bằng 5ml

ethanol 96%, trong khoảng 6 – 24 h, trong quá trình trích, tránh để ethanol trong

mẫu trích bị bay hơi. Dịch trích được quay li tâm ở 12.500 vòng trong 10 phút để

loại bỏ hết mảnh vụn của màng lọc có thể còn sót lại. Li trích xong phải tiến hành

đo ngay. Đo quang phổ bằng máy Shimadzu UV 1601 PC, ở các bước sóng 750 và

663 – 665 nm với đối chứng là dung môi chuẩn ethanol 96%.

Ánh sáng phá huỷ diệp lục tố, đặc biệt nếu có thêm sự hiện diện của oxi. Do

đó, tất cả các thao tác tiến hành trong thí nghiệm trích diệp lục tố phải thực hiện

trong điều kiện ánh sáng mờ hoặc ánh sáng xanh lục.

k

=

Chl a .

3 mg/mP

3 10 . . 83.

e A 665 V l .

Hàm lượng diệp lục tố của mẫu được tính theo công thức:

P).

3 - Chl.a là hàm lượng diệp lục tố (mg/mP

P).

3 - e là thể tích ethanol đã dùng để li trích (cmP

P là hiệu số các độ hấp thu quang phổ ở đỉnh 665 nm và 750 nm.

- AR665kRP

Trong đó:

P)

3 - V là thể tích mẫu dùng để lọc và li trích diệp lục tố (dmP

l là bề rộng ống chứa mẫu đo quang phổ (cm) -

- 83 là hệ số hấp thu trong ethanol 96% (Helcom, 2001)

34

2.2.8. Đo cường độ quang hợp và cường độ hô hấp của vi tảo

Cường độ quang hợp và hô hấp của vi tảo trong dịch nuôi được đo bằng máy

Hansatech (Hansatech Intrusments, Norfolk, UK).

Cường độ quang hợp và cường độ hô hấp được tính thông qua lượng oxygen

thải ra hay tiêu thụ trong một khoảng thời gian xác định của 1,5 ml mẫu nhờ phần

mềm Oxy Lab 32, kết nối trực tiếp với máy đo Hansatech.

 Cấu tạo điện cực và nguyên tắc hoạt động của máy Hansatech

Máy Hansatech gồm điện cực Clark và chương trình phần mềm Oxy Lab 32

được cài trên máy tính kết nối với điện cực.

Điện cực Clark do Hansatech thiết kế gồm một cực âm bằng bạch kim dài

khoảng 2 mm và một cực dương được nối và nhấn chìm trong chất điện phân. Cả

hai cực được đặt trong đĩa plastic, cực âm nằm ở giữa vòm và cực dương nằm

quanh một cái rãnh chứa chất điện phân.

Điện cực được bảo vệ bằng một miếng teflon mỏng hoặc màng polythene

thấm được oxy và mục đích của vòm là làm kéo căng màng trên bề mặt của cực âm.

Màng được giữ ở vị trí ổn định nhờ một vòng O. Màng cũng được thấm một lớp

mỏng chất điện phân (dung dịch chứa KCl 1M) trên bề mặt điện cực.

Một mảnh giấy ngăn thường được đặt phía dưới màng để tạo cho vùng chất

điện phân giữa cực âm và cực dương đồng nhất. Khi có điện thế nhỏ đi qua các điện

cực này, dòng điện lúc đầu không đáng kể và cực âm trở nên phân cực. Khi điện thế

P cho OR2R. Dòng điện sau đó được đo một

tăng lên 600-700 mV, oxygen bị khử ở bề mặt cực âm, lúc đầu cho HR2ROR2R để cho - chiều phân cực xoay về hướng thải ra eP

cách triệt để ở cực âm.

Khi hàm lượng oxygen trong buồng đo thay đổi sẽ làm thay đổi dòng điện.

Dựa vào sự chênh lệch điện thế trước và sau quá trình quang hợp sẽ tính được lượng

oxygen thải ra của mẫu, từ đó tính được cường độ quang hợp. Ngược lại, dựa trên

lượng oxygen bị mất đi, có thể tính được cường độ hô hấp.

35

-2

-1

o được đo ở điều kiện: nhiệt độ 25P PC, cường độ ánh sáng 500 µmol photon.mP

P.sP

P. Đo

Cách tiến hành đo CĐQH và CĐHH được trình bày trong phụ lục 5. CĐQH

CĐHH ở cùng điều kiện nhiệt độ và không chiếu sáng.

Sau khi cho mẫu vào buồng đo và thực hiện các thao tác như trong phụ lục,

kết quả CĐQH và CĐHH của mẫu được hiển thị trên màn hình. Tiến hành ghi nhận

kết quả.

2.2.9. Khảo sát ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên hoạt động của vi tảo

-2

-1

0 12:12, nhiệt độ 25P

PC ± 2, độ ẩm 63 ± 2, cường độ ánh sáng 50 µmol photon.mP

P.sP

P;

Mẫu vi tảo đang ở pha tăng trưởng mạnh dưới điều kiện nuôi: chu kì sáng tối

sẽ được chuyển vào trong tối hoàn toàn (điều kiện nhiệt độ, độ ẩm được giữ không

đổi) và nuôi thích nghi với điều kiện tối trong 3 ngày (Đặng Đình Kim, Đặng

Hoàng Phước Hiền, 1999; Shikata Tomoyuki et al., 2009).

Khảo sát ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên hoạt động của vi tảo nên

điều kiện nuôi loại hoàn toàn ánh sáng sẽ được chọn làm đối chứng.

Sau đó, phân phối nguồn mẫu đã được nuôi thích nghi với điều kiện tối vào

các bình tam giác dung tích 500 ml, thể tích môi trường và mẫu là 250 ml, với mật

độ xuất phát 30.000 tế bào/ml, đặt nuôi dưới ánh sáng trắng (tạo bởi đèn huỳnh

quang Sylvania 20W ES E27) ở các cường độ khác nhau (được đo bằng máy đo

cường độ ánh sáng Li-cor LI-250A).

Các cường độ ánh sáng khác nhau được tạo ra nhờ thay đổi số bóng đèn

chiếu sáng hoặc khoảng cách giữa bóng đèn với bình nuôi (Qui Baosheng, Li Ying,

2006).

Mỗi ngày lấy 25 ml mẫu và bổ sung một lượng môi trường tương đương.

Mẫu được lấy vào thời điểm cố định. Lắc đều dịch nuôi trước khi lấy. Các thao tác

lấy mẫu được tiến hành trong tủ cấy vô trùng. Quan sát hình thái tế bào, chụp ảnh

dưới kính hiển vi quang học. Dùng 3 ml mẫu để đo cường độ quang hợp và cường

độ hô hấp, lọc 21 ml mẫu để trích diệp lục tố. Cố định 1 ml mẫu bằng Lugol và đếm

36

số lượng tế bào, dựng đường cong tăng trưởng của vi tảo trong các môi trường có

cường độ ánh sáng khác nhau.

Bảng 2.1: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của cường độ ánh sáng khác nhau lên hoạt

động của vi tảo

-2

Tên nghiệm thức Đặc điểm Kí hiệu

-1

P.sP

-1

P.sP

-2

20 µmol photon. mP AS20 Nuôi mẫu dưới cường độ chiếu sáng -2 20 µmol photon. mP

-1

P.sP

-1

P.sP

-2

50 µmol photon. mP AS50 Nuôi mẫu dưới cường độ chiếu sáng -2 50 µmol photon. mP

-1

P.sP

-1

P.sP

-2

80 µmol photon. mP AS80 Nuôi mẫu dưới cường độ chiếu sáng -2 80 µmol photon. mP

-1

P.sP

-1

-2

P.sP

-2

100 µmol photon. mP AS100 Nuôi mẫu dưới cường độ chiếu sáng 100 µmol photon. mP

-1

P.sP

-1

-2

P.sP

-2

140 µmol photon. mP AS140 Nuôi mẫu dưới cường độ chiếu sáng 140 µmol photon. mP

-1

P.sP

0 µmol photon.mP Nuôi mẫu trong điều kiện tối hoàn toàn Tối (đối chứng)

Từ kết quả của sự tăng trưởng tảo dưới ánh sáng trắng ở các cường độ chiếu

sáng khác nhau, cường độ ánh sáng trong đó tảo tăng trưởng mạnh sẽ được chọn để

theo dõi sự tăng trưởng, hoạt động quang hợp, hô hấp của loài dưới các ánh sáng

đơn sắc khác nhau.

2.2.10. Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ 20 µmol

photon.m-2.s-1 lên sự tăng trưởng của vi tảo

-2

-1

o 12:12, nhiệt độ 25P PC ± 2, cường độ ánh sáng 50 µmol photon.mP

P.sP

P, độ ẩm 63 ± 2;

o sẽ được chuyển vào trong tối hoàn toàn, nhiệt độ 25P PC ± 2, độ ẩm 63 ± 2 và nuôi

Mẫu vi tảo đang ở pha tăng trưởng mạnh dưới điều kiện nuôi: chu kì sáng tối

thích nghi với điều kiện tối trong 3 ngày (Đặng Đình Kim, Đặng Hoàng Phước

Hiền, 1999; Shikata Tomoyuki et al., 2009).

Nguồn mẫu đã được nuôi thích nghi với điều kiện tối sẽ được phân phối vào

các bình tam giác dung tích 500 ml, thể tích môi trường và mẫu là 250 ml, mật độ

37

xuất phát 30.000 tế bào/ml. Sau đó, các nghiệm thức được đặt nuôi dưới ánh sáng

-2

-1

trắng (làm đối chứng) và dưới các phổ ánh sáng đơn sắc khác nhau, có cùng cường

P(đo bằng máy Licor LI-250A).

P.sP

độ là 20 µmol photon.mP

Các phổ ánh sáng đơn sắc (có bước sóng khác nhau) được tạo bởi đèn LED.

Ngăn tủ gắn các bản LED cho ánh sáng xanh dương (bước sóng 424 – 491 nm) Ngăn tủ gắn các bản LED cho ánh sáng đỏ (bước sóng 660 - 700 nm)

Ngăn tủ gắn các bản LED cho ánh sáng xanh lục (bước sóng 491 – 550 nm) Ngăn tủ gắn các bản LED cho ánh sáng tím (bước sóng 400 – 424 nm)

Ảnh 2.1: Các ngăn tủ thí nghiệm gắn bản LED cho phổ ánh sáng đơn sắc khác nhau

Các thao tác lấy mẫu, thể tích mẫu thu nhận, thể tích môi trường bổ sung,

cũng như cách ghi nhận sự thay đổi hình thái, CĐQH, CĐHH, mật độ tế bào …

được thực hiện giống như ở thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của cường độ ánh sáng

lên hoạt động của vi tảo.

38

Bảng 2.2: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ 20

-2

-1

µmol photon.mP

P.sP

P lên sự sinh trưởng của vi tảo

Đặc điểm Kí hiệu Tên nghiệm thức

-2

-1

P.sP

Nuôi mẫu dưới điều kiện chiếu ánh sáng trắng có Đối chứng Ánh sáng trắng cường độ 20 µmol photon.mP

-2

-1

P.sP

Nuôi mẫu dưới điều kiện chiếu ánh sáng xanh Ánh sáng xanh dương dương có cường độ 20 µmol photon.mP AS xanh dương

-2

-1

P.sP

Nuôi mẫu dưới điều kiện chiếu ánh sáng đỏ có Ánh sáng đỏ AS đỏ cường độ 20 µmol photon.mP

-2

-1

P.sP

Nuôi mẫu dưới điều kiện chiếu ánh sáng xanh lục Ánh sáng xanh lục có cường độ 20 µmol photon.mP AS xanh lục

-2

-1

P.sP

Nuôi mẫu dưới điều kiện chiếu ánh sáng tím có Ánh sáng tím AS tím cường độ 20 µmol photon.mP

2.2.11. Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol

photon.m-2.s-1 lên sự tăng trưởng của vi tảo

Phương pháp bố trí thí nghiệm tương tự như ở thí nghiệm 2.2.10. Các loại

ánh sáng đơn sắc dùng để khảo sát ảnh hưởng lên hoạt động tăng trưởng cũng như

hoạt động quang hợp, hô hấp của vi tảo gồm: ánh sáng xanh dương, ánh sáng xanh

-2

-1

lục, ánh sáng tím, với đối chứng là ánh sáng trắng ở cùng cường độ 50 µmol

P.sP

P.

photon.mP

Các thao tác lấy mẫu, thể tích mẫu thu nhận, thể tích môi trường bổ sung,

cũng như cách ghi nhận sự thay đổi hình thái, CĐQH, CĐHH, mật độ tế bào …

được thực hiện giống như ở thí nghiệm 2.2.10.

39

Bảng 2.3: Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50

-2

-1

µmol photon.mP

P.sP

P lên sự tăng trưởng của vi tảo

Đặc điểm Kí hiệu Tên nghiệm thức

-2

-1

P.sP

Nuôi mẫu dưới điều kiện chiếu ánh sáng trắng có Đối chứng Ánh sáng trắng cường độ 50 µmol photon.mP

-2

-1

P.sP

Nuôi mẫu dưới điều kiện chiếu ánh sáng xanh Ánh sáng xanh dương dương có cường độ 50 µmol photon.mP AS xanh dương

-2

-1

P.sP

Nuôi mẫu dưới điều kiện chiếu ánh sáng xanh lục Ánh sáng xanh lục có cường độ 50 µmol photon.mP AS xanh lục

-2

-1

P.sP

Nuôi mẫu dưới điều kiện chiếu ánh sáng tím có Ánh sáng tím AS tím cường độ 50 µmol photon.mP

2.2.12. Phân tích thống kê số liệu

Thao tác lấy mẫu được thực hiện trong tủ cấy vô trùng. Thời gian lấy mẫu cố

định. Mẫu được lắc đều trước khi lấy. Số lần lặp lại của mỗi thí nghiệm được xác

định theo công thức:

(r-1).(t-1) ≥ 12

Với: r: số lần lặp

t: số nghiệm thức (Nguyễn Minh Châu, 2006).

Các số liệu được xử lý thống kê bằng chương trình SPSS (Statistical

Program Scientific System) phiên bản 11.5 dùng cho Windows. Các giá trị khác biệt

có mức ý nghĩa ở mức p = 0,05 được biễu diễn thông qua các mẫu tự khác nhau.

Các biểu đồ được vẽ trong phần mềm Microsolf Excel 2007.

40

Chương 3. KẾT QUẢ - THẢO LUẬN

3.1. Kết quả

3.1.1. Định danh

 Qua quan sát hình thái

Dưới kính hiển vi quang học tế bào vi tảo có hình hộp tròn, thường có hai thể

sắc tố màu nâu vàng, màu sắc đậm hay nhạt, phân mảnh hay chiếm trọn thể tích tế

bào phụ thuộc vào trạng thái sinh lý của tế bào theo từng giai đoạn khác nhau. Giữa

các tế bào có các sợi tơ dài (giống các tơ xương) kết nối các tế bào lại với nhau

thành chuỗi (Ảnh 3.1).

Ảnh 3.1: Hình thái một chuỗi tế bào vi tảo dưới kính hiển vi quang học (X40)

Các tế bào trong chuỗi sinh sản bằng cách phân đôi làm gia tăng độ dài chuỗi

đến một mức nhất định. Khi trong chuỗi có tế bào chết, tại vị trí đó sẽ đứt ra (mũi

tên chỉ vị trí bị đứt), phân mảnh thành chuỗi mới (Ảnh 3.2).

41

Ảnh 3.2: Chuỗi tế bào mới được hình thành từ vị trí bị đứt ở chuỗi cũ

Qua nhiều lần sinh sản vô tính bằng phân chia tế bào, loài này có hiện tượng

giảm kích thước, sau đó hồi phục lại kích thước ban đầu (Ảnh 3.3).

Ảnh 3.3: Chuỗi tế bào giảm và hồi phục kích thước

Bên cạnh đó, hình thức sinh sản hữu tính sau đó tạo bào tử khôi phục kích

thước ở loài này cũng được ghi nhận. Bào tử được hình thành ngay trên chuỗi, có

kích thước khá to và có dạng hình cầu, tế bào chất đậm đặc (Ảnh 3.4).

42

Ảnh 3.4: Bào tử vi tảo dưới kính hiển vi quang học (mũi tên)

Việc định danh loài vi tảo trên đến chi được thực hiện thông qua ảnh chụp

dưới kính hiển vi quang học. Theo Trương Ngọc An (1993), vị trí phân loại trong

chi của loài trong hệ thống phân loại như sau:

Bacillariophyta : Ngành

Bacillariophyceae : Lớp

Centrales Shütt : Bộ

Biddulphiineae : Bộ phụ

Skeletonemaceae Lebour : Họ

Skeletonema Greville : Chi

 Bằng phương pháp sinh học phân tử

Kết quả giải trình tự gen 18S ribosom cho thấy các trình tự giống nhau giữa

Skeletonema sp. với loài Skeletonema subsalsum dòng MMDL 5619 đến 99%, chỉ

khác một nucleotid (Ảnh 3.5, phụ lục 6).

43

Ảnh 3.5: Kết quả giải trình tự gen 18S ribosom của Skeletonema sp.

Bên cạnh đó, kết quả giải trình tự gen 16S ribosom cho thấy các trình tự

giống nhau giữa Skeletonema sp. với loài Skeletonema subsalsum dòng C105 lên

đến 100% (Ảnh 3.6, phụ lục 7).

Ảnh 3.6: Kết quả giải trình tự gen 16S ribosom của Skeletonema sp.

Như vậy, kết hợp hình thái dưới kính hiển vi quang học và giải trình tự gen

18S,16S loài Skeletonema sp. được xác định là Skeletonema subsalsum (A.Cleve)

Bethge, 1928.

44

3.1.2. Khảo sát và chọn môi trường nuôi thích hợp

3.1.2.1. Hình thái tế bào

 Môi trường f/2

Trong môi trường f/2, ngay từ ngày đầu, các tế bào S. subsalsum (A.Cleve)

Bethge đã có dạng chuỗi dài, kích thước tế bào trong chuỗi đều nhau (Ảnh 3.7,

N1). Đến ngày thứ 2, 3 thể sắc tố đậm và chiếm trọn thể tích tế bào, trong chuỗi

xuất hiện ngày càng nhiều tế bào sắp sinh sản vô tính bằng phân đôi, trục cao dài

hơn (Ảnh 3.7, N2, N3).

Sang ngày thứ 4, 5 trong chuỗi bắt đầu có xuất hiện tế bào chết, tại vị trí này

sẽ đứt ra tạo chuỗi mới, các tế bào trong chuỗi mới tiếp tục phân chia làm tăng số

lượng tế bào và độ dài chuỗi, thể sắc tố vẫn đậm và chiếm trọn thể tích tế bào (Ảnh

3.7, N4, N5).

Đến ngày thứ 6, trong chuỗi xuất hiện ngày càng nhiều tế bào chết, tuy nhiên

ở các tế bào sống thể sắc tố vẫn đậm (Ảnh 3.7, N6). Sau ngày thứ 6, tế bào bắt đầu

nhạt dần, thể sắc tố phân mảnh, quần thể dần bước vào pha suy vong, chuỗi tế bào

không còn hình dạng điển hình (Ảnh 3.7, N7, N8).

Ảnh 3.7: Hình thái S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường f/2

45

*  Môi trường AquilP

Trong môi trường này, ngay từ ngày đầu, nhiều tế bào trong chuỗi sinh sản

bằng phân chia làm tăng số lượng tế bào trong một chuỗi và tăng độ dài chuỗi (Ảnh

3.8, N1). Sang ngày thứ 2, chuỗi tế bào dài hơn, các tế bào trong chuỗi có kích

thước đều nhau, thể sắc tố đậm, chiếm trọn thể tích tế bào (Ảnh 3.8, N2).

Đến ngày thứ 3, 4, 5 các tế bào trong chuỗi tiếp tục phân chia, kích thước tế

bào tăng, thể sắc tố đậm, khoảng cách giữa các tế bào thu hẹp (Ảnh 3.8, N3, N4,

N5).

Sang ngày thứ 6, 7, trong chuỗi xuất hiện rải rác tế bào chết, tuy nhiên sắc tố

của các tế bào còn sống vẫn đậm (Ảnh 3.8, N6, N7).

Sau ngày 7, số tế bào chết trong chuỗi tăng, thể sắc tố phân mảnh, màu sắc tế

bào nhạt dần, quần thể dần suy vong (Ảnh 3.8, N8).

Ảnh 3.8: Hình thái S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường Aquil*

 Môi trường DAM

Ngày 1, 2, trong chuỗi xuất hiện rải rác tế bào sinh sản bằng hình thức phân

chia làm tăng số lượng tế bào và độ dài chuỗi (Ảnh 3.9, N1, N2). Đến ngày thứ 3

các tế bào trong chuỗi có kích thước khá đều nhau (Ảnh 3.9, N3). Tuy nhiên phải

46

đến ngày thứ 4, 5 kích thước tế bào mới tăng, thể sắc tố đậm hơn và chiếm trọn thể

tích tế bào. Đến ngày 6, trong chuỗi xuất hiện tế bào chết, vị trí đó sẽ đứt ra hình

thành chuỗi mới, sắc tố tế bào vẫn còn đậm (Ảnh 3.9, N6).

Ngày 7, 8 số tế bào chết trong chuỗi tăng nhanh, sắc tố nhạt dần, quần thể

suy vong nhanh chóng (Ảnh 3.9, N7, N8).

Ảnh 3.9: Hình thái S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường DAM từ ngày 1

đến ngày 8

 Môi trường ESAW

Trong môi trường này, vào ngày thứ 1, thể sắc tố trong tế bào nhạt màu,

chuỗi tế bào ngắn (Ảnh 3.10, N1).

Đến ngày thứ 2, 3, 4 sắc tố bắt đầu đậm dần, trong chuỗi xuất hiện các tế bào

bắt đầu phân chia. Tuy nhiên, số lượng tế bào trong chuỗi ít hơn so với chuỗi trong

môi trường f/2, Aquil*, và DAM (Ảnh 3.10, N2, N3, N4).

Ngày thứ 5, 6, kích thước tế bào tăng, nhưng chuỗi xuất hiện tế bào chết

nhiều hơn so với trong môi trường f/2, Aquil*, và DAM, chuỗi tế bào rời rạc, ngắn

(Ảnh 3.10, N5, N6).

47

Đến ngày thứ 7, 8, quần thể bước vào pha suy vong nhanh chóng, tế bào chết

trong chuỗi xuất hiện ngày một nhiều, các chuỗi tế bào rời rạc và không còn dạng

chuỗi điển hình (Ảnh 3.10, N7, N8).

Ảnh 3.10: Hình thái S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường ESAW

3.1.2.2. Đường cong tăng trưởng

Nhìn chung đường cong tăng trưởng của quần thể vi tảo trong môi trường

f/2, Aquil* và DAM đều có dạng hình chữ S.

Ở môi trường f/2, quần thể có pha thích nghi khoảng một ngày. Mật độ tế

bào trong quần thể tăng vào ngày 2, tăng nhanh vào ngày 3, 4. Sau đó chậm lại và

đạt đỉnh vào ngày 5. Tuy nhiên ngay sau đó quần thể rơi vào pha suy vong, biểu

hiện ở sự giảm nhanh mật độ tế bào vào ngày 6, 7, 8 (Hình 3.1, Bảng 3.1)..

Trong môi trường Aquil*, quần thể chỉ mất một ngày để thích nghi. Mật độ

tế bào tăng nhanh ngay kể từ ngày thứ 2, tiếp tục tăng trưởng theo cấp số mũ ở ngày

3, 4. So với các môi trường còn lại, quần thể tăng trưởng đạt đến pha log sớm hơn

một ngày. Sau đó đạt đỉnh vào ngày 5, tăng trưởng chậm lại vào ngày 6 và rơi vào

pha suy vong ở ngày 7, 8 (Hình 3.1, Bảng 3.1).

48

Trong khi đó, ở môi trường DAM, pha thích nghi kéo dài 2 ngày. Mật độ tế

bào trong quần thể tăng nhanh vào ngày 3, 4, đạt cực đại vào ngày thứ 5, sau đó

giảm dần và bước vào pha suy vong 7,8 (Hình 3.1, Bảng 3.1).

Mật độ tế bào trong môi trường ESAW thấp nhất, tiếp theo là môi trường f/2

và Aquil*, và cao nhất là mật độ tế bào trong môi trường DAM (Bảng 3.1). Tuy mật

độ tế bào trong môi trường Aquil* thấp hơn trong môi trường DAM nhưng so về

mặt hình thái tế bào và đường cong tăng trưởng thì tế bào trong môi trường Aquil*

thích nghi tốt hơn và phù hợp hơn trong điều kiện nuôi cấy phòng thí nghiệm. Vì

vậy môi trường thích hợp cho sự tăng trưởng của vi tảo Skeletonema subsalsum

(A.Cleve) Bethge trong điều kiện nghiên cứu là môi trường Aquil*.

Do đó, môi trường Aquil* sẽ được chọn để sử dụng cho các thí nghiệm tiếp

100

90

theo.

) l

80

70

F/2

60

50

Aquil*

40

DAM

30

20

10

0

m / b t 0 0 0 . 0 1 x ( o à b ế t ộ đ t ậ M

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.1: Đường cong tăng trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi

trường f/2, Aquil*, DAM, và ESAW

49

Bảng 3.1: Mật độ tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi trường f/2,

Aquil*, DAM, và ESAW

Môi trường Thời gian

a

a 6,50 ± 0,11P

tăng trưởng F/2 Aquil* DAM ESAW

a

a

b

8,85 ± 0,09P 9,65 ± 0,09P 7,48 ± 0,1P N1

a,b

a

a

c

19 ± 0,06P 24,9 ± 0,05P 15,2 ± 0,07P 12,2 ± 0,08P N2

a

c

b

b

58,1 ± 0,06P 51,0 ± 0,05P 31,6 ± 0,06P 11,5 ± 0,08P N3

a

b

b

79,2 ± 0,07P 75,2 ± 0,07P 85,6 ± 0,07P 15,9 ± 0,1P N4

b 82,4 ± 0,07P

P

a

b

b

82,0 ± 0,07P 86,9 ± 0,07P 21,9 ± 0,08P N5

b

a

b

b

55,1 ± 0,09P 75,5± 0,04P 82,3 ± 0,07P 23,9 ± 0,1P N6

a

b

a

b

26,8 ± 0,1P 45,7± 0,1P 60,7 ± 0,08P 11,0 ± 0,11P N7

a

b

a

b

Các số trung bình trong hàng với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05.

4 Đơn vị tính: x 10P

P tb/ml

24,0± 0,09P 47,4 ± 0,08P 54,3 ± 0,07P 16,4± 0,09P N8

3.1.3. Khảo sát mật độ khởi đầu thích hợp

Sau khi chọn được môi trường Aquil* thích hợp cho sự tăng trưởng của S.

subsalsum (A.Cleve) Bethge trong điều kiện phòng thí nghiệm, tiến hành khảo sát

các mật độ xuất phát 14.000 tb/ml, 18.000 tb/ml, 22.000 tb/ml, 26.000 tb/ml, 30.000

tb/ml, 34.000 tb/ml. Dựa vào hình thái tế bào, đường cong tăng trưởng nhằm lựa

chọn ra mật độ khởi đầu thích hợp cho các thí nghiệm tiếp theo. Bên cạnh đó ghi

nhận sự biến đổi màu sắc dịch nuôi tương ứng với các giai đoạn trong quá trình tăng

trưởng của từng mật độ xuất phát nhằm chủ động thời gian cấy chuyền, tạo thuận

lợi cho sự lưu giữ mẫu nguồn phục vụ thí nghiệm.

50

3.1.3.1. Hình thái tế bào và màu sắc dịch nuôi

 Ở mật độ khởi đầu 14.000 tb/ml

Hình thái tế bào vi tảo dưới kính hiển vi quang học qua các ngày nuôi cấy

cho thấy:

Sau hai ngày cấy chuyền, các tế bào kết thành chuỗi dài, kích thước khá đều

nhau, sắc tố nhạt (Ảnh 3.11, N1, N2). Đến ngày thứ 3, 4 trong chuỗi xuất hiện các

tế bào sinh sản bằng hình thức phân đôi làm tăng số lượng tế bào và tăng độ dài

chuỗi (Ảnh 3.11, N3), bên cạnh đó cũng có sự tách chuỗi từ vị trí có tế bào chết để

hình thành chuỗi mới (Ảnh 3.11, N4). Kích thước tế bào vi tảo tăng, sắc tố đậm dần

vào ngày 5, 6 (Ảnh 3.11, N5, N6). Ngày 7, 8, trong chuỗi xuất hiện nhiều tế bào

chết nhưng sắc tố vẫn đậm (Ảnh 3.11, N7, N8). Đến ngày 9, tế bào chết xuất hiện

ngày một nhiều, quần thể vào pha suy vong (Ảnh 3.11, N9).

Ảnh 3.11: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ khởi đầu 14.000

tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 9

Với mật độ khởi đầu 14.000 tb/ml, màu sắc dịch nuôi có màu nâu vàng đậm

dần từ ngày 1 đến ngày 6, đậm nhất vào ngày 7, 8. Đến ngày 9, dịch nuôi nhạt màu,

kết vón và lắng xuống đáy bình (Ảnh 3.12).

51

Ảnh 3.12: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

14.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 9

 Ở mật độ khởi đầu 18.000 tb/ml

Ngày 1, 2 kích thước các tế bào khá đều nhau, sắc tố đậm (Ảnh 3.13, N1,

N2). Các ngày 3, 4, 5 các tế bào phân chia mạnh làm tăng số lượng trong quần thể

(Ảnh 3.13, N3, N4, N5). Kích thước tế bào tăng, thể sắc tố đậm chiếm trọn thể tích

tế bào vào ngày 6 (Ảnh 3.13, N6). Đến ngày 7, sắc tố tế bào vẫn còn đậm nhưng

trong chuỗi xuất hiện nhiều tế bào chết (Ảnh 3.13, N7). Số lượng tế bào chết ngày

một tăng, sắc tố nhạt dần, quần thể sang giai đoạn suy vong vào ngày 8, 9 (Ảnh

3.13, N8, N9).

Ảnh 3.13: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ khởi đầu 18.000

tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 9

52

Màu nâu vàng của dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge tăng dần từ ngày

1 đến ngày 5; đậm nhất vào ngày 6, 7, 8; nhạt màu dần và có hiện tượng kết vón,

lắng xuống đáy bình vào ngày 9 (Ảnh 3.14).

Ảnh 3.14: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

18.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 9

 Ở mật độ khởi đầu 22.000 tb/ml

Các ngày 1, 2, tế bào kết thành chuỗi dài, đẹp, kích thước các tế bào khá đều

nhau, sắc tố còn nhạt (Ảnh 3.15, N1, N2). Đến ngày 3, 4 lượng tế bào sinh sản theo

kiểu phân chia tăng, có hiện tượng tách chuỗi mới làm tăng nhanh mật độ tế bào và

số chuỗi trong quần thể (Ảnh 3.15, N3, N4). Sang ngày thứ 5, 6 sắc tố tế bào đậm,

kích thước tế bào tăng (Ảnh 3.15, N5, N6). Quần thể rơi vào pha suy vong với biểu

hiện số tế bào chết ngày một tăng, sắc tố giảm, chuỗi rời rạc (Ảnh 3.15, N7, N8).

Ảnh 3.15: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ khởi đầu 22.000

tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8

53

Cùng với sự tăng dần mật độ tế bào từ ngày 1 đến ngày 5, màu nâu vàng của

dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge đậm dần, đậm nhất vào ngày 6, 7. Sang

ngày thứ 8, dịch nuôi nhạt màu dần và kết vón lắng xuống đáy bình (Ảnh 3.16).

Ảnh 3.16: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

22.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8

 Ở mật độ khởi đầu 26.000 tb/ml

Tế bào kết thành chuỗi dài, đẹp, sắc tố đậm, nhiều tế bào đang sinh sản phân

chia ngay từ các ngày 1, 2, 3, và 4 (Ảnh 3.17, N1, N2, N3, N4). Sang ngày thứ 5, 6

thể sắc tố to, đậm chiếm trọn thể tích tế bào, kích thước tế bào tăng (Ảnh 3.17, N5,

N6). Đến ngày 7, 8 quần thể rơi vào pha suy vong thể hiện qua hình thái chuỗi tế

bào rời rạc, xuất hiện nhiiều tế bào chết, thể sắc tố nhạt màu (Ảnh 3.17, N7, N8).

Ảnh 3.17: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ khởi đầu 26.000

tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8

54

Màu nâu vàng của dịch nuôi thể hiện rõ ngay từ ngày thứ ba sau khi được

cấy chuyền, độ đậm tăng dần vào ngày 4, đậm nhất vào giai đoạn ngày thứ 5, 6. Từ

ngày 7, 8 của quá trình tăng trưởng, quần thể rơi vào suy vong thể hiện qua màu

dịch nuôi nhạt dần, kết vón, lắng xuống đáy bình (Ảnh 3.18).

Ảnh 3.18: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

26.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8

 Ở mật độ khởi đầu 30.000 tb/ml

Thể sắc tố to, đậm, chiếm trọn thể tích tế bào, và kích thước tế bào to ngay từ

ngày 1, 2 (Ảnh 3.19, N1, N2). Sang ngày 3, 4, nhiều tế bào sinh sản theo hình thức

phân chia kèm theo sự tách chuỗi làm tăng nhanh số lượng tế bào trong quần thể

(Ảnh 3.19, N3, N4). Đến ngày 5, 6 tế bào chết xuất hiện nhiều trong chuỗi, tuy

nhiên sắc tố của các tế bào sống vẫn đậm (Ảnh 3.19, N5, N6). Quần thể suy vong,

các chuỗi tế bào rời rạc, mất dạng điển hình, sắc tố phân mảnh, nhạt màu vào ngày

7, 8 của quá trình tăng trưởng (Ảnh 3.19, N7, N8).

55

Ảnh 3.19: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ khởi đầu 30.000

tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8

Sự gia tăng mật độ tế bào trong quần thể kèm theo sự tăng sắc tố nội bào

khiến độ nâu vàng của dịch nuôi thể hiện rõ ngay ngày thứ 3, tăng dần qua các ngày

4, 5, đậm nhất vào ngày 6. Sang ngày thứ 7, 8 màu nâu vàng nhạt hơn, tế bào kết

vón, lắng xuống đáy bình (Ảnh 3.20).

Ảnh 3.20: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

30.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8

 Ở mật độ khởi đầu 34.000 tb/ml

Quần thể vi tảo phân chia mạnh ngay sau hai ngày đầu cấy chuyền, sắc tố

đậm, chiếm trọn thể tích tế bào (Ảnh 3.21, N1, N2). Đến ngày thứ 3 kích thước tế

bào khá đều nhau (Ảnh 3.21, N3). Vào ngày thứ 4 kích thước tế bào tăng, sắc tố

đậm, nhưng trong chuỗi xuất hiện rải rác tế bào chết (Ảnh 3.21, N4). Sang ngày thứ

56

5, số tế bào chết tăng nhanh, quần thể rơi vào pha suy vong từ ngày 6, 7, 8 (Ảnh

3.21, N6, N7, N8).

Ảnh 3.21: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ xuất phát 34.000

tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8

Sau khi cấy chuyền vào môi trường mới, ngay ngày thứ 2 dịch nuôi có màu

nâu vàng nhạt. Màu nâu vàng đậm lên nhanh chóng vào ngày thứ 3, 4, đậm nhất vào

ngày thứ 6, nhạt màu dần kèm theo hiện tượng kết vón và lắng xuống đáy bình vào

ngày thứ 7, 8 (Ảnh 3.22).

Ảnh 3.22: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge với mật độ khởi đầu

34.000 tb/ml từ ngày thứ 1 đến ngày 8

57

3.1.3.2. Đường cong tăng trưởng

Nhìn chung cả sáu mật độ khởi đầu đều có đường cong tăng trưởng hình chữ

S và có pha cảm ứng khoảng 1 ngày sau cấy chuyền, sau đó các tế bào vào pha tăng

trưởng mạnh (Hình 3.2) với sự gia tăng mật độ tế bào theo thời gian (Bảng 3.2):

- Ở mật độ khởi đầu 14.000 và 18.000 tế bào/ml: quần thể đạt trạng thái tăng

trưởng mạnh từ ngày thứ 2 đến thứ 6, đạt mật độ cực đại vào ngày 7. Tuy nhiên mật

độ tế bào cực đại ở các mật độ khởi đầu này thấp hơn so với các mật độ khởi đầu

còn lại (Bảng 3.2). Sau đó quần thể rơi vào pha suy vong ở ngày 8, 9.

- Ở mật độ khởi đầu 22.000 tế bào/ml: quần thể tăng trưởng ở trạng thái pha log

từ ngày thứ 2, đạt mật độ cực đại vào ngày thứ 6, so với hai mật độ xuất phát 14.000

tế bào/ml và 18.000 tế bào/ml thì sớm hơn một ngày. Sang ngày thứ 7, 8 quần thể

suy vong, mật độ tế bào giảm.

- Ở mật độ khởi đầu 34.000 tế bào/ml: quần thể tăng trưởng nhanh, đạt mật độ

cao ngay từ ngày thứ nhất sau khi cấy chuyền. Tuy nhiên sự tăng trưởng trong pha

log chỉ diễn ra trong thời gian từ ngày thứ 2 đến ngày thứ 4. Mật độ đạt cực đại vào

ngày thứ 4, nhưng giá trị này không cao hơn so với các mật độ cực đại của các mật

độ xuất phát khác. Quần thể suy vong từ ngày thứ 5.

Các mật độ khởi đầu 26.000 tế bào/ml và 30.000 tế bào/ml đều cho đường

cong tăng trưởng ổn định và mật độ tế bào trong pha log cao hơn so với các mật độ

xuất phát khác. Tuy nhiên, pha tăng trưởng mạnh ở mật độ 30.000tb/ml nhanh và

cho số lượng tế bào cao hơn hẳn mật độ 26.000 tế bào/ml. Ở mật độ khởi đầu

30.000 tế bào/ml, mật độ tế bào đạt cực đại vào ngày thứ 4 và sau đó bước vào pha

suy vong (Hình 3.2). Trong khi đó, với mật độ khởi đầu 26.000 tế bào/ml, mật độ tế

bào đạt cực đại vào ngày thứ 6, sang ngày 7, 8 quần thể rơi vào pha suy vong.

58

Mật độ ban đầu là một trong những yếu tố liên quan mật thiết đến mật độ cực

đại và thời gian tảo đạt cực đại. Từ kết quả thu được cho thấy, khi mật độ ban đầu

tăng, thời gian tảo đạt mật độ cực đại ngắn.

Như vậy, mật độ 30.000 tế bào/ml là mật độ khởi đầu thích hợp cho sự tăng

trưởng của Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge và được sử dụng cho những

90

lần bố trí thí nghiệm tiếp theo.

) l

80

Mật độ 14.000 tế bào/ml

70

Mật độ 18.000 tế bào/ml

60

50

Mật độ 22.000 tế bào/ml

40

Mật độ 26.000 tế bào/ml

30

20

Mật độ 30.000 tế bào/ml

m / b t 0 0 0 . 0 1 x ( o à b ế t ộ đ t ậ M

10

Mật độ 34.000 tế bào/ml

0

N0

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.2: Đường cong tăng trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi

* P ở các mật độ xuất phát khác nhau trường AquilP

59

* P ở các Bảng 3.2: Mật độ tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường AquilP

mật độ xuất phát khác nhau

4 Mật độ tế bào (đơn vị tính x 10P

P tb/ml)

14.000

18.000

22.000

26.000

30.000

34.000

Thời gian tăng trưởng

N1

N2

N3

N4

6,80 a ± 1,46P 38,89 b ± 3,01P 66,30 cd ± 5,14P 83,13 d ± 8,92P 72,10

N5

± 5,12P

± 7,56P

bcd

N6

N7

N8

7,29 a ± 1,01P 19,06 b ± 1,82P 33,33 bc ± 2,21P 38,32 cd ± 2,50P 48,22 cde 65,88 f ± 5,72P 51,69 def ± 5,17P 47,67 f ± 4,73eP

8,15 a ± 1,67P 22,44 b ± 1,84P 54,56 b ± 6,35P 68,11 b ± 5,07P 74,13 b ± 2,33P 74,63 c ± 4,27P 55,64 b ± 2,62P 48,89 b ± 4,05P

47,56 bc ± 3,21P 43,89 bc ± 3,90P 45,33 bc ± 4,38P

11,03 a ± 1,82P 41,22 bc ± 2,72P 46,76 bc ± 3,25P 61,81 c ± 6,84P 45,56 bc ± 4,26P 44,44 bc ± 4,80P 34,11 ab ± 3,37P 32,22 ab ± 3,64P

N9

6,68 a ± 1,27P 18,39 ab ± 1,28P 26,22 bc ± 3,16P 37,27 cd ± 3,64P 40,84 de ± 4,75P 51,89 ef ± 5,50P 60,82 f ± 3,24P 54,74 f ± 4,94P 52,71 ef ± 5,81P

5,72 ± a 0,97P 21,41 b ± 2,45P 28,67 bc ± 2,88P 39,97 cd ± 3,60P 54,82 de ± 4,68P 57,31 e ± 4,51P 62,89 e ± 5,20P 59,63 e ± 6,87P 53,11 de ± 5,02P

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05.

4 Đơn vị tính: x 10P

P tb/ml

3.1.4. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên hoạt động của vi tảo

3.1.4.1. Màu sắc dịch nuôi

-2

-1

Khi các nghiệm thức được chiếu sáng dưới các cường độ 20, 50, 80, 100, và

P dịch nuôi có màu nâu vàng, đậm dần từ ngày thứ 2 đến

P.sP

140 µmol photon.mP

ngày 5, nhạt màu dần, kèm hiện tượng kết vón và lắng xuống đáy bình vào ngày thứ

-2

-1

6, 7. Dịch nuôi có màu nâu vàng đậm nhất khi được chiếu sáng với cường độ 20

P.sP

P, sắc nâu vàng nhạt hơn khi các nghiệm thức được chiếu sáng

-2

-1

µmol photon.mP

P.sP

P (Ảnh 3.23).

với cường độ cao 80, 100, 140 µmol photon.mP

60

Nghiệm thức đối chứng được đặt trong tối, dịch nuôi gần như trong suốt,

không biểu hiện màu đặc trưng cho sự tăng trưởng của vi tảo, khoảng từ ngày thứ

năm, nhiều chuỗi xác tế bào lắng xuống đáy bình tạo các khối lợn cợn gần như

không màu (Ảnh 3.23).

Ảnh 3.23: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường Aquil*

dưới các cường độ chiếu sáng khác nhau từ ngày thứ 1 đến 7

(trong một ngày, từ trái qua: AS20, AS50, AS80, AS100, AS140, tối)

3.1.4.2. Hình thái tế bào

 Trong điều kiện tối

Từ ngày 1 đến ngày 4, thể sắc tố trong tế bào nhạt màu dần, có xu hướng

dồn về một phía của tế bào (Ảnh 3.24, N1, N2, N3, N4). Đến ngày thứ 5, 6, 7 sắc tố

trong tế bào còn rất ít, trong chuỗi xuất hiện tế bào chết ngày một nhiều, sắc tố mất

hẳn, thành tế bào bị vỡ, nội chất thoát ra ngoài (Ảnh 3.24, N5, N6, N7).

61

Ảnh 3.24: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong tối từ ngày 1 đến 7

-1

P.sP

-2  Dưới cường độ ánh sáng 20 µmol photon.mP

Ngày thứ nhất sau khi cấy chuyền, chuỗi tế bào dài nhưng thể sắc tố trong tế

bào nhỏ (Ảnh 3.25, A). Từ ngày 2 đến ngày 5, sắc tố đậm, chiếm trọn thể tích tế

bào, các chuỗi dài có nhiều tế bào đang phân chia (Ảnh 3.25, F, K, P, U). Ngày thứ

6 trong quần thể có hiện tượng hình thành bào tử khôi phục kích thước (Ảnh 3.25,

Z). Đến ngày 7, tế bào chết xuất hiện nhiều, quần thể rơi vào pha suy vong nhưng

các tế bào sống với sắc tố đậm vẫn chiếm đa số (Ảnh 3.25, AE). So với các nghiệm

thức được chiếu sáng với các cường độ ánh sáng khác, số tế bào chết trong chuỗi ít

-1

P.sP

-2  Dưới cường độ ánh sáng 50 µmol photon.mP

hơn, sắc tố tế bào đậm hơn, quần thể suy vong chậm hơn.

Ngày thứ 1, thể sắc tố đậm, chiếm trọn thể tích tế bào (Ảnh 3.25, B). Sang

ngày thứ 2, 3, kích thước tế bào tăng, trong chuỗi có nhiều tế bào đang sinh sản

bằng phân chia làm tăng độ dài chuỗi (Ảnh 3.25, G, L). Đến ngày thứ 4, kích thước

tế bào khá đều nhau, sắc tố đậm (Ảnh 3.25, Q). Tế bào chết xuất hiện rải rác trong

chuỗi vào ngày thứ 5 (Ảnh 3.25, V). Sang ngày thứ 6, 7 tế bào chết xuất hiện nhiều

-2

-1

hơn, sắc tố phân mảnh, chuỗi rời rạc (Ảnh 3.25, AA, AF). So với nghiệm thức được

P, sự suy vong của các tế bào trong

P.sP

chiếu sáng ở cường độ 20 µmol photon.mP

quần thể diễn ra sớm hơn 1 ngày.

-1

P.sP

-2  Dưới cường độ ánh sáng 80 µmol photon.mP

62

Ngay ngày thứ nhất, các tế bào phân chia mạnh, sắc tố đậm, chiếm trọn thể

tích tế bào (Ảnh 3.25, C). Sang ngày thứ 2 kích thước tế bào khá đều nhau, sắc tố

đậm, chuỗi tế bào dài, đẹp, trạng thái này kéo dài đến ngày thứ 5 (Ảnh 3.25, H, M,

R, W). Quần thể xuất hiện nhiều tế bào chết, thể sắc tố phân mảnh, nhạt màu vào

-1

P.sP

-2  Dưới cường độ ánh sáng 100 µmol photon.mP

ngày thứ 6, 7 của sự tăng trưởng (Ảnh 3.25, AB, AG).

-2

-1

Hình thái tế bào tương tự như ở nghiệm thức được chiếu sáng với cường độ

P.sP

P qua các ngày 1, 2, 3 (Ảnh 3.25, D, I, N). Đến ngày thứ 4, 5

80 µmol photon.mP

trong chuỗi xuất hiện rải rác tế bào chết (Ảnh 3.25, S, X). Tế bào chết tăng lên,

-1

P.sP

-2  Dưới cường độ ánh sáng 140 µmol photon.mP

quần thể suy vong vào ngày thứ 6, 7 (Ảnh 3.25, AC, AH).

Ngày thứ nhất sau khi cấy chuyền, kích thước các tế bào khá đều nhau, sắc tố

đậm chiếm trọn thể tích tế bào (Ảnh 3.25, E). Sang ngày thứ 2, 3, số tế bào sinh sản

phân chia tăng (Ảnh 3.25, J, O). Đến ngày 4, 5 trong chuỗi xuất hiện tế bào chết

(Ảnh 3.25, T, Y). Quần thể suy vong nhanh chóng vào ngày 6, 7 (Ảnh 3.25, AD,

AI).

-2

-1

Như vậy, so với đối chứng, ánh sáng ở các cường độ lần lượt 20, 50, 80, 100,

P.sP

P kích thích thể sắc tố phát triển, nhanh chóng chiếm trọn thể

140 µmol photon.mP

tích tế bào. Tuy nhiên, khi xử lí cường độ ánh sáng càng cao, sự tàn lụi biểu hiện

qua hình thái xảy ra càng nhanh.

63

Ảnh 3.25: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường Aquil*

dưới các cường độ chiếu sáng khác nhau

(từ trái qua: AS20, AS50, AS80, AS100, AS140; từ trên xuống: ngày 1  ngày 7)

64

3.1.4.3. Đường cong tăng trưởng

Dưới điều kiện không được chiếu sáng của nghiệm thức đối chứng, vi tảo

gần như không tăng trưởng. Mật độ tế bào luôn ở mức thấp và giảm vào các ngày 5,

6, 7 của thí nghiệm (Bảng 3.3, Hình 3.3).

-2

-1

Nhìn chung, đường cong tăng trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge

P.sP

Pđều có dạng

dưới các cường độ ánh sáng 20, 50, 80, 100, 140 µmol photon.mP

chữ S với pha tiềm phát rất ngắn. Quần thể vi tảo phát triển nhanh, mật độ tế bào so

với đối chứng tăng ngay sau ngày đầu cấy chuyền và cao hơn hẳn trong các ngày

còn lại của quá trình tăng trưởng (Bảng 3.3, Hình 3.3).

Ngày thứ nhất và ngày thứ hai, mật độ tế bào dưới các cường độ ánh sáng

-2

-1

không khác biệt nhiều. Sự khác biệt chỉ thể hiện rõ ở ngày thứ 3 trở đi (Bảng 3.3).

P.sP

Pmật độ tế bào đạt

Khi được chiếu sáng với cường độ 20 µmol photon.mP

cực đại vào ngày thứ 5, cao hơn hẳn so với mật độ cực đại của các nghiệm thức còn

lại. Sau đó giảm nhanh và rơi vào pha suy vong ở ngày thứ 6, 7 (Bảng 3.3, Hình

3.3).

Ở các nghiệm thức AS 50 và AS 80, mật độ tế bào đạt cực đại vào ngày 4,

giảm vào ngày 5, giảm nhanh và rơi vào pha suy vong hoàn toàn ở ngày 6, 7. So với

các nghiệm thức AS 20, AS 100, AS 140, quần thể đạt đỉnh tăng trưởng sớm hơn

một ngày (Bảng 3.3, Hình 3.3).

Ở các nghiệm thức AS 100, AS 140, quần thể đạt đỉnh tăng trưởng vào ngày

5, nhưng mật độ tế bào cực đại thấp hơn so với các nghiệm thức AS 20, AS 50 và

AS 80. Sau đó, mật độ tế bào giảm nhanh, pha suy vong diễn ra vào ngày 6, 7 (Bảng

3.3, Hình 3.3).

Như vậy, từ đường cong tăng trưởng và hình thái tế bào cho thấy S.

-2

-1

subsalsum (A.Cleve) Bethge tăng trưởng tốt dưới cường độ ánh sáng từ 20 – 80

P.sP

P.

µmol photon.mP

40

65

) l

30

20

10

AS20 AS50 AS80 AS100 AS140 TỐI

0

m / b t 4 0 1 x ( o à b ế t ộ đ t ậ M

N0

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.3: Đường cong tăng trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới ảnh

hưởng của các cường độ ánh sáng khác nhau

Bảng 3.3: Mật độ tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường Aquil* dưới

các cường độ chiếu sáng khác nhau

4 Mật độ tế bào (x10P

P tế bào/ml)

AS50

AS80

AS100

AS140

TỐI

AS20

Thời gian tăng trưởng

N1

8,67 a ± 2,22P

9,44 ± 1,96P

a

10,11 a ± 1,97P

8,72 ± 1,79P

a

11,09 a* ± 1,36P

3,83 ± 1,20P

a

16,00

16,72

N2

ab*

± 3,59P

abc*

14,22 ab ± 1,82P

13,44 ab ± 1,48P

14,44 a ± 2,51P

2,78 ± 0,99P

a

± 2,45P

21,78

18,32

20,28

22,00

N3

bc*

± 1,86P

bcd*

25,50 c* ± 4,58P

± 1,89P

bc*

± 3,89P

abc*

3,36 ± 0,92P

a

± 3,96P

30,64

23,75

24,56

N4

± 3,54P

cd*

32,50 e* ± 3,23P

30,00 c* ± 5,73P

± 4,19P

cd*

± 2,73P

bc*

3,31 ± 0,86P

a

27,67

N5

37,61 d* ± 5,63P

± 5,55P

de*

25,16 c* ± 3,38P

27,18 d* ± 2,97P

26,94 c* ± 3,43P

1,31 ± 0,45P

a

23,11

23,82

23,44

16,00

17,94

N6

± 3,56P

bc*

± 2,75P

cde*

± 3,67P

ab*

± 1,99P

ab*

± 2,58P

abc*

2,61 ± 0,71P

a

14,74

13,94

16,19

N7

ab*

ab*

ab*

a

19,67 c* ± 2,41P

± 1,52P

13,22 a* ± 2,15P

± 1,63P

± 2,16P

1,40 ± 0,44P

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05.

P tb/ml

4 Đơn vị tính: x 10P

66

3.1.4.4. Cường độ quang hợp – cường độ hô hấp

 Cường độ quang hợp

Nhìn chung, các nghiệm thức được chiếu sáng đều có cường độ quang hợp

-2

-1

(CĐQH) cao hơn nhiều so với đối chứng (Bảng 3.4, Hình 3.4).

P, CĐQH của vi tảo

P.sP

Khi được chiếu sáng với cường độ 20 µmol photon.mP

tăng dần từ ngày 1 đến ngày 3, tăng cao nhất và cao hơn hẳn CĐQH của vi tảo trong

các nghiệm thức khác vào ngày 4, giảm nhẹ vào ngày 5, giảm mạnh hơn vào ngày

-2

thứ 6, 7 trong quá trình tăng trưởng (Bảng 3.4, Hình 3.4).

PCĐQH tăng dần từ ngày 1 đến ngày

-1 P,P

P.sP

Dưới cường độ 50 µmol photon.mP

4, tăng mạnh nhất và đạt cao nhất vào ngày 5, nhưng cũng giảm nhanh vào ngày 6,

-2

-1

7 (Bảng 3.4, Hình 3.4).

P.sP

P cao ngay

CĐQH của vi tảo dưới cường độ ánh sáng 80 µmol photon.mP

ngày đầu sau khi cấy chuyền, tăng dần từ ngày 1 đến ngày 4, đạt đỉnh vào ngày 5,

-2

-1

nhưng giảm mạnh vào ngày 6, 7 (Bảng 3.4, Hình 3.4).

P khiến CĐQH của vi

P.sP

Chiếu sáng với cường độ 100, 140 µmol photon.mP

tảo tăng nhanh và cao hơn dưới các nghiệm thức khác trong hai ngày đầu, giảm nhẹ

- hơn so với các nghiệm thức được chiếu sáng với cường độ 20, 50 µmol photon.mP

-1

2 P.sP

P vào ngày 6, 7 (Bảng 3.4, Hình 3.4).

vào ngày thứ 4, tăng lại và đạt đỉnh vào ngày thứ 5, nhưng sau đó cũng giảm nhanh

AS20

AS50

AS80

67

.

) t ú h p / 2 O

AS100

l o m µ 0 0 0 0 1 x (

AS140

p ợ h g n a u q ộ đ g n ờ ư C

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Tối

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.4: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường

Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhau

Bảng 3.4: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường

Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhau

Cường độ quang hợp (x10.000 µmol OR2R/phút)

AS20

AS50

AS80

AS100

AS140

Tối

Thời gian tăng trưởng

17,88

N1

9,60 a ± 2,57P

12,24 a ± 2,38P

± 4,38P

ab*

17,56 a* ± 2,32P

28,43 b* ± 4,13P

4,88 a ± 2,46P

30,22

27,07

44,11

39,56

N2

± 0,50P

bc*

± 1,24P

abc*

± 0,50P

cd*

± 0,55P

cd*

2,73 a ± 0,07P

32,76 b* ± 3,48P

46,98

N3

50,11 d* ± 3,34P

± 3,47P

cd*

37,40 ± 1,22P

cd*

47,32 d* ± 2,03P

45,67 d* ± 2,82P

4,34 a ± 1,44P

40,65

N4

51,93 d* ± 9,04P

48,56 d* ± 2,58P

39,64 c* ± 2,08P

± 0,66P

cd*

6,29 a ± 0,82P

72,56 e* ± 1,35P

N5

68,02 e* ± 1,56P

3,69 a ± 1,48P

79,94 ± 10,30P

e*

71,60 e* ± 8,81P

72,55 e* ± 2,66P

57,49 e* ± 2,88P

37,54

31,58

34,92

N6

bcd*

bc*

bc*

41,81 c* ± 2,44P

± 1,94P

± 6,76P

26,82 b* ± 0,67P

± 3,76P

7,63 a ± 5,92P

23,49

N7

ab*

a*

26,56 b* ± 3,05P

± 0,60P

14,04 a* ± 0,93P

12,87 a* ± 1,53P

9,39 ± 0,92P

3,18 a ± 0,61P

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05.

Dấu * chỉ sự khác biệt giữa các nghiệm thức với đối chứng

68

 Cường độ hô hấp

CĐHH của vi tảo ở các nghiệm thức đều tăng trong giai đoạn đầu quá trình

tăng trưởng, giảm vào giai đoạn suy vong và đều cao hơn so với đối chứng trong tất

cả các ngày của lô thí nghiệm (Bảng 3.5, Hình 3.5).

-2

-1

CĐHH gần như không có sự khác biệt giữa nghiệm thức được chiếu sáng ở

P, trừ ngày thứ 5 CĐHH của nghiệm thức

P.sP

cường độ 100 với 140 µmol photon.mP

-2

-1

AS 100 cao hơn so với AS 140 (Bảng 3.5, Hình 3.5).

P.sP

P, CĐHH tăng dần

Khi được chiếu sáng với cường độ 20 µmol photon.mP

từ ngày 1 đến ngày 3, cao hơn CĐHH của các nghiệm thức khác vào ngày 3, 4, đạt

đỉnh vào ngày 5, giảm nhanh vào ngày 6, 7 của quá trình tăng trưởng (Bảng 3.5,

-2

-1

Hình 3.5).

P khiến CĐHH tăng cao trong

P.sP

Chiếu sáng với cường độ 50 µmol photon.mP

hai ngày đầu, không thay đổi nhiều ở ngày 3, 4, đạt đỉnh vào ngày 5, giảm vào ngày

-2

-1

6, 7 (Bảng 3.5, Hình 3.5).

P, CĐHH tăng ngay sau ngày đầu cấy

P.sP

Ở cường độ 80 µmol photon.mP

chuyền, duy trì ổn định vào ngày 2, 3, 4, đạt đỉnh vào ngày 5, nhưng sau đó cũng

giảm nhanh vào ngày 6, 7 (Bảng 3.5, Hình 3.5).

80

70

60

AS20

50

AS50

40

AS80

30

AS100

20

.

p ấ h ô h ộ đ g n ờ ư C

AS140

10

Tối

) t ú h p / 2 O l o m µ 0 0 0 0 1 x (

0

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.5: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường

Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhau

69

Bảng 3.5: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường

Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhau

Cường độ hô hấp (x10.000 µmol OR2R/phút)

AS20

AS50

AS80

AS100

AS140

Tối

Thời gian tăng trưởng

N1

15,73 ± a 4,19P

22,06 a* ± 3,84P

28,93 ± 3,19P

bc*

21,83 ab*

± 4,25P

22,05 ± 2,62P

ab*

5,18 a ± 1,08P

N2

35,27 b* ± 1,67P

30,61 bc*

± 3,11P

27,31 b* ± 1,70P

26,70 bc*

± 1,26P

3,61 a ± 0,33P

29,44 b* ± 2,84P

N3

48,68 c* ± 1,09P

37,27 b* ± 0,99P

32,79 ± 6,72P

bc*

41,11 c* ± 2,86P

36,59 de*

± 2,40P

2,33 a ± 0,41P

N4

50,70 c* ± 6,33P

39,12 b* ± 0,58P

38,09 c* ± 2,41P

41,13 c* ± 1,90P

4,08 a ± 0,58P

38,63 e* ± 2,60P

N5

31,52 cde*

± 2,84P

4,38 a ± 1,25P

d*

55,36 c* ± 4,94P

50,00 d* ± 2,62P

69,31 d* ± 3,75P

66,57 ± 4,37P

N6

29,03 b* ± 1,72P

35,69 b* ± 4,79P

23,47 ab*

± 4,83P

27,31 b* ± 3,28P

29,25 cd*

± 3,20P

4,64 a ± 2,40P

N7

23,37 ± 3,19P

ab*

16,90 a* ± 0,83P

15,94 a* ± 0,95P

16,23 a* ± 1,76P

16,37 a* ± 1,65P

4,47 a ± 0,43P

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05.

Dấu * chỉ sự khác biệt giữa các nghiệm thức với đối chứng

3.1.4.5. Hàm lượng diệp lục tố

 Màu sắc dịch trích diệp lục tố

Trong điều kiện thiếu sáng của nghiệm thức đối chứng, dịch chiết diệp lục tố

gần như trong suốt qua các ngày nuôi cấy (Ảnh 3.26).

Màu xanh lục đặc trưng của dịch chiết diệp lục tố đậm đần từ ngày 1 đến

ngày 4 ở tất cả các nghiệm thức được chiếu sáng, độ đậm theo thứ tự AS 20 > AS

50 > AS 80 > AS 100 > AS 140 (Ảnh 3.26, N1, N2, N3, N4).

Sang ngày thứ 5, độ đậm của dịch chiết ở các nghiệm thức được chiếu sáng

giảm nhẹ, gần như không đổi ở ngày 6, 7 (Ảnh 3.26, N5, N6, N7).

70

Ảnh 3.26: Dịch trích diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các cường độ

chiếu sáng khác nhau từ ngày thứ 1 đến 7

(trong một ngày, từ trái qua: AS20, AS50, AS80, AS100, AS140, Tối)

 Hàm lượng diệp lục tố

Hàm lượng diệp lục tố dưới điều kiện đối chứng không khác biệt trong hai

ngày đầu, sau đó gần như giảm đều từ ngày 3 đến ngày 7 (Bảng 3.6, Hình 3.6).

-2

-1

71

Phàm lượng diệp lục tố cao

P,P

P.sP

Dưới cường độ chiếu sáng 20 µmol photon.mP

hơn hẳn so với đối chứng và các nghiệm thức còn lại, tăng nhanh từ ngày 1 đến

ngày 4, đạt đỉnh ở 5, sau đó giảm nhẹ vào ngày 6, 7 của quá trình tăng trưởng (Bảng

3.6, Hình 3.6).

Hàm lượng diệp lục tố của nghiệm thức AS 50 tăng dần và đạt đỉnh vào ngày

4, giảm nhẹ và gần như không đổi ở ngày 5, 6, giảm rõ rệt vào ngày 7 (Bảng 3.6,

-2

-1

Hình 3.6).

P, hàm lượng diệp lục tố tăng

P.sP

Ở cường độ chiếu sáng 80 µmol photon.mP

nhanh trong hai ngày đầu, đạt đỉnh vào ngày 3, gần như không đổi ở ngày 4, giảm

dần từ ngày 5 đến ngày 7 (Bảng 3.6, Hình 3.6).

-2

-1

Trong khi đó hàm lượng diệp lục tố dưới các cường độ chiếu sáng 100 và

P tăng dần qua các ngày 1 đến 4 và đạt đỉnh 5, nhưng giảm

P.sP

140 µmol photon.mP

nhanh chóng vào ngày 6, 7 của quá trình tăng trưởng (Bảng 3.6, Hình 3.6).

-2

-1

Như vậy, kết hợp giữa hàm lượng với màu sắc dịch trích diệp lục tố cho thấy

P.sP

P có hàm lượng

nghiệm thức chiếu sáng với cường độ 20 và 50 µmol photon.mP

diệp lục tố cao hơn hẳn so với các nghiệm thức còn lại và so với đối chứng (Bảng

3.6, Hình 3.6).

300

250

AS20

200

) 3 -

AS50

150

AS80

m . g m

(

ố t c ụ l p ệ i d g n ợ ư

100

l

AS100

AS140

50

m à H

Tối

0

N1

N3

N5

N7

N6 N4 N2 Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.6: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi trong

môi trường Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhau

72

Bảng 3.6: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi trong

môi trường Aquil* dưới các cường độ chiếu sáng khác nhau

-3

Hàm lượng diệp lục tố (mg.mP

P)

AS20

AS50

AS80

AS100

AS140

Tối

Thời gian tăng trưởng

N1

66,91 a* ± 2,2P

57,95 a* ± 1,03P

43,46 a* ± 3,2P

45,25 a* ± 3,5P

41,88 a* ± 3,8P

19,65 e ± 2,61P

N2

90,36 b* ± 4,5P

73,80 b* ± 1,6P

67,48 c* ± 6,1P

54,43 c* ± 2,9P

19,65 e ± 2,52P

124,57 b* ± 7,4P

N3

175,63 c* ± 3,5P

104,63 c* ± 6,1P

79,53 e* ± 2,9P

78,24 e* ± 2,9P

14,27 d ± 1,29P

115,75 f* ± 4,5P

N4

189,83 d* ± 3,5P

110,80 f* ± 3,5eP

114,74 f* ± 16,7P

98,97 f* ± 10,3P

5,88 a ± 0,58P

156,55 f* ± 9,3P

N5

148,31 e* ± 3,8P

105,35 e* ± 18,9P

11,98 c ± 0,35P

133,32 g* ± 16,4P

106,21 g* ± 2,9P

243,04 g* ± 2,9P

N6

230,85 f* ± 15,3P

147,09 e* ± 15,7P

97,46 d* ± 18,9P

74,87 d* ± 14,1P

59,60 d* ± 9,9P

8,10 b ± 0,35P

N7

205,90 e* ± 18,3P

131,38 d* ± 9,05P

84,55 c* ± 4,46P

56,51 b* ± 4,90P

44,39 b* ± 4,67P

5,09 a ± 0,35P

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05.

Dấu * chỉ sự khác biệt giữa các nghiệm thức với đối chứng

Tóm lại, qua hình thái tế bào, đường cong tăng trưởng, CĐQH, CĐHH, hàm

lượng diệp lục tố của Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các cường độ

-2

-1

ánh sáng khác nhau cho thấy, loài vi tảo này tăng trưởng tốt dưới cường độ ánh

P trong điều kiện phòng thí nghiệm. Do đó cường

P.sP

-2

-1

sáng từ 20 – 80 µmol photon.mP

P được chọn để khảo sát ảnh hưởng của ánh

P.sP

độ ánh sáng 20 và 50 µmol photon.mP

sáng đơn sắc ở cùng cường độ lên sự tăng trưởng của loài ở thí nghiệm tiếp sau.

73

3.1.5. Ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cường độ 20 µmol photon.m-2.s-1 lên

sự sinh trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge

3.1.5.1. Màu sắc dịch nuôi

Ở nghiệm thức đối chứng, màu nâu vàng của dịch nuôi đậm dần từ ngày 1

đến ngày 6. Sang ngày 7, 8, dịch nuôi nhạt màu dần kèm hiện tượng kết vón và lắng

xuống đáy bình. Tương tự đối với màu sắc dịch nuôi dưới ánh sáng đơn sắc màu

xanh dương, đỏ và xanh lục. Tuy nhiên, màu nâu vàng của dịch nuôi ở đối chứng và

ánh sáng xanh lục đậm hơn so với dịch nuôi dưới ánh sáng xanh dương và đỏ (Ảnh

3.27). Dịch nuôi dưới ánh sáng tím có màu nâu vàng nhạt nhất trong tất cả các

nghiệm thức (Ảnh 3.27).

Ảnh 3.27: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi trong môi

trường Aquil* dưới các điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau

(trong một ngày, từ trái qua: AS trắng (đối chứng), AS xanh dương, AS đỏ, AS

xanh lục, AS tím)

74

3.1.5.2. Hình thái tế bào

Dưới ánh sáng trắng (đối chứng), từ ngày 1 đến ngày 3, tế bào nhanh chóng

phân chia, thể sắc tố dần chiếm trọn thể tích tế bào (Ảnh 3.28, A, F, K ). Đến ngày

thứ 4, 5 kích thước tế bào khá đều nhau, thể sắc tố đậm (Ảnh 3.28, P, U). Sang ngày

thứ 6, trong chuỗi xuất hiện rải rác tế bào chết, nhưng sắc tố vẫn còn đậm (Ảnh

3.28, Z). Tế bào chết tăng lên, quần thể suy vong vào ngày 7, 8 (Ảnh 3.28, AE, AJ).

Ở nghiệm thức chiếu ánh sáng xanh dương, tế bào nhanh chóng phân chia

ngay ngày đầu sau khi cấy chuyền (Ảnh 3.28, B). Quần thể tăng trưởng mạnh, sắc

tố chiếm trọn thể tích tế bào vào ngày 2, 3, 3, 4, 5, tuy nhiên sắc tố trong tế bào

không đậm bằng đối chứng (Ảnh 3.28, G, L, Q, V). Vào ngày 6 trong chuỗi xuất

hiện tế bào chết nhưng trong quần thể có nhiều tế bào kích thước to. Quần thể suy

vong vào ngày 7, 8 biểu hiện qua lượng tế bào chết xuất hiện nhiều trong chuỗi, sắc

tố phân huỷ (Ảnh 3.28, AF, AK).

Dưới tác động của ánh sáng đơn sắc đỏ, sắc tố tế bào đậm dần, kích thước tế

bào khá đều nhau vào ngày 1 (Ảnh 3.28, C). Trong chuỗi xuất hiện nhiều tế bào

sinh sản bằng phân chia vào ngày 2 (Ảnh 3.28, H). Đến ngày 3, 4 sắc tố đậm, chiếm

trọn thể tích tế bào (Ảnh 3.28, M, R). Sang ngày thứ 5, 6 kích thước tế bào to,

nhưng trong quần thể xuất hiện nhiều tế bào chết hơn so với đối chứng và so với các

nghiệm thức còn lại (Ảnh 3.28, W). Quần thể suy vong vào ngày 7, 8, sắc tố tế bào

nhạt dần, số tế bào chết tăng nhanh (Ảnh 3.28, AG, AL).

Khi được chiếu ánh sáng đơn sắc xanh lục, trong 3 ngày đầu của quá trình

tăng trưởng, nhiều tế bào trong chuỗi sinh sản phân chia, sắc tố đậm (Ảnh 3.28, D,

I, N). Đến ngày thứ 4, 5, 6 sắc tố chiếm trọn thể tích tế bào, kích thước tế bào khá

đều nhau, chuỗi dài (Ảnh 3.28, S, X, AC). Sang ngày thứ 7, trong chuỗi xuất hiện

rải rác tế bào chết (Ảnh 3.28, AH). Quần thể suy vong vào ngày 8, 9, tế bào chết

tăng (Ảnh 3.28, AM, AO). So với đối chứng quần thể suy vong chậm hơn một ngày.

Dưới ảnh hưởng của ánh sáng tím, trong hai ngày đầu, kích thước tế bào nhỏ

hơn so với đối chứng, sắc tố đậm dần (Ảnh 3.28, E, J). Sang ngày 3, 4, 5, 6, sắc tố

75

chiếm trọn thể tích tế bào, nhiều tế bào trong chuỗi sinh sản phân chia (Ảnh 3.28, O,

T, Y, AD). Chuỗi xuất hiện nhiều tế bào kéo dài, sắc tố đậm, nhưng rải rác có tế bào

chết vào ngày 7, 8 (Ảnh 3.28, AI, AN). Tế bào chết nhiều, quần thể suy vong vào

ngày 9 (Ảnh 3.28, AP).

Như vậy, quần thể tế bào dưới ánh sáng trắng đối chứng và ánh sáng đỏ,

xanh dương có biểu hiện suy rõ rệt về mặt hình thái vào ngày 6. Quần thể dưới ánh

sáng xanh lục suy vào ngày 7. Dấu hiệu suy thể hiện vào ngày 8 đối với ánh sáng

tím.

76

Ảnh 3.28: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới ảnh hưởng của các

ánh sáng đơn sắc khác nhau

(từ trái qua: AS trắng (đối chứng), AS xanh dương, AS đỏ, AS xanh lục, AS tím; từ

trên xuống: ngày 1  ngày 9)

77

3.1.5.3. Đường cong tăng trưởng

Nhìn chung, đường cong tăng trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge

dưới ảnh hưởng của các ánh sáng đơn sắc đều có dạng chữ S (Hình 3.7):

Ở nghiệm thức đối chứng, ngay ngày đầu sau khi cấy chuyền, quần thể tăng

trưởng nhanh. Sự tăng trưởng trong trạng thái pha log tiếp tục được duy trì đến ngày

4 và đạt mật độ cao nhất vào ngày này. Sang ngày thứ 5, mật độ có giảm nhẹ nhưng

vẫn ở mức cao. Ngày 6, mật độ tế bào tiếp tục giảm và quần thể suy vong vào ngày

7, 8 của quá trình tăng trưởng (Bảng 3.7).

Dưới điều kiện chiếu ánh sáng xanh dương, quần thể tăng trưởng nhanh

trong hai ngày đầu, nhưng mật độ không có khác biệt so với đối chứng. Quần thể

tiếp tục tăng trưởng nhanh và đạt mật độ cao nhất vào ngày 4, giảm và gần như

không có khác biệt vào ngày 5, 6. Đến ngày 7, 8 mật độ tế bào tiếp tục giảm (Bảng

3.7).

Khi chiếu ánh sáng đỏ, ở ngày thứ nhất quần thể có mật độ tế bào thấp,

nhưng nhanh chóng tăng trưởng trong pha log từ ngày thứ 2, 3, 4, đạt mật độ cao

nhất vào ngày 4, giảm rõ vào ngày 5, tăng trưởng ở pha cân bằng vào ngày 5, 6, 7.

Quần thể suy vong vào ngày 8, mật độ tế bào giảm rõ rệt (Bảng 3.7).

Dưới ánh sáng đơn sắc màu xanh lục, quần thể tăng trưởng nhanh, đạt trạng

thái pha log trong giai đoạn từ ngày 1 đến 4, nhưng mật độ không khác biệt so với

đối chứng. Mật độ tế bào đạt cao nhất vào ngày 5 và cao hơn so với đối chứng, gần

như giữ ổn định vào ngày 6, giảm nhẹ vào ngày 7. Quần thể suy vong vào ngày 8, 9.

Nhưng mật độ vẫn ở mức cao hơn so với đối chứng trong các ngày 7, 8, 9 (Bảng

3.7).

Ánh sáng tím giúp quần thể tế bào tăng trưởng nhanh trong 2 ngày đầu. Đến

ngày 3, 4, 5, 6 mật độ tế bào tiếp tục tăng nhưng chậm và thấp hơn ở mức có ý

nghĩa so với đối chứng trong các ngày này. Quần thể tăng trưởng đạt mật độ cao

nhất vào ngày 8 nhưng vẫn thấp hơn nhiều so với đối chứng. Sang ngày 9 quần thể

suy vong (Bảng 3.7).

-2

-1

78

P, quần thể Skeletonema

P.sP

Như vậy ở cùng cường độ 20 µmol photon.mP

subsalsum (A.Cleve) Bethge sinh trưởng dưới ánh sáng đơn sắc xanh dương, ánh

sáng đơn sắc đỏ cùng đạt mật độ cực đại vào ngày 4, trùng thời điểm với đối chứng.

Mật độ thấp hơn nhưng không có khác biệt so với đối chứng trong suốt quá trình

tăng trưởng. Khi nuôi dưới ánh sáng đơn sắc xanh lục, quần thể vi tảo đạt đỉnh tăng

trưởng vào ngày 5, mật độ cực đại cao hơn nhưng không có khác biệt với đối

chứng, tuy nhiên quần thể suy vong chậm hơn và mật độ tế bào cao hơn đối chứng

vào các ngày cuối của quá trình tăng trưởng. Ánh sáng đơn sắc tím cho mật độ tế

bào thấp rõ rệt và thời gian đạt cực đại lâu hơn so với đối chứng.

70

) l

60

AS trắng

50

40

AS xanh dương

30

AS đỏ

20

10

m / b t 0 0 0 . 0 1 x ( o à b ế t ộ đ t ậ M

AS xanh lục

0

AS tím

N0 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9

Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.7: Đường cong tăng trưởng của S. subsalsum trong các môi trường có điều

kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau

79

Bảng 3.7: Mật độ tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi trường có điều

kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau

Điều kiện nuôi cấy

AS đỏ

AS xanh lục

AS tím

AS xanh dương

AS trắng (đối chứng)

Thời gian tăng trưởng

N1

10,56 ab ± 1,53P

5,78 ab ± 1,13P

12,94 ab ± 1,20P

9,22 a ± 1,43P

8,22 ab ± 1,35P

N2

14,25 bc ± 1,26P

13,39 b ± 1,72P

17,51 b ± 1,41P

15,78 ab ± 1,87P

12,28 bc ± 1,65P

N3

22,48 cd*

± 1,19P

27,67 c ± 2,48P

33,00 c ± 2,71P

29,39 ± 2,56b

14,14 bcd*

± 1,25P

N4

40,06 f ± 2,98P

45,50 d ± 3,18P

52,06 e ± 3,40P

47,94 cd ± 3,26P

18,00 cde*

± 1,41P

N5

31,59 ef ± 2,16P

34,04 c ± 2,25P

46,06 de ± 3,20P

61,63 d ± 3,02P

21,17 def*

± 2,17P

N6

32,67 ef ± 2,69P

32,11 c ± 2,67P

52,94 d ± 3,43P

22,78 ef*

± 2,25P

39,50 cd ± 2,09P

N7

27,67 de ± 2,48P

24,56 c ± 1,65P

49,63 cd*

± 2,71P

22,72 ef ± 1,61P

32,94 c ± 2,78P

N8

25,11 de ± 2,36P

14,56 b* ± 1,80P

29,82 c ± 2,65P

44,72 c* ± 3,15P

28,56 f ± 2,52P

N9

41,94 c ± 2,19P

23,06 ef ± 1,60P

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05. Dấu * chỉ sự khác biệt giữa các nghiệm thức so với đối chứng.

4 Đơn vị tính: x 10P

P tb/ml

3.1.5.4. Cường độ quang hợp – cường độ hô hấp

 Cường độ quang hợp

CĐQH ở nghiệm thức đối chứng tăng dần từ ngày 1 đến ngày 4, đạt đỉnh vào

ngày 5 sau đó giảm trong các ngày 6, 7, 8 (Bảng 3.8, Hình 3.8).

ỞP

Pnghiệm thức AS xanh dương, CĐQH tăng dần từ ngày 1 đến 3, đạt đỉnh ở

80

ngày 4, sau đó giảm nhẹ vào từ ngày 5 và thấp hơn so với đối chứng trong các ngày

6, 7, 8 (Bảng 3.8, Hình 3.8).

Dưới ánh sáng đỏ, CĐQH tăng dần từ ngày 1 đến 4, đạt đỉnh hô hấp vào

ngày 5, sau đó giảm vào các ngày 6, 7, 8, và luôn thấp hơn so với đối chứng trong

giai đoạn từ ngày 5 đến ngày 7 (Bảng 3.8, Hình 3.8).

CĐQH của quần thể vi tảo dưới ánh sáng xanh lục không khác biệt trong hai

ngày đầu, tăng dần từ ngày 2 đến ngày 5, đạt đỉnh vào ngày 6, giảm dần từ ngày 7

đến ngày 9 (Bảng 3.8, Hình 3.8).

CĐQH dưới ánh sáng tím không khác biệt trong hai ngày đầu, tăng nhẹ vào

ngày 3 nhưng không đổi vào 4, 5, tăng dần và đạt đỉnh vào ngày 8, và luôn thấp hơn

160

140

120

so với đối chứng trong suốt quá trình tăng trưởng (Bảng 3.8, Hình 3.8).

AS trắng

100

) t ú h p / 2 O

80

AS xanh dương

60

AS đỏ

40

p ợ h g n a u q ộ đ g n ờ ư C

AS xanh lục

20

l o m µ 0 0 0 0 1 x (

AS tím

0

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.8: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau

81

Bảng 3.8: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau

Cường độ quang hợp (x10.000 µmol OR2R/phút)

AS đỏ

AS xanh lục

AS tím

AS trắng

Thời gian tăng trưởng

AS xanh dương

N1

54,22 a ± 5,08P

40,75 a ± 2,58P

48,67 a ± 2,49P

37,00 a ± 2,65P

21,40 a* ± 2,48P

N2

59,33 ab ± 6,18P

58,83 b ±2,06P

59,67 ab ± 6,48P

46,50 a ± 4,21P

31,00 a* ± 4,06P

83,90

42,17

N3

± 4,34P

cde

77,17 de ± 3,02P

75,86 b ± 7,07P

67,44 b ± 2,79P

± 6,26P

ab*

78,57

59,00

N4

79,86 de ± 2,53P

98,00 c ± 3,12P

± 3,08P

bc*

± 5,30P

bc*

95,43 e P ± 9,71P

86,33

58,17

N5

± 6,57P

de*

100,86 d* ± 5,62P

± 1,11P

bc*

83,43 e* ± 4,15P

140,00 e ±11,63P

79,22

70,50

72,00

N6

±1,72P

cde*

± 3,19P

cd*

± 5,97P

cd*

122,00 d ± 4,26P

112,71 e ± 8,19P

72,00

63,00

73,00

N7

± 4,19P

bcd*

± 2,67P

bc*

100,17 d ± 3,40P

± 6,62P

cd*

107,22 cd ± 4,23P

66,80

N8

± 1,74P

abc*

56,17 b* ± 4,53P

94,78 c ± 3,18P

83,50 c ± 4,33P

d

89,00 ± 11,99P

67,40

N9

± 4,00P

bcd

70,34 b ± 3,54P

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05. Dấu * chỉ sự khác biệt giữa các nghiệm thức so với đối chứng.

 Cường độ hô hấp

Ở nghiệm thức đối chứng, CĐHH tăng dần và đạt đỉnh vào ngày thứ 4, giảm

nhẹ vào ngày 5, tiếp tục giảm vào ngày 6, nhưng gần như không đổi suốt hai ngày

7, 8 (Bảng 3.9, Hình 3.9). Nghiệm thức AS xanh dương có CĐHH cao hơn đối

chứng ngay ngày đầu, tăng dần và đạt đỉnh vào ngày 5, muộn hơn một ngày so với

82

đối chứng. Sau đó giảm suốt giai đoạn còn lại và không có khác biệt so với đối

chứng từ ngày thứ 2 đến hết quá trình tăng trưởng (Bảng 3.9, Hình 3.9).

Dưới ảnh hưởng của ánh sáng đỏ, CĐHH tăng dần và đạt đỉnh vào ngày 5,

chậm hơn 1 ngày so với đối chứng. CĐHH không khác biệt so với đối chứng trừ

ngày 3 (Bảng 3.9, Hình 3.9).

Quần thể vi tảo dưới ánh sáng xanh lục có CĐHH tăng dần từ ngày 1 đến

ngày 6, đạt đỉnh vào ngày 7, muộn hơn nghiệm thức đối chứng 3 ngày và thấp hơn

so với giá trị CĐHH cao nhất của đối chứng. Sau đó giảm vào hai ngày cuối của

quá trình tăng trưởng. Tuy nhiên CĐHH không có khác biệt so với đối chứng trừ

ngày 7 (Bảng 3.9, Hình 3.9).

CĐHH ở nghiệm thức AS tím tăng dần từ ngày đầu tiên sau khi cấy chuyền,

đạt cao nhất vào ngày 7, nhưng thấp hơn so với đỉnh hô hấp của đối chứng. Sau đó

giảm nhẹ nhưng cao hơn CĐHH của đối chứng trong hai ngày cuối của quá trình

tăng trưởng (Bảng 3.9, Hình 3.9). Như vậy, CĐHH của quần thể vi tảo dưới các ánh

sáng đơn sắc khác nhau chủ yếu khác nhau về thời gian đạt đỉnh hô hấp: ánh sáng

xanh dương và ánh sáng đỏ đạt đỉnh hô hấp chậm hơn một ngày và chậm hơn ba

AS trắng

ngày đối với ánh sáng xanh lục và ánh sáng tím.

) t ú h p / 2 O

l

AS xanh dương AS đỏ

p ấ h ô h ộ đ g n ờ ư C

o m µ 0 0 0 0 1 x (

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

N8

N9

AS xanh lục AS tím

Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.9: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi trường

có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau

83

Bảng 3.9: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi trường

có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau

Cường độ hô hấp (x10.000 µmol OR2R/phút)

AS đỏ

AS xanh lục

AS tím

AS trắng

AS xanh dương

Thời gian tăng trưởng

56,17

N1

± 5,31P

ab*

41,00 a ± 1,79P

39,57 a ± 2,44P

34,71 a ± 5,18P

24,17 a* ± 2,63P

64,86

N2

± 2,45P

abc

58,83 b ± 3,32P

56,71 b ± 6,85P

59,83 b ± 2,46P

50,57 b ± 6,22P

62,29

59,50

N3

66,00 ab ± 3,19P

78,50 cd ± 4,84P

± 2,40P

bc*

65,00 bc ± 2,72P

± 5,99P

bc*

N4

73,25 cd ± 5,75P

70,33 bc ± 6,04P

67,57 bc ± 2,00P

66,40 cd ± 3,19P

82,33 d ± 2,84P

N5

76,50 cd ± 1,32P

75,38 cd ± 2,87P

72,00 cd ± 6,34P

80,00 d ± 2,44P

76,29 c ± 4,67P

67,00

N6

± 5,06P

bcd

70,43 bc ± 3,64P

78,57 d ± 3,44P

75,00 d ± 2,69P

70,17 c ± 5,72P

N7

55,33 ab ± 4,10P

66,00 bc ± 3,30P

57,43 b ± 4,05P

80,60 d* ± 5,00P

78,40 d* ± 6,20P

70,83

N8

51,86 a ± 4,99P

55,57 b ± 3,89P

63,60 bc ± 3,09P

65,63 bc ± 3,34P

± 3,93P

cd*

N9

59,47 b ± 2,13P

68,72 cd ± 2,92P

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05. Dấu * chỉ sự khác biệt giữa các nghiệm thức so với chuẩn.

3.1.5.5. Hàm lượng diệp lục tố

 Màu sắc dịch trích diệp lục tố

Ở nghiệm thức đối chứng, màu xanh lục của dịch trích diệp lục tố đậm dần từ

ngày 1 đến ngày 4 và vẫn đậm màu qua các ngày tiếp theo của quá trình tăng trưởng

(Ảnh 3.29).

84

Dưới ảnh hưởng ánh sáng xanh dương, dịch trích diệp lục tố cũng xanh đậm

dần từ ngày từ ngày 1 đến 4 và giữ không đổi đến ngày 6, sau đó nhạt màu sớm hơn

so với đối chứng trong hai ngày 7, 8 (Ảnh 3.29).

Khi quần thể vi tảo được chiếu ánh sáng đỏ, dịch trích xanh đậm dần từ ngày

1 đến 3, đậm nhất vào ngày 3, ngả sang màu xanh tối hơn trong ngày 4, 5, 6. Sau đó

nhạt màu dần vào ngày 7, 8 (Ảnh 3.29).

Ở nghiệm thức ánh sáng xanh lục, dịch trích diệp lục tố xanh đậm dần từ

ngày 1 đến ngày 6, độ đậm tương đương với đối chứng trong giai đoạn này. Sau đó,

xanh nhạt màu dần và ngày 7, 8 (Ảnh 3.29).

Dưới tác động của ánh sáng tím, dịch trích diệp lục tố luôn có màu xanh nhạt

hơn so với đối chứng và so với các nghiệm thức còn lại trong suốt quá trình tăng

trưởng (Ảnh 3.29).

Như vậy, dưới ảnh hưởng của các ánh sáng đơn sắc khác nhau, độ đậm của

dịch trích diệp lục tố khác nhau. Ánh sáng tím và xanh dương cho màu sắc dịch

trích nhạt màu hơn so với dịch trích diệp lục tố dưới điều kiện đối chứng, với ánh

sáng xanh lục và ánh sáng đỏ qua tất cả các ngày của quá trình tăng trưởng (Ảnh

3.29).

85

Ảnh 3.29: Dịch chiết diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các môi

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau

86

 Hàm lượng diệp lục tố

Hàm lượng diệp lục tố trong các nghiệm thức AS xanh dương, AS đỏ, AS

xanh lục, AS tím luôn thấp hơn ở mức có ý nghĩa so với đối chứng qua các ngày

tăng trưởng (Bảng 3.10, Hình 3.10).

300

) 3 -

250

m . g m

200

150

AS Trắng AS xanh dương AS đỏ

100

( ố t c ụ l p ệ i d g n ợ ư

l

AS xanh lục AS tím

50

m à H

0

N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9

Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.10: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các

môi trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau

87

Bảng 3.10: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge trong các

môi trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau

-3

Hàm lượng diệp lục tố (mg.mP

P)

AS đỏ

AS xanh lục

AS tím

AS trắng

Thời gian tăng trưởng

AS xanh dương

N1

36,44 c* ± 2,57P

26,54 b* ± 4,49P

55,30 e ± 2,88P

45,69 d* ± 6,73P

20,66 a* ± 2,57P

N2

47,91 c* ± 2,57P

32,42 b* ± 3,87P

68,20 e ± 4,16P

56,73 d* ± 4,18P

17,64 a* ± 3,22P

N3

111,88 d* ± 10,89P

51,42 b* ± 6,75P

120,56 e ± 6,73P

91,23 ± 10,26P

c*

28,04 a* ± 3,53P

N4

89,79 ± 19,88P

c*

75,59 ± 10,91P

b*

99,33 d* ± 8,03P

22,81 a* ± 1,92P

159,86 e ± 6,10P

N5

70,64 ± 47,81P

b*

113,74 d* ± 10,91P

30,91 a* ± 3,53P

179,08 e ± 6,73P

97,39 ± 12,19P

c*

N6

93,30 c* ± 6,08P

250,94 e ± 19,57P

49,42 a* ± 2,88P

b*

75,95 ± 13,15P

145,01 d* ± 17,31P

N7

73,73 ± 15,41P

b*

54,29 a* ± 6,08P

137,91 d* ± 76,03P

47,41 a* ± 6,10P

262,34 d ± 25,02P

N8

77,38 ± 13,15P

c*

51,49 ± 44,27P

a*

144,44 c* ± 17,33P

68,28 ± 14,11P

a*

221,39 e ± 10,58P

N9

131,10 d* ± 13,22P

72,36 ± 17,25P

b*

Các số trung bình trong hàng với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05. Dấu * chỉ sự khác biệt giữa các nghiệm thức so với đối chứng.

88

3.1.6. Khảo sát ảnh hưởng của ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.m-2.s-1 lên sự sinh trưởng của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge

3.1.6.1. Màu sắc dịch nuôi

Ở các nghiệm thức: đối chứng, AS xanh dương, AS xanh lục, màu nâu vàng

của dịch nuôi đậm dần từ ngày 1 đến 5, nhạt màu dần kèm hiện tượng kết vón và

lắng xuống đáy bình vào ngày 6, 7 của quá trình tăng trưởng; dịch nuôi được chiếu

ánh sáng xanh lục có màu nâu vàng đậm hơn so với đối chứng. Trong khi đó, khi

nuôi vi tảo dưới ánh sáng tím, màu sắc dịch nuôi gần như trong suốt qua các ngày

của thí nghiệm (Ảnh 3.30).

Ảnh 3.30: Màu sắc dịch nuôi S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới ảnh hưởng của các

-2

-1

ánh sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

P.sP

(trong một ngày, từ trái qua: AS trắng (đối chứng), AS xanh dương, AS xanh lục,

AS tím)

3.1.6.2. Hình thái tế bào

Ở nghiệm thức đối chứng, ngay ngày đầu tiên, các tế bào hình thành sắc tố

nhanh, đậm, thể sắc tố chiếm trọn thể tích tế bào. Chuỗi tế bào có nhiều tế bào sinh

89

sản phân chia (Ảnh 3.31, A). Ngày tiếp theo, kích thước tế bào khá đều nhau, sắc tố

đậm (Ảnh 3.31, E). Bào tử khôi phục kích thước hình thành trong chuỗi vào ngày 3

(Ảnh 3.31, I). Đến ngày 4, 5 tế bào vẫn có kích thước to, sắc tố đậm, chiếm trọn thể

tích tế bào (Ảnh 3.31, M, R). Ngày 6, 7 chuỗi xuất hiện nhiều tế bào chết, quần thể

suy vong nhanh (Ảnh 3.31, U, X).

Dưới tác động của ánh sáng xanh dương, sắc tố tế bào đậm, chiếm trọn thể

tích tế bào, kích thước tế bào khá đều nhau, nhưng nhỏ hơn so với đối chứng ở ngày

thứ 1 (Ảnh 3.31, B). Đến ngày thứ 2, tế bào tăng độ dài trục cao, sắc tố đậm, nhưng

chuỗi tế bào ngắn (Ảnh 3.31, F). Sang ngày thứ 3, trong chuỗi xuất hiện bào tử khôi

phục kích thước, tuy nhiên cũng có khá nhiều tế bào chết xung quanh (Ảnh 3.31, J).

Đến ngày thứ 4, 5 tuy lúc này quần thể có nhiều tế bào chết nhưng các tế bào sống

vẫn có sắc tố đậm (Ảnh 3.31, N, S). Ở ngày 6, 7, tế bào chết nhiều hơn, quần thể

suy vong, nhưng bên cạnh đó có các tế bào có kích thước rất to, hơn hẳn các tế bào

còn lại, có thể đây là tế bào khởi đầu sau quá trình sinh sản hũu tính (Ảnh 3.31, V,

Y).

Ở nghiệm thức AS xanh lục, sắc tố tế bào đậm, chuỗi xuất hiện tế bào sinh

sản phân chia ngay ngày đầu tiên (Ảnh 3.31, C). Sắc tố tế bào đậm hơn, tế bào to

hơn, chuỗi tế bào dài hơn ở ngày thứ 2 (Ảnh 3.31, G). Hình thái tế bào tiếp tục giữ

trạng thái tốt như ngày 2 trong giai đoạn ngày 3 – 5 (Ảnh 3.31, K, O, T). Sang ngày

thứ 6, chuỗi xuất hiện rải rác tế bào chết nhưng các chuỗi tế bào đẹp vẫn chiếm đa

số (Ảnh 3.31, W). Đến ngày thứ 7, sắc tố phân mảnh, tế bào chết tăng, quần thể suy

vong (Ảnh 3.31, Z). So với đối chứng, sự suy vong của quần thể biểu hiện qua hình

thái muộn hơn một ngày.

Dưới ánh sáng tím, thể sắc tố hình thành nhanh, chiếm trọn thể tích tế bào

nhưng nhạt màu (Ảnh 3.31, D). Đến ngày thứ 2 số tế bào chết trong chuỗi tăng

nhanh (Ảnh 3.31, H). Chuỗi tế bào chỉ còn một vài tế bào sống vào ngày 3 và quần

thể gần như suy vong hoàn toàn vào ngày 4 (Ảnh 3.31, L, P).

-2

-1

90

P, so với đối chứng, quần thể vi tảo

P.sP

Như vậy, ở cường độ 50 µmol photon.mP

biểu hiện sự suy vong qua hình thái cùng thời điểm khi nuôi dưới ánh sáng xanh

dương, chậm hơn một ngày dưới ánh sáng xanh lục và suy vong rất nhanh dưới ánh

sáng tím.

91

Ảnh 3.31: Hình thái tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới ảnh hưởng của ánh

-2

-1

sáng đơn sắc ở cường độ 50 µmol photon.mP

P.sP

(trong một ngày, từ trái qua: AS trắng (đối chứng), AS xanh dương, AS xanh

lục, AS tím; từ trên xuống: ngày 1  ngày 7)

92

3.1.6.3. Đường cong tăng trưởng

Trong bốn nghiệm thức, đường cong tăng trưởng của vi tảo ở nghiệm thức

đối chứng, AS xanh dương và AS xanh lục có dạng chữ S, nhưng dạng này không

thể hiện rõ khi nuôi vi tảo dưới ánh sáng tím (Hình 3.11).

Ở điều kiện đối chứng, mật độ tế bào trong quần thể tăng nhanh ngay ngày

đầu sau khi cấy chuyền. Quần thể tăng trưởng ở trạng thái pha log trong giai đoạn từ

ngày 1 đến ngày 4 (Bảng 3.11, Hình 3.11) và đạt mật độ cao nhất vào ngày 4. Sau

đó tăng trưởng ở pha cân bằng, mật độ tế bào gần như không đổi trong hai ngày 5, 6

(Bảng 3.11, Hình 3.11). Quần thể suy vong, mật độ tế bào giảm vào ngày 7 (Bảng

3.11, Hình 3.11).

Dưới ánh sáng xanh dương, quần thể tăng trưởng ở pha tiềm phát trong hai

ngày 1, 2. Sau đó mật độ tăng dần và đạt đỉnh vào ngày 5, giảm vào hai ngày 6, 7

của quá trình tăng trưởng. Nhìn chung mật độ tế bào không khác biệt so với đối

chứng trừ ngày 4 và ngày 7 (Bảng 3.11, Hình 3.11).

Khi chiếu ánh sáng xanh lục, quần thể vi tảo có đường cong tăng trưởng gần

như tương đương so với đối chứng. Mật độ đạt đỉnh vào ngày 5 và không khác biệt

so với đối chứng trong các ngày của quá trình tăng trưởng, trừ ngày 4 (Bảng 3.11,

Hình 3.11).

-2

-1

Trong khi đó, quần thể gần như không tăng trưởng được dưới ánh sáng đơn

P. Mật độ tế bào chỉ tăng vào ngày đầu

P.sP

sắc tím ở cường độ 50 µmol photon.mP

tiên sau cấy chuyền, sau đó giảm liên tục và quần thể suy vong rất nhanh. Do đó, ở

nghiệm thức này, sự theo dõi các chỉ tiêu so với đối chứng được thực hiện đến ngày

4 (Bảng 3.11, Hình 3.11).

93

50

AS Trắng

40

30

AS Xanh dương

) l

20

m / b t

AS Xanh lục

AS Tím

10

0 0 0 . 0 1 x ( o à b ế t ộ đ t ậ M

0

N0

N1

N3

N4

N5

N6

N7

N2

Thời gian tăng trưởng (ngày)

-2

Hình 3.11: Đường cong tăng trưởng S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi trong các -1

môi trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

P.sP

-2

Bảng 3.11: Mật độ tế bào S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi trong các môi -1

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

P.sP

Điều kiện nuôi cấy

AS trắng (đối

AS xanh dương

AS xanh lục

AS tím

Thời gian tăng trưởng

chứng)

a 16,61 ± 2,40P

P

a 11,33 ± 2,15P

a 12,22 ± 1,71P

5,92 ± 0,91P

c*

N1

22,00 ± 2,22P

ab

a 15,06 ± 2,19 P

20,06 ± 2,19P

ab

3,03 ± 0,79P

b*

N2

31,56 ± 5,32P

bc

18,33 ±2,05P

ab

24,00 ± 4,01P

bc

0,94 ± 0,40P

a*

N3

25,67 ± 2,52P

bc*

30,00 ± 3,12P

bcd*

0,64 ± 0,26P

a*

c 41,61 ± 4,11P

N4

c 40,49 ± 6,08P

d 35,61 ± 6,08P

d 38,11 ± 4,60P

N5

c 38,19 ± 4,92P

30,61 ± 3,12P

cd

34,67 ± 4,80P

cd

N6

34,06 ± 2,82P

bc

21,17 ± 2,69P

abc*

25,89 ± 3,88P

bc

N7

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05.

P tb/ml

4 Dấu * chỉ sự khác biệt giữa các nghiệm thức so với đối chứng. Đơn vị tính: x 10P

94

3.1.6.4. Cường độ quang hợp – cường độ hô hấp

 Cường độ quang hợp

Ở nghiệm thức đối chứng, CĐQH tăng dần và đạt đỉnh quang hợp vào ngày

4, sau đó cũng giảm nhanh vào các ngày 5, 6, 7 (Bảng 3.12, Hình 3.12).

Khi được nuôi dưới ánh sáng xanh dương, CĐQH của quần thể vi tảo cao

ngay ngày đầu sau khi cấy chuyền, tăng cao nhất vào ngày 3, giữ gần như không đổi

so với ngày 3 ở hai ngày 4, 5; sau đó giảm trong giai đoạn ngày 6, 7. Nhìn chung,

CĐHH không khác biệt so với đối chứng trong suốt quá trình tăng trưởng, trừ ngày

2 thấp hơn (Bảng 3.12, Hình 3.12).

Dưới ánh sáng xanh lục, CĐQH tăng dần và đạt đỉnh vào ngày 4, sau đó

giảm chậm và vẫn giữ ở mức cao. CĐQH ở nghiệm thức này không khác biệt so với

đối chứng qua các ngày tăng trưởng; trừ ngày thứ 7, CĐQH cao hơn (Bảng 3.12,

Hình 3.12).

Việc nuôi dưới ánh sáng tím khiến quần thể vi tảo quang hợp cao hơn dưới

điều kiện đối chứng và các nghiệm thức khác ngay ngày đầu tiên sau khi cấy

chuyền. Nhưng sau đó giảm rất nhanh và luôn thấp hơn đối chứng ở ba ngày còn lại

(Bảng 3.12, Hình 3.12).

-2

-1

Như vậy, CĐQH của quần thể vi tảo dưới ánh sáng xanh dương, ánh sáng

Pkhông khác biệt nhiều so với đối

P.sP

xanh lục ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

chứng. Khi chiếu ánh sáng tím liên tục qua các ngày thí nghiệm làm giảm CĐQH

của quần thể vi tảo.

160

140

AS Trắng

120

100

95

) t ú h p / 2 O

AS Xanh dương

80

60

AS Xanh lục

40

p ợ h g n a u q ộ đ g n ờ ư C

AS Tím

20

l o m µ 0 0 0 0 1 x (

0

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

Thời gian tăng trưởng (ngày)

-2

Hình 3.12: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các môi -1

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

P.sP

-2

Bảng 3.12: Cường độ quang hợp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các môi -1

trường có điều kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

P.sP

Cường độ quang hợp (x10000 µmol OR2R/phút)

Thời gian

AS trắng AS xanh dương AS xanh lục AS tím

tăng trưởng

a 24,00 ± 2,09P

a 32,78 ± 2,73P

a 32,57 ± 1,82P

d*

N1 42,11 ± 4,28P

cd

b*

bc

c*

N2 80,44 ± 6,31P 57,38 ± 3,53P 74,00 ± 2,77P 29,67 ± 4,80P

d 97,00 ± 3,64P

bc

b*

N3 93,00 ± 0,44P 16,75 ± 2,56P

c 98,43 ± 8,48P

c 93,11 ± 7,81P

a*

N4 13,14 ± 0,94P

e 133,50 ± 15,63P

c 105,10 ± 23,00P

d 93,25 ± 4,23P

c 85,25 ± 2,32P

bc

N5 80,33 ± 5,34P

bc

b 59,67 ± 5,94P

bc

N6 64,33 ± 3,84P 73,89 ± 4,61P

b 48,13 ± 5,19P

b 50,89 ± 6,28P

b*

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05.

Dấu * chỉ sự khác biệt giữa các nghiệm thức so với đối chứng.

N7 67,67 ± 4,06P

96

 Cường độ hô hấp

Ở nghiệm thức đối chứng, CĐHH tăng rất cao vào ngày 2, sau đó giữ gần

như không đổi trong các ngày còn lại của quá trình tăng trưởng (Bảng 3.13, Hình

3.13).

Dưới ánh sáng xanh dương, CĐHH của quần thể vi tảo khá cao ngay ngày

đầu cấy chuyền, nhưng giảm thấp hơn so với đối chứng vào ngày 2, và không khác

biệt trong các ngày còn lại (Bảng 3.13, Hình 3.13).

CĐHH của quần thể vi tảo dưới ánh sáng xanh lục không khác biệt so với đối

chứng, trừ ngày 2 có CĐHH thấp hơn (Bảng 3.13, Hình 3.13).

Khi được nuôi dưới ánh sáng tím, CĐHH của vi tảo thấp hơn so với đối

140

120

100

AS Trắng

chứng trong cả 4 ngày theo dõi (Bảng 3.13, Hình 3.13).

) t ú h p / 2 O

80

60

AS Xanh dương

40

p ấ h ô h ộ đ g n ờ ư C

AS Xanh lục

20

l o m µ 0 0 0 0 1 x (

AS Tím

0

N1

N2

N4

N5

N6

N7

N3

Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.13: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi dưới điều

-2

kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

-1 PsP

97

Bảng 3.13: Cường độ hô hấp của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge khi nuôi dưới điều

-2

kiện chiếu sáng đơn sắc ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

-1 PsP

Cường độ hô hấp (x10000 µmol OR2R/phút)

AS trắng

AS xanh dương

AS xanh lục

AS tím

Thời gian tăng trưởng

N1

a 73,00 ± 6,35P

81,56 ± 4,01P

a 59,14 ± 4,42P

39,00 ± 5,10P

ab

b*

N2

b 116,00 ±12,89P

69,63 ± 5,41P

73,56 ± 4,24P

a*

43,33 ± 5,55P

a*

b*

N3

a 61,00 ± 3,66P

a 71,00 ± 4,23P

78,00 ± 5,72ab

b 42,17 ± 6,94P

N4

a 74,43 ± 8,38P

a 68,25 ± 6,60P

a 75,71 ± 2,42P

19,00 ± 5,47P

a*

N5

a 79,43 ± 5,24P

78,75 ± 4,08P

ab

b 96,00 ± 11,52P

N6

a 59,50 ± 10,32P

a 71,25 ± 7,09P

a 75,86 ± 5,32P

N7

a 80,00 ± 3,91P

b 90,11 ± 6,12P

a 72,89 ± 5,71P

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05.

Dấu * chỉ sự khác biệt giữa các nghiệm thức so với đối chứng.

3.1.6.5. Hàm lượng diệp lục tố

 Màu sắc dịch trích

Dịch trích diệp lục tố của vi tảo ở nghiệm thức đối chứng và AS xanh dương,

đậm dần từ ngày 1 đến ngày 6, sau đó nhạt màu và ngày 7 (Ảnh 3.32).

Ở nghiệm thức AS xanh lục, dịch trích có màu xanh đậm hơn đối chứng qua

tất cả các ngày (Ảnh 3.32).

Dịch trích diệp lục tố ở nghiệm thức AS tím chỉ hơi có màu vào ngày 1, gần

như trong suốt từ ngày 2 đến ngày 4 (Ảnh 3.32).

98

Ảnh 3.32: Dịch chiết diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các điều

-2

-1

kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

P.sP

 Hàm lượng diệp lục tố

Ở nghiệm thức đối chứng, hàm lượng diệp lục tố tăng dần và đạt cao nhất

vào ngày 3, gần như không đổi so với ngày 3 ở ngày 4, sau đó giảm nhanh vào các

ngày 5, 6, 7 (Bảng 3.14, Hình 3.14).

Khi được chiếu ánh sáng xanh dương, hàm lượng diệp lục tố của dịch trích

thấp hơn đối chứng trong suốt quá trình tăng trưởng (Bảng 3.14, Hình 3.14).

Dưới ánh sáng xanh lục, hàm lượng diệp lục tố cao hơn đối chứng ở ngày thứ

nhất, nhưng thấp hơn ở ngày 2, đạt đỉnh vào ngày 5 và luôn cao hơn đối chứng từ

ngày 3 trở đi (Bảng 3.14, Hình 3.14).

Hàm lượng diệp lục tố dưới ánh sáng tím luôn giảm và thấp hơn đối chứng

trong bốn ngày khảo sát (Bảng 3.14, Hình 3.14).

99

) 3 -

180

160

m . g m

AS Trắng

140

120

100

AS Xanh dương

80

60

( ố t c ụ l p ệ i d g n ợ ư

40

l

AS Xanh lục

20

m à H

0

AS Tím

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N7

Thời gian tăng trưởng (ngày)

Hình 3.14: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các điều

-2

-1

P.sP

kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

Bảng 3.14: Hàm lượng diệp lục tố của S. subsalsum (A.Cleve) Bethge dưới các điều

-2

-1

kiện chiếu sáng đơn sắc khác nhau ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

P.sP

-3

P)

Hàm lượng diệp lục tố (mg.mP

Thời gian

AS trắng AS xanh dương AS xanh lục AS tím

tăng trưởng N1 33,56 ± 3,85P 50,92 ± 3,21P

N2 65,91 ± 6,74P 5,81 ± 3,21P

N3 3,16 ± 1,28P 96,31 ± 4,81P

d* c* b* a*

N4 90,22 ± 7,12P 2,65 ± 0,96P

N5

N6

N7

a 45,54 ± 1,60P e 102,05 ± 8,66P e 125,43 ± 9,30P e 120,41 ± 13,15P d 110,44 ± 12,83P 74,15 ± 14,49P c 67,99 ± 10,26P 103,70 ± 3,66P b 86,06 ± 3,21P

65,19 ± 9,30P

a* bc* 90,36 ± 16,41P d* 144,15 ± 16,04P d* 150,67 ± 13,15P c* 163,37 ± 19,88P bc* 148,74 ± 8,34P b* 121,63 ± 17,96P

a* 13,70 ± 2,89P b* d* e* f* e* c*

Các số trung bình trong cột với các mẫu tự khác nhau khác biệt có ý nghĩa ở mức p = 0,05.

Dấu * chỉ sự khác biệt giữa các nghiệm thức so với đối chứng.

100

3.2. Thảo luận

3.2.1. Khảo sát môi trường nuôi thích hợp cho sự tăng trưởng của Skeletonema

subsalsum (A.Cleve) Bethge

Trong các môi trường f/2, Aquil*, và DAM đường cong tăng trưởng của S.

subsalsum (A.Cleve) Bethge đều có dạng hình chữ S, riêng môi trường ESAW

đường cong tăng trưởng của vi tảo không ổn định nhất và mật độ tế bào không cao.

Đường cong tăng trưởng dạng chữ S cũng đã được ghi nhận ở các loài vi tảo khác

và được thừa nhận từ rất lâu trên thế giới (Laval – Martin, Mazliak, 1979; Moretti et

al., 1999; Clark, 2001; Puskaric, Mortain-Bertrand, 2003; Helm et al., 2006) cũng

như trong nước (Lê Thị Phương Hồng và cs., 1997, Nguyễn Thị Hương, Nguyễn

Trọng Nho, 2004; Nguyễn Tấn Đại, 2007; Nguyễn Thị Kim Ánh, 2008, Huỳnh Thị

Ngọc Như, 2010).

Môi trường f/2 được sử dụng nhiều trong nuôi vi tảo đại trà nhưng không

phù hợp trong phòng thí nghiệm. Thành phần chính của f/2 là nước biển tự nhiên vô

trùng, việc thu và vận chuyển nước biển tự nhiên gặp nhiều khó khăn ở những nơi

sâu trong nội địa. Do đó, nhu cầu về lượng lớn thành phần chính này, không phải

phòng thí nghiệm xa biển nào cũng có thể đáp ứng được.

Trong khi đó, môi trường nước biển nhân tạo rất đa dạng, được nhiều tác giả

nghiên cứu rất sớm và điều chỉnh thành phần cho phù hợp với từng loại vi tảo

(Allen E. J., et al., 1914; Berges J. A., et al., 2001), hơn nữa hoàn toàn có thể chủ

động được lượng môi trường cần dùng. Lợi ích của các môi trường nước biển nhân

tạo là có thể kiểm soát chính xác nồng độ dinh dưỡng, tỷ lệ chất dinh dưỡng và có

cơ hội để lặp lại các thí nghiệm giống điều kiện ban đầu (Harrison, Berges, 2005;

Moreaux et al., 2007). Ngoài ra, các môi trường nước biển nhân tạo còn chứa đầy

đủ các chất dinh dưỡng thiết yếu cũng như: các ion quan trọng, các tác chelat nhân

tạo để duy trì đầy đủ hàm lượng các nguyên tố vi lượng trong dung dịch và các nhân

tố sinh trưởng hữu cơ. Thiamin (vitamin B1), cyanocobalamin (vitamin B12) và

biotin là các nhân tố sinh trưởng hữu cơ quan trọng nhất. Theo Droop (1961, 1962)

101

thì sự hình thành chelat của các nguyên tố vi lượng, đệm pH và sự cân bằng thế oxi

hóa khử, một số hay tất cả các đặc tính hóa lý này trong một môi trường có thể

quyết định đến sự sinh trưởng của loài thực vật phù du hơn là tỷ lệ của các ion

chính (Fogg and Thake, 1987). Vì những ưu điểm đó, có thể nói môi trường nước

biển nhân tạo đã được sử dụng rất phổ biến trên thế giới. Nhưng ở Việt Nam nước

biển nhân tạo hầu như chưa được áp dụng rộng rãi.

Tùy từng đối tượng vi tảo mà môi trường nước biển nhân tạo nào sẽ thích

hợp cho sự sinh trưởng của chúng và mỗi loài thích hợp với điều kiện pH khác nhau

của từng môi trường. Vì thế cùng là nước biển nhân tạo, nhưng sự tăng trưởng của

Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge trong môi trường Aquil* nhanh, mạnh và

ổn định hơn các môi trường DAM và ESAW thông qua hình thái tế bào, mật độ tế

bào và đường cong tăng trưởng.

3.2.2. Khảo sát mật độ khởi đầu thích hợp

Ở điều kiện nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, việc chọn mật độ tế bào xuất

phát thích hợp cho nghiên cứu sinh lý là rất cần thiết. Mật độ khởi đầu có ảnh

hưởng rất lớn đến chất lượng tăng trưởng của vi tảo. Nó là một trong những yếu tố

có liên quan mật thiết đến sinh khối và thời gian tảo đạt cực đại (Nguyễn Thị

Hương, Nguyễn Trọng Nho, 2001). Mật độ xuất phát càng cao, đường cong tăng

trưởng càng ngắn lại, pha tăng trưởng mạnh bắt đầu sớm hơn, nhưng sự suy vong

cũng diễn ra nhanh hơn do mối quan hệ cạnh tranh của số lượng tế bào trên một thể

4 nuôi cấy ở mật độ 0,2.10P

4 P tb/ml (Nguyễn Thị Lĩnh và cs., 1999); 0,5.10P

P tế bào/ml

tích môi trường và hàm lượng chất dinh dưỡng. Ở Việt Nam, tảo Nitzschia sp. được

4 2009); 5. 10P

P tế bào/ml đối với loài Nitzschia closterium (Nguyễn Thị Hương và cs.,

đối với loài Chaetoceros lauderi và Chaetoceros subtilis (Nguyễn Thị Kim Ánh,

4 Khi cấy chuyền Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge ở mật độ 3,4.10P

P

2010).

tế bào/ml, thời gian tăng trưởng của quần thể tế bào vi tảo được rút ngắn hơn, quần

thể nhanh chóng suy yếu và tàn lụi thể hiện rõ qua màu sắc dịch nuôi, hình thái tế

102

bào, đường cong tăng trưởng và mật độ cực đại. Có lẽ vì mật độ quá cao, tế bào

4 trưởng, pH tăng và nhanh suy là điều tất yếu. Ở mật độ 1,4.10P

4 P tế bào/ml và 1,8.10P

P

4 tế bào/ml và 2,2.10P

P tế bào/ml, thời gian tăng trưởng của quần thể kéo dài, do ban

cạnh tranh nguồn dinh dưỡng và ánh sáng, chất thải nhiều ảnh hưởng sự tăng

4 nhưng mật độ tế bào trong pha này cũng thấp hơn. Mật độ 3.10P

P tế bào/ml thích hợp

4 hơn mật độ 2,6.10P

P tế bào/ml. Mặc dù đường cong tăng trưởng của quần thể ở hai

đầu mật độ thấp nên số lượng tế bào phân chia thấp, pha tăng trưởng mạnh kéo dài

mật độ này gần như khá ổn định, nhưng về hình thái tế bào qua các pha tăng trưởng,

4 Bethge thì quần thể khi xuất phát ở mật độ 3.10P

P tế bào/ml tốt hơn, nhanh hơn và

mật độ cực đại, cũng như thời gian đạt mật độ cực của S. subsalsum (A.Cleve)

cao hơn.

3.2.3. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng lên sự tăng trưởng của

Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge

Vi tảo quang tự dưỡng cần ánh sáng để quang hợp (MacIntyre Hugh L.,

Cullen John J., 2005). Trong các yếu tố bên ngoài thì ánh sáng là nhân tố thiết yếu,

tham gia trực tiếp vào quá trình quang hợp và có vai trò quyết định. Do đó, sẽ ảnh

hưởng rất lớn đến quá trình tăng trưởng của vi tảo.

Nghiệm thức đối chứng khi được đặt trong điều kiện tối, sự tăng trưởng của

quần thể bị hạn chế do quang hợp không xảy ra, không có năng lượng để bù lại

phần năng lượng đã bị tiêu hao do hô hấp. Tảo chuyển sang dinh dưỡng bằng các

chất hữu cơ hoà tan thậm chí tiêu biến thể màu (Dương Đức Huyến, 2009; Hoàng

Thị Sản, 2003).

-2

-1

Trong thí nghiệm này, các cường độ ánh sáng khác nhau: 20, 50, 80, 100, và

P.sP

Pkhi chiếuP

Plên mẫu nguồn đã được xử lí thiếu sáng đều cho

140 µmol photon.mP

thấy sự kích thích tăng trưởng rõ rệt thể hiện qua tất cả các chỉ tiêu khảo sát như:

hình thái tế bào, mật độ tế bào, đường cong tăng trưởng, CĐQH, CĐHH, hàm lượng

diệp lục tố. Tuy nhiên, mỗi mức cường độ ánh sáng có tác động khác nhau đến từng

chỉ tiêu trên.

103

-2

-1

Về mặt hình thái, các cường độ ánh sáng: 20, 50, 80, 100, và 140 µmol

P.sP

Pđều kích thích thể sắc tố phát triển, nhanh chóng chiếm trọn thể tích

photon.mP

tế bào, và kích thích sự phân chia tế bào ngay các ngày đầu sau khi cấy chuyền. Tuy

nhiên, khi xử lí cường độ ánh sáng càng cao, sự tàn lụi biểu hiện qua hình thái tế

bào và hình thái chuỗi xảy ra càng nhanh. Hơn nữa, mật độ tế bào ở nghiệm thức

AS 100 và AS 140 tuy không có sự khác biệt với nhau, nhưng thấp hơn so với mật

độ tế bào các nghiệm thức AS 20, AS 50, AS 80. Kết quả này cũng phù hợp với kết

quả nghiên cứu trên Chaetoceros calcitrans (Lê Viễn Chí, 1994; Nguyễn Thị

-2

-1

Huơng, Nguyễn Trọng Nho, 2004), đối tượng này phát triển tốt khi nuôi dưới cường

P.sP

P. Mặt khác, với

độ ánh sáng 4.000 lux tương đương khoảng 85 µmol photon.mP

-2

-1

mẫu nguồn được xử lí thiếu sáng, khi nuôi dưới các cường độ ánh sáng 20, 50, 80

P.sP

P, có khuynh hướng thích nghi nhanh và đáp ứng tốt hơn vì tảo

µmol photon.mP

silic rất cần ánh sáng, nhưng chúng thuộc loại thực vật ưa bóng hơn cả (Dương Đức

Huyến, 2009; Hoàng Thị Sản, 2003). Bên cạnh đó, sự quang thích nghi bao gồm

một loạt quá trình vật lý, sinh lý, sinh hóa liên quan đến nhau và điều đó hỗ trợ tế

bào vi tảo tối ưu hóa việc sử dụng của ánh sáng có sẵn. Sự thiệt hại do quá nhiều

ánh sáng phụ thuộc nhất định vào tình trạng thích nghi với ánh sáng trước đó của tế

bào: tế bào thích nghi với ánh sáng tương đối thấp trước khi tiếp xúc với ánh sáng

có cường độ cao sẽ bị quang hại ở cường độ chiếu sáng thấp hơn so với các tế bào

đã được thích nghi với ánh sáng có cường độ cao (Carvalho et al., 2011).

Tất cả các nghiệm thức với các cường độ ánh sáng khác nhau đều cho

-2

-1

CĐQH, CĐHH cao hơn rất nhiều lần so với đối chứng. Tuy nhiên CĐQH của quần

P thấp hơn so với CĐQH dưới các

P.sP

thể vi tảo dưới cường độ 140 µmol photon.mP

nghiệm thức khác. Có thể khi cường độ ánh sáng cung cấp quá cao, vượt ra ngoài

khu vực ổn định, quang hệ thống II có thể nhanh chóng bị hư hỏng. Vì vậy, phản

ứng sinh lý của tế bào vi tảo làm giảm quá trình quang hợp gọi là quang ức chế

-2

-1

(Carvalho et al., 2011). Điều này cũng được ghi nhận ở loài Haematococcus

P.sP

P, quang hợp

pluvialis, khi được chiếu sáng với cường độ 250 µmol photon.mP

104

ròng giảm trong khi hô hấp tối tăng lên suốt quá trình hình thành carotenoid thứ cấp

(Qui Baosheng, Li Ying, 2006).

Màu xanh lục của dịch chiết diệp lục tố ở các nghiệm thức đậm đần từ ngày

1 đến ngày 4 theo thứ tự AS 20 > AS 50 > AS 80 > AS 100 > AS 140, tương ứng

với sự đậm dần của dịch nuôi từ ngày đầu cấy chuyền đến giữa quá trình tăng

trưởng. Ngoài ra, hàm lượng diệp lục tố ở nghiệm thức AS 20, AS 50 cao hơn hẳn

so với các nghiệm thức khác. Điều này có thể do khuynh hướng phổ biến của tế bào

đáp ứng với cường độ ánh sáng thấp là tăng hàm lượng diệp lục tố a (Qiang Hu,

2004).

3.2.5. Ảnh hưởng của chất lượng ánh sáng ở cùng cường độ 20 µmol photon.m-2.s-1 lên sự tăng trưởng của Skeletonema subsalsum

(A.Cleve) Bethge

Độ dài bước sóng ánh sáng có ý nghĩa sinh thái vô cùng quan trọng đối với

thực vật nói chung và vi tảo nói riêng (6TBùi Trang Việt, 20020T6T). Cả quá trình quang

hợp và tăng trưởng của vi tảo đều chịu tác động của thành phần quang phổ ánh sáng

(Nielsen M. V., Sakshaug E., 1993)

Dưới ở các nghiệm thức đối chứng, AS đơn sắc xanh dương, đỏ, xanh lục,

tím, màu nâu vàng của dịch nuôi đậm dần từ ngày đầu đến khoảng cuối pha log, giữ

ổn định ở pha cân bằng ngắn, sau đó nhạt màu dần, kèm hiện tượng kết vón và lắng

xuống đáy bình ở pha suy vong. Trong đó, màu nâu vàng dịch nuôi dưới điều kiện

đối chứng và ánh sáng xanh lục đậm hơn so với dịch nuôi dưới ánh sáng xanh

dương, đỏ và tím. Sự thay đổi màu sắc dịch nuôi tương ứng với sự thay đổi về hình

thái tế bào và đường cong tăng trưởng. Về mặt hình thái tế bào, trên mẫu nguồn đã

-2

-1

được xử lí thiếu sáng, ánh sáng trắng, ánh sáng xanh dương, ánh sáng đỏ, ánh sáng

Pđều kích thích tế bào

P.sP

xanh lục, ánh sáng tím ở cường độ 20 µmol photon.mP

nhanh chóng phân chia ngay ngày đầu sau khi cấy chuyền, sắc tố đậm, chiếm trọn

thể tích tế bào từ ngày 2 đến ngày 4. Cùng với sự gia tăng về hàm lượng sắc tố,

CĐQH, CĐHH cũng tăng nhanh chóng để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của tế bào.

105

Tuy nhiên, tế bào chết xuất hiện dưới ánh sáng đỏ vào ngày thứ 5, sớm hơn so với

đối chứng và với các nghiệm thức AS xanh dương một ngày; sớm hơn 2 ngày so với

-2

-1

AS xanh lục, và sớm hơn 3 ngày so với AS tím.

P, quần thể S. subsalsum (A.Cleve)

P.sP

Ở cùng cường độ 20 µmol photon.mP

Bethge dưới các nghiệm thức đều cho đường cong tăng trưởng dạng chữ S.

Nghiệm thức AS xanh dương, AS đỏ cùng đạt mật độ cực đại vào ngày 4,

cùng thời điểm với đối chứng và mật độ tương đương so với đối chứng trong suốt

quá trình tăng trưởng. Ánh sáng đơn sắc tím cho mật độ tế bào thấp rõ rệt và thời

gian đạt cực đại lâu hơn so với đối chứng. Theo 0TNguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng,

2008, phản ứng quang hoá chỉ có thể xảy ra trong giới hạn lượng tử từ 147 đến 587

kJ/mol. Như vậy, trong các lượng tử của tia đỏ (176 kJ/mol) chứa một năng lượng

đủ để thực hiện các phản ứng quang hoá. Trong khi hấp thu lượng tử tia xanh (261

kJ/mol), các phân tử 0Ttham gia phản ứng sẽ thu được năng lượng dư thừa. Và năng

lượng dư thừa sẽ cao hơn khi 0Tcác phân tử 0Ttham gia phản ứng hấp thu lượng tử tia

tím.

Khi nuôi dưới ánh sáng đơn sắc xanh lục, quần thể vi tảo đạt đỉnh tăng

trưởng vào ngày 5, mật độ cực đại không có khác biệt với đối chứng, tuy nhiên

quần thể suy vong chậm hơn và mật độ tế bào cao hơn đối chứng vào các ngày cuối

của quá trình tăng trưởng. Theo Richmond Amos, (2004), hai điều nổi bật cần quan

tâm trong nuôi cấy thu sinh khối vi tảo là: sự thâm nhập của ánh sáng theo độ sâu

trong nuôi cấy (cho thấy vai trò quan trọng của bước sóng ánh sáng) và mật độ tế

bào0T. Ba vùng bước sóng cần đòi hỏi là: vùng xanh dương, 400 – 500 nm; vùng xanh

lục, 500 – 600 nm (vùng được hấp thụ yếu bởi diệp lục tố và carotenoid); vùng đỏ,

600 – 700nm0T (chứa cực đại hấp thu của diệp lục tố ở 678nm). Theo ghi nhận thì sự

thâm nhập theo độ sâu của vùng đỏ và vùng xanh dương nhỏ hơn đến 20 lần so với

vùng xanh lục (tuy được hấp thụ yếu hơn). Vì vậy, ánh sáng xanh lục có thể có vai

trò quan trọng trong nuôi cấy vi tảo với mật độ cao – trong đó tế bào có thể bị giới

hạn ánh sáng mạnh (Gitelson et al., 1996, 2000) vẫn tăng được lượng ánh sáng đến

106

trung tâm phản ứng. Hơn nữa, theo Dương Đức Huyến, 2009; Hoàng Thị Sản,

2003, tảo silic thường gặp ở vùng nước trong suốt có độ sâu 50 – 65 m. Ở ngoài

biển, chúng có thể phân bố ở độ sâu tới 100 – 350 m. Do đó, dù đạt mật độ cao nhất

chậm hơn so với đối chứng một ngày nhưng mật độ tế bào dưới ánh sáng xanh lục

cao hơn và giảm chậm hơn đối chứng khi quần thể rơi vào pha suy vong.

Theo 0TNguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng, 2008; Bùi Trang Việt, 2002, diệp

lục tố a có đỉnh hấp thu tại ánh sáng đỏ và quang hợp đạt hiệu quả nhất khi được

chiếu tia đỏ.Tuy nhiên, khi chiếu ánh sáng đỏ suốt các giai đoạn tăng trưởng

S.subsalsum (A.Cleve) Bethge lại không cho CĐQH đạt cao nhất, điều này có thể

do ánh sáng đỏ kích thích sự hình thành 0Tnhiều gluxit hơn ánh sáng bước sóng ngắn

(như xanh dương, tím, xanh lục); nhưng thành phần axit amin, protein chủ yếu được

tạo ra dưới ánh sáng có bước sóng ngắn lại ít. Hơn nữa các thành phần này tham gia

tạo các phức hợp với sắc tố trên màng thylakoid. Do đó, việc chiếu ánh sáng đỏ suốt

quá trình tăng trưởng cũng không đẩy mạnh quá trình quang hợp của vi tảo. Nhưng

theo Carvalho et al., 2011, trong quang phổ ánh sáng đầy đủ thì khoảng một nửa

trong số đó là hữu ích cho quang hợp (400 – 700nm) và thường được sử dụng cho

vi tảo tăng trưởng. Tuy nhiên, một số nghiên cứu đã công nhận rằng ánh sáng màu

xanh dương (420 – 450 nm) và cam đỏ (660 – 700 nm) cho hiệu quả quang hợp như

-2

quang phổ của ánh sáng đầy đủ. Nhận định này phù hợp với kết quả thí nghiệm

-1 P.

P.sP

dưới ánh sáng xanh dương ở cường độ 20 µmol photon.mP

Trong khi đó, CĐHH của quần thể vi tảo dưới các ánh sáng đơn sắc khác

nhau chủ yếu khác nhau về thời gian đạt đỉnh hô hấp: ánh sáng xanh dương và ánh

sáng đỏ đạt đỉnh hô hấp vào ngày 5, chậm hơn một ngày và chậm hơn ba ngày đối

với ánh sáng xanh lục và ánh sáng tím so với đối chứng. Có thể đỉnh hô hấp của

quần thể vi tảo dưới các ánh sáng đơn sắc chậm hơn một ngày so với đỉnh mật độ,

lúc này, mật độ tế bào quá cao, dẫn đến sự cạnh tranh về dưỡng khí cũng như các

chất dinh dưỡng khác, quần thể đẩy mạnh hô hấp cho các nhu cầu tăng trưởng trước

khi vào pha suy vong.

107

Dưới ảnh hưởng của các ánh sáng đơn sắc khác nhau, độ đậm của dịch trích

diệp lục tố khác nhau. Ánh sáng tím và xanh dương cho màu sắc dịch trích nhạt

màu hơn so với dịch trích diệp lục tố dưới điều kiện đối chứng, với ánh sáng xanh

lục và với ánh sáng đỏ qua tất cả các ngày của quá trình tăng trưởng. Sự biến đổi độ

đậm của màu xanh lục đặc trưng cho dịch trích diệp lục tố cũng tương ứng với hàm

lượng diệp lục tố trong kết quả thí nghiệm. Hàm lượng diệp lục tố trong các nghiệm

thức AS xanh dương, AS đỏ, AS xanh lục, AS tím luôn thấp hơn ở mức có ý nghĩa

0THumphrey, 1983; Rivkin, 1989 trên một số loài tảo khác0T. Điều này có thể lí giải cho

so với đối chứng qua các ngày tăng trưởng. Kết quả này phù hợp với nhận định của

sự thấp hơn về CĐQH, CĐHH của các nghiệm thức so với đối chứng. Tuy nhiên,

theo 0TWallen, Geen, 1971, ở một số loài tảo, hàm lượng diệp lục tố a dưới ánh sáng

xanh dương kết hợp với xanh lục cao hơn so với dưới ánh sáng trắng, ở một số loài

khác kết quả lại không có sự khác biệt (Holdsworth, 1985).

3.2.6. Ảnh hưởng của chất lượng ánh sáng ở cùng cường độ 50 µmol photon.m-2.s-1 lên sự tăng trưởng của Skeletonema subsalsum

(A.Cleve) Bethge

Dưới ánh sáng trắng đối chứng, ánh sáng xanh dương, ánh sáng xanh lục,

màu nâu vàng của dịch nuôi đậm dần từ ngày 1 đến 5, nhạt màu dần kèm hiện tượng

kết vón và lắng xuống đáy bình vào ngày 6, 7 của quá trình tăng trưởng. Dịch nuôi

được chiếu ánh sáng xanh lục có màu nâu vàng đậm hơn so với đối chứng. Trong

khi đó, khi nuôi vi tảo dưới ánh sáng tím, màu sắc dịch nuôi gần như trong suốt qua

các ngày của thí nghiệm. Kết hợp với hình thái tế bào cho thấy, ánh sáng trắng, ánh

sáng xanh dương và ánh sáng xanh lục đều kích thích sự hình thành sắc tố, kích

thích phân chia tế bào ngay ngày đầu cấy chuyền và các ngày tiếp theo.

Bên cạnh đó, đường cong tăng trưởng của vi tảo ở nghiệm thức đối chứng,

AS xanh dương và AS xanh lục có dạng chữ S, nhưng dạng này không thể hiện rõ

-2

-1

khi nuôi vi tảo dưới ánh sáng tím. CĐQH, CĐHH của quần thể vi tảo dưới ánh sáng

P.sP

Pkhông khác

xanh dương, ánh sáng xanh lục ở cùng cường độ 50 µmol photon.mP

108

biệt nhiều so với đối chứng. Ánh sáng tím có tác dụng kích thích hình thành sắc tố

chỉ trong ngày thứ nhất. Trong các ngày tiếp theo, tế bào chết tăng rất nhanh, quần

-2

-1

thể gần như không tăng trưởng được dưới ánh sáng tím ở cường độ 50 µmol

P.sP

P. Khi chiếu ánh sáng tím liên tục qua các ngày thí nghiệm CĐQH,

photon.mP

CĐHH của quần thể vi tảo liên tục giảm. Có thể ở cùng một cường độ ánh sáng,

nhưng lượng tử tia tím mang năng lượng quá cao, phân tử diệp lục được kích thích

đến trạng thái triplet, đây là một hình thức rất không ổn định, phản ứng với oxygen

và truyền năng lượng trong khi giảm xuống trạng thái cơ bản. Oxygen bị kích thích

phản ứng với axit béo hình thành lipid peroxide gây phương hại đến màng tế bào,

và thậm chí có thể dẫn đến chết tế bào (Carvalho et al., 2011).

109

Chương 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

4.1. Kết luận

Từ các kết quả thu nhận được, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:

 Vi tảo Skeletonema sp. được lưu giữ tại phòng thí nghiệm Sinh lý thực

vật trường Đại học Sư phạm Tp. Hồ Chí Minh chính là loài Skeletonema subsalsum

(A.Cleve) Bethge.

o phát 30.000 tế bào/ml, trong điều kiện chu kì sáng tối 12:12, nhiệt độ 25P PC ± 2,

-2

-1

 Loài tảo này tăng trưởng tốt trong môi trường Aquil* với mật độ xuất

P.sP

P.

cường độ ánh sáng 50 µmol photon.mP

-2

 Ánh sáng trắng thích hợp cho sự tăng trưởng cũng như hoạt động quang

-1 P.

P.sP

-1

P.sP

P:

-2  Ở cường độ 20 µmol photon.mP

hợp, hô hấp của loài ở cường độ từ 20 – 80 µmol photon.mP

• Các ánh sáng xanh dương, đỏ, xanh lục thích hợp cho sự tăng

trưởng của Skeletonema subsalsum, tương đương với ánh sáng

trắng, thể hiện rõ qua hình thái tế bào, mật độ cực đại và hoạt

động quang hợp, hô hấp.

• CĐQH dưới ánh sáng xanh dương, đỏ, xanh lục tương đương

với dưới ánh sáng trắng trong bốn ngày đầu của quá trình tăng

trưởng. Từ ngày thứ năm CĐQH thấp hơn. CĐHH đạt đỉnh

chậm hơn so với dưới ánh sáng trắng.

• Ánh sáng tím không thích hợp cho sự tăng trưởng, cũng như

-1

P.sP

P, sự tăng trưởng cũng như hoạt động

-2  Ở cường độ 50 µmol photon.mP

hoạt động quang hợp và hô hấp của quần thể vi tảo.

quang hợp, hô hấp của Skeletonema subsalsum dưới ánh sáng xanh dương, xanh

lục, tương đương dưới ánh sáng trắng. Vi tảo không thể tăng trưởng và quang hợp,

hô hấp tốt dưới ánh sáng tím ở cường độ trên.

110

4.2. Đề nghị

Nếu có điều kiện, chúng tôi sẽ tiếp tục:

- Tìm hiểu ảnh hưởng của chất lượng ánh sáng, cường độ chiếu sáng khác

nhau lên thành phần và hàm lượng của các chất hữu cơ trong các giai đoạn tăng

trưởng của Skeletonema subsalsum (A.Cleve) Bethge.

- Khảo sát ảnh hưởng kết hợp của cường độ ánh sáng khác nhau với nồng

độ COR2R.

111

Tài liệu tham khảo

Tài liệu tiếng Việt

1. Trương Ngọc An, (1993), Phân Loại Tảo Silic Phù Du Biển Việt Nam, NXB

Khoa Học Và Kĩ Thuật.

2. Nguyễn Thị Kim Ánh, (2008), Nghiên cứu ảnh hưởng của của một số điều

kiện môi trường lên sự sinh trưởng của vi tảo Chaetoceros lauderi Rales và

Chaetoceros subtilis Cleve phân lập từ biển Cần Giờ Thành phố Hồ Chí

Minh. Luận văn thạc sĩ, chuyên ngành sinh học thực nghiệm, hướng sinh lí

thực vật, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí

Minh.

3. Nguyễn Minh Châu, (2006), Phương pháp thí nghiệm ngoài đồng, Giáo

trình cao học, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Tp.

HCM, tr. 1 – 34 [tài liệu luu hành nội bộ].

4. Lê Viễn Chí, Phạm Thị Loan và Hà Đức Thắng, (1994), Kết quả nghiên

cứu nuôi và sử dụng một số loài tảo đơn bào làm thức ăn cho ấu trùng trai

biển (Pteria martensii), Tuyển tập công trình nghiên cứu Hải sản, Hà Nội, tr.

302 – 308.

5. Nguyễn Tấn Đại, (2007), Bước đầu khảo sát ảnh hưởng của một số điều

kiện nuôi trồng lên sự tăng trưởng của một số loài tảo Silic ở thủy vực ven

bờ biển Cần Giờ, Tp. Hồ Chí Minh, Luận văn thạc sĩ, chuyên ngành sinh học

thực nghiệm, hướng sinh lí thực vật, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên,

Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí Minh.

6. Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Hoài Hà, (2006), Vi tảo, Tài liệu trực tuyến

(3TUhttp://vietsciences.free.fr/khaocuu/nguyenlandung/vitao02.htmU3T).

7. Phạm Hoàng Hộ, (1972), Tảo học, Sài Gòn: Trung tâm học liệu, Bộ Giáo

Dục, trang 97 – 111.

8. Nguyễn Thị Huơng, Nguyễn Trọng Nho, (2004), Ảnh hưởng của một số

yếu tố sinh thái lên sự phát triển của quần thể tảo Chaetoceros calcitrans

112

Paulsen, 1905, trong Trung tâm nghiên cứu thuỷ sản III – Nha Trang – Bộ

thuỷ sản, Tuyển tập các công trình nghiên cứu khoa học công nghệ (1984 –

2004), Tp.Hồ Chí Minh: Nông nghiệp, tr. 424 - 435.

9. Nguyễn Thị Hương, Nguyễn Thị Thanh Thuỷ, Hoàng Thị Châu Long,

Lê Thị Thu Hương, (2010), Thu thập và nuôi sinh khối vi tảo biển làm thức

ăn nuôi thủy sản, Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản III, Tạp chí Thương

mại thuỷ sản - số 124, tháng 4/2010.

10. Dương Đức Huyến (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Khoa

học và Tài nguyên Sinh vật), (2009), Phân loại thực vật bậc thấp, NXB

Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Hà Nội.

11. Nguyễn Như Khanh, Cao Phi Bằng, (2008), Sinh lý học thưc vật, NXB

Giáo Dục.

12. Đặng Đình Kim, Đặng Hoàng Phước Hiền, (1999), Công nghệ sinh học vi

tảo (giáo trình cao học Sinh học), NXB nông nghiệp, Hà Nội, trang 25.

13. Lê Thị Phương Hồng, Bùi Trang Việt, Phạm Thành Hổ, (1997), Sự hiện

diện và vai trò của các chất điều hòa tăng trưởng thực vật ở tảo lam

Spirulina platensis. Tập san Khoa học Kỹ thuật Nông lâm nghiệp, Trường

Đại học Nông lâm Tp. Hồ Chí Minh, số tháng 3, tr. 69 – 72.

14. Huỳnh Thị Ngọc Như, (2010), Bước đầu khảo sát ảnh hưởng của các chất

điều hoà sinh trưởng thực vật lên sự tăng trưởng của vi tảo Thalassiosira

sp., Luận văn thạc sĩ, chuyên ngành sinh học thực nghiệm, hướng sinh lí thực

vật, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí

Minh.

15. Hoàng Thị Sản, (2003), Phân loại thực vật, NXB Giáo dục.

16. Bùi Trang Việt, (2002), Sinh lý thực vật đại cương, Phần I- Dinh dưỡng,

NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.

17. Bùi Trang Việt, (2002), Sinh lý thực vật đại cương, Phần II- Phát triển,

NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.

Tài liệu tiếng nước ngoài

113

18. Andersen P., Throndssen J. 2004. Estimating cell numbers. In: Hallegraef

GM. Anderson DM, Cembella AD (eds), Manual on hamlful marine

microalgae. Paris UNESCO Publishing, p 99-130.

19. Balzano 3TS.3T, Sarno 3TD.3T, 3TWiebe H. C. F. Kooistra3T, (2010), Effects of salinity

on the growth rate and morphology of ten Skeletonema strains.

20. Baz F. K. E., Aboul-Enein A. M., El-Baroty G. S., Youssef A. M., Abdel-

Baky H. H., (2002), Accumulation of antioxidant vitamins in Dunaliella

salina, Online Journal of Biological Science, vol 2 (4), pp. 220 – 223.

21. Ben-Amotz A., Katz A., Avron M., (1982), Accumulation of b-carotene in

halotolerant algae: purification and characterization of b-carotene-rich

globules from Dunaliella bardawil (Chlorophyceae), J. Phycol., 18, pp. 529

– 37.

Falkowski P.G., (1989), 22. Berner T., Wyman K., Dubinsky Z.,

Photoadaptation and the package effect in Dunaliella tertiolecta

(Chlorphyceae), J. Phycol., 25, pp. 70 – 78.

23. Carvalho A. P., Silva S. O., Baptista J. M., Malcata F. X., (2011), Light

requirements in microalgal photobioreactors: an overview of biophotonic

aspects. Applied Microbiology and Biotechnology. Vol. 89 (5), pp. 1275–

1288.

24. Fisher T., Minnaard J., Dubinsky Z., (1996), Photoacclimation in the

marine alga Nannochloropsis sp. (Eustigmatophyte), kinetics study, J.

Plankton Res., 18 (10), pp. 1797 – 818.

25. Friedman O., Dubinsky Z., Arad (Malis) S., (1991), Effect of light

intensity on growth and polysaccharide production in red and blue-green

Rhodophyta unicells, Bioresource Technol., 38, pp. 105 – 10.

26. Fogg G. E., Thake B., (1987), Algae cultures and phytoplankton ecology,

The University of Wisconsin Press, ed. 3, pp. 12 – 42.

27. Gitelson A., Hu Q., Richmond A., (1996), The photic volume in

photobioreactors supporting ultra-high population densities of the

114

photoautotroph Spirulina platensis, Appl. Environ. Microbiol., 62 (5), pp.

1570 – 73.

28. Gitelson A.A., Grits Y.A., Etzion D., Zou N., Richmond A., (2000),

Optical properties of Nannochloropsis sp. and their application to remote

estimation of cell mass. Biotechnol. Bioeng., 69 (5), pp. 516–26.

29. Guillard GRL, (1975), Culture of phytoplankton for feeding marine

invetebrates. In: Smith WL, Chanley MH (eds), Culture of marine

invertebrate animals. New York: Plenium Press, pp. 29 – 60.

30. Harrison P. J. and Berges J. A. (2005), Chapter 3: Marine culture media.

In: Andersen R. A., 2005. Algal culturing techniques, Elsevier Academic

Press, p. 21 – 35.

31. Hasle, G.R & Syvertsen, E5T. (0T5T1997)0T5T, Marine Diatoms. – In Tomas, C. (ed.)

Identifying Marine Phytoplankton, Academic Press, pp. 5 – 27.

, Manual of marine monitoring in the COMBINE 32. Helcom, (2001)

programme of HELCOM. Part C. programme for monitoring of

eutrophication and its effects [ trực tuyến]. Baltic Marine Enviroment

Protection Commission (Helsinki Commission) [tham khảo …./…./2007].

Địa chỉ truy cập:

http://www.helcom.fi/groups/monas/CombineManual/AnnexesC/en_GB/ann

ex4/?u4.highlight=extract%20chlorophin

33. 0THoldsworth E. S., (1985), Effect of growth factors and light quanlity on the

growth, pigmentation and photosynthesis of two diatom, Thalassiosira

gravida and Phaeodactylum tricornutum. Mar. Bio. Vol 86, pp 253 – 262.

34. 0THumphrey G. F., (1983), The effect of the spectral composition of light on

the growth, pigments, and photosynthesis rate of unicellular marine algae, J.

Exp. Mar. Biol. Ecol. Vol 66, pp 49 – 67.

115

35. Jung et al., (2009), Morphological Characteristics of Four Species in the

Genus Skeletonema in Coastal Waters of South Korea, Algae Vol. 24(4),

pp.195 – 203.

36. Laws E. A., Bannister T. T., (1980), Nutrient – and light – limited growth

Thalassiosira fluviatilis in continuous culture, with implications for

phytoplankton growth in the ocean, Limn. Oceanogr., vol 25 (3), pp. 457 –

473.

37. Lund JWG, Kipling, Le Cren ED, (1958), The inverted microscope method

of estimating algal numbers and the stastistical basis of estimations of

counting. Hidrobiologia, 11: 143-170.

38. MacIntyre Hugh L., Cullen John J., (2005), Using cultures to investigate

the physiological ecology of microalgae, In: Andersen Robert A., Algal

culturing techniques, chapter 19, pp. 287 – 326.

39. Masojídek J., Koblížek M., Torzillo G., (2004), Photosynthesis in

microalgae. In: Richmond A., Handbook of Microalgal Culture:

Biotechnology and Applied Phycology, Blackwell Science Publishing, pp. 20

– 36.

40. Moreaux S. G., Moreau C., Gonzalez J. L. and Cosson R. P. (2007),

“Diatom artificial medium (DAM): a new artificial medium for the diatom

Haslea ostrearia and other marine microalgae”, J Appl Phycol, Vol. 19, p.

549–556.

41. Moretii A, Fernandez-Criado MP, Cittolin G, Guidastri R, (1999),

Manual on hatchery production of seabass and gilthead seabream, Rome:

FAO, pp. 46 – 61.

42. 0TNielsen M. V., Sakshaug E., (1993), Photobiological studies of Skeletonema

costatum adapted to spectrally different light regimes, 0TLimnol. Oceanogr.,

Vol. 38 (7), pp. 1576–1581.

116

43. Qiang Hu, (2004), Environmental Effects on Cell Composition. In:

Richmond A., Handbook of Microalgal Culture: Biotechnology and Applied

Phycology, Blackwell Science Publishing, pp. 20 – 36.

(2006), Photosynthesis acclimation and 44. Qui Baosheng, Li Ying,

photoprotective machanism of Haematococcus pluvialis (Chlorophyceae)

during the accumulation of secondary carotenoids at elevated irradiation,

Phycologia Vol 45 (2), p. 117 – 126.

45. Richmond Amos, (2004), Biological Principles of Mass Cultivation. In:

Richmond A., Handbook of Microalgal Culture: Biotechnology and Applied

Phycology, Blackwell Science Publishing, pp. 20 – 36.

46. 0TRivkin R. B., (1989), Influence of irradiance and spectral quality on the

carbon metabilism of phytoplankton. 1. Photosynthesis, chemical

composition and growth. Mar. Ecol. Prog. Ser. Vol 55, pp 291 – 304.

47. Rocha J. M. S., Garcia J. E. C., Henriques M. H. F., (2003), Growth

aspects of the marine microalga Nannochloropsis gaditana, Biomolecular

Engineering, vol 20, pp. 237 – 242.

48. Round F. E., Crawford R. M., Mann D. G., (2000), The cell cycle, in: The

Diatoms: biology & morphology of the genera, The press syndicate of the

university of Cambridge, pp. 62 – 87.

49. Sunda W. G., Price N. M., Morel F. M. M., (2005), Trace metal ion buffers

and their use in culture studies. In: Andersen R. A. (ed.), Algal culturing

techniques. Amsterdam: Elsevier Academic Press, pp. 35 – 63.

50. Tomaselli Luisa, (2004), The Microalgal Cell, In: Richmond A., Handbook

of Microalgal Culture: Biotechnology and Applied Phycology, Blackwell

Science Publishing, pp. 20 – 36.

51. Vechtel B., Eichenberger W., Ruppel H.G., (1992), Lipid bodies in

Eremosphaera viridis De Bary (Chlorophyceae), Plant Cell Physiol., 33, pp.

41 – 48.

117

52. Vetter Y. A., Sharp J. H., (1993), The influence of light intensity on

dimethyl sulfide production by a marine diatom, Limno. Oceanogr., vol 38

(2), pp. 419 – 425.

53. 0TWallen D. G., Geen G. H., (1971), Light quality and concentration of

protein, RNA, DNA and photosynthesis pigments in two species of marine

3Thttp://bioenergy.asu.edu/photosyn/photoweb/subjects.html3T

3Thttp://bioenergy.asu.edu/photosyn/courses/bio_343/lab/Experiment-II.html3T

3Thttp://www.cas.muohio.edu/~meicenrd/ANATOMY/Ch8_Absorptive/carotdnoi

plankton algae, Mar. Biol. Vol 10, pp 44 – 51.

3Thttps://ccmp.bigelow.org/node/1223T

simg009.html3T

Phụ lục 1

Môi trường f/2

(Guillard và Ryther, 1962; Guillard, 1975)

Môi trường f/2 bao gồm nước biển tự nhiên đã lọc bằng màng lọc 0,22 µm,

bổ sung thêm các chất khoáng đa lượng (NaNOR3R, NaHR2RPOR4R.HR2RO, NaR2RSiOR3R.9HR2RO),

7 loại khoáng vi lượng và 3 loại vitamin. Môi trường này được sử dụng để nuôi tảo

silic nước mặn sống ven bờ.

Cần pha dung dịch gốc sơ cấp (stock) cho khoáng vi lượng và vitamin trước

khi tiến hành pha dung dịch gốc thứ cấp để dùng cho môi trường cuối cùng.

 Pha stock dung dịch khoáng đa lượng

Pha stock 50 ml cho mỗi loại khoáng. Hấp vô trùng. Bảo quản trong tủ lạnh.

Thành phần Lượng sử dụng Khối lượng cân/50ml nước cất Nồng độ dung dịch cuối (M)

-4

75,0 g/l 3,75g 8,82 x 10P NaNOR3

-5

5,0 g/l 0,25g 3,62 x 10P NaHR2RPOR4R.HR2RO

-4

30,0 g/l 1,50g 1,06 x 10P NaR2RSiOR3R.9HR2RO

 Pha dung dịch khoáng vi lượng

• Dung dịch khoáng vi lượng gốc sơ cấp

Pha stock 50 ml cho mỗi loại khoáng. Bảo quản trong tủ lạnh.

Thành phần Lượng sử dụng Khối lượng cân/50ml nước cất

- - FeClR3R.6 HR2RO

- - NaR2REDTA.2HR2RO

180,0g/L 9,000g MnClR2R.4HR2RO

22,0 g/L 1,100g ZnSOR4.R7HR2RO

10,0 g/L 0,500g CoClR2R.6HR2RO

9,8 g/L 0,490g CuSOR4.R5HR2RO

6,3 g/L 0,315g NaR2RMoOR4R.2HR2RO

• Dung dịch khoáng vi lượng gốc thứ cấp (50ml)

Thành phần (từ dung dịch gốc sơ cấp) Lượng dùng/50ml nước cất Nồng độ dung dịch cuối (M)

-5 1,17 × 10P

P

3,15 g FeClR3R.6 HR2RO

-5 1,17 × 10P

P

4,36 g NaR2REDTA.2HR2RO

-7 9,10 × 10P

P

50 µl MnClR2R.4HR2RO

-8 7,65 × 10P

P

50 µl ZnSOR4.R7HR2RO

-8 4,20 × 10P

P

50 µl CoClR2R.6HR2RO

-8 3,93 × 10P

P

50 µl CuSOR4.R5HR2RO

-8 2,60 × 10P

P

50 µl NaR2RMoOR4R.2HR2RO

 Pha dung dịch vitamin

• Dung dịch gốc sơ cấp

Thành phần Lượng sử dụng/lit Lượng dùng /50ml nước cất Nồng độ dung dịch cuối (M)

-7

Thiamine.HCl - - 2,96 x 10P (vitamin B1)

-9

Biotine (vitamin H) 1,0 g/L 0,05g 2,05 x 10P

-10

1,0 g/L 0,05g 3,69 x 10P Cyanocobalamin (vitamin B12)

• Dung dịch gốc thứ cấp: pha từ các dung dịch gốc sơ cấp vitamin. Lọc vô

trùng qua lưới lọc 0,22 µm. Bảo quản trong tủ lạnh.

Thành phần (dung dịch gốc sơ cấp) Lượng lấy /50ml nước cất Nồng độ dung dịch cuối (M)

-7

Thiamine.HCl 0,01g 5,92 × 10P (vitamin B1)

-9 4,10 × 10P

P

Biotine 50 µl (vitamin H)

-10 P

50 µl 7,38 × 10P Cyanocobalamin (vitamin B12)

 Pha chế dung dịch f/2 hoàn chỉnh:

Môi trường f/2 được pha chế từ: 995,5 ml nước biển tự nhiên đã được hấp vô

trùng, bổ sung thêm dung dịch khoáng đa lượng, dung dịch gốc vi lượng và dung

dịch gốc vitamin, lắc đều.

Lượng sử dụng Dung dịch/dung dịch gốc Nồng độ dung dịch cuối (M)

-4 8,82 × 10P

P M

1ml NaNOR3

-5 3,62 × 10P

P M

1ml NaHR2RPOR4

-4 1,06 × 10P

P M

1ml NaR2RSiOR3R.9HR2RO

vi lượng 1ml

vitamin 0,5ml

Phụ lục 2

Môi trường Aquil*

(Sunda W. G., et. al., 2005)

Chuẩn bị pha môi trường nước biển nhân tạo Aquil*, dùng 600 ml nước cất

và hòa tan lần lượt mỗi muối anhydrous. Tiếp theo, dùng 300 ml nước cất và hòa

tan lần lượt mỗi muối hydrous. Kết hợp 2 dung dịch và hấp vô trùng. Thêm 1 ml

mỗi dung dịch stock dinh dưỡng đa lượng, thêm 1 ml dung dịch khoáng vi lượng,

và thêm 1 ml dung dịch vitamin. Thể tích nước biển nhân tạo cần pha là 1000 ml.

 Pha muối anhydrous: trong 600 ml nước cất

Thành phần Lượng sử dụng Nồng độ dung dịch cuối (M)

-1

24,540 g NaCl 4,20 x 10P

-2

4,090 g NaR2RSOR4 2,88 x 10P

-3

0,700 g KCl 9,39 x 10P

-3

0,200 g NaHCOR3 2,38 x 10P

-4

0,100 g KBr 8,40 x 10P

-5

0,003 g HR3RBOR3 4,85 x 10P

-5

0,003 g NaF 7,15 x 10P

 Pha muối hydrous: Pha trong 300 ml nước cất

Thành phần Lượng sử dụng Nồng độ dung dịch cuối (M)

-2

11,100 g MgClR2R,6HR2RO 5,46 x 10P

-2

1,540 g CaClR2R,2HR2RO 1,05 x 10P

-5

0,017 g SrClR2R,6HR2RO 6,38 x 10P

Kết hợp dung dịch muối anhydrous và muối hydrous, rồi chia đôi lượng

dung dịch để hấp vô trùng bằng autoclave.

 Pha chế dung dịch gốc khoáng đa lượng

Pha riêng từng dung dịch gốc để chuẩn bị trực tiếp. Lượng pha đề nghị cho

mỗi dung dịch gốc là 50 ml. Hấp vô trùng bằng autoclave.

Nồng độ

-5

Thành phần Nồng độ dung dịch cuối (M) Khối lượng cân/50 ml nước cất (g/l HR2RO) Lượng stock dùng cho 1 lit dung dịch hoàn chỉnh

PM

-4

1,38 g 0,069 g 1,00 x 10P 1ml NaHR2RPOR4R HR2RO

PM

-4

85,00 g 4,25 g NaNOR3 1,00 x 10P 1ml

PM

28,40 g 1,42 g 1,00 x 10P 1ml NaR2RSiOR3R 9HR2RO

 Pha chế dung dịch khoáng vi lượng

• Pha chế stock sơ cấp (50ml)

Nồng độ dung Nồng độ Thành phần Khối lượng cân/50 ml nước cất (g/l H2O) dịch cuối (M)

-8

4,9 g 0,245 g CuSOR4R. 5HR2RO 1,96 x 10P

-8

1,9 g 0,095 g NaR2RSeOR3 1,00 x 10P

• Pha chế stock thứ cấp (50ml)

Nồng độ dung Nồng độ Thành phần Lượng dùng/50 ml nước cất (g/l HR2RO) dịch cuối (M)

-4

29,200 g 1,460 g 1,00 x 10P EDTA (anhydrous)

-6

0,270 g 0,0135 g FeClR3R. 6HR2RO 1,00 x 10P

-8

0,023 g 0,0115 g ZnSOR4R. 7HR2RO 7,97 x 10P

-7

0,0240 g 0,0012 g MnClR2R. 4HR2RO 1,21 x 10P

-8

0,0120 g 0,0006 g CoClR2R. 6HR2RO 5,03 x 10P

-7

0,0242 g 0,00121 g NaR2RMoOR4R. 2HR2RO 1,00 x 10P

-8

50µl CuSOR4R. 5HR2RO 1,96 x 10P

-8

50µl NaR2RSeOR3 1,00 x 10P

Pha các thành phần vi lượng với lượng như trên, sau đó đem hấp vô trùng

bằng autoclave.

 Pha chế vitamin

• Pha stock vitamin sơ cấp (50 ml)

Nồng độ Thành phần Lượng dùng/50 ml nước cất Nồng độ dung dịch cuối (M) (g/l HR2RO)

-9

Biotin (vitamin H) 5,0 g 0,25 g 2,25 x 10P

-10

Cyanocobalamine (B12) 5,5 g 0,275 g 3,70 x 10P

• Pha stock vitamin thứ cấp (50 ml)

Nồng độ Thành phần Lượng dùng/50 ml nước cất Nồng độ dung dịch cuối (M) (g/l HR2RO)

-7

Thiamine. HCl (B1) 0,1 g 0,005 g 2,97 x 10P

-9

Biotin (vitamin H) 50 µl 2,25 x 10P

-10

Cyanocobalamine (B12) 50 µl 3,70 x 10P

Pha stock vitamin thứ cấp với các thành phần và lượng như trên, sau đó đem

lọc qua màng lọc vô trùng.

 Pha dung dịch Aquil* hoàn chỉnh

Trộn các thành phần sau và lắc đều: 600 ml dung dịch muối anhydrous (đã

hấp vô trùng) + 300 ml dung dịch muối hydrous (đã hấp vô trùng) + 3 ml đa lượng

(mỗi loại 1 ml) + 1 ml vi lượng + 1 ml vitamin + 95 ml nước cất đã được hấp vô

trùng được 1000 ml dung dịch.

Phụ lục 3

Môi trường DAM

(Moreax S. G., et al., 2007)

Pha các dung dịch stock với thành phần như sau:

 Dung dịch I (dung dịch ion) (pha trong 1 lít stock)

-4

Lượng dùng Thành phần Nồng độ dung dịch cuối (M) (g/l HR2RO)

1,50 HR3RBOR3 3,64 x 10P

-4

KBr 5,00 6,30 x 10P

-3

KCl 35,00 7,04 x 10P

-5

NaF 0,15 5,36 x 10P

-3

10,00 NaHCOR3 1,79 x 10P

-5

0,85 SrClR2R-6HR2RO 4,61 x 10P

 Dung dịch II (dung dịch dinh dưỡng) (pha mỗi chất tạo 3 lít dung dịch

stock riêng biệt)

-5

Lượng dùng Thành phần Nồng độ dung dịch cuối (M) (g/l HR2RO)

1,38 g NaHR2RPOR4R.HR2RO 2,00 x 10P

-4

25,50 g NaNOR3 3,00 x 10P

-4

28,40 g NaR2RSiOR3R.9HR2RO 2,00 x 10P

 Dung dịch III (dung dịch khoáng vi lượng) (pha trong 1 lít)

• Pha dung dịch stock sơ cấp

Lượng dùng Thành phần (g/l HR2RO)

10 g CoClR2R-6HR2RO

9,80 g CuSOR4R-5HR2RO

180 g MnClR2R-4H2O

6,30 g NaR2RMoOR4R-2HR2RO

0,85 g NaR2RSeOR3R-5HR2RO

0,74 g NiClR2R-6HR2RO

22 g ZnSOR4R-7HR2RO

• Pha dung dịch stock thứ cấp

Pha 3,15 g FeClR3R.6HR2RO và 4,36 g NaR2REDTA.2HR2RO trong 900 ml nước cất.

Sau đó bổ sung 1ml mỗi dung dịch stock bên trên vào và thêm nước cất cho đủ 1 lít.

Thành phần Nồng độ dung dịch cuối (M) Lượng dùng pha stock thứ cấp/1000 ml nước cất Lượng dùng pha stock sơ cấp (g/l HR2RO)

-8

10 g 1ml CoClR2R-6HR2RO 8,41 x 10P

-8

9,80 g 1ml CuSOR4R-5HR2RO 8,41 x 10P

-6

180 g 1ml MnClR2R-4HR2RO 1,82 x 10P

-8

6,30 g 1ml NaR2RMoOR4R-2HR2RO 5,21 x 10P

-9

0,85 g 1ml NaR2RSeOR3R-5HR2RO 6,46 x 10P

-9

0,74 g 1ml NiClR2R-6HR2RO 6,30 x 10P

-7

22 g 1ml ZnSOR4R-7HR2RO 1,53 x 10P

-5

3,15 g FeClR3R.6HR2RO 2,33 x 10P

-5

4,36 g NaR2REDTA.2HR2RO 2,34 x 10P

 Dung dịch IV (dung dịch vitamin)

• Dung dịch vitamin sơ cấp

Lượng dùng Thành phần (g/l HR2RO)

Biotin 0,1 g

Cyanocobalamin 1 g

• Dung dịch vitamin thứ cấp

Thành phần Nồng độ dung dịch cuối (M) Lượng dùng pha stock thứ cấp/1000 ml nước cất Lượng dùng pha stock sơ cấp (g/l HR2RO)

-9

Biotin 0,1 g 10ml 4,09 x 10P

-10

Cyanocobalamin 1 g 1ml 7,38 x 10P

-7

Thiamine-HCl 0,20 5,93 x 10P

 Pha dung dịch DAM hoàn chỉnh

Bổ sung các dung dịch stock đã pha ở trên với lượng như bảng bên dưới,

thêm nước cho đủ 1l dung dịch hoàn chỉnh.

Thành phần Thành phần muối Lượng dùng Lượng dùng

NaCl 15 ml Dung dịch I 20,570 g

Dung dịch II

2 ml NaHR2RPOR4R-HR2RO NaR2RSOR4 3,067 g 1 ml NaNOR3R

2 ml NaR2RSiOR3R-9HR2RO

2 ml Dung dịch III CaClR2R.2HR2RO 1,150 g

1 ml Dung dịch IV MgClR2R.6HR2RO 11,100 g

Phụ lục 4

Môi trường ESAW

(Harrison và cs,1980, Berges và cs, 2001)

Môi trường này được thiết kế cho thực vật phù du gần bờ và xa bờ. Muối anhydrous

và muối hydrous được hòa tan riêng và hấp vô trùng riêng rẽ. Kết hợp chúng lại sau

khi đã nguội hoàn toàn. pH = 8,2.

 Pha chế các stock khoáng đa lượng: Lượng đề nghị là 50 ml đối với mỗi

loại muối đa lượng

P M

-5

Thành phần Nồng độ (g/l HR2RO) Lượng dùng pha dung dịch hoàn chỉnh Lượng dùng/ 50 ml nước cất Nồng độ dung dịch cuối (M) -4 46,67 g 5,49 x 10P NaNOR3 2,3335 g 1ml

P M

-4

3,094 g 2,24 x 10P NaHR2RPOR4R.HR2R0 0,1547 g 1ml

P M

15 g 1,06 x 10P NaR2RSiOR3R.9HR2RO 0,7500 g 2ml

 Pha dung dịch stock Fe – EDTA:

• Pha stock sơ cấp (50 ml):

-6

Thành phần Lượng dùng/ 50 ml nước cất Nồng độ (g/l HR2RO) Nồng độ dung dịch cuối (M)

P M

1,77 g 1 ml 6,55 x 10P FeClR3R.6HR2RO

• Pha stock thứ cấp Fe-EDTA(50 ml):

Thành phần Nồng độ (g/l HR2RO) Lượng dùng/ 50 ml nước cất

2,44 g 6,56 x 10P NaR2REDTA.2HR2RO 0,122 g

1,77 g Nồng độ dung dịch cuối (M) -6 -6 6,55 x 10P FeClR3R.6HR2RO 50 μl

 Pha chế dung dịch khoáng vi lượng:

• Pha stock sơ cấp (50 ml):

Thành phần Lượng dùng/ 50 ml nước cất Nồng độ (g/l HR2RO)

1,48 g 0,074 g NaR2RMoOR4R.2HR2RO

0,173 g 0,00865 g NaR2RSeOR3

1,49 g 0,0745 g NiClR2R. 6HR2RO

• Pha stock thứ cấp (50 ml):

-7

-8

-6

Thành phần Nồng độ (g/l HR2RO) Lượng dùng/ 50 ml nước cất Nồng độ dung dịch cuối (M) -6

-9

-9

-9

0,1545 g 0,00365 g 0,0008 g 0,027 g

P M P M P M P M P M P M P M

8,30 x 10P 2,54 x 10P 5,69 x 10P 2,42 x 10P 1 ml 6,12 x 10P 1 ml 1,00 x 10P 1 ml 6,27 x 10P NaR2REDTA.2HR2RO 3,09 g 0,073 g ZnSOR4R.7HR2RO 0,016 g CoSOR4R.7HR2RO 0,54 g MnSOR4R.4HR2RO NaR2RMoOR4R.2HR2RO NaR2RSeOR3 NiClR2R. 6HR2RO

 Pha chế dung dịch vitamin:

• Pha stock sơ cấp (50 ml):

P M

-9

Thành phần Nồng độ (g/l HR2RO) Lượng dùng/ 50 ml nước cất Nồng độ dung dịch cuối (M) -9 1,0 g 4,09 x 10P 0,05 g

P M

2,0 g 1,48 x 10P 0,1 g Biotin (vitamin H) Cyanocobalamin (vitamin BR12R)

• Pha stock thứ cấp (50 ml):

P M

-9

Thành phần Nồng độ (g/l HR2RO) Lượng dùng/ 50 ml nước cất Nồng độ dung dịch cuối (M) -9 4,09 x 10P 50µl

P M

-7

1,48 x 10P 50µl

P M

0,1 g 2,96 x 10P 0,005 Biotin (vitamin H) Cyanocobalamin (vitamin BR12R) Thiamine · HCl (vitamin BR1R)

 Pha dung dịch muối I (Anhydrous salts): Pha với 600 ml nước cất

Thành phần Nồng độ cuối (M) Lượng sử dụng (g/lit HR2RO)

-1 -2 -3 -3 -4 -4 -5

NaCl NaR2RSOR4 KCl NaHCOR3 KBr HR3RBOR3 NaF 21,194 g 3,550 g 0,599 g 0,174 g 0,0863 g 0,0230 g 0,0028 g 3,63 x 10P 2,50 x 10P 8,03 x 10P 2,07 x 10P 7,25 x 10P 3,72 x 10P 6,67 x 10P

 Pha dung dịch muối II (hydrous salts): Pha với 300 ml nước cất

-2

-3

-5

Nồng độ cuối (M) Thành phần Lượng sử dụng (g/l HR2RO)

P M P M P M

9,592 g 1,344 g 0,0218 g 4,71 x 10P 9,14 x 10P 8,18 x 10P MgClR2R 6HR2RO CaClR2R 2HR2RO SrClR2R 6HR2RO

Chú ý: Dung dịch muối I và II phải được hấp vô trùng riêng rẽ, để nguội hoàn toàn

sau đó mới hợp chúng lại

 Pha 1000 ml dung dịch ESAW hoàn chỉnh:

Hoà tan đều: 600 ml dung dịch I + 300 ml dung dịch II + 1 ml NaNOR3R + 1 ml

NaHR2RPOR4R. HR2RO + 2 ml NaR2RSiOR3R. 9HR2RO + 1 ml Fe-EDTA + 1 ml vi lượng + 1 ml

Vitamin + 93 ml nước cất vô trùng = 1000 ml.

Phụ lục 5

ĐO CƯỜNG ĐỘ QUANG HỢP VÀ CƯỜNG ĐỘ HÔ HẤP BẰNG MÁY

HANSATECH (PHA LỎNG)

1. Chuẩn bị hóa chất:

NaR2RSR2ROR4R bão hòa, KCl 1M, KHCOR3R (NaHCOR3R) 1M.

2. Chuẩn bị điện cực

Nhỏ 1 giọt dung dịch KCl 1M lên trên đầu điện cực Cathode (Pt) và 3 giọt vào

rãnh chứa anode (Ag). Đặt giấy thấm kích thước (1,5 cm x 1,5 cm) lên đầu điện cực

Pt, và đặt tiếp màng thấm oxy S4 (kích thước tương tự) lên trên cùng.

Hình: Cách đặt màng và giấy đệm vào điện cực

Giấy đệm dùng làm cầu nối dẫn điện nên phải tiếp xúc cả 2 điện cực.

A B

Hình: giấy đệm (A) và màng điện cực (B)

Sau đó dùng dụng cụ kèm theo máy để đặt 1 vòng đệm cao su bao lấy vòm

điện cực và làm căng giấy đệm cùng màng bán thấm. Đặt vòng đệm cao su kế tiếp

bên ngoài điện cực và lắp điện cực vào đáy buồng.

Hình : Cách dùng dụng cụ cố định màng và giấy đệm vào điện cực nhờ vòng

cao su

Cách lắp điện cực vào buồng đo tương tự như lắp vào buồng đo pha khí.

3. Chuẩn điện cực:

A B C

Hình: cá từ (A), nắp đậy và buồng đo pha lỏng (B), đặt buồng đo lên máy (C)

Cho cá từ (hình 4A) vào buồng đo pha lỏng và đậy nắp lại (hình 4B) và đặt

buồng đo lên máy Hansatech (hình 4C).

UKhôi phục cài đặt gốc:U Trên giao diện của phần mềm, chọn Configure 

- Chuẩn điện cực

Control box. Đánh dấu chọn Auto calibrate và nhấn nút Default setting và chọn OK.

UBắt đầu chuẩn điện cực:U Nhấn nút Calibrate (hoặc Calibrate  Oxygen 

UKhai báo nhiệt độ buồng đo: U Nhập giá trị nhiệt độ buồng đo (đọc trên nhiệt

o PC), chọn pha lỏng (liquid phase) và chọn OK kế, ví dụ 25P

New)

• UBước 1: U Khi xuất hiện bảng Oxygen calibration lần đầu (có

khuyến cáo của chương trình: Establish “air line” in chamber): cho khoảng 1,5 ml

nước cất vào buồng đo. Mở nắp và cho cá từ quay (nhấp nút stirres, chọn tốc độ

ULưu ý:U Bước này chương trình ghi nhận lượng oxy trong buồng

quay là 5).

đo (cũng chính là lượng oxy bên ngoài vì không đậy nắp buồng đo). Chờ cho tới

khi đường biểu diễn OR2R ổn định (đường thẳng song song với trục hoành) chọn

Stop.

• UBước 2U: Khi xuất hiện bảng Oxygen calibration lần 2, rút nước cất

ra và cho vào khoảng 1,5 ml NaR2RSR2ROR4R bão hòa (trường hợp dung dịch NaR2RSR2ROR4R bão

hòa mới pha xong thì chỉ bổ sung 2, 3 giọt vào 1,5 ml nước cất trước rồi mới cho

vào buồng đo để tránh làm trơ điện cực), đậy nắp buồng đo, không khuấy cá từ.

Chọn OK. Sau đó chờ cho đường biểu diễn ổn định chọn STOP. Lưu ý: Bước này

chương trình ghi nhận lượng oxy trong buồng đo bão hòa.

• UBước 3: U Khi xuất hiện bảng Oxygen calibration lần 3 (có khuyến

cáo của chương trình: Establish “air line” in chamber tương tự bước 1), rút hết

NaR2RSR2ROR4R và rửa nhiều lần buồng đo bằng nước cất. Sau đó cho nước cất vào, đậy

nắp không khuấy cá từ. Chờ cho tới khi đường biểu diễn ổn định chọn STOP. Kết

thúc quá trình chuẩn điện cực (chọn OK). Và bắt đầu cho 1,5 ml mẫu vào đo.

- Đo cường độ quang hợp: khi đo quang hợp có thể bổ sung 2-3 giọt KHCOR3R

hoặc NaHCOR3R, lắp đèn chiếu sáng (hình 5) và nhấp vào nút on/off ở góc phải trên

màn hình, chỉnh cường độ cho phù hợp (thường nhập giá trị 500). Nhấn Start để bắt

đầu ghi nhận đồ thị và Stop để dừng. Thời gian đo khoảng 3-10 phút (tùy mẫu), lúc

đó đường biểu diễn sự gia tăng oxygen tuyến tính và hệ số góc (rate) là số mol oxy

gia tăng trong 1 phút.

Hình: lắp đèn chiếu sáng vào buồng đo khi đo quang hợp

- Đo cường độ hô hấp: Tắt nguồn sáng và thao tác tương tự đo quang hợp. Thời

gian đo khoảng 3-5 phút, lúc đó đường biểu diễn sự gia giảm oxygen tuyến tính và

hệ số góc (rate) là số mol oxy giảm trong 1 phút.

4. Ghi nhận kết quả

Chọn menu Tools  Get rate để vào chế độ ghi nhận số liệu từ biểu đồ.

Chọn đoạn tuyến tính (di chuyển 2 mũi tên đỏ) trên biểu đồ hoặc chọn nút

options và nhập khoảng thời gian cần lấy số liệu.

Nên chọn đoạn tuyến tính vì đây là giá trị quang hợp hay hô hấp ổn định của

mẫu.

Click lên đoạn vừa chọn (hoặc nhấn Options, nhập khoảng thời gian và chọn

OK), máy tính sẽ tính toán và đưa ra số liệu.

Chọn OK để ghi nhận số liệu vào bảng. Đây là số liệu trung bình của đoạn

vừa chọn. Nếu cần lấy sai số máy theo thời gian thì chọn và lấy số liệu của từng

đoạn rồi tính trung bình.

P/phút là số mol Oxygen được phóng thích (quang hợp) hay thu vào

Kết quả là hệ số góc (Rate) trên trên bảng rate measurement với đơn vị:

2 µmolOR2R/10cmP

(hô hấp) của mẫu trong 1 phút.

5. Cách lưu và mở biểu đồ

Nếu xuất hiện bảng Start Recording: Chọn Save để lưu lại đường biểu diễn

thành 1 tập tin; chọn append thì đường biểu diễn mới sẽ tiếp nối đường biểu diễn

cũ; Chọn Overwrite để xóa đường biểu diễn cũ và bắt đầu đường biểu diễn mới.

Chọn Files  Save để lưu biểu đồ. Đánh vào ô file name tên của tập tin

muốn lưu và chọn Save. Nhập ghi chú về tập tin này và chọn OK để hoàn tất quá

trình lưu.

Tương tự, chọn Files  Load để lấy lại biểu đồ. Có thể lấy số liệu từ biểu đồ

như bước ghi nhận kết quả. Chọn tập tin cần lấy và chọn Open.

6. Lưu ý khi sử dụng máy

- Việc chuẩn bị điện cực chỉ do 1 người hiểu rõ về máy làm. Không tự ý chuẩn bị

điện cực. Nếu điện cực có vấn đề cần báo cho người quản lý máy.

- Sau khi đo xong, nếu hôm sau vẫn tiếp tục đo thì rửa sạch buồng đo và cho 1,5

ml nước cất vào buồng đo để giữ điện cực.

- Nếu không sử dụng máy nữa, rửa sạch buồng đo, cho cá từ vào lọ, tháo và

rửa điện cực lau khô, giữ trong túi hút ẩm. Dọn vệ sinh sau khi đo xong,

đậy nắp đựng máy Hansatech.

Phụ lục 6

Phụ lục 7