Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nông nghiệp: Phân lập một số chủng vi khuẩn quang hợp từ các ao nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei, Boone, 1931) tại tỉnh Thừa Thiên Huế

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:77

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu đề tài là phân lập một số chủng vi khuẩn quang hợp tía có tiềm năng làm chế phẩm sinh học để phân giải các hợp chất hữu cơ, giảm hàm lượng các loại khí độc, giảm ô nhiễm môi trường từ đó tăng hiệu quả cho nghề nuôi tôm thẻ chân trắng tại tỉnh Thừa thiên Huế nói riêng và trong cả nước nói chung.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Nông nghiệp: Phân lập một số chủng vi khuẩn quang hợp từ các ao nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei, Boone, 1931) tại tỉnh Thừa Thiên Huế

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng: số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được ghi rõ nguồn gốc. Thừa Thiên Huế, ngày tháng 7 năm 2016 Tác giả Nguyễn Văn Sỹ PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này tôi xin chân thành cảm ơn: Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Phước đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện cho em học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Các thầy giáo, cô giáo Khoa Thủy sản – Trường Đại học Nông Lâm Huế đã giúp đỡ và truyền dạy cho em những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường. Ban giám đốc Trung tâm giống thủy sản Quảng Bình, các anh chị, các bạn đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua. Gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như thực hiện đề tài. Thừa Thiên Huế, ngày tháng 7 năm 2016 Tác giả Nguyễn Văn Sỹ PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iii TÓM TẮT Vi khuẩn quang hợp (Phototropic bacteria) là một nhóm vi sinh vật có khả năng phân giải NH3 và H2S dưới tác dụng ánh sáng mặt trời, trong điều kiện kỵ khí nên có thể sử dụng để xử lý ô nhiễm trong các ao nuôi tôm. Nghiên cứu này đã phân lập được 8 chủng vi khuẩn quang hợp từ bùn các ao nuôi tôm thẻ chân trắng tại tỉnh Thừa Thiên Huế. Sau quá trình nuôi cấy trên môi trường DSMZ 27 lỏng, trong điều kiện kỵ khí, chiếu sáng liên tục đã lựa chọn được 2 chủng có mức độ tích lũy sinh khối cao nhất, được ký hiệu DL11, PH21 để tiến hành nghiên cứu đặc điểm sinh hoá, sinh lý và khả năng chuyển hoá lưu huỳnh. Quan sát đặc điểm hình thái, sinh lý sinh hoá của hai chủng vi khuẩn quang hợp cho thấy khuẩn lạc của chủng DL11 có màu cam nâu và khuẩn lạc chủng PH21 có màu vàng. Cả hai chủng PH21 và DL11 đều là vi khuẩn Gram (-), có dạng hình que và phản ứng âm tính (-) với oxidase. Chủng vi khuẩn DL11 có khả năng lên men đường sucrose, chuyển hoá tốt với nguồn sulfide. Chủng PH21 có thể sử dụng các nguồn cacbon khác nhau như citrate, glucose, succose. Kết quả định danh qua phân tích gen mã hóa 16S – rRNA của 2 chủng PH21 và DL11 có thể khẳng định: chủng DL11 là Allochromatium sp, chủng PH21 là Marichromatium sp. Khoảng nồng độ muối của 2 chủng Allochromatium sp và Marichromatium sp tương đồng nhau: sinh trưởng và phát triển tốt ở nồng độ 10‰ - 20‰. Nồng độ pH tối ưu cho 2 chủng này phát triển trong khoảng 6 – 7. Việc bổ sung nồng độ cao nấm men vào môi trường nuôi cấy kích thích khả năng sinh trưởng của 2 chủng Allochromatium sp và Marichromatium sp, điều này thể hiện ở nồng độ cao nấm men càng cao thì tăng sinh của vi khuẩn càng cao. Ở điều kiện chiếu sáng, nuôi kị khí, cả 2 chủng đều có khả năng loại bỏ sulfide cao. Các chủng vi khuẩn quang hợp được tuyển chọn hoạt động tốt nhất ở nồng độ sulfide từ 10 - 20 mg/L. Kết quả nghiên cứu cho thấy cả hai chủng PH21 và DL11 có khả năng làm giảm hàm lượng khí độc H2S trong ao nuôi tôm. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. ii TÓM TẮT .................................................................................................................. iii MỤC LỤC ................................................................................................................. iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỬ VIẾT TẮT..................................................... vii DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẺ, ĐỒ THỊ .................................................................... ix MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1 2. Mục đích của đề tài ................................................................................................. 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................................ 2 3.1 Ý nghĩa khoa học .................................................................................................. 2 3.2 Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 4 1.1. Tổng quan về vi khuẩn quang hợp....................................................................... 4 1.1.1. Vi khuẩn quang hợp tía ..................................................................................... 4 1.1.2. Ảnh hưởng của các nhân tố lý hóa đến sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn tía... 10 1.2. Tổng quan về tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)............................... 11 1.2.1. Hệ thống phân loại, phân bố ........................................................................... 11 1.2.2. Tập tính sống, khả năng thích nghi với môi trường sống ............................... 13 1.2.3. Đặc điểm dinh dưỡng ...................................................................................... 14 1.2.4. Đặc điểm sinh trưởng...................................................................................... 14 1.2.5. Đặc điểm sinh sản ........................................................................................... 16 1.3. Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng trên thế giới và tại Việt Nam...................... 17 1.3.1. Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng trên thế giới ............................................. 17 1.3.2. Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng tại Viêt Nam ............................................ 19 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
v 1.3.3. Tình hình nuôi tôm thẻ chân trắng tại tỉnh Thừa Thiên Huế .......................... 22 1.4. Vấn đề ô nhiểm môi trường nước trong hoạt động thủy sản ............................. 23 1.4.1. Ô nhiểm môi trường nước do hoạt động chế biến thủy sản............................ 24 1.4.2. Ô nhiễm môi trường biển, ven bờ do các hoạt động hàng hải ........................ 25 1.4.3. Ô nhiểm nguồn nước do tác động của nuôi trồng thủy sản ............................ 25 1.4.4. Ô nhiễm do việc sử dụng thuốc và các hóa chất trong nuôi tôm .................... 27 1.5. Một số nghiên cứu về vi khuẩn quang hợp và ứng dụng của chúng trong nuôi trồng thủy sản............................................................................................................ 28 1.6. Một số ứng dụng khác của vi khuẩn quang hợp tía ........................................... 30 1.6.1. Sản xuất protein đơn bào ................................................................................ 30 1.6.2. Sản xuất ubiquinone........................................................................................ 30 1.6.3. Sản xuất hoocmon thực vật ............................................................................. 31 1.6.4. Sản xuất các chất kháng sinh .......................................................................... 31 1.6.5. Sử dụng vi khuẩn quang hợp tía trong xử lý nước thải .................................. 31 1.7. Ảnh hưởng của H2S trong nuôi trồng thủy sản .................................................. 32 1.7.1. Bản chất của khí H2S ...................................................................................... 32 1.7.2. Tác hại của khí H2S ........................................................................................ 32 1.8. Giải pháp giảm ô nhiễm môi trường bằng chế phẩm vi sinh ............................. 33 1.8.1. Phòng ngừa dịch bệnh..................................................................................... 33 1.8.2. Kích thích tôm phát triển ................................................................................ 34 1.8.3. Ngăn ngừa, làm giảm thiểu ô nhiễm và chất độc trong ao ............................. 34 CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 36 2.1. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 36 2.1.1. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 36 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 36 2.2. Môi trường hóa chất........................................................................................... 36 2.3. Phương pháp nghiên cứu và theo dõi các chỉ tiêu ............................................. 37 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vi 2.3.1. Phương pháp thu mẩu bùn đáy ao nuôi tôm ................................................... 37 2.3.2. Phương pháp pha loảng mẩu nuôi cấy vi khuẩn ............................................. 38 2.3.3. Nuôi cấy vi khuẩn ........................................................................................... 38 2.3.4. Phương pháp làm giàu và phân lập vi khuẩn quang hợp tía ........................... 39 2.3.5. Quan sát hình thái tế bào ................................................................................ 40 2.3.6. Xác định khả năng sinh trưởng ....................................................................... 40 2.3.7. Đánh giá ảnh hưởng của pH và nồng độ NaCl lên sự phát triển của vi khuẩn quang hợp.................................................................................................................. 40 2.3.8. Đánh giá ảnh hưởng của cao nấm men đến sinh trưởng của vi khuẩn quang hợp tía ....................................................................................................................... 42 2.3.9. Xác định khả năng khử sulfide ...................................................................... 42 2.3.10. Phương pháp định danh vi khuẩn bằng PCR ................................................ 40 2.3.11. Phương pháp xử lý số liệu: ........................................................................... 43 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 44 3.1. Kết quả thu thập mẩu và nuôi cấy phân lập vi khuẩn quang hợp tía ................. 44 3.2. Kết quả nghiên cứu đặc điểm sinh hóa của các chủng vi khuẩn được chọn lọc 49 3.3. Kết quả định danh vi khuẩn ............................................................................... 51 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ pH đến sinh trưởng của các chủng vi khuẩn .............. 52 3.5. Ảnh hưởng của NaCl đến sinh trưởng của các chủng vi khuẩn quang hợp chọn lọc.............................................................................................................................. 53 3.6. Ảnh hưởng của cao nấm men đến sinh trưởng của vi khuẩn quang hợp ........... 54 3.7. Khả năng khử sulfide của các chủng vi khuẩn phân lập được .......................... 55 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 57 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỬ VIẾT TẮT OD : Mật độ quang (Optical density) NTTS : Nuôi trồng thủy sản CPSH : chế phẩm sinh học VKQH : Vi khuẩn quang hợp [Na2S] : Nồng độ Na2S VSV : Vi sinh vật BChl : Bacteriochlorophyll BOD : Nhu cầu oxy sinh hoá (Biochemical Oxygen Demand) Cfu/ml : Đơn vị tế bào sống/ml (Colony form per unit) PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Bảng phân loại vi khuẩn lưu huỳnh màu tía.............................................. 5 Bảng 1.2. Bảng phân loại vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía ................................... 9 Bảng 1.3. Diện tích, sản lượng và năng suất tôm thẻ chân trắng qua các năm tại Việt Nam ........................................................................................................................... 21 Bảng 1.4. Diện tích, sản lượng nuôi trồng thủy sản tỉnh Thừa Thiên Huế ............... 23 Bảng 3.1. Kết quả nuôi cấy vi khuẩn quang hợp tía ................................................. 45 Bảng 3.2. Kết quả phản ứng sinh hóa của chủng DL11 và PH21 ............................ 50 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẺ, BIỂU ĐỒ Hình 1.1. Hình ảnh tế bào của một số vi khuẩn lưu huỳnh màu tía ........................... 7 Hình 1.2. Hình ảnh tế bào của một số vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía .............. 10 Hình 1.3. Tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) ........................................... 12 Hình 1.4. Sản lượng tôm thẻ chân trắng trên thế giới............................................... 19 Hình 3.1. Mẩu bùn đất được ủ sau 2 tuần ở nhiệt độ phòng ..................................... 44 Hình 3.2. Khuẩn lạc vi khuẩn quang hợp sau 3 ngày nuôi cấy ................................ 47 Hình 3.3. Khuẩn lạc chủng DL11 sau 7 ngày nuôi cấy ............................................ 47 Hình 3.4. Khuẩn lạc chủng PH21 sau 7 ngày nuôi cấy ............................................ 48 Hình 3.5. Hình thái tế bào chủng DL11 ở độ phóng đại 100 lần.............................. 48 Hình 3.6. Nuôi cấy tăng sinh vi khuẩn quang hợp tía .............................................. 49 Hình 3.7. Vi khuẩn quang hợp ở các nồng độ khác nhau ......................................... 49 Hình 3.8. Cây phả hệ của chủng DL11 và PH21 ...................................................... 51 Biểu đồ 2.1. Đường chuẩn Na2S ............................................................................... 43 Biểu đồ 3.1. Ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng của các chủng vi khuẩn tía............................................................................................................................... 52 Biểu đồ 3.2. Khả năng sinh trưởng của các chủng vi khuẩn ở các nồng độ muối khác nhau .................................................................................................................. 53 Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của cao nấm men đến sinh trưởng của vi khuẩn ............... 54 Biểu đồ 3.4. Sinh trưởng của các chủng vi khuẩn ở các nồng độ sulfide khác nhau55 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Thủy sản là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của Việt Nam. Trong vòng 10 năm trở lại đây, giá trị xuất khẩu của ngành thủy sản đã liên tục tăng trưởng ở mức 18%/năm . Chiếm ưu thế trong các sản phẩm thủy sản xuất khẩu của nước ta trên thị trường quốc tế là các đối tượng tôm nuôi, đặc biệt là tôm sú (Penaeus monodon) và tôm chân trắng (Litopenaeus vannamei) (Tổng cục thủy sản, 2015). Năm 2015, diện tích nuôi tôm của cả nước đạt trên 654 ngàn ha, trong đó, diện tích nuôi tôm sú đạt trên 570 ngàn ha, tôm thẻ chân trắng 84 ngàn ha. Tuy diện tích nuôi chỉ bằng khoảng 15% diện tích nuôi tôm sú, nhưng sản lượng tôm thẻ chân trắng lại cao hơn tôm sú (sản lượng tôm sú là 249,2 ngàn tấn, tôm thẻ chân trắng là 344,6 ngàn tấn) chứng tỏ mức độ nuôi thâm canh của đối tượng này (Tổng cục thủy sản, 2015). Trong nuôi thâm canh thủy sản, lượng thức ăn dư thừa và chất hữu cơ thải ra môi trường rất lớn. Các hợp chất hữu cơ này kích thích sự phát triển của vi sinh vật, gây ô nhiễm ao nuôi, làm mất cân bằng hệ sinh thái. Mặt khác, trong quá trình phân hủy không triệt để, các hợp chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí và kỵ khí sản sinh ra các chất độc như sulfide, ammonia, methane… làm giảm chất lượng nước và tăng khả năng nhiễm bệnh, tôm cá còi cọc, tỷ lệ chết tăng cao (Trần Liên Hà và cs, 2007). Ô nhiễm môi trường nước đặc biệt đáy ao nhiễm bẩn sẽ tác động trực tiếp tới đối tượng nuôi thủy sản, làm cho đối tượng nuôi luôn bị căng thẳng, thể hiện qua việc kém ăn, mức tăng trưởng giảm và dễ bị mắc bệnh do vi khuẩn gây nên, để giải quyết các vấn đề đó trong quá trình nuôi người dân thường lạm dụng sử dụng các loại hoá chất, kháng sinh đã gây suy thoái môi trường và tạo nhiều chủng vi khuẩn kháng thuốc (Đỗ Thị Liên và cs, 2008). Mặc dù chưa có nghiên cứu nào đánh giá tình hình sử dụng hoá chất và kháng sinh ở các vùng nuôi tôm tại Thừa Thiên Huế, nhưng nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Phước và cs, 2010 cho thấy 90% các chủng Vibrio phân lập được từ các ao nuôi tôm thẻ chân chắng và tôm sú ở Huyện Phong Điền kháng lại 4 loại kháng sinh được phép sử dụng là Oxytetraciline, Amoxiciline, Oxalic acid, và Trimethoprim - sulphamethoxazole. Để giải quyết các vấn đề này một cách triệt để, chế phẩm sinh học bao gồm các chủng vi sinh vật có lợi như nhóm Lactobaccilus, Bacillus,… đang được nghiên cứu và ứng PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
2 dụng rộng rãi trong nuôi trồng thuỷ sản hiện nay. Tuy nhiên, công dụng các chế phẩm sinh học này phụ thuộc rất lớn vào hoạt tính các chủng vi khuẩn có trong chế phẩm (Nguyễn Ngọc Phước và cs, 2010). Vi khuẩn quang hợp (Phototropic bacteria) là một nhóm vi sinh vật nhân sơ thuộc vào giới các vi khuẩn Gram (-) (Kumar và cs, 2009; Castenholz và pierson, 1995). Vi khuẩn quang hợp có khả năng phân giải NH3 và H2S dưới tác dụng ánh sáng mặt trời, trong điều kiện kỵ khí. Các chủng vi khuẩn này có thể sử dụng ánh sáng mặt trời ở độ sâu từ 80 - 100m nhờ chứa nhiều sắc tố BChle trong tế bào (Arunasri và cs, 2005) nên có thể sử dụng để xử lý ô nhiễm trong các ao nuôi tôm. Trong nuôi trồng thuỷ sản, vi khuẩn quang hợp có thể được sử dụng như một loại thuốc làm sạch chất thải trong môi trường nước bằng phương pháp sử dụng định kỳ. Vi khuẩn có thể làm mất ion Nitơ trong nước và các vật sinh ra do phân giải vật hữu cơ khác, từ đó kiềm chế sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh khác trong ao nuôi, đặc biệt là vi khuẩn Vibrio harveyi, V. alginolitycus, V. vulnificus (Sasikala và Ramala, 1995). Vì thế, việc sử dụng vi khuẩn quang hợp và các chất có hoạt tính sinh học do chúng sinh ra để cải tạo môi trường ao nuôi và khống chế sinh học là một phương pháp hiệu quả và thân thiện về mặt sinh thái và môi trường. Xuất phát từ thực tiễn trên, tôi chọn đề tài “Phân lập một số chủng vi khuẩn quang hợp từ các ao nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei, Boone, 1931) tại tỉnh Thừa Thiên Huế”. 2. Mục tiêu của đề tài - Phân lập một số chủng vi khuẩn quang hợp tía có tiềm năng làm chế phẩm sinh học để phân giải các hợp chất hữu cơ, giảm hàm lượng các loại khí độc, giảm ô nhiễm môi trường từ đó tăng hiệu quả cho nghề nuôi tôm thẻ chân trắng tại tỉnh Thừa thiên Huế nói riêng và trong cả nước nói chung. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1 Ý nghĩa khoa học - Vi khuẩn quang hợp tía có khả năng phân giải NH3 và H2S dưới tác dụng ánh sáng mặt trời, trong điều kiện kỵ khí nên có khả năng làm giảm ô nhiễm trong ao nuôi tôm. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
3 3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Xu hướng hiện nay là sử dụng các chủng vi khuẩn đặc hiệu phân lập được từ các vùng nuôi tôm để tăng hiệu quả xử lý môi trường tại vùng nuôi đó, trong đó vi khuẩn quang hợp là nhóm vi khuẩn đang được nghiên cứu vì khả năng phân giải chất hữu cơ và phân giải các loại khí độc như NH3 và H2S cũng như có khả năng ức chế các tác nhân gây bệnh nguy hiểm trong ao nuôi tôm. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về vi khuẩn quang hợp Vi khuẩn quang hợp (Phototropic bacteria). Theo tên là một loại vi khuẩn có thể tiến hành tác dụng quang hợp, tác dụng quang hợp của vi khuẩn quang hợp là dùng H2S để cung cấp Hidro, dùng CO2 để cung cấp nguồn Cacbon, qua phản ứng quang hợp sản sinh ra chất hữu cơ. Vi khuẩn quang hợp là loại vi sinh vật trong thuỷ quyển, phân bố rộng rãi ở ruộng nước, ao hồ, sông ngòi, hồ, biển và trong đất, đặc biệt là trong đất bùn dưới nước bị vật hữu cơ ô nhiễm số lượng tương đối nhiều. Vi khuẩn quang hợp do sự khác nhau về giống loài và môi trường mà hình dạng không như nhau, có loại hình que, hình lưỡi liềm, hình tròn, hình cầu... 1.1.1. Vi khuẩn quang hợp tía Vi khuẩn tía là một nhóm chính của vi sinh vật quang dưỡng phân phối rộng rãi trong tự nhiên, chúng được coi là nhóm quang dưỡng quan trọng bởi vì chúng có thể khử một chất làm hôi môi trường, H2S, và đóng góp vật chất hữu cơ trong các môi trường thiếu ôxy do năng lực tự dưỡng của chúng. Hơn nữa chúng còn có khả năng tiêu thụ các hợp chất hữu cơ, trong đó vai trò của chúng là vi sinh vật quang dị dưỡng. Ngoài ra, chúng còn là vi sinh vật mô hình cho các nhà khoa học nghiên cứu sự đa dạng phân tử của quá trình quang hợp (Hunter và cs, 2009). Sinh khối của chúng còn được sử dụng để sản xuất các chất có hoạt tính sinh học có giá trị như ubiquinine, các chất kháng sinh, enzyme và làm thức ăn trong chăn nuôi gia cầm và nuôi trồng thủy sản. Ngoài ra, sinh khối của vi khuẩn tía rất giàu protein và vitamin, đặc biệt là vitamin B12. Tại Ấn Độ có công nghệ sản xuất sinh khối của vi khuẩn tía ở dịch ly tâm từ phân gia súc dùng để làm thức ăn cho tôm hoặc cho ngao đạt hiệu quả rất khả quan (Hoàng Thị Yến và cs, 2006). Ở Việt Nam, nhóm vi khuẩn này đã và đang được chú trọng phân lập và tuyển chọn để ứng dụng vào các lĩnh vực khác nhau như xử lý nước thải đậm đặc hữu cơ (Đỗ Thị Tố Uyên và cs, 2003), phân hủy các hydrocacbon mạch vòng (Đinh Thị Thu Hằng và cs, 2003), thu nhận các hoạt chất sinh học có giá trị như ubiquinine (Đỗ Thị Tố Uyên và cs, 2005). PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
5 1.1.1.1. Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía (Purple sulfur bacteria) Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía là sinh vật quang tự dưỡng mạnh mẽ nhưng khả năng quang dị dưỡng cũng như trao đổi chất và tăng trưởng trong bóng tối là hạn chế. Một số loài có thể sống trong điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ, pH hoặc có độ mặn cao (Truper và Fischer, 1982). Vi khuẩn tía lưu huỳnh rất đa dạng về hình thái và kiểu di động. Trong quá trình oxy hóa H2S, lưu huỳnh được tích tụ thành giọt trong tế bào, nhưng cũng có loài không tích tụ ở trong mà ở ngoài tế bào, một số loài có khí khổng trong tế bào (Buisman và cs, 1990). Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía bao gồm các vi khuẩn kỵ khí bắt buộc, có khả năng quang tự dưỡng vô cơ (photolithoautotroph), tế bào có chứa chlorophyll a hoặc b, hệ thống quang hợp chứa các màng hình cầu hay hình phiến gắn với màng sinh chất. Chất nhận điện tử (electron donors) trong quang hợp thường sử dụng là H2, H2S hay S. Chúng có khả năng di động với tiên mao mọc ở cực, có loài chu mao, tỷ lệ G+C là 45-70% (Nguyễn Lân Dũng, 2005). Hơn 25 chi của vi khuẩn lưu huỳnh màu tía ngày nay được công nhận (Hunter và cs 2009). Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía thuộc Lớp Gammaproteobacteria, có 2 họ: Họ Chromatiaceae và họ Ectothiorhodospiraceae. Bảng 1.1. Bảng phân loại vi khuẩn lưu huỳnh màu tía Phân loại Chi Hình thái Họ Chromatiaceae Allochromatium Hình que Amoebobacter Hình khối cầu Chromatium Hình que Halochromatium Hình que Isochromatium Hình que Lamprobacter Hình que Lamprocystis Hình cầu tạo chùm Marichromatium Hình que Rhabdochromatium Hình que PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
6 Phân loại Chi Hình thái Thermochromatium Hình que Thioalkalicoccus Hình cầu Thiobaca Hình que Thiocapsa Hình cầu Thiococcus Hình cầu Thiocystis Hình cầu, hình que ngắn Thiodictyon Hình que tạo chuỗi tế bào Thiofl avicoccus Hình cầu Thiohalocapsa Hình cầu Thiolamprovum Hình cầu Thiopedia Hình cầu Thiorhodococcus Hình cầu Có dạng phẩy khuẩn, Thiorhodovibrio xoắn khuẩn Thiospirillum xoắn khuẩn Họ Ectothiorhodospiraceae Ectothiorhodospira Có dạng phẩy khuẩn, xoắn khuẩn Halorhodospira Có dạng phẩy khuẩn, xoắn khuẩn Thiorhodospira Có dạng phẩy khuẩn, xoắn khuẩn Ectothiorhodosinus Hình que (Nguồn: Hunter và cs 2009) PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
7 Thermochromatiumtepidum Rhodobaca bogoriensis Thiocystis Thiospirillum Chromatium Thiocapsa Hình 1.1. Hình ảnh tế bào của một số vi khuẩn lưu huỳnh màu tía (Nguồn: Hunter và cs 2009) PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
8 1.1.1.2. Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía (Nonsulfure purple bacteria) Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía là nhóm vi khuẩn quang dị dưỡng hữu cơ (photoorganoheterotrophs) thường kỵ khí bắt buộc, một số loài là quang tự dưỡng vô cơ không bắt buộc (trong tối là hoá dị dưỡng hữu cơ - chemoorganoheterotrophs). Tế bào chứa chlorophyl a hoặc b, hệ thống quang hợp chứa các màng hình cầu hay hình phiến gắn với màng sinh chất. Chất nhận điện tử trong quang hợp thường sử dụng là chất hữu cơ, đôi khi là hợp chất lưu huỳnh dạng khử hoặc H2. Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía có khả năng di động với tiên mao mọc ở cực, hoặc không di động, một số loài có túi khí, tỷ lệ G+C là 61-72% (Nguyễn Lân Dũng, 2005). Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía thuộc lớp Grammproteobacteria. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
9 Bảng 1.2. Bảng phân loại vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía Phân loại Chi Hình thái Alphaproteobacteria Rhodobacac Hình cầu, hình que ngắn Rhodobacter Hình que Rhodovulum Hình que, hình cầu Rhodopseudomonasc Hình que, nảy chối Rhodoblastusc Hình que, nảy chồi Blastochloris Hình que, nảy chồi Rhodomicrobium Hình que Rhodobium Hình que Rhodoplanes Xoắn khuẩn Rhodocistac Xoắn khuẩn Rhodospirillum Xoắn khuẩn Phaeospirillum Hình cầu Rhodopilac Hình que Rhodospira Xoắn khuẩn Rhodovibrio c Phẩy khuẩn Rhodothallasiumc Xoắn khuẩn Roseospira Xoắn khuẩn Roseospirillum Xoắn khuẩn Betaproteobacteria Rhodocyclus Phẩy khuẩn Rhodoferaxc Hình que, phẩy khuẩn Rubrivivax Hình que (Nguồn: Hunter và cs 2009) PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
10 Rhodobacter Rhodopila Rhodocyclus purpureus Rhomicrobium Hình 1.2. Hình ảnh tế bào của một số vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía (Nguồn: Hunter và cs 2009) 1.1.2. Ảnh hưởng của các nhân tố lý hóa đến sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn tía 1.1.2.1 pH Quang hợp của vi khuẩn tía có thể xảy ra trong môi trường có pH 3 – 11 (Hunter và cs, 2009). Vi khuẩn tía sinh trưởng và phát triển ở pH tối ưu khoảng 6 – 7 (Đỗ Thị Liên và cs, 2008). 1.1.2.2. Cường độ ánh sáng Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía sử dụng ánh sáng để quang hợp, phát triển mạnh ở môi trường có ánh sáng đỏ. Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía có thể phát triển quang dưỡng và trong bóng tối (Zeyer và cs, 1987). PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma
11 1.1.2.3. Nhiệt độ Quang hợp của vi khuẩn tía có thể xảy ra ở nhiệt độ lên tới 570C và xuống tới 00C (Hunter và cs, 2009). Tuy nhiên các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn tía ở 300C. 1.1.2.4. Các yếu tố khác Nhiều loài vi khuẩn tía có thể sinh trưởng quang dưỡng với sulfide như là chất cho điện tử với nồng độ nhỏ hơn 2 mM. Nếu trong môi trường sống có nồng độ sulfide quá cao sẽ ức chế sự sinh trưởng của chúng (Lieffrig, 1985). Ngoài ra, nồng độ NaCl trong môi trường cũng ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn tía. Có loài sống được trong môi trường nước biển có độ mặn từ 8 – 11%NaCl cũng có loài sống trong những mức độ mặn cao hơn (Madigan, 1988). 1.2. Tổng quan về tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) 1.2.1. Hệ thống phân loại, phân bố 1.2.1.1. Hệ thống phân loại tôm thẻ chân trắng Ngành chân khớp: Arthropoda Lớp giáp xác: Crustacea Bộ mười chân: Decapoda Bộ phụ bơi lội: Natantia Họ tôm he: Penaeidae Giống tôm he: Penaeus Loài: Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) Tên khoa học: Litopenaeus vannamei Tên tiếng anh: Whileleg Shrimp Tên Việt Nam: Tôm chân trắng, Tôm he chân trắng, Tôm thẻ chân trắng. PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma