Chương I: Tổng quan tài liệu: 2§ trang. ~ Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: 6 trang. ~ Chương 3: Kết quả nghiên cứu và bàn luận: 30 trang. ~ Kết luận và kiến nghị: 2 trang CHUONG 1 TONG QUAN TAI LIEU 1.
ĐẠI CƯƠNG VE VI KHUAN LAM VA VI TAO Vi téo (Microalgae) 1a nhiing thye vat bậc thấp, có khả năng quang tự dưỡng. Chúng có cấu trúc hết sức đa dạng: đơn bào, đa bào hay tập đoàn sống chủ yếu ở nước và phân biệt với nhau bởi các chất màu (diệp lục tố, các sắc tố) và các chất dự trữ. Đó chính là dấu hiệu hoá học dé nhận biết trực tiếp bằng mắt thường hay dưới kính hiển vi quang học. Trong tự nhiên và đời sống con người, vai trò của vi tảo hết sức quan trọng vì chúng là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn của các hệ sinh thái nước.
Vi tảo giữ vai trò quan trọng trong việc cải tạo môi trường (đất và nước), làm sinh vật chỉ thị cho độ ô nhiễm của môi trường nước. Bên cạnh đó, hiện nay vi tảo còn là nguyên liệu để tách chiết các hợp chất có giá trị dinh dưỡng và nhiên liệu như lipit, prôtêin,. Hệ thống phân loại vi khuẩn lam và vi tảo Trên thế giới, phân loại tảo đi theo nhiều hệ thống khác nhau, những tri thức về tảo càng ngày càng được phát triển với các phương tiện nghiên cứu ngày một cao, không dừng ở mức độ nghiên cứu hình thái, cấu trúc trước kia mà đi sâu vào mức độ vi mô, phân tử. Để hiểu biết và sử dụng các loài vi tảo, các kiến thức của nhân loại phải lần lượt trải qua cách nhận diện phân biệt chúng, sắp xếp chúng vào hệ thống phân loại, các nghiên cứu về mối quan hệ tương hỗ giữa chúng với môi trường, cũng như các nghiên cứu vẻ sinh học, sinh lí ~ sinh hoá.
Nếu sự phân loại tảo ở các thế kỉ trước đây chủ yếu dựa trên hình thái cấu trúc tế bào, đặc điểm tế bảo sinh sản và chu trình sinh sản của chúng thì bên cạnh những đặc điểm đó sự phát triển của khoa học đã cho phép đi sâu vào các lĩnh vực hình thái cá thể phát triển (morphogenese), phân loại các taxon bac ngành theo các đặc điểm cấu trúc siêu hiền vi của roi (flagellum), của màng bao thể màu (thylakoid), các sản phẩm dự trữ dưới góc độ bản chất hoá học, thành phần chất màu (pigments) với các phô màu khác nhau. Các chỉ tiêu sinh lí, sinh hoá (độc tố, hoạt chất) trong các hoạt động sống của các chỉ (genus), các loài đã trở thành những dấu hiệu và đặc điểm phân loại taxon ở mức độ loài và dưới loài. Mục đích của phân loại cuối cùng là để phân biệt được sự đa dạng của sinh giới và các nhà khoa học phải tìm cho mình một cách đi trong hoàn cảnh của mình. Chính vì vậy sự phân loại Tảo của trường phái Nga dựa trên đặc điểm hình thái, cấu trúc vỏ, tính chất chất màu (pigments), cau trúc roi, đặc điểm tế bào sinh sản - trường phái này vẫn được áp dụng trong không ít các công trình nghiên cứu về tảo ở Việt Nam.
Tir cdc hệ thống phân loại của các nhà nghiên cứu tiếp cận các loài vi tảo từ hình thái hình dạng, màu sắc như hệ thống của Fukuyo et al. (1990),), Taylor (1976), Taylor et al. [63] Harvey (1836) chia thành 4 ngành: Tảo silie, Tảo lục, Tảo đỏ, Tảo nâu Từ hình dạng màu sắc bên ngoài Smith (1933, 1950, 1962) dựa vào số lượng tế bào, sắc tố, roi, cấu trúc tế bào đã chia thành 8 ngành gồm: Tảo lục, Tảo mắt, Tảo vàng ánh Tảo nâu, Tảo giáp, Tảo lam, Tảo đỏ và Chloromonadophyta. Vanden Hoek (1980, 1994) dựa vào sắc tố, sản phim quang hợp, cấu trúc vách, cấu trúc roi, kiểu phân bào có tơ, màng bọc của lục.
lạp, sự liên hệ với lưới nội chất (CER) đã chia tảo thành 11 ngành. Lee ER (1999) dựa vào tế bào nhân sơ và nhân chuẩn chứa roi, sản phẩm dự trữ, kiểu phân chia tế bào chia tảo thành ngành tảo lam (nhân sơ), tảo có nhân chuẩn, không có sự liên hệ lưới nội chất (CER) như: tảo lục, tảo đỏ, tảo Glaucophyta, Dinophyta, nhóm tảo nhân thực có CER như tảo Mắt, Cryptophyta, Heterokontophyta, Haptophyta. Theo tài liệu Tảo học của Võ Hanh (2007) và các tài liệu phân loại vi tảo khác thì ở mỗi ngành tảo đều có hình thái cấu tạo đặc trưng khác nhau, từ các đặc điểm đặc trưng đó giúp cho người tìm hiểu và nghiên cứu về chúng cách nhận biết và phân loại chính xác từ đơn vị ngành đến loài và dưới loài dựa trên đặc điểm cấu tạo tế bào như: vách tế bảo, cấu trúc roi, chất nhày, sắc thẻ, hạt tạo bột, nhiễm sắc thẻ,. , dựa trên mức độ cấu trúc như: đơn bào, đa bào ở các dạng tập đoàn, sợi, ống.
Ngoài ra khi phân loại người phân loại phải tìm hiểu kĩ về các hình thức sinh sản và chu trình sống của các loài vi tảo khác nhau để có cách đánh giá, phân loại chính xác các ngành, các loài khác nhau. *Đặc điểm đặc trưng của ngành Vi khuẩn lam và một số ngành vi tảo: - Ngành Vi khuân lam /Cyanobaeteria) cần quan tâm các đặc điểm: vách tế bào, có bao hay không có bao, tế bào dạng sợi đơn bào hay tập đoàn. Các tế bào dạng sợi thì các trichom ngăn cách thắt eo hay không, đặc điểm đầu tế bào cũng rất quan trọng để phân loại các loài. Tế bào phân nhánh thật hay phân nhánh giả, có tế bào dị hình hay không và phải lưu ý đến điểm nút của nó để phân biệt với tế bào sinh đưỡng và bào tử nghỉ, đặc điểm sắc tố và vùng chất màu của tảo lam cũng là một tiêu chí phân loại.
Bên cạnh đó hình thức sinh sản của vi khuẩn Lam là sinh sản vô tính khi quan sát trên kính hiển vi chúng ta cũng có thể phân biệt được như sinh sản bằng cách chia đôi tế bào sinh dưỡng, ở tảo sợi thường là sinh sản bằng đoạn trichom tách ra.Từ các đặc điểm đó dựa vào các hệ thống phân loại để phân loại đến bộ, chỉ, loài khác nhau [32]. - Ngành Tảo đỏ (Rhodophyta) cần chú ý tế bào dạng đơn bào hay đa bào (lõi đơn trụ hay đa trụ), sắc tố tản. Sản phẩm dự trữ là tỉnh bột thường cho màu tím khi tác dụng với KI (iotduakali), đặc điểm cầu nói giữa 2 tếbào, chu trình sống ở tảo đỏ thường là 2 pha hoặc ba pha, nguyên phân đóng, phân bào bằng khe cắt. Đặc biệt là quá trình sinh sản là sinh sản hữu tính chuyên hoá cao từ đó đi phân loại các lớp và các chỉ.
-Ở ngành Tảo silic (Baeillariophyta — Heterokontophyta) day là một ngành lớn, mang tính tự nhiên cao, vách tế bào bằng silic đó là một đặc điểm khác với các ngành khác để phân loại. Trong cấu tạo siêu hiển vi có những đặc điểm khi phân loại cần chú ý: Các tế bào đều mang roi khác nhau, một roi đài có 2 hàng lông ở 2 bên dùng để bơi, roi ngắn không có lông dùng để lái và cảm thụ ánh sáng. Ngoài ra còn quan tâm đến cấu tạo của roi, điểm mắt, chất dự trữ,.Khi phân loại đến các bộ cần chú ý đến các đặc điểm như tập đoàn hay đơn bào, hình dạng tế bào. Chẳng hạn như tế bào hình lọ hoa sống tập doan dang cay (chi Dinobryon), hay ở tảo silie khi phân loại chúng ta cần quan tâm các đặc điểm vách tế bào, cách sắp xếp đường vân có thể là đối xứng toả tròn (Bộ Centrales) hay đối xứng 2 bên (bộ Pannales).
Ngoài ra đặc điểm của rãnh sống, đường vân, sống lồi, vị trí rãnh sống, số lượng rãnh. Đặc điểm ở tảo silic có hai hình thức sinh sản: sinh sản sinh dưỡng và sinh sản hữu tính là một tiêu chí dùng để phân loại [3], [12]. - Ngành Tảo giáp (Danophy1a) có hai roi không giống nhau khi phân loại cần chú ý đến các đặc điểm như: vành đai và vị trí của nó nằm trên vỏ, các tắm vỏ và cách sắp xếp, số lượng, hình dạng các tim vo dé từ đó lập công thức tắm vỏ từ đó mới phân loại được các loài thuộc ngành Dinophyta [30] ~ Ngành Tảo mắt cần dựa trên các tiêu chí như vách tế bào cứng, màu sắc thường là màu vàng nâu, trên đỉnh tế bào tế bào có 2 roi, sản phẩm dự trữ là hạt paramilon khó thay. đổi dù hình dạng tế bao thay đồi.
từ đó để phân biệt các loài khác nhau [9] -Ngành Tảo luc (Chlorophyta) 1a mét nganh đa dạng nhất. Ba đặc điểm quan trọng khi phân loại tảo lục: Dựa trên cấu trúc tế bào màng roi, ở tảo lục giữa thân roi và chân roi là vùng chuyển tiếp dạng hình sao — là đặc điểm đặc trưng của Chlorophyta. Dựa vào quá trình nguyên phân (có thé 1a nguyên phân đóng hoặc nguyên phân mở) và phân bào. Ngoài ra một đặc điểm truyền thống, nguyên tắc cơ bản được sử dụng khi phân loại đó là đặc điểm cấu trúc hình thái của tảo như: tản kiểu đơn bao cé roi — monad (gặp ở Chiamydomonas), kiểu tập đoàn có roi (gặp ở Volvox, Gonium.), kiéu tap đoàn Palmelloid, kiéu Coccoid (6 Chlorococcum, Chlorella, Oocytis), kiéu sợi, kiểu bản, kiểu 6ng.
Hình thức sinh sản của vi khuẩn lam và vỉ tảo Nhìn chung vi tảo có ba phương thức sinh sản là: Sinh dưỡng, vô tính và hữu tính. - Sinh sản sinh dưỡng: Thực hiện bằng cách phân chia tế bào hoặc các tập đoàn phân chia thành các tập đoàn mới. Các vi tảo đơn bảo thường sinh sản theo hình thức này. ~ Sinh sản vô tính: Là hình thức sinh sản phổ biến ở tảo được thực hiện bằng sự hình thành các bào tử chuyên hoá.
Đa số tảo có các bào tử có khả năng chuyển động và được gọi là động bào tử - Sinh sản hữu tính: Được thực hiện bằng những tế bào chuyên hoá gọi là giao tử và kèm theo quá trình sinh sản hữu tính [8]. Dinh dưỡng cũa vi tảo Về dinh dưỡng, vi tảo dược phân thành hai loại chính: tự dưỡng (autotrophy) va di dưỡng (heterotrophy), dạng trung gian của hai hình thức trên là tạp dưỡng (mixotrophy). Ở dạng tạp dưỡng quang hợp vẫn là quá trình cơ bản. Ngoài ra ở tảo còn tồn tại dạng khuyết dưỡng (auxotrophy): để sinh trưởng bình thường, tế bào tảo cần có một lượng rất nhỏcác chất hữu cơ quan trọng như vitamin.
Các môi trường dinh dưỡng dùng cho nuôi trồng tảo phải dựa trên nhu cầu dinh dưỡng của từng loài.