Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần lipid, axit béo của san hô thủy tức Millepora thu thập tại vùng biển Việt Nam theo các tháng trong năm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:87

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xác định hàm lượng lipid tổng của các mẫu Millepora platyphylla thu được trong 12 tháng; phân tích thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla thu thập được trong 12 tháng; phân tích thành phần và hàm lượng các lớp chất phospholipid của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla thu thập được trong 12 tháng

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần lipid, axit béo của san hô thủy tức Millepora thu thập tại vùng biển Việt Nam theo các tháng trong năm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Đặng Thị Minh Tuyết NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LIPID, AXIT BÉO CỦA SAN HÔ THỦY TỨC MILLEPORA THU THẬP TẠI VÙNG BIỂN VIỆT NAM THEO CÁC THÁNG TRONG NĂM LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Hà Nội - năm 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Đặng Thị Minh Tuyết NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN LIPID, AXIT BÉO CỦA SAN HÔ THỦY TỨC MILLEPORA THU THẬP TẠI VÙNG BIỂN VIỆT NAM THEO CÁC THÁNG TRONG NĂM Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 8440114 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Đặng Thị Phương Ly Hà Nội - năm 2020
i Lời cam đoan Luận văn này là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Đặng Thị Phương Ly Các số liệu và kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Đặng Thị Minh Tuyết
ii Lời cảm ơn Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Đặng Thị Phương Ly, người cô bằng cả tâm huyết của mình đã hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thiện luận văn. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên (VAST), Trung tâm nghiên cứu Quốc gia về sinh vật biển – Phân viện Viễn Đông – LB Nga, GS.TS. Phạm Quốc Long, PGS.TS. Đoàn Lan Phương và các anh chị Phòng Hóa sinh hữu cơ - Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã giúp tôi về cơ sở vật chất, trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm, các kiến thức thực nghiệm…để tôi hoàn thành tốt luận văn của mình. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và các thầy cô trong Học Viện Khoa học và Công nghệ, Khoa Hóa học đã giảng dạy, hỗ trợ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Tôi xin gửi lời tri ân của mình tới gia đình, bàn bè, những người thân luôn động viên để tôi có động lực trong công việc và hoàn thành tốt luận văn này. Xin chân thành cảm ơn!
iii Danh mục các kí hiệu và chữ viết tắt Kí hiệu Tiếng anh Tiếng việt Ceramide Ceramide CAEP aminoethylphosphonate aminoethylphosphonate DG Diacyl glycerol Diacyl glycerol FFA Free fatty acid Axit béo tự do Gas chromatography–mass GC–MS Sắc ký khí – khối phổ spectrometry PC Phosphatidylcholine Phosphatidylcholine PE Phosphatidylethanolamine Phosphatidylethanolamine PI Phosphatidylinositol Phosphatidylinositol PL Polar lipid Lipid phân cực PS Phosphatidylserine Phosphatidylserine PUFA Polyunsaturated Fatty Acid Axit béo đa nối đôi ST Sterol Sterol MADAG Monoalkyldiacylglycerol Monoalkyldiacylglycerol MSC Mesenchymal stem cells Tế bào gốc trung mô TLC Thin-layer chromatography Sắc ký lớp mỏng TAG Triacylglycerol Triacylglycerol W Wax ester Sáp
iv Danh mục bảng Bảng 2.1. Các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla được nghiên cứu 18 Bảng 3.1. Hàm lượng lipid tổng của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla được nghiên cứu ........................................................................... 26 Bảng 3.2. Thành phần các lớp chất lipid trong lipid tổng của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla........................................................................ 29 Bảng 3.3. Thành phần các lớp chất phospholipid của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla ...................................................................................... 36 Bảng 3.4. Thành phần và hàm lượng các axit béo trong lipid tổng của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla (%) ............................................. 41
v Danh mục hình Hình 1.1. San hô thủy tức Millepora platyphylla ............................................. 7 Hình 1.2. Sự phân bố các dạng phân tử alkenylacyl, alkylacyl và diacyl trong một số lớp chất phospholipid chính của 3 loài san hô thủy tức MP: Millepora platyphylla; MD: Millepora dichotoma; AS: Allopora steinegeri và 5 loài san hô mềm SM: Sinularia macropodia; CS: Capnella sp.; XS: Xenia sp.; GR: Gersemia rubiformis; GF: Gersemia fruticosa [25] ....................................... 11 Hình 1.3. Hàm lượng (%) các axit béo C20 – C22 n-6, n-3 trong các mẫu san hô thủy tức thu thập ở vùng biển Việt Nam và vùng biển Okhotsk [25]........ 12 Hình 1.4. Sự sử dụng các axit béo chìa khóa trong sinh tổng hợp các phospholipid ở mẫu san hô thủy tức Millepora thu thập tại vùng biển Việt Nam và Allopora thu thập ở vùng biển Okhotsk [25]..................................... 12 Hình 3.1. Sắc kí đồ phân tích hàm lượng các lớp chất lipid bằng chương trình phân tích hình ảnh Sorbfil TLC Videodensitometer DV (Krasnodar, LB Nga) ......................................................................................................................... 28 Hình 3.2. Sắc kí đồ phân tích hàm lượng các lớp chất phospholipid bằng chương trình Sorbfil TLC Videodensitometer DV (Krasnodar, LB Nga) ...... 35 Hình 3.3. Phổ GC methyl ester của axit béo trong lipid tổng mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla Mp.1...................................................................... 40
vi Danh mục biểu đồ Biểu đồ 3.1. Tỉ lệ hàm lượng lipid tổng tính trên trọng lượng khô / hàm lượng lipid tổng trên trọng lượng tươi của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla ....................................................................................................... 27 Biểu đồ 3.2. Hàm lượng lớp chất axit béo tự do (FFA) trong lipid tổng của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla .............................................. 30 Biểu đồ 3.3. Hàm lượng lớp chất sterol (ST) và lipid phân cực (PL) trong lipid tổng các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla ............................. 31 Biểu đồ 3.4. Hàm lượng lớp chất monoalkyldiacylglycerol (MADAG) và sáp (W) trong lipid tổng các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla ............ 32 Biểu đồ 3.5. Hàm lượng lớp chất triacylglycerol (TAG) trong lipid tổng các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla .................................................... 33 Biểu đồ 3.6. Hàm lượng lớp chất phosphatidylinositol (PI) và phosphatidylserine (PS) trong tổng phospholipid các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla ...................................................................................... 37 Biểu đồ 3.7. Hàm lượng lớp chất ceramide aminoethylphosphonate (CAEP) trong tổng phospholipid các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla ...... 38 Biểu đồ 3.8. Hàm lượng lớp chất phosphatidylchonline (PC) và phosphatidylethanolamine (PE) trong tổng phospholipid các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla ................................................................................ 39 Biểu đồ 3.9. Hàm lượng axit béo no và axit béo không no trong lipid tổng các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla .................................................... 43 Biểu đồ 3.10. Hàm lượng axit béo 12:0, 14:0, 16:0, 18:0 trong lipid tổng các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla .................................................... 44 Biểu đồ 3.11. Tỉ lệ hàm lượng axit béo n-3/n-6 trong thành phần axit béo của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla .............................................. 45 Biểu đồ 3.12. Hàm lượng axit béo 20:4n-6, 20:5n-3, 22:5n-6, 22:6n-3 trong thành phần axit béo của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla ....... 46
vii MỤC LỤC Lời cam đoan ...................................................................................................... i Lời cảm ơn ........................................................................................................ ii Danh mục các kí hiệu và chữ viết tắt ............................................................... iii Danh mục bảng................................................................................................. iv Danh mục hình .................................................................................................. v Danh mục biểu đồ ............................................................................................ vi MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................. 3 1.1. GIỚI THIỆU VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU........................................3 1.1.1.Giới thiệu về lớp Hydrozoa ...................................................................... 3 1.1.2.Vài nét về san hô thủy tức Millepora ....................................................... 4 1.1.3.Tình hình nghiên cứu san hô thủy thức....................................................7 1.2. GIỚI THIỆU VÀ Ý NGHĨA CỦA LIPID VÀ AXIT BÉO .................... 13 1.2.1.Giới thiệu về lipid và axit béo ................................................................ 13 1.2.2.Ý nghĩa của việc nghiên cứu lipid, axit béo........................................... 15 CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 18 2.1.NGUYÊN LIỆU ........................................................................................ 18 2.2.SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU CHUNG.............................................................. 23 2.3.PHƯƠNG PHÁP ....................................................................................... 23 2.3.1. Phương pháp chiết lipid tổng ................................................................ 23 2.3.2. Phương pháp xác định thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid .... 24 2.3.3.Phương pháp xác định thành phần và hàm lượng các lớp chất phospholipid .................................................................................................... 24
viii 2.3.4. Phương pháp xác định thành phần và hàm lượng axit béo ................... 25 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 26 3.1. HÀM LƯỢNG LIPID TỔNG TRONG CÁC MẪU SAN HÔ THỦY TỨC MILLEPORA PLATYPHYLLA ............................................................... 26 3.2. THÀNH PHẦN VÀ HÀM LƯỢNG CÁC LỚP CHẤT LIPID CỦA CÁC MẪU SAN HÔ THỦY TỨC MILLEPORA PLATYPHYLLA ........................ 28 3.3. THÀNH PHẦN VÀ HÀM LƯỢNG CÁC LỚP CHẤT PHOSPHOLIPID CỦA CÁC MẪU SAN HÔ THỦY TỨC MILLEPORA PLATYPHYLLA ..... 34 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................. 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 51
1 MỞ ĐẦU Các rạn san hô là một phần không thể thiếu của đại dương, và hệ sinh thái rạn san hô Việt nam là một trong những khu vực có tính đa dạng cao nhất của vùng biển Ấn độ Thái Bình Dương. Trong đó, san hô thủy tức Millepora là một phần quan trọng của các quần xã rạn san hô, tương tự như san hô cứng, chúng góp phần đáng kể vào việc bồi tụ các rạn san hô. Mặc dù san hô thủy tức Millepora cạnh tranh với các loài khác trong việc xây dựng các rạn san hô, nhưng chúng cũng góp phần vào việc ngăn chặn sự phát triển của loài sao biển gai Acanthaster - một yếu tố làm suy thoái các rạn san hô. Chính vì vậy san hô thủy tức Millepora có vai trò quan trọng trong quá trình phục hồi rạn san hô. Sự phát triển hay suy thoái của chúng ảnh hưởng trực tiếp tới sự phát triển của rạn san hô và quần thể các sinh vật biển sống trong rạn. Mặc dù san hô thủy tức Millepora có tầm quan trọng lớn trong bộ khung bền vững của các rạn san hô bên cạnh các loài san hô cứng khác và đối với việc bảo tồn rạn san hô, nhưng những nghiên cứu về loài này vẫn còn chưa được thực hiện nhiều. Thành phần lipid của đối tượng sinh vật là một thành phần hóa học quan trọng, các chỉ số về lipid ẩn chứa nhiều thông tin thú vị về sinh hóa của đối tượng được nghiên cứu, tuy nhiên nghiên cứu trong nước về lipid của đối tượng này hầu như chưa có. Sự biến đổi khí hậu toàn cầu do nhiệt độ bề mặt nước biển tăng cùng với nhiều hoạt động của con người về khai thác biển… đã gây ảnh hưởng lớn đến rạn san hô dẫn đến suy thoái, trắng hoá…. Việc nghiên cứu sự biến động theo mùa của thành phần các lipid có vai trò đánh dấu sinh học ở rạn san hô Việt Nam trong điều kiện sống tự nhiên mới bắt đầu được thực hiện trong những năm gần đây và các số liệu hầu hết còn chưa hoàn thiện. Việc nghiên cứu sự biến động các chỉ số phân tích về lipid của đối tượng này theo thời gian trong năm là rất cần thiết để nắm bắt phần nào quy luật phát triển của chúng. Nghiên cứu những thay đổi về thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid, axit béo của san hô thủy tức giống Millepora, đánh giá sự biến động hoặc ổn định của thành phần lipid, axit béo của đối tượng nghiên cứu theo
2 mùa sẽ góp phần có thêm thông tin hữu ích, làm tiền đề cho những nghiên cứu sâu hơn và hướng tới những biện pháp bảo tồn và phát triển rạn san hô… Do đó, chúng tôi quyết định lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu thành phần lipid, axit béo của san hô thủy tức Millepora thu thập tại vùng biển Việt Nam theo các tháng trong năm” theo các nội dung sau: - Xác định hàm lượng lipid tổng của các mẫu Millepora platyphylla thu được trong 12 tháng - Phân tích thành phần và hàm lượng các lớp chất lipid của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla thu thập được trong 12 tháng - Phân tích thành phần và hàm lượng các lớp chất phospholipid của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla thu thập được trong 12 tháng - Phân tích thành phần và hàm lượng các axit béo của các mẫu san hô thủy tức Millepora platyphylla thu thập được trong 12 tháng - Đánh giá các kết quả thu được về tính biến động (hoặc ổn định) của thành phần các lớp chất lipid và axit béo của các mẫu san hô thủy tức theo 12 tháng trong năm
3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. GIỚI THIỆU VỀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.1.1. Giới thiệu về lớp Hydrozoa Trong ngành Cnidaria (Ruột khoang) người ta phân biệt ra 4 lớp: Hydrozoa, Scyphozoa, Cubozoa và Anthozoa. Trong đó, san hô thuộc Anthozoa, còn san hô thủy tức thuộc Hydrozoa. Hydrozoa thuộc lớp động vật không xương sống, các loài thuộc đa số có kích thước nhỏ vài centimet trừ tập đoàn sứa ống dài vài chục mét. Số lượng các loài Hydrozoa có trên khoảng 3100 loài và được chia thành 2 phân lớp là Hydroidea và Siphonophora. Các loài thuộc Hydrozoa thường có hai dạng hình thái: dạng thuỷ tức (polyp) sống cố định và dạng thuỷ mẫu (medusa) thì sống trôi nổi. Dạng thủy tức có thể xuất hiện trong thời gian dài của chu trình sống hoặc trong suốt chu trình sống như ở loài Pelmatohydra oligactic, chúng sống ở nước ngọt như ao, hồ nước sạch. Dạng thuỷ mẫu (medusa) chỉ thấy ở các loài sống dưới biển. Trong Hydrozoa tồn tại hai dạng là cá thể và tập đoàn, phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt đới. Ở Việt Nam, số loài thuộc Hydrozoa rất phong phú, nhất là ở Phú Quốc, Côn Đảo, chủ yếu là dạng tập đoàn [1]. Vòng đời của Hydrozoa phức tạp và rất đa dạng. Ở nhiều loài Hydrozoan, vòng đời của chúng bao gồm một ấu trùng planula (hình thành từ trứng thụ tinh) sống tự do biến đổi thành một polyp sơ cấp. Các polyp sơ cấp nảy chồi các polyp khác để tạo ra giai đoạn cư trú sinh vật đáy. Khi trưởng thành về mặt sinh sản, các polyp nảy chồi, cuối cùng hình thành giao tử và sinh sản trong cột nước. Trong các Hydrozoan tồn tại một sự biến đổi bất thường trong vòng đời này, được phản ánh trong một loạt các hình thái đa dạng polyp, medusa cũng như mất hoặc giảm hoàn toàn giai đoạn polyp hoặc medusa ở một số loài. Sự đa dạng về kích thước Hydrozoan liên quan đến sự thay đổi hình thái của các giai đoạn vòng đời này là thời điểm quan trọng để phân loại. Các Hydrozoan thể hiện sự đa dạng của các quần thể khác nhau, từ các quần thể hình khối và giống như thảm, hay mọc thẳng đứng, phân nhánh không đều hoặc phân nhánh đều đặn…. Dù ở cùng một loài nhưng hình dạng của tập đoàn cũng có thể khác nhau phụ thuộc vào điều kiện sinh trưởng và
4 sinh sống của tập đoàn đó, như cường độ ánh sáng thu nhận được hay ảnh hưởng của sóng và tốc độ chuyển động của nước [2]. Các xúc tu của polyp bẫy mồi bằng cách sử dụng các tế bào gai chứa chất độc làm tê liệt con mồi như sinh vật phù du, cá nhỏ và ấu trùng của các loài nhuyễn thể. Khi có tiếp xúc chúng phản ứng rất nhanh bằng cách tiêm chất độc vào con mồi làm cho con mồi tê liệt hoặc chết. Sau đó các xúc tu kéo con mồi vào trong dạ dày của polyp bằng một dải biểu mô co giãn. Các chất độc này ở san hô lửa có thể đủ mạnh để gây tổn thương cho cả con người. 1.1.2. Vài nét về san hô thủy tức Millepora San hô thủy tức và san hô cứng thường có rất nhiều đặc điểm giống nhau cả về hình dạng và sinh thái. Điều này một phần bắt nguồn từ môi trường sống đồng nhất trong rạn san hô. Cả hai nhóm đều bao gồm các quần thể dạng đứng hoặc dạng quây với cấu trúc vôi góp phần tạo nên cấu trúc đá ngầm của rạn. Cơ chế canxi hóa tế bào của hai nhóm cũng tương đồng. San hô thủy tức có hai họ khác nhau bao gồm: Milleporidae và Stylasteridae, đều hình thành bộ khung vôi hóa nhưng khác nhau về cấu trúc, hình thái polyp và sinh sản [3, 4]. Họ Milleporidae chỉ chứa một giống duy nhất là Millepora phân bố rải rác ở khắp các vùng biển trên thế giới [4]. Theo Veron và cộng sự, cho đến năm 2000, đã xác định được 50 loài thuộc giống Millepora, những năm sau đó tiếp tục định danh được thêm 11 loài ở vùng biển Thái Bình Dương và 6 loài ở Đại Tây Dương, nâng tổng sổ loài thuộc giống Millepora lên con số 67 loài. Việc xác định gặp khó khăn do sự đa dạng trong cấu trúc của những quần thể san hô thủy tức này, chúng không có hình thái ổn định để nhận biết cũng như thiếu các đặc điểm phân biệt giữa các loài với nhau do thay đổi tùy theo điều kiện môi trường. Với những nhược điểm kể trên, các nghiên cứu khoa học cấp độ phân tử là cần thiết để hỗ trợ cho công tác giám định loài, ví dụ phân tích cấu trúc di truyền hoặc gần đây, kĩ thuật phân tích định dạng ADN đã hỗ trợ rất tốt cho các nhà khoa học để có thể phân biệt dễ dàng hơn.
5 Đặc điểm cấu tạo Các quần thể san hô thủy tức Millepora thường có cấu trúc phân nhánh thẳng đứng giống nhau và độ dài các nhánh dao động từ 30-60 cm. Chúng cũng có thể phát triển dạng vòm và thường nằm trên bề mặt rạn san hô và các bề mặt cứng khác, thường có màu vàng hoặc nâu. Bề mặt bên ngoài của chúng thường có dạng nốt sần hoặc hình thoi. Mỗi nốt sần bao gồm một tập hợp các kim tinh tròn (dactylostyles) [5]. Dưới lớp đá vôi xốp bên ngoài là hệ thống các mao dẫn nội bộ phân bố dày đặc. Khối lượng chính của khung xương đá vôi cấu tạo từ các cấu trúc đá vôi xốp bao gồm sợi tinh thể dày đặc được sắp xếp theo lớp mỏng, các sợi nằm chồng lên nhau ở mọi góc độ. Cho đến nay mới có một vài nghiên cứu tốc độ sinh trưởng của san hô giống Millepora, Stromgren (1976) công bố một số loài vùng biển Jamaica phát triển nhánh san hô từ 5,4 – 19,8 mm/năm [6]. Witman (1988) đã xác định được tốc độ phát triển 8 mm/năm đối với loài M. Complanata ở Floria và trung bình toàn quần thể phát triển được khoảng 130 cm2/năm [7]. Phổ dinh dưỡng của Millepora chủ yếu là các sinh vật phù du [8, 9, 10], Hoạt động kiếm ăn và phản ứng với các kích thích hóa học của các cá thể thuộc loài M. alcicornis và M. complanata cũng tương tự như ở các Hydrozoan khác [9]. Các loài Millepora dùng miệng để kiếm ăn như lắc lư và co rút chậm hoặc nhanh, khi tìm thấy thức ăn sẽ phản ứng bằng cách mở rộng miệng, lắc lư và khép miệng ngẫu nhiên khi con mồi chạm vào đĩa miệng. Hầu hết san hô thủy tức kiếm ăn vào ban đêm. Để bắt thức ăn chúng sử dụng các tế bào đốt được gọi là tế bào tuyến trùng (nematocyst). Những tế bào này nằm trong các xúc tu của polyp san hô và bên ngoài ...Đây là một tế bào đặc biệt được tìm thấy ở một số sinh vật đại dương - chẳng hạn như sứa biển, hải quỳ và san hô - có một ngạnh châm chích được bao phủ bởi nọc độc. Tế bào hoạt động giống như một cây lao sống. Trước khi tuyến trùng bắn ra, ngạnh của nó vẫn cuộn bên trong tế bào trong một khoang nơi nó được tắm trong nọc độc. Khi tuyến trùng tiếp xúc với một thứ khác, chẳng hạn như cá - chiếc lao nhỏ này sẽ bắn ra, cắm vào mục tiêu và truyền nọc độc. Nọc độc của tế bào có thể từ yếu đến mạnh. San hô thủy tức cũng có tuyến trùng, chúng sử dụng vào ban đêm để bắt những sinh vật nhỏ trôi nổi trong nước, dùng các
6 xúc tu để giữ lại và làm tê liệt con mồi trong thời gian vài phút, sau đó sẽ chuyển vào các biểu bì để hấp thụ [11]. Các tập đoàn Millepora cũng là nơi sinh sống của tảo cộng sinh zooxanthellae, tuy nhiên mật độ của zooxanthellae trong Millepora thường thấp hơn so với san hô cứng [12]. Dinh dưỡng tự dưỡng trong Millepora tương tự như san hô cứng, zooxanthellae cộng sinh sử dụng ánh sáng mặt trời và CO2 để sản suất thức ăn và vật liệu tế bào. Các chất dinh dưỡng được tổng hợp bởi zooxanthellae sẽ được vận chuyển đến vật chủ và cung cấp thức ăn cho các loài Millepora. Sinh sản Millepora có hai hình thức sinh sản, đó là sự nhân giống hữu tính và nhân giống vô tính. Trong hai hình thức sinh sản, hình thức sinh sản phù hợp tùy thuộc vào từng loài, các nhân tố môi trường sống cũng như các yếu tố địa lý. Sinh sản bằng nhân giống vô tính, là quá trình của sự phân mảnh để hình thành các tập đoàn mới khác được gây ra do giông bão, xâm thực sinh học và sự phá hoại của một số loài cá [13, 14]. Sinh sản vô tính là hiện tượng bình thường đối với quần thể Millepora. Các mảnh đơn giản mở rộng theo sự tăng trưởng và theo giai đoạn. Ngoài ra, nhiều loài Millepora sinh sản hữu tính theo mùa, như vào tháng 4 và tháng 5 ở Đài Loan, giữa tháng 4 và tháng 7 ở Barbados và từ tháng 6 đến tháng 3 ở Curacao [11]. Trứng và tinh trùng được phóng ra biển với một số lượng lớn vào ban đêm. Trong một Nghiên cứu ở Ấn Độ Dương về sinh sản của ba loài sống trên các rìa rạn san hô của đảo Reunion thuộc Ấn Độ Dương là: Millepora exaesa, Millepora platyphylla và Millepora tenera, thời kỳ sinh sản hữu tính từ tháng 11 đến tháng 1, sự phát triển của các quần thể sinh vật có sự liên quan với nhiệt độ nước tăng theo mùa. Theo như mô tả, trong mỗi cá thể có bộ phận sinh sản chính và bộ phận sinh sản phụ, và có sự khác biệt về kích thước, mật độ và sự phân bố của tuyến trùng của bộ phận sinh sản chính và bộ phận sinh sản phụ của ba loài. Quá trình theo dõi sự sinh sản hàng loạt đầu tiên ở M. exaesa và M. platyphylla đã cung cấp thêm thông tin về loài Millepora có vỏ
7 ngoài động vật ấu trùng. Sinh sản luôn bắt đầu trước khi trời tối nhưng không theo tuần trăng hoặc thủy triều [15]. Phân bố Các san hô thủy tức Millepora phân bố ở nhiều vùng biển nhiệt đới trên thế giới ở độ sâu 1-40m dưới mặt nước biển [16]. Một số loài như M. Complanata thường phát triển với mặt phẳng đối diện với hướng của sóng hay dòng chảy nước biển. Các hình thức phát triển dạng nhánh hoặc cành mỏng thường gặp ở những loài sống dưới vùng nước sâu hơn hoặc ở những rạn san hô được che kín đáo. Tốc độ phát triển của các san hô thuộc giống Millepora rất nhanh, diễn ra ở mọi độ sâu khác nhau và thường là bao phủ trên bề mặt đã chết của loài san hô khác [17, 18]. Hình 1.1. San hô thủy tức Millepora platyphylla 1.1.3. Tình hình nghiên cứu san hô thủy thức Cho đến nay, những nghiên cứu hóa sinh được thực hiện trên các loài thuộc giống Millepora còn chưa nhiều. Một số báo cáo nghiên cứu về tốc độ phát triển của san hô thủy tức, từ các kết quả nghiên cứu của Witman (1988),
8 Stromgren (1976), Rahav et al. (1991) và Lewis (1991), các nhà khoa học nhận thấy tốc độ phát triển của san hô thủy tức tương đương với tốc độ phân nhánh và hình thành dạng đĩa của san hô cứng. Bên cạnh đó, carotenoprotein đã được chiết xuất từ các bộ khung canxi của tám loài Millepora từ vùng biển Caribbean [6, 7, 19]. Những năm gần đây, các nhà khoa học đã thực hiện nhiều hơn các phân tích chỉ số nhận dạng (fingerprinter) như phenoloxidase để phục vụ việc định dạng loài cũng như theo dõi tình hình sức khỏe của rạn san hô gồm nhiễm bệnh, trắng hóa … Các loài thuộc Millepora có thể gây ra các tác động có hại cho con người do độc tố của chúng. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng độc tố chứa trong các tế bào tuyến trùng từ các loài Millepora ngay lập tức gây đau rát, hình thành ban đỏ và mụn mủ trên da người khi tiếp xúc, thậm chí gây tử vong. Trong nghiên cứu của Kazuo Shiomi và cộng sự vào năm 1989 đã chứng minh rằng độc tố của hai loài san hô thủy tức Millepora platyphylla và Millepora dichotoma có thể gây tử vong, tan máu và sưng phù cũng như xúc tác cho quá trình thủy phân phospholipid bởi phospholipase A và acid phosphatase. Độc tố của M. platyphylla có khác biệt đáng kể so với độc tố của M. dichotoma về độ ổn định; M. platyphylla có tính ổn định với sự đông lạnh, đông khô và bảo quản ở 4oC trái ngược với sự thiếu ổn định của M. dichotoma. Độc tố của Millepora platyphylla gây ra hai dạng tử vong ở chuột, tử vong nhanh và tử vong chậm kèm theo sự xuất hiện của huyết sắc tố niệu, phụ thuộc vào liều sử dụng, trong khi đối với loài Millepora dichotoma chỉ có kiểu tử vong nhanh được quan sát thấy [20]. Năm 2006 Liat Abramovitch-Gottlib cùng cộng sự đã nghiên cứu một vật liệu tinh thể có hoạt tính sinh học từ san hô thủy tức Millepora dichotoma. Đây là lần đầu tiên M. dichotoma được chế tạo và nhân bản sinh học trong điều kiện phòng thí nghiệm để tìm ra chất có hoạt chất sinh học có nguồn gốc từ sinh vật biển và có tiềm năng tạo xương. Các ma trận sinh học ba chiều được tạo ra để chuyển đổi các tế bào gốc trung mô (MSCs) để mô tả kiểu hình nguyên bào nuôi. Nhóm nhà khoa học đã nghiên cứu ảnh hưởng của ma trận sinh học đối với sự gia tăng và biệt hóa MSCs ở 2, 3, 4, 7, 10, 14, 21, 28 và 42 ngày. Các phân tích khác nhau đã được thực hiện. MSCs được gieo trên cây sinh học Millepora dichotoma cho thấy mức độ kết hợp canxi và phosphat
9 cao hơn và mức độ collagen loại I cao hơn so với cây sinh học Porites lutea đối chứng. Hoạt động của phosphatase kiềm cho thấy MSC được gieo trên ma trận sinh học Millepora dichotoma có khả năng tạo xương cao so với những MSC được gieo trên ma trận sinh học đối chứng. Hàm lượng osteocalcin của MSC được gieo trên Millepora dichotoma không đổi trong 2 tuần trước khi tăng lên vượt qua của ma trận sinh học của P. lutea được gieo hạt sau 28 ngày. Do đó, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng ma trận sinh học của Millepora dichotoma tăng cường sự phân biệt của MSCs thành nguyên bào xương và có tiềm năng tuyệt vời như việc sử dụng khung sinh học cho kỹ thuật mô cứng [21]. Năm 2012 García-Arredondo A và cộng sự đã phân lập được cấu trúc của tế bào tuyến trùng từ loài san hô thuỷ tức Millepora alcicornis và Millepora complanata được thu thập ở vùng biển Caribbean Mexico. Đặc điểm cấu trúc của các tuyến trùng thải ra và tích tụ từ các Millepora alcicornis và Millepora complanata, được kiểm tra bằng cách sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua và kính hiển vi điện tử quét. Trong nghiên cứu này đã được phát hiện qua những hình ảnh về tuyến trùng được tìm thấy trong các loài có độc tố vùng Caribe Mexico. Hai loại tuyến trùng đã được quan sát thấy ở cả hai loài, các tuyến trùng nhỏ được xác định là phong phú hơn so với các loại tuyến trùng lớn. Các loại tuyến trùng nhỏ có kích thước trung bình (10,6 - 13,0 x 18,1 - 21,6 µm) và lớn (17,5 - 21,8 x 25,0 - 33,1 µm) trong khi các tuyến trùng lớn chỉ xuất hiện ở một kích thước (10,5 - 15,6 x 18,7 - 25,0 µm). Tuyến trùng nhỏ là một loại tuyến trùng chỉ được tìm thấy ở các loài Millepora và là một lý do để xếp nó vào một phân bộ riêng biệt. Radwan đã quan sát thấy rằng hai loài M.dichotoma và M. platyphylla thu thập được ở Biển Đỏ cũng xuất hiện loại tuyến trùng này [22]. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về cấu trúc và hoạt tính của san hô thủy tức Millepora. Nhưng cho đến nay mới có một số ít những nghiên cứu về lipid, axit béo của các loài san hô thủy tức, trong đó có giống Millepora. Một trong số các nghiên cứu về thành phần lipid của các mẫu thuộc loài Millepora được thực hiện bởi Andrey Imbs năm 2010 và 2013 [23, 24]. Trong công
10 trình nghiên cứu 150 mẫu san hô và 2 loài san hô thủy tức Millepora thu thập ở vùng biển nhiệt đới và nước lạnh, tác giả đã công bố số liệu về thành phần axit béo và các lớp chất lipid của các đối tượng này, cũng như dữ liệu về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến thành phần lipid này của các loài. Các con đường có thể của quá trình sinh tổng hợp axit béo trong các đối tượng san hô và san hô thuỷ tức cũng đã được thảo luận tới. Qua kết quả thu được giúp cho các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cấu tạo hóa sinh, cơ chế trao đổi chất cùng nhiều thông tin hữu ích khác như dinh dưỡng, sức khỏe, ảnh hưởng đến rạn san hô v.v.... Năm 2019, tác giả Andrey Imbs cùng cộng sự đã nghiên cứu lần đầu tiên các lipid phân cực của san hô, san hô thủy tức và so sánh thành phần axit béo, phospholipid của san hô, san hô thủy tức từ các vùng nhiệt đới và nước lạnh. Cấu trúc và hàm lượng của các axit béo và thành phần dạng phân tử phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidylcholine (PC), phosphatidylserine (PS), phosphatidylinositol (PI), và ceramide aminoethylphosphonate (CAEP) của 2 loài san hô thủy tức nhiệt đới Millepora platyphylla và Millepora dichotoma thu thập tại Hòn Ré (Việt Nam) và loài san hô thủy tức nước lạnh Allopora steinegeri thu thập ở đảo Kuril, Nga) đã được xác định bằng phổ khối và phổ khối phân giải cao [25]. Sự phân bố của các dạng phân tử alkenylacyl, alkylacyl và diacyl trong một số lớp chất phospholipid chính được thể hiện trong hình 1.2. Lớp chất phosphatidylethanolamine bao gồm chủ yếu là các dạng phân tử alkenylacyl, đặc biệt là ở 3 loài san hô mềm Xenia sp., Gersemia rubiformis và Gersemia fruticosa. PE ở 3 loài san hô thủy tức có thêm 1 phần đáng kể PE ở dạng diacyl. Lớp chất phosphatidylcholine bao gồm các dạng phân tử chủ yếu ở dạng alkylacyl, trừ lớp chất PC ở loài Allopora steinegeri có phần chiếm ưu thế là các diacyl PC. Lớp chất phosphatidylserine ở 3 mẫu san hô thủy tức toàn bộ là các dạng phân tử diacyl, ngược lại ở 2 loài san hô Sinularia macropodia và Capnella sp. ở lớp chất PS toàn bộ là các dạng phân tử alkylacyl. Đối với lớp chất phosphatidylinositol, qua đồ thị dễ dàng quan sát thấy các dạng phân tử PI diacyl chiếm ưu thế vượt trội trong hầu hết các