Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. NS trong hệ sinh thái RNM 1. Giới thiệu về RNM * Giới thiệu chung về RNM Diện tích RNM trên thế giới khoảng 15.
Khu vực châu Á có diện tích RNM lớn nhất là Ấn Độ-Thái Bình Dương với diện tích khoảng 6. Nước có diện tích RNM lớn nhất châu Á là Bangladet với 600.500 ha RNM phân bố ở cả 3 miền: bắc, trung, nam RNM được hình thành nhờ phù sa do các con sông cùng với trầm tích biển do thủy triều mang vào tạo thành các bãi lầy. RNM chịu tác động của cả biển lẫn lục địa nên tài nguyên sinh vật rất đa dạng phong phú và chính sự tác động này đã làm cho sinh vật có những cơ chế tồn tại rất đặc biệt RNM có những vai trò hết sức quan trọng: Hạn chế tác hại của song thần và bão lớn, bảo vệ đê biển, làm chậm dòng chảy và phát tán rộng nước triều, làm giảm mạnh độ cao của sóng khi triều cường, bảo vệ đa dạng sinh học, điều chỉnh nồng độ muối của MT, hạn chế xâm nhập mặn và bảo vệ nước ngầm, làm sạch MT nước khi có lũ quét, sạt lở đất, cung cấp nhiều sản phẩm phục vụ cho nhu cầu và lợi ích của con người * Giới thiệu về RNM Cần Giờ - Tp HCM RNM Cần Giờ được hình thành ở hạ lưu sông Đồng Nai – Sài Gòn, nằm ở cửa ngõ đông nam thành phố Hồ Chí Minh. Thuộc xã Long Hòa, huyện Cần Giờ, Thành phố Hồ Chí Minh.
RNM có khí hậu nóng ẩm, lượng mưa thấp. Nhiệt độ trung bình 25,80C, biên độ dao động nhiệt P P trong ngày 5-70C, thời điểm có nhiệt độ cao nhất: tháng 12, tháng 1. Độ mặn trung bình: 1,5 – 2,5 %, P P tùy theo khu vực có thể lên đến 18%, độ mặn phụ thuộc vào thủy triều của biển đông và lưu lượng nước sông Đồng Nai, sông Sài Gòn. Độ mặn lớn nhất khi triều cường, nhỏ nhất khi triều kém Hệ sinh vật: thực vật trên 150 loài, động vật thủy sinh không xương sống trên 700 loài, cá trên 137 loài, động vật có xương sống trên cạn có 9 loài lưỡng thê, 31 loài bò sát, 4 loài động vật có vú, chim có khoảng 130 loài.
Vi sinh vật gồm nấm men, NS, vi khuẩn, xạ khuẩn… vi sinh vật có vai trò hết sức quan trọng đối với hệ sinh thái RNM. Vi sinh vật phân bố rộng rãi và có mặt trong mọi cơ chất của RNM. Nhiều vi sinh vật có những đặc tính sinh học rất đáng quí cần được khai thác nhằm phục vụ nhu cầu và lợi ích của con người. Tuy nhiên cho đến nay những nghiên cứu về vi sinh vật ở RNM còn rất ít, chưa tương xứng với qui mô và tiềm năng của hệ vi sinh vật RNM 1.
Đặc điểm sinh học NS ở RNM 1. Đặc điểm hình thái NS là nhóm có cấu tạo tế bào nhân chuẩn, cấu trúc tế bào tính từ ngoài vào trong gồm: thành tế bào, màng sinh chất, chất nguyên sinh và nhân phân hóa. Tế bào nấm không có diệp lục tố, một vài loài nấm có rải rác trong tế bào một loại sắc tố đặc trưng gọi là neocercosporin Hệ sợi nấm gồm khuẩn ti cơ chất và khuẩn ti khí sinh. Trên khuẩn ti khí sinh sẽ hình thành nên cơ quan sinh sản, đó chính là cuống sinh BT.
Từ cuống sinh BT sẽ hình thành BT là một tế bào sinh sản, thường có dạng hình cầu. Mỗi loài nấm có hình dạng BT và màu sắc BT có khác nhau. Chính màu sắc của BT đã tạo nên màu sắc của các KL và màu sắc đặc trưng của các chi và loài nấm. Sợi nấm có đường kính trung bình 5-10µm, đôi khi rất lớn tới 25µm nhưng cũng có khi rất nhỏ chỉ 1-2µm.
Chiều dài sợi nấm có thể đạt vài chục centimet. Sợi nấm có thể có vách ngăn tạo thành dạng đa bào, tuy nhiên do khả năng di chuyển của nhân mà từng tế bào có thể có một, hai nhiều nhân hay chẳng có nhân nào. Sợi nấm cũng có thể không có vách ngăn, bên trong sợi nấm chứa nhiều nhân được gọi là các tế bào đa nhân, gặp ở các lớp Trichomycetes, Oomycetes Hệ sợi nấm gồm khuẩn ti cơ chất và khuẩn ti khí sinh. Trên khuẩn ti khí sinh sẽ hình thành nên cơ quan sinh sản là cuống sinh BT.
Từ cuống sinh BT sẽ hình thành nên các BT. BT là một tế bào sinh sản, thường có dạng hình cầu. Khi BT được phân tán từ cơ thể mẹ đến nguồn cơ chất thích hợp nó sẽ nảy mầm, phát triển theo cả 3 chiều tạo thành hệ sợi nấm mới. Sau vài ngày, số lượng sợi nấm tăng lên rất nhiều tạo thành một đám, ta có thể quan sát bằng mắt thường.
Hệ sợi nấm phát triển đến giai này được gọi là KL. Tùy theo loài mà KL có các hình dạng khác nhau nhưng thường có hình cầu. Sau một thời gian, trên các sợi nấm khí sinh sẽ hình thành các BT có hình dạng và màu sắc khác nhau đặc trưng cho từng loài 1. Đặc điểm sinh sản NS có nhiều hình thức sinh sản, trong đó chủ yếu là hình thức sinh sản bằng BT.
Sau đây là một số hình thức sinh sản ở NS: Sinh sản vô tính: Sinh sản vô tính theo kiểu đứt đoạn, sinh sản vô tính bằng BT áo, sinh sản vô tính bằng BT kín, sinh sản vô tính bằng BT đính Sinh sản hữu tính: sinh sản hữu tính bằng BT túi (Ascospore), sinh sản hữu tính bằng BT đảm (Basidiospore), sinh sản hữu tính bằng BT noãn (Oospore), sinh sản hữu tính bằng BT tiếp hợp (Zigospore). Đặc điểm sinh lí – sinh hóa - Sinh lí: Các loài sinh vật nói chung và NS nói riêng có sự sinh trưởng, phát triển và đặc điểm phân bố phụ thuộc rất lớn vào các yếu tố MT. RNM là một hệ sinh thái chịu nhiều tác động của gió bão, chịu ảnh hưởng của chất thải từ đất liền (chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp) lẫn chất thải từ MT biển…Vấn đề ô nhiễm là điều không thể tránh khỏi nhất là ô nhiễm VSV gây bệnh. Điều kiện MT khắc nghiệt mang tính cạnh tranh cao làm tăng khả năng thích nghi của NS ở RNM.
Nhiệt độ: NS thuộc nhóm VSV ưa ấm, nhiệt độ thích hợp cho sự sinh trưởng là 200C – 500C, cá P P P P biệt có một số ít loài có thể sống sót ở 00C và 600C. P P P P pH: là yếu tố có ảnh hưởng lớn đến hoạt động sống của NS, NS phát triển tốt ở MT hơi axit (pH = 4 – 6). Tuy nhiên cũng có một số loài phát triển ở pH < 3 hay pH < 9 (Ingold, 1967). pH làm thay đổi tính chất của màng tế bào và làm ảnh hưởng đến sự phân ly của các cấu tử thức ăn trong MT.
Do đó, sự hấp thu các loại thức ăn vào trong tế bào bị thay đổi. MT có pH quá cao hay quá thấp đều làm cho sự sinh trưởng của NS yếu đi. Ánh sáng: ánh sáng không cần cho quá trình sinh trưởng của hầu hết các loài NS, nhưng ánh sáng lại ảnh hưởng đến sự hình thành BT của một số loài nấm Khí oxi: nồng độ oxi rất cần cho hoạt động sống của NS vì chúng là nhóm hiếu khí bắt buộc. Nguồn C: cơ thể nấm không có diệp lục nên không có khả năng tự dưỡng và phải sống kí sinh, hoại sinh hay cộng sinh.
Chúng là những VSV dị dưỡng hóa năng hữu cơ. NS có khả năng đồng hóa nhiều nguồn C khác nhau, ngoài những đường đơn dễ hấp thụ như glucose chúng cũng sử dụng trực tiếp các đường như mantose, saccarose… Nguồn N: N đóng vai trò quan trọng trong việc tham gia thành phần cấu tạo của các protein và đặc biệt là enzyme. NS có khả năng đồng hóa cả nguồn N hữu cơ lẫn vô cơ, các chủng NS khác nhau có nhu cầu khác nhau đối với nguồn thức ăn N. Độ mặn: Đa số các NS ở RNM đều có khả năng chịu mặn cao.
Chúng có thể sinh trưởng ở nồng độ muối từ 2% - 20%. Thậm chí một số NS ở RNM còn có thể sinh trưởng ở nồng độ muối 30%. Đây là một đặc điểm rất có ý nghĩa sinh thái đối với RNM. - Sinh hóa [1] Trong quá trình sinh trưởng và phát triển NS tiết ra MT ngoài nhiều sản phẩm như các sắc tố, các chất hữu cơ kết tinh trên bề mặt sợi nấm, trong đó nhiều chất có HT sinh học có ý nghĩa quan trọng đối với con người cũng như hệ sinh thái như các các enzyme, kích thích tố tăng trưởng, vitamin, kháng sinh… MT sống khắc nghiệt ở RNM làm cho kiểu trao đổi chất của chúng khác biệt hơn so với các nấm ở đất liền.
Do đó, các sản phẩm trao đổi chất của chúng, trong đó đặc biệt là hệ enzyme cũng mang tính chất khác lạ hơn HT enzyme thủy phân ngoại bào NS là nhóm VSV có tiềm năng lớn nhất sinh các enzyme thủy phân ngoại bào. Đa phần các enzyme dùng trong công nghiệp có nguồn gốc từ NS. Cellulase: là enzyme ngoại bào có khả năng cắt đứt liên kết 1–4 β - glucosid của phân tử cellulose để tạo thành các đơn phân glucose. Cellulose là thành phần chủ yếu trong xác thực vật do đó enzyme này có vai trò quan trọng trong việc phân giải những hợp chất hữu cơ tồn đọng trong MT.
Enzyme này được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực như thức ăn gia súc, công nghiệp thực phẩm nhờ khả năng phân giải cellulose. Những NS có khả năng phân giải cellulose là các nấm thuộc chi Aspergillus (Asp.solani), Penicillium, Trichoderma… Amylase: là enzyme thủy phân tinh bột và những chất có cấu trúc tương tự. Vì tinh bột cũng là một trong những sản phẩm chủ yếu của thực vật nên vai trò của amylase cũng giữ một vị trí hết sức quan trọng trong việc phân giải các sản phẩm với thành phần chủ yếu là tinh bột và góp phần trong việc làm sạch MT. Những NS có khả năng phân giải mạnh tinh bột là Asp.Cũng như cellulose, dựa vào đặc tính phân giả mạnh tinh bột mà amylase được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực sản xuất rượu, bia, bánh mì… Protease: là enzyme thủy phân liên kết peptid trong các polypeptide tạo thành các chuỗi polypeptide ngắn hơn, các đipeptide hay các axit amin.
Trong tự nhiên enzyme này có tác dụng khoáng hóa: phân giải các hợp chất hữu cơ có bản chất protein trong xác động thực vật và sinh vật nói chung thành các hợp chất đơn giản và cuối cùng thành các phân tử vô cơ.