Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu khả năng phân giải Cacbuahydro của một số chủng nấm sợi phân lập từ rừng ngập mặn Cần Giờ

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:100

Thêm vào BST

Báo xấu

92
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu khả năng phân giải Cacbuahydro của một số chủng nấm sợi phân lập từ rừng ngập mặn Cần Giờ phân lập nấm sợi từ đất, lá cây, thân cây ở một số khu vực RNM Cần Giờ; tuyển chọn một số chủng nấm sợi có khả năng phân giải Cacbuahydro cao,... Mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu khả năng phân giải Cacbuahydro của một số chủng nấm sợi phân lập từ rừng ngập mặn Cần Giờ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH PHẠM THỊ THANH THÚY Chuyên ngành : Vi sinh vật Mã ngành : 60 42 40 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. TRẦN THANH THỦY TS. VÕ THỊ HẠNH Thành phố Hồ Chí Minh- 2007
Lời cảm ơn Luận văn này được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ và góp ý chân thành của quí thầy cô và bạn bè khoa Sinh Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Trần Thanh Thuỷ, TS. Võ Thị Hạnh - Người đã trực tiếp định hướng và hướng dẫn giúp tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Dương Thị Bạch Tuyết, TS. Trần Thị Thanh cùng toàn thể các thầy cô tổ Vi sinh- Sinh hoá, khoa Sinh Trường ĐHSP TP. Hồ Chí Minh hết lòng giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi học tập và nghiên cứu. Tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn đến Sở Giáo dục và Đào tạo Bình Dương, trường THPT Phước Vĩnh đã động viên tôi trong suốt thời gian học tập. Cuối cùng, tôi xin gởi đến gia đình, các bạn cùng khoá - Những người luôn bên tôi khi thực hiện luận văn này. TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2007
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Từ viết tắt - BTT Bào tử trần - BT Bào tử -C Cacbon - CFU Đơn vị hình thành khuẩn lạc. - DO Dầu Diesel - Đ/C Đối chứng - MT Môi trường -N Nitơ -P Photpho - PTN Phòng thí nghiệm - RNM Rừng ngập mặn - VSV Vi sinh vật
MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ được đánh giá là nơi có giá trị kinh tế và độ đa dạng sinh học cao trong khu vực đông nam Á. Bao gồm hệ sinh thái đất liền và vùng ven biển. Áp lực từ những hoạt động kinh tế, do phải đáp ứng nhu cầu phát triển của đất nước trong những năm gần đây, dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường trầm trọng. Đặc biệt là môi trường ven bờ [45]. Hệ sinh thái RNM là nơi lưu trữ nguồn gen quý hiếm. Do đặc trưng của vùng đất không ổn định, độ ẩm cao, sự dao động của thủy triều ra vào thường xuyên, nên vi sinh vật ở đây có nguồn gen dễ biến đổi để thích nghi với môi trường. Nhiều tài liệu đã nghiên cứu về hệ động-thực vật ở hệ sinh thái này. Nhưng ít tài liệu nghiên cứu về VSV phân hủy-một mắt xích quan trọng trong chu trình sinh thái, trong đó có nấm sợi phân giải cacbuahydro. Ngày nay cùng với sự gia nhập vào WTO, sự phát triển và hội nhập của nền kinh tế đất nước với thế giới. Các ngành đặc biệt là ngành khai thác, chế biến dầu khí, vận tải biển làm nguy cơ ô nhiễm MT do sự cố tràn dầu gây ra càng lớn. Ngành công nghiệp dầu mỏ đã và đang đem lại nguồn lợi lớn cho các quốc gia có tài nguyên này. Tuy nhiên, nó cũng đưa vào môi trường một lượng cacbuahydro khó phân hủy. Đặc biệt là môi trường biển và khu vực gần bờ ở mức độ khác nhau. Do rửa tàu chở dầu, khai thác, vận chuyển gây sự cố tràn dầu... làm nguy hại đến thực vật, động vật và cả con người. Thành phần dầu chủ yếu làm ô nhiễm môi trường là cacbuahydro no, cacbuahydro thơm đơn nhân, đa nhân. Nhiều công trình nghiên cứu nhằm xử lí ô nhiễm nguồn nước do dầu với các biện pháp như: gạn vớt cơ học, lí học, hoá học.. nhìn chung không mang lại hiệu quả cao và an toàn cho môi trường. Ngay cả thiết bị tách dầu tốt nhất cũng còn khoảng một vài mg/lit. Vì vậy, sau khi xử lí
bằng phương pháp trên vẫn còn 1 lượng dầu nhỏ trên mặt biển. Hơn nữa, khi lượng dầu tràn bị sóng đánh vào bờ, nhanh chóng thấm vào đất liền dẫn đến suy thoái vùng sinh thái nơi này [42], [47]. Sử dụng VSV phân giải dầu là biện pháp hiện nay đang được thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng quan tâm để loại bỏ phần dầu còn sót lại ảnh hưởng đến vùng ven bờ [43]. Biện pháp này với tính ưu việt của nó là xử lí triệt để lượng dầu mà không gây ô nhiễm môi trường, ngay ở cả môi trường nước, cát, đá. Đồng thời, trong quá trình phân giải dầu các VSV này tạo sinh khối, cung cấp dinh dưỡng cho chu trình trong hệ sinh thái. Nhiều công trình nghiên cứu về VSV phân giải dầu ở các khu vực có nhiễm dầu khác nhau [1],[17],[20],[21],[23],[24],[26], nhưng về VSV có khả năng phân giải dầu của hệ VSV ở RNM còn ít đề tài quan tâm, đặc biệt là nấm sợi. Vì vậy, việc tìm kiếm các chủng nấm sợi thích hợp trong khu hệ VSV đa dạng tự nhiên RNM, tiềm năng ứng dụng của chúng trong công nghệ sinh học làm sạch môi trường là cần thiết. Chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu khả năng phân huỷ các hợp chất cacbuahydro của một số chủng nấm sợi phân lập từ rừng ngập mặn Cần Giờ”. 2. Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu khả năng phân giải cacbuahydro của một số chủng nấm sợi phân lập từ RNM Cần Giờ. 3. Đối tượng nghiên cứu Các chủng nấm sợi được phân lập từ RNM Cần Giờ có khả năng phân giải hợp chất cacbuahydro. 4. Phạm vi nghiên cứu Đất, lá cây, thân cây là nguôn phân lập nấm sợi ở RNM thuộc bảy xã: An Thới Đông, Bình khánh, Cần Thạnh, Lý Nhơn, Long Hoà, Tam Thôn Hiệp, Thạnh An của huyện Cần Giờ.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Phân lập nấm sợi từ đất, lá cây, thân cây ở một số khu vực RNM Cần Giờ. - Tuyển chọn một số chủng nấm sợi có khả năng phân giải cacbuahydro cao. - Nghiên cứu đặc điểm sinh học, phân loại các chủng được tuyển chọn. Định danh đến loài. - Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và khả năng phân giải dầu của chủng nấm sợi tuyển chọn. - Đề xuất hướng ứng dụng 6. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp VSV. - Phương pháp Sinh học. - Phương pháp toán học. 7. Địa điểm nghiên cứu Phòng thí nghiệm Vi sinh Trường ĐHSP TP. Hồ Chí Minh và PTN viện Sinh học Nhiệt đới TP. Hồ Chí Minh. 8. Thời gian nghiên cứu Từ tháng 04 năm 2006 đến tháng 08 năm 2007.
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Đặc điểm khu bảo tồn sinh thái rừng ngập mặn Cần Giờ Rừng ngập mặn (Mangrove) là thuật ngữ dùng để chỉ các loài thực vật hoặc một khu rừng có nhiều loài sống ở vùng giao thoa giữa đất liền và biển. Chúng có thể mọc tốt ở những vùng khí hậu nóng-ẩm. Theo đánh giá của GS. Phan Nguyên Hồng (1995), diện tích RNM trên thế giới khoảng 16.670.000 ha. Trong đó, khu vực châu Á có diện tích lớn nhất. Theo thống kê ban đầu của FAO, diện tích RNM ở Việt Nam khoảng 320.000 ha chiếm một phần khá lớn so với các nước trong khu vực [3]. Cần Giờ là khu dự trữ sinh quyển RNM thế giới đầu tiên ở Việt Nam được UNESCO công nhận vào 21/01/2000. Nằm ở phía đông nam Thành phố Hồ Chí Minh ở vĩ tuyến 10o22’14” đến 10o40’09”, kinh tuyến 106o46’12” đến 107o00’59”. Diện tích khoảng 75.750 ha với diện tích rừng là 38.664 ha trên nền đất phù sa chủ yếu do sông bồi đắp[3],[42]. RNM Cần Giờ phát triển trên một đầm mặn mới, do phù sa sông Sài Gòn và Đồng Nai mang đến, lắng đọng thành nền đất. Theo thuyết khô hạn sinh lý học của Schimper thì đây là yếu tố chính hình thành RNM. Đất RNM được tạo bởi quá trình trầm tích sét, phèn hoá và nhiễm mặn: Lớp đất sâu chưa ổn định, đất chứa nhiều muối. Bốn loại đất chính: Đất mặn, đất mặn- phèn ít, đất mặn-phèn nhiều, đất cát mịn có pha một ít bùn ven biển; nhưng diện tích đất mặn chiếm ưu thế. Đất RNM có nồng độ muối cao, vào mùa nắng 4‰ - 18‰, còn mùa mưa độ mặn cao hơn từ 24‰- 30‰, độ pH trung bình khoảng 6.8- 7.2, nhiệt độ trung bình 26oC – 29oC, độ ẩm 74% - 83%. Cũng giống như các RNM khác, đất RNM Cần Giờ có độ ẩm cao. Nhờ sự vào ra của thuỷ triều và được che phủ bởi các tán lá cây ngập mặn nên đất ở đây hiếm khi trải qua thời kì khô hạn kéo dài. Khí hậu RNM Cần Giờ mang đặc tính nóng ẩm, chịu chi
phối của qui luật gió mùa cận xích đạo với 2 mùa mưa nắng rõ rệt. Có chế độ bán nhật triều không đều, hai lần nước lớn và hai lần nước ròng trong ngày [3], [44], [45]. Hệ sinh thái ở RNM cũng mang các nét đặc trưng của các hệ sinh thái khác: Dòng năng lượng, chuỗi thức ăn, đặc trưng phân hoá theo không gian và thời gian, vòng tuần hoàn vật chất. Trong hệ sinh thái này, thực vật chủ yếu là các loại như: Mắm, Sú, Bần, Đước, Trang, Dừa nước, Đưng, Dà … có 157 loài thực vật thuộc 76 họ. Sinh vật tiêu thụ gồm: 63 loài phiêu sinh vật, 130 loài tảo thuộc 3 ngành: Tảo Khuê, Tảo Giáp, Tảo Lam. 100 loài động vật đáy như: Tôm, cua, sò, ốc. Ngoài ra, còn có 120 loài cá trong đó có các loài có giá trị kinh tế cao như cá Ngát, cá Dứa, cá Chếm. 31 loài bò sát như: Cá Sấu Hoa cà, trăn, rắn, kì đà nước. 19 loài hữu nhũ như: khỉ, heo rừng, rái cá, mèo rừng và 145 loài chim như: Ác là, Bồ Nông chân xám [44]. Vi sinh vật đặc biệt là vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn là các tác nhân quan trọng trong quá trình phân giải các chất hữu cơ, cung cấp thức ăn cho các loài sinh vật khác trong hệ sinh thái RNM. Các VSV này có thể sống hoại sinh trong đất, lá mục, thân mục, một số sống kí sinh hoặc cộng sinh trong cây hay côn trùng. Phức hợp quần xã VSV phân giải protein, xenlulose, cacbuahydro, kitin… cung cấp mạnh vật chất và năng lượng cho chu trình tuần hoàn trong suốt cả hai pha của chu kì thủy triều. Hệ sinh thái RNM nằm ở lưu vực ven bờ có nhiều thành phần cacbon phức tạp do thuỷ triều đưa vào. VSV đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy các hợp chất độc có tính bền vững cao, trong đó có dầu. Với dầu, VSV không chỉ có khả năng phân hủy cacbuahydro mạch thẳng, cacbuahydro thơm đơn nhân hay đa nhân mà còn có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh. Vì vậy, hệ VSV ở đây góp phần rất lớn trong quá trình làm sạch các hợp chất này. Đặc biệt là nấm sợi phân giải các chất hữu cơ trong thảm thực vật, động vật ở RNM. Góp phần làm
giảm sự ô nhiễm MT trong đó có ô nhiễm dầu. Khu hệ VSV ở RNM có khả năng phân giải các chất hữu cơ cho điều kiện không có oxi, trong suốt mùa lũ lụt và điều kiện có oxi trong suốt kì phơi ải [37]. Đây là hệ sinh thái có năng suất sinh học cao nhất trong các hệ sinh thái, nơi hội tụ sự đa dạng của cả sinh vật biển và đất liền. Vì vậy, nó chính là phòng thí nghiệm sống, để nghiên cứu về khả năng chịu đựng và phục hồi của các tổ hợp gen, khả năng phát tán và định cư của các dạng sống. Đặc biệt là năng suất sinh sản của các quần thể nấm sợi phân giải cacbuahydro sau khi môi trường bị đảo lộn bởi con người do nhiễm dầu [44],[47]. 1.2. Tổng quan về nấm sợi 1.2.1. Đặc điểm sinh học 1.2.1.1 . Điểm hình thái, cấu trúc Nấm sợi thuộc nhóm vi nấm (filamentous fungi), có kích thước hiển vi. Chúng là một hệ sợi phức tạp, đa bào có màu sắc phong phú (hình 1.1a). Nấm sợi có cấu tạo cơ quan sinh sản với nhiều hình thức sinh sản khác nhau. Đây là một trong những tiêu chuẩn chủ yếu để phân loại chúng [7],[8]. Cơ thể nấm là một tản (thallus). Tản nấm được cấu tạo từ hệ sợi nấm hay thể khuẩn ty (mycelium) do các sợi nấm hay khuẩn ty (hypha) phân nhánh tập hợp lại. Những sợi này sinh trưởng ở đỉnh [7],[11],[12]. Khuẩn lạc của nấm sợi thường tròn, cũng có nhiều màu sắc như khuẩn lạc của xạ khuẩn, nhưng khác với xạ khuẩn ở chỗ nó phát triển nhanh hơn (hình 1.1b). Bề mặt len xốp hoặc mịn. Thường thì mỗi khuẩn lạc sau 3 ngày phát triển có kích thước 5- 10 μm, trong khi đó khuẩn lạc của xạ khuẩn chỉ 0.5- 2 μm.
vách a) sợi có vách ngăn Sợi không vách ngăn b) Hình 1.1: a) Các loại sợi nấm b) Hình thái khuẩn lạc [Nguồn: sinhhocviet.com.vn]  Khuẩn ty: Là những sợi nấm phân nhánh, phát sinh từ bào tử mà ra. Sợi nấm có thể có hoặc không có vách ngăn ngang (septum), các sợi nấm không có vách ngăn ngang gọi là sợi cộng bào (coenocystic). Một số sợi nấm có thể tiết sắc tố vào môi trường hoặc tiết chất hữu cơ kết tinh trên bề mặt sợi nấm. Đa số sợi nấm phân nhánh nhiều lần nhưng cũng có sợi nấm không phân nhánh. Nấm sợi không có diệp lục do đó không có khả năng tiến hành quang hợp, chúng sống nhờ khả năng hấp thụ các chất hữu cơ có sẵn qua bề mặt của khuẩn ty. Có 2 loại khuẩn ty: - Khuẩn ty khí sinh phát triển trên bề mặt cơ chất, từ đây sẽ có một số sợi phát triển thành các cơ quan sinh sản đặc biệt mang bào tử. - Khuẩn ty cơ chất phát triển sâu vào cơ chất, giúp nấm sợi bám chặt vào cơ chất và hấp thụ các loại thức ăn chứa trong đó.  Bào tử: Là cơ quan sinh sản chủ yếu của nấm sợi. Khi nấm sợi trưởng thành sẽ xuất hiện khuẩn ty khí sinh, từ khuẩn ty khí sinh sẽ sinh sản ra bào tử. Nấm là VSV có nhân chuẩn thành tế bào nấm cấu tạo chủ yếu là kitin- glucan, kitozan, rất ít nấm có thành tế bào là xenluloza [7],[12],[16].
1.2.1.2 . Đặc điểm sinh lí, sinh hoá Phương thức dinh dưỡng của nấm là hấp thụ qua màng nên không có cơ quan tiêu hoá. Nấm sợi không có diệp lục nên không có khả năng quang hợp. Chúng thuộc loại dinh dưỡng hoá năng hữu cơ, sử dụng được nhiều nguồn cacbon khác nhau. Phần lớn nấm sợi là các cơ thể hoại sinh, một số kí sinh gây bệnh cho người và động vật. Các loại nấm sợi thường có nhu cầu khác nhau về nguồn nitơ, photpho. Chúng có thể sử dụng nguồn nitơ hữu cơ lẫn vô cơ. Ngoài ra, sự sinh trưởng của nấm sợi ở RNM liên quan đến các nguyên tố vi lượng, các vitamin, độ mặn trong môi trường nuôi cấy. Tuỳ thuộc vào chủng nấm ưa mặn cực đoan hay ưa mặn tuỳ ý, mà nồng độ muối thích hợp dao động từ 0%- 3%. Ảnh hưởng đến sinh trưởng của nấm sợi còn có yếu tố độ ẩm, nhiệt độ môi trường. Nấm sợi tăng trưởng tối ưu ở nhiệt độ 25-30o. Đa số nấm sợi sinh trưởng tốt ở pH=7. Riêng loài Trichoderma thích hợp ở môi trường axit. 1.2.1.3 . Đặc điểm sinh sản Nấm sợi là một trong những VSV có nhiều kiểu sinh sản khác nhau, nhưng chủ yếu bằng bào tử, bào tử có thể hình thành theo kiểu vô tính hoặc hữu tính.  Sinh sản sinh dưỡng:  Phát triển bằng khuẩn ty: Những đoạn nấm riêng rẽ có thể phát triển thành khuẩn ty. Trong lòng khuẩn ty này có thể thấy xuất hiện một hay nhiều tế bào hình cầu, có màng dày bao bọc, bên trong có nhiều chất dự trữ. Khi gặp điều kiện thuận lợi, các tế bào này lại tiếp tục phát triển thành một sợi nấm mới.  Sinh sản bằng hạch nấm: Một số nấm lại có khả năng tạo thành hạch nấm. Đây là một khối có hình tròn không đều, màu tối. Bên trong là một
tổ chức sợi xốp và thường có màu trắng. Hạch nấm có thể giúp cho cơ thể nấm vượt qua những điều kiện khó khăn. Khi gặp điều kiện thuận lợi, chúng lại phát triển bình thường.  Sinh sản vô tính bằng bào tử: Các bào tử vô tính khác nhau về hình dạng và cách phát sinh, căn cứ vào đặc điểm phát sinh chia làm 3 loại bào tử vô tính:  Bào tử động (zoospores): Gặp ở các lớp ngành phụ Mastigo- mycotina, bào tử vô tính có roi, phát sinh trong nang bào tử động. Nang có thể do toàn bộ sợi nấm đơn giản biến đổi thành. Nang khi chín sẽ mở nắp cho các BT chui ra. Hình 1.2a  Bào tử kín (gymnospores): Gặp ở ngành phụ Zygomycotyna. Các BT kín không có roi, tạo ra trong nang kín. Khi nang chín sẽ nứt ra và phóng thích BT ra ngoài. Hình 1.2b  Bào tử trần (conidi, angiospores): Là loại BT phát sinh bằng con đường ngoại sinh hay nội sinh, nhưng đều được giải phóng ra phía ngoài của tế bào sinh bào tử. Bào tử trần (BTT) có nhiều loại: Loại không có vách ngăn ngang (Aspergillus spp, Penicillium spp…), loại có một vách ngăn ngang (Trichothecium spp, Arthrobotrytis spp…), có từ hai vách ngăn ngang trở lên (Fusarium spp, Helmilthosporium spp…), có cả vách ngăn ngang lẫn vách ngăn dọc xen kẽ hoặc nối tiếp nhau (Alternaria spp…). Hình 1.2c a b c Hình 1.2: Các dạng BT vô tính [Nguồn:sinhhocviet.com.vn] (a: BT động; b: BT kín; c: BT trần)
 Sinh sản hữu tính Nấm sợi cũng có hình thức sinh sản hữu tính giống các sinh vật bậc cao, đó là quá trình chất giao (plasmogamy) nhân giao (caryogamy) và quá trình giảm phân (meiosis). * Lớp nấm roi thực hiện bằng cách đẳng giao, dị giao và noãn giao.  Đẳng giao: Sợi khuẩn ty sinh ra các túi giao tử trong có chứa giao tử. Các giao tử sau khi ra khỏi túi kết hợp với nhau tạo thành hợp tử. Hợp tử phân chia giảm nhiễm thành các BT. Mỗi BT khi được giải phóng ra từ hợp tử có thể phát sinh thành sợi nấm. Các giao tử và túi giao tử hoàn toàn giống nhau giữa cơ thể “đực” và cơ thể “cái”.  Dị giao: Là trường hợp các giao tử và túi giao tử ở cơ thể “đực” và cơ thể “cái” khác nhau. * Lớp nấm tiếp hợp: Sinh sản bằng bào tử tiếp hợp (zygospore), hình 1.3c. Từ hai khuẩn ty khác nhau gọi là sợi âm và sợi dương mọc ra hai mấu lồi gọi là nguyên phối nang. Các nguyên phối nang mọc hướng vào nhau, mỗi nguyên phối nang sẽ xuất hiện một vách ngăn phân tách hai phần đầu của hai nguyên phối nang thành hai tế bào đa nhân (đơn bội). Hai tế bào đa nhân tiếp hợp với nhau tạo thành hợp tử đa nhân lưỡng bội, có màng dày bao bọc gọi là bào tử tiếp hợp. Ngoài ra, nấm tiếp hợp còn có dạng sinh sản chỉ phối sinh chất không phối nhân, do đó tạo thành hợp tử có nhiều nhân nhưng đơn bội. * Nấm đảm: Sinh sản bằng bào tử đảm (basidiospore)- hình 1.3b, là BT thực hữu tính được tạo thành bên ngoài tế bào sinh bào BT đặc biệt gọi là đảm (basidium). Khi chín phát tán bằng cách rụng khỏi đảm. * Nấm túi: Sinh sản bằng bào tử túi (ascospore)- hình 1.3a, các bào tử này được hình thành trong túi bào tử. Bào tử chỉ phát tán khi túi già và mở ở đỉnh hoặc khi vỏ túi bị phân huỷ.
a) b) c) Hình 1.3: Các dạng BT sinh sản hữu tính [Nguồn: sinhhocviet.com] a) BT túi b) BT đảm c) BT tiếp hợp Nấm không có chu trình phát triển chung, có các chu trình phát triển tổng quát sau: + Chu trình lưỡng bội: Giai đoạn đơn bội tương đương với giao tử thể. Giai đoạn bào tử thể chiếm ưu thế rõ rệt so với giai đoạn giao tử thể. + Chu trình hai thế hệ: Giai đoạn giao tử thể xen kẽ với giai đoạn bào tử thể, hai giai đoạn này tương đương nhau. + Chu Trình đơn bội: Sự giảm phân nối tiếp ngay sau khi phối nhân để tạo thành giao tử thể đơn bội. Giai đoạn lưỡng bội chỉ tồn tại trong một trạng thái và thời gian ngắn. + Chu trình đơn bội song nhân: Đây có thể là biến dạng của chu trình đơn bội, giai đoạn đơn bội chiếm ưu thế hơn so với giai đoạn song nhân. + Chu trình vô tính: Đây là đặc trưng của nhóm nấm bất toàn, hoàn toàn không có giai đoạn sinh sản hữu tính [10],[11],[12],[13] 1.2.2. Phân loại nấm Nhiều tác giả đã đưa ra những hệ thống phân loại khác nhau. Mỗi hệ thống đều có ưu, nhược điểm nhất định. Nhưng đều theo hai hệ thống phân loại chung. Hệ thống phân loại hình thái: dựa vào đặc điểm hình thái, nuôi cấy, một số đặc điểm sinh lý sinh hoá và phương thức sinh sản. Hệ thống phân loại dựa trên các phương pháp sinh hoá và sinh học phân tử. Nhưng hệ thống phân loại này được sử dụng rất ít. Các khoá phân loại phổ
biến hiện nay thường dùng là: Khoá phân loại hình thái của Saccardo (1880, 1886), Barnett (1960), Ainsworth (1973), Bùi Xuân Đồng (2004), Đặng Vũ Hồng Miên, Robert A.Samson, Ellen S.Hoekstra and Jens C. Frisvad (2004). Trong luận văn này, chúng tôi dựa vào đặc điểm mô tả trong các khoá phân loại: Bùi Xuân Đồng , Đặng Vũ Hồng Miên, đây là khoá phân loại được rất nhiều nhà nấm học Việt Nam thường dùng. VSV không phải là một nhóm phân loại trong sinh giới. Chúng bao gồm tất cả các sinh vật có kích thước nhỏ. Vì vậy, khi quan sát phải dùng kính hiển vi. Ngoài ra, muốn nghiên cứu phải sử dụng phương pháp nuôi cấy vô khuẩn [26],[36],[37],[38]. Nấm sợi là loại nấm hiển vi thuộc ngành nấm (Fungi). Chúng thuộc các nhóm phân loại như ghi trong bảng 1.1. Đa số thuộc các ngành phụ Zygomy- cotina, Deuteromycotina và Ascomycotina. Ở đây, chúng tôi chỉ khái quát những nhóm phân loại chính của nấm sợi. Nấm sợi có nhân tế bào hoàn chỉnh, không có diệp lục, thành tế bào có kitin, có chất dự trữ là glycogen, dinh dưỡng kiểu hấp thu, dạng cộng bào đặc biệt, sinh sản bằng bào tử vô tính hoặc hữu tính. Gồm ngành nấm nhày (Myxomycota) và ngành nấm thực (Mycota). Bảng 1.1: Khái quát một số nhóm phân loại chính [8] Nhóm phân loại Đặc điểm chung Giai đoạn dinh dưỡng là thể nguyên Ngành nấm nhày (Myxomycota) hình hoặc thể nguyên hình giả, dinh dưỡng bằng hấp thụ hoặc thực bào. Giai đoạn dinh dưỡng là dạng sợi Ngành nấm thực (Eumycota) điển hình, dinh dưỡng bằng cách hấp thụ qua màng.
Nhóm phân loại Đặc điểm chung Ngành phụ nấm roi Giai đoạn dinh dưỡng là dạng sợi (Mastigomycotina) hoặc đơn bào, dinh dưỡng hấp thụ. Lớp: Chytridiomyces Sợi nấm không ngăn vách, sinh sản Lớp: Hyphochytridiomyces bằng động bào tử 1-2 roi. Sinh sản Lớp: Oomycetes hữu tính là đẳng giao, dị giao, noãn giao. Hầu hết ở nước. Ngành phụ nấm tiếp hợp (Zygomy- Sợi nấm không ngăn vách. Sinh sản cetina) vô tính bằng bào tử kín (một ít loài Lớp: Zygomycetes có BTT). Sinh sản hữu tính bằng Lớp: Tricomycetes bào tử tiếp hợp. Ngành phụ nấm túi (Ascomycetina) Sợi nấm ngăn vách. Sinh sản vô tính Lớp: Hemiascomycetes bằng bào tử trần, sinh sản hữu tính Lớp: Loculoascomycetes bằng bào tử túi. Lớp: Plectomyces Lớp: Laboulbeniomyces Lớp: Pyrenomyces Lớp: Discomycetes Ngành phụ nấm đảm (Basidiomy- Sợi nấm ngăn vách. Sinh sản vô cotina) tính bằng bào tử trần, sinh sản hữu Lớp: Teluomycetes tính bằng bào tử đảm. Lớp: Hymenomycetes Lớp: Gasteromycetes Ngành phụ nấm bất toàn Sợi nấm ngăn vách. Sinh sản vô (Deuteromy-cotina) tính bằng bào tử trần, không có hoặc Lớp: Blastomyces chưa tìm thấy hình thức sinh sản Lớp: Hyphomycetes hữu tính. Lớp: Coelomycetes
1.2.3 . Khả năng sinh các chất có hoạt tính sinh học 1. 2.3.1. Khả năng sinh enzym Nấm sợi là một trong nhóm VSV có khả năng sinh nhiều loại enzym có hoạt tính sinh học cao. Vì vậy, giúp chúng có thể sống được trong môi trường nghèo chất dinh dưỡng, cũng như có thành phần hidrocacbon khó hấp thu. Enzym là những phân tử protein, được sản xuất tự nhiên từ sinh vật, hết sức cần thiết cho sự sống. Chúng là những chất xúc tác thúc đẩy phản ứng sinh hoá học ở cả trong và ngoài cơ thể sống, nhưng không làm thay đổi tính chất của chúng. Vì vậy việc nghiên cứu hoạt tính enzym có thể tiến hành trong điều kiện phòng thí nghiệm. Các loại enzym trên thị trường hiện nay được trích từ vi khuẩn hoặc nấm như: Bacillus, Aspergillus, Tricoderma. Ngày nay, người ta đã biết được khoảng 3500 loại enzym. Trong đó, phần lớn là ở thực vật và VSV. Những enzym tham gia quá trình dị hoá ngoài tế bào được gọi là enzym ngoại bào (exoenzym). Những enzym tham gia quá trình dị hoá trong tế bào được gọi là enzym nội bào (endoenzym). Enzym nội bào còn bao gồm các loại enzym tham gia tổng hợp, enzym tham gia quá trình oxi hoá và các enzym tham gia quá trình chuyển hoá vật chất có trong tế bào. Phần lớn, các enzym ngoại bào thuộc enzym cảm ứng. Đó là các enzym thường được tạo thành do trong môi trường có chất cảm ứng (cơ chất đặc hiệu) tác dụng đặc hiệu lên tế bào. Enzym này thường tham gia phân hủy cơ chất. Nấm sợi là nhóm VSV có tiềm năng lớn nhất sinh các loại enzym thủy phân ngoại bào như: Ligno-xenlulaza, proteaza, amilaza, kitinaza, pectinaza, oxigenaza…Trong tự nhiên nhờ hệ enzym ngoại bào mạnh, chúng có mặt ở khắp mọi nơi. Đồng thời, chúng có khả năng thích nghi với mọi hoàn cảnh môi trường. Chính nhờ khả năng tuyệt vời này mà VSV có thể tồn
tại trong những môi trường khắc nghiệt nhất (chẳng hạn khi môi trường bị nhiễm dầu). Trong quá trình đấu tranh sinh tồn đó, VSV đã tiến hoá dần và trong các loài có những cá thể VSV có thể tổng hợp được những enzym có hoạt tính cao. - Xenlulaza: Xúc tác phân giải hợp chất ligno-xenluloza thành glucoza. Ligno-xenluloza là thành phần chủ yếu của tế bào thực vật, bao gồm: Xenluloza chiếm (30-40%), hemi-xenluloza và lignin (15-30%). Trong RNM, nguồn dinh dưỡng và năng lượng chủ yếu từ sự phân giải xác thực vật. Nên vai trò của enzym xenlulaza rất lớn. Nhiều loại nấm sợi có hoạt tính ligno- xenlulaza như: Penicillium, Aspergillus, Trichoderma.` - Amilaza: Xúc tác quá trình thuỷ phân tinh bột, glucogen và các polyxacarit tương tự thành đường. Nấm sợi là nhóm có nhiều chủng có khả năng sinh enzym này. Do đó, chúng không thể thiếu trong những hệ sinh thái RNM-nơi chiếm ưu thế là quần thể thực vật. Các loài nấm sợi có hoạt tính phân giải cơ chất này là: Aspergillus, Penicillum.. - Proteaza:Xúc tác quá trình thủy phân protein thành các chuỗi polypep-tit ngắn, peptit hay axit amin. Nấm sợi là một trong những loại VSV có khả năng phân giải proetin mạnh, điển hình như các loài thuộc chi Aspergillus, Trichoderma, Penicillium… - Kitinaza: Xúc tác phân giải các biopolyme tạo ra các N-acetyl- glucozamin. Nấm sợi có hệ kitinaza mạnh giúp chúng tiêu diệt các loài nấm gây bệnh và côn trùng có thành kitin - Oxygenaza: Oxi hoá các cacbuahydro trong dầu tạo ra các axit cacboxylic. Hệ enzym này đã giúp nấm sợi có thể tồn tại và phát triển ngay trên cả môi trường nhiễm cacbuahydro khó phân huỷ như dầu mỏ. Thêm vào đó sản phẩm phân giải của enzym này là cacbon dioxit, nước và sinh khối tế
bào - nguồn thức ăn dễ đồng hoá cho sinh vật ở những vùng dễ nhiễm dầu như vùng RNM [41],[44],[50]. 1.2.3.2. Khả năng sinh kháng sinh Nấm sợi là một trong những VSV có khả năng sinh kháng sinh được phát hiện đầu tiên nên có ý nghĩa quan trọng về mặt lịch sử lẫn y học. Nhiều CKS đã được phát hiện như penicillin, cephalosporin, grisoefulvin, glytoxin. Từ các chủng nấm sợi Penicillium notatum, Penicillium chrysogesrum, Cephalosporium sp, Trichoderma viride…đã có hàng ngàn kháng sinh được tìm thấy sử dụng trong y học, nông nghiệp. Thực tế trong sản xuất, nhiều nước đưa vào đất các loài VSV có khả năng đối kháng với VSV gây bệnh mà không hại cây trồng. Đặc biệt chúng có khả năng ức chế các VSV gây bệnh đã nhờn thuốc. Trong những năm gần đây, người ta phát hiện thấy nấm ở RNM có tiềm năng sinh các kháng sinh mới. Trong môi trường sống đặc biệt này các VSV tạo CKS mới chống hiện tượng lờn thuốc. 1.3 . Cacbuahydro và khả năng phân giải dầu của nấm sợi 1.3.1. Sơ lược về cacbuahydro Cacbuahydro là hợp chất của các nguyên tố hydrogen và cacbon. Các cacbuahydro ở dạng khí (methan, ethylen và acethylen) trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường. Đa số các cacbuahydro còn lại ở dạng lỏng hoặc rắn. Chúng ít tan trong nước, tan nhiều trong dầu và các dung môi hữu cơ (Walker et al., 1996). Chúng là một trong những nguồn gây ô nhiễm MT của nền văn minh hiện đại. Dầu mỏ là hỗn hợp lỏng sánh của các chất hữu cơ tích tụ thành mỏ trong vỏ trái đất, giữa các lớp đá. Thường có mùi đặc trưng, màu sẫm đen và không tan trong nước. Dầu thô là dầu mỏ được khai thác lên và đã qua xử lí sơ bộ. Hợp phần chính của dầu mỏ là các cacbuahydro lỏng tan vào nhau ở
dạng dung dịch. Phần định tính và định lượng của dầu mỏ khác nhau tuỳ từng mỏ, tầng. Thành phần cơ bản của dầu mỏ gồm:  Cacbuahydro thẳng 30%-35%  Cacbuahydro mạch vòng 25%-75%  Cacbuahydro thơm 10%-20% Ngoài ra, còn có hợp chất chứa oxi (acid, xeton, rượu…). Hợp chất nitơ (furol, indol, carbazol). Hợp chất chứa lưu huỳnh (hắc ín, nhựa đường, bit- um). Lưu huỳnh thuộc hợp chất: mecaptan, sunphua và sunphua vòng. Thành phần hoá học của dầu mỏ được chia tách bằng phương pháp chưng cất phân đoạn. Các sản phẩm thu được từ việc lọc dầu có thể kể đến xăng, dầu hoả, dầu diesel, paraphin, dầu bôi trơn nhựa đường… Các chuỗi cacbuahydro từ C5-C7 là các sản phẩm dầu mỏ nhẹ, dễ bay hơi. Chúng được sử dụng làm dung môi, chất làm sạch bề mặt và các sản phẩm làm khô nhanh khác. Nhưng chúng lại rất độc đối với VSV. Các chuỗi cacbuahydro từ C6-C12 bị trộn lẫn vào nhau được sử dụng trong đời sống với tên gọi là xăng. Dầu hoả được tạo thành từ chuỗi cacbuahydro từ C10-C15. Dầu Diesel (DO) gồm các cacbuahydro từ C15–C20. DO nặng có thể có được tạo từ cả những C20+ thậm chí đến C30. Các sản phẩm này ở nhiệt độ phòng đều là chất lỏng. Dầu thô của Việt Nam thuộc dầu trung bình nặng, nhiều parafin (20%- 30%) và ít lưu huỳnh. Khoảng nhiệt độ sôi của các sản phẩm dầu mỏ trong chưng cất phân đoạn ở điều kiện áp suất khí quyển tính theo độ C là:  Xăng, ête: 40-70oC.  Xăng nhẹ: 60-100oC.  Dầu hoả: 120-300oC.  Dầu Diesel: 250-350oC.  Dầu bôi trơn: Trên 300oC.