MỞ ĐẦU. Tổng quan về tảo silic. Đặc điểm về hình thái và cấu tạo tế bào. Đặc điểm sinh trưởng.
Các hình thức sinh sản. Sự thích ứng phù du của tảo silic. Tính sinh thái của một số tảo silic tiêu biểu. Vai trò của tảo silic.
Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của tảo silic. Thành phần dinh dưỡng. Yếu tố pH. Tổng quan về chi tảo Entomoneis.
Vị trí phân loại chi tảo Entomoneis. Lược sử nghiên cứu về vi tảo. Ứng dụng thực tiễn của một số loài thuộc chi tảo Entomoneis. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Thời gian, địa điểm và vật liệu nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu. Vật liệu nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu. Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, môi trường và nguồn giống. Định danh phân tử tảo Entomoneis sp.
bằng mã vạch ADN. Xác định mật độ tế bào tảo silic Entomoneis sp. Xác định thời gian thế hệ và tốc độ tăng trưởng. Đo hiệu suất lượng tử tối đa của quang hệ II.
Xác định pH của dịch nuôi tảo. Bố trí thí nghiệm. Phương pháp xử lý số liệu. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.
Kết quả phân tích trình tự vùng gen rbcL-3P của Entomoneis sp. Kết quả tách chiết ADN tổng số và khuếch đại vùng gen rbcL-3P bằng kĩ thuật PCR. Kết quả phân tích trình tự sau khi hiệu chỉnh. Xây dựng cây phát sinh chủng loài đối với trình tự rbcL-3P.
Ảnh hưởng của mật độ ban đầu đến sự sinh trưởng của tảo silic Entomoneis sp. trong môi trường F/2. Đường cong tăng trưởng của tảo silic Entomoneis sp. Màu sắc dịch nuôi tảo silic Entomoneis sp.
trong môi trường F/2. Tốc độ tăng trưởng, năng suất sinh khối của Entomoneis sp. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng và sinh lý của Entomoneis sp. Ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng của Entomoneis sp.
Sự biến thiên pH qua các ngày với giá trị pH ban đầu khác nhau. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất lượng tử tối đa của Entomoneis sp.49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .52 TÀI LIỆU THAM KHẢO .53 PHỤ LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt 1 BM Biomass productivity Năng suất sinh khối 2 bp Base pair Cặp Base Thời gian phân chia mỗi 3 Dd Division per day ngày Variable chlorophyll fluorescence/ Hiệu suất lượng tử tối đa 4 Fv/ Fm maximal chlorophyll fluorescence của quang hệ II 5 N Ngày 6 OD Optical density Mật độ quang 7 PSII Photosystem II Quang hệ II 8 SD Standard Deviation Độ lệch chuẩn 9 SEM Scanning Electron Microscopy Kính hiển vi điện tử quét 10 td Doubling time Thời gian thế hệ 11 tb Tế bào 12 μ Growth rate Tốc độ tăng trưởng DANH MỤC HÌNH Hình 1. Cấu trúc vỏ tảo silic. Các pha tăng trưởng của tảo.
Sơ đồ biểu diễn sự thay đổi huỳnh quang. Vòng đời của tảo silic với sinh sản vô tính và hữu tính. Hình thái tảo Entomoneis sp., thanh thước tỉ lệ ứng với 10 μm. Sơ đồ mô tả các bước nghiên cứu trong đề tài.
Thiết bị thu sinh khối tảo. Sơ đồ thiết kế mồi để khuếch đại trình tự gen rbcL-3P. Thiết bị buồng đếm hồng cầu xác định mật độ tảo. Mối tương quan tuyến tính giữa mật độ tế bào và độ hấp thụ.
Thiết bị đo hiệu suất lượng tử tối đa của quang hệ II. Thiết bị đo pH. Kết quả kiểm tra độ tinh sạch của ADN bằng Nanodrop .2 Kết quả điện di sản phẩm PCR vùng rbcL-3P của tảo silic Entomoneis sp. Kết quả tra cứu bằng kĩ thuật BLAST trên GenBank.
Mô hình cây phát sinh của Entomoneis sp. phân tích bằng trình tự vùng gen rbcL-3P trong nghiên cứu này. Đường cong tăng trưởng của Entomoneis sp. ở các mật độ ban đầu khác nhau.
Màu sắc dịch nuôi Entomoneis sp. từ ngày 1 đến ngày 14. Màu sắc dịch nuôi qua các ngày dưới ảnh hưởng của các mức pH khác nhau (từ trái sang phải mức pH tăng dần từ 6,0 - 8,5). Đường cong sinh trưởng của tảo Entomoneis sp.
với các giá trị pH khác nhau. Tốc độ tăng trưởng và năng suất sinh khối của Entomoneis sp. dưới các giá trị pH ban đầu khác nhau. Giá trị pH thay đổi qua các ngày.
Chỉ số Fv/ Fm thay đổi qua các ngày. 51 DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Danh sách các chất dinh dưỡng cần thiết cấu tạo nên tảo silic. Các thành phần có trong phản ứng khuếch đại trình tự rbcL-3P.
Chu kì nhiệt khuếch đại trình tự rbcL-3P. Kết quả BLAST vùng gen rbcL-3P các mẫu tương đồng trên cơ sở dữ liệu của ngân hàng gen quốc gia Hoa Kì. Mật độ tế bào tảo silic Entomoneis sp. dưới ảnh hưởng của các mật độ ban đầu khác nhau.
Mật độ tế bào cực đại của tảo silic Entomoneis sp. trong môi trường DAM và F/2. Tốc độ tăng trưởng, thời gian phân chia mỗi ngày, thời gian thế hệ và năng suất sinh khối của Entomoneis sp. ở các mật độ khác nhau.
Mật độ tế bào của Entomoneis sp. với các giá trị pH khác nhau. Tốc độ tăng trưởng, năng suất sinh khối và thời gian phân chia của tảo silic Entomoneis sp. dưới tác động của pH khác nhau.
Giá trị pH biến thiên qua các ngày. Chỉ số Fv/ Fm thay đổi qua các ngày với pH ban đầu khác nhau. Lí do chọn đề tài Vi tảo ở biển là những loài tảo đơn bào sống trôi nổi trong nước, có khả năng quang hợp tạo ra chất hữu cơ. Vì vậy, vi tảo được xem là một mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn tự nhiên và giữ vai trò như hệ thống lọc sinh học giúp ổn định các thông số môi trường.
Trong nuôi trồng thủy sản, vi tảo vô cùng quan trọng bởi nó là nguồn thức ăn cho động vật phù du, các loại ấu trùng, động vật thân mềm ăn lọc, cá bột và một số loài cá trưởng thành. Nếu thiếu vi tảo, mọi nguồn lợi hải sản không thể tồn tại vì không có nguồn thức ăn hữu cơ ban đầu [1]. Ngoài ra, nó còn góp phần bảo vệ môi trường nuôi thủy sản bằng cách tiêu thụ bớt lượng muối khoáng dư thừa hoặc được nuôi trồng công nghiệp để tạo ra nguồn thức ăn nuôi tôm hay thuốc bổ trợ giàu protein, vitamine, carotenoid, astaxanthine, các acid béo không bão hòa và vi khoáng dùng cho người,… Trong số các loài vi tảo biển, tảo silic chiếm khoảng 60% - 70% về thành phần loài và sinh khối [1]. Vì vậy, sự phân bố của tảo silic thường phản ánh khá đầy đủ xu thế chung của toàn bộ sinh vật phù du.
Vỏ silic của tảo rất bền và không bị phân hủy sau khi tảo chết, số lượng lớn các mảnh vỏ này dần tích lũy ở đáy các thủy vực tạo thành lớp diatomid dày. Diatomid là loại nguyên liệu xốp, nhẹ, mịn được khai thác và sử dụng trong vận chuyển chất lỏng nitroglycerin, làm vật liệu lọc, xử lý ô nhiễm môi trường, vật liệu cách nhiệt, làm chất phụ gia trong sản xuất kem đánh răng, xi măng, phân bón,…[2]. Các tầng diatomid còn là cơ sở để xác định tuổi của lớp địa tầng và lịch sử của vỏ Trái đất từ cuối kỷ Jura cho đến nay. Ngày nay, vật liệu từ tảo silic cung cấp nhiều mặt hàng khác nhau từ sơn móng tay, vật liệu xây dựng, nhiên liệu sinh học và kiểm soát dịch hại.
Ngoài ra, tảo silic còn nhiều ứng dụng khác như khám phá dầu, kiểm tra pháp y, chỉ thị môi trường, tạo mô hình sinh học, kiểm tra độc tính và dinh dưỡng của các hệ sinh thái dưới nước [3]. Đặc biệt, các loài trong chi tảo Entomoneis có giá trị kinh tế lớn, ứng dụng trong ngành dược phẩm, thực phẩm và được chứng minh có nguồn acid eicosapentaenoic (EPA) và acid arachidonic (ARA, 20:4ω6) cao [4]. Vì vậy, chi 2 tảo này rất có tiềm năng trong sản xuất EPA và ARA nhưng hiện nay có rất ít tài liệu nghiên cứu về các loài trong chi này. Từ lâu, nhiều tác giả trên thế giới cũng như Việt Nam đã quan tâm đến sự phân bố và phân loại tảo silic phù du ở biển.
Có rất nhiều công trình nghiên cứu về sự sinh trưởng, hoạt động sinh lý, sinh khối, thành phần dinh dưỡng cũng như các yếu tố lí học ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của tảo silic. Ngày nay, việc đốt nhiên liệu hóa thạch cũng như thay đổi mục đích sử dụng đất đã làm tăng khoảng 30% lượng khí carbon dioxide. Khí này vào đại dương kết hợp với nước làm tăng nồng độ ion hydro và đại dương trở nên có tính acid hơn. Vào năm 2100, giá trị pH có thể giảm 0,5 đơn vị.
Acid hóa đại dương có thể gây nhiều tác động lớn đến vòng đời của một số loài cá, các loài động vật có vỏ, gây thiệt hại kinh tế toàn cầu và có thể gây xáo trộn toàn bộ hệ thống sinh học biển [5]. Nhìn chung, khi giá trị pH giảm thì độ phong phú của loài cũng giảm và thành phần loài có nhiều thay đổi sâu sắc. Từ những lí do trên, luận văn “Khảo sát ảnh hưởng của pH đến sự sinh trưởng và sinh lý của tảo silic Entomoneis sp.” được thực hiện. Đối tượng nghiên cứu Tảo silic Entomoneis sp.
được phân lập ở rừng ngập mặn Cần Giờ và đang lưu giữ tại phòng thí nghiệm Sinh học - Khoa Sư phạm Khoa học Tự nhiên - Trường Đại học Sài Gòn. Loài này đã được nuôi cấy trên môi trường nước biển nhân tạo (DAM), được khảo sát ảnh hưởng của chất kháng sinh - kháng nấm đến sự sinh trưởng [6]. Mục tiêu nghiên cứu 1. Định danh tảo silic Entomoneis sp.
Khảo sát được ảnh hưởng của mật độ ban đầu đến sự sinh trưởng và sinh lý của tảo silic Entomoneis sp. Xác định được giá trị pH thích hợp cho sự sinh trưởng và sinh lý của tảo silic Entomoneis sp. Nội dung nghiên cứu 1. Tách chiết ADN tổng số tảo silic Entomoneis sp., sử dụng gen chỉ thị rbcL-3P, xây dựng và phân tích cây phát sinh loài.
Xây dựng đường cong tăng trưởng, tốc độ tăng trưởng, năng suất sinh khối 3 của tảo silic Entomoneis sp. với các mật độ ban đầu khác nhau. Khảo sát ảnh hưởng của các giá trị pH khác nhau đến mật độ tế bào, hiệu suất lượng tử tối đa của quang hệ II (Fv/ Fm). Đóng góp của luận văn Cung cấp dẫn liệu về sự sinh trưởng, sinh lý cũng như ảnh hưởng của pH đến tảo silic Entomoneis sp.