Tổng quan luận án

Khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm tại Việt Nam với nhiệt độ và độ ẩm không khí cao tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật, đặc biệt là nấm sợi, phát triển và gây hại trên bề mặt các vật liệu vô cơ như kim loại, bê tông và kính quang học. Trên các thiết bị quan sát, mặc dù vật liệu thủy tinh có bề mặt nhẵn bóng, trơ về mặt hóa học và nghèo dinh dưỡng, sự xâm nhập và phát triển của sợi nấm vẫn diễn ra phổ biến. Quá trình sinh trưởng của nấm sợi hình thành màng sinh học, tiết ra các hợp chất chuyển hóa bao gồm axit hữu cơ và polysaccharide ngoại bào (EPS), làm ăn mòn bề mặt, biến đổi thành phần thủy tinh và suy giảm nghiêm trọng độ truyền qua của ánh sáng.

Trong số các thiết bị quang học phổ biến tại Việt Nam, ống nhòm ON8x30 (sản xuất trong nước) được sử dụng rộng rãi với số lượng ước tính khoảng 1.000 chiếc tại nhiều cơ quan, đơn vị trên cả nước. Tuy nhiên, trước thời điểm nghiên cứu, chưa có công trình nào mang tính hệ thống đánh giá toàn diện về sự ảnh hưởng của nấm sợi đến thấu kính ống nhòm ON8x30, đặc điểm phân loại, cơ chế gây hại và đặc tính di truyền hệ gen của các chủng nấm sợi phân lập trong điều kiện khí hậu Việt Nam.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án:

  1. Phân lập, đánh giá được đặc điểm sinh học, đặc tính gây hại của các chủng nấm sợi trên thấu kính của ống nhòm ON8x30 thu thập tại Việt Nam.
  2. Xác định được đặc tính di truyền hệ gen, gen/cụm gen liên quan đến đặc tính gây hại kính của 01 chủng nấm sợi và thử nghiệm sàng lọc chất ức chế nấm trên một số chủng gây hại đại diện.

Các nội dung nghiên cứu cụ thể:

  1. Nghiên cứu đặc điểm thấu kính bị gây hại và phân lập các chủng nấm sợi trên thấu kính ống nhòm ON8x30.
  2. Đánh giá phân bố và đặc điểm hình thái của nấm sợi gây hại trên thấu kính của ống nhòm ON8x30.
  3. Nghiên cứu đặc điểm phân loại và đặc tính gây hại của các chủng nấm sợi phân lập từ thấu kính.
  4. Giải trình tự hệ gen và phân tích đặc tính di truyền liên quan đến khả năng gây hại trên thấu kính của chủng nấm sợi gây hại đại diện (Curvularia eragrostidis C52).
  5. Thử nghiệm khả năng kháng nấm sợi gây hại điển hình trên thấu kính ống nhòm của một số chế phẩm diệt nấm.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các chủng nấm sợi gây hại trên bề mặt thấu kính của ống nhòm ON8x30 (sản xuất tại Việt Nam).
  • Phạm vi không gian: Mẫu thấu kính ống nhòm được thu thập tại các kho bảo quản thuộc 08 địa điểm đại diện cho 04 vùng khí hậu:
    • Miền Bắc: Xuân Mai (Hà Nội), Mê Linh (Vĩnh Phúc), Thanh Ba (Phú Thọ), Lục Ngạn (Bắc Giang).
    • Miền Trung: Quỳnh Lưu (Nghệ An), Thái Hòa (Nghệ An).
    • Miền Nam: Biên Hòa (Đồng Nai).
    • Vùng khí hậu biển: Mẫu trên tàu hoạt động dọc bờ biển từ Hải Phòng đến Vũng Tàu (thường đỗ tại An Dương, Hải Phòng).
  • Phạm vi thời gian và đối tượng phân tích sâu: Thực hiện giai đoạn 2015–2022, tập trung giải trình tự hệ gen của chủng đại diện Curvularia eragrostidis C52 và thử nghiệm hiệu lực ức chế nấm của chế phẩm bay hơi AI1.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Hiện tượng nấm sợi phát triển trên bề mặt kính đã được ghi nhận từ cuối thế kỷ 19, chủ yếu tập trung vào các cửa sổ kính màu tại các nhà thờ cổ ở Châu Âu và châu Mỹ:

  • Nghiên cứu của Roling và cs (2006) tại tu viện Cartuja de Miraflores (Burgos, Tây Ban Nha) phát hiện các chi nấm Aspergillus và Labyrinthula trên mẫu kính màu bị hư hỏng.
  • Macedo và cs (2019) xác định các loài Aspergillus arenarioides, Fusarium oxysporum, Hortaea werneckii và Trichoderma longibrachiatum trên kính hư hại tại di tích Belém do Pará (Brazil).
  • Coutinho và cs (2014) tìm thấy các chi Penicillium và Cladosporium trên kính cửa sổ thời vua Ferdinand II (Bồ Đào Nha).
  • Mansour và cs (2016) công bố nấm Stemphylium botryosum làm biến đổi cấu trúc và thành phần kính màu tại Ai Cập, làm giảm hàm lượng $SiO_2$ từ 62,97% xuống 30,52%, đồng thời làm sụt giảm các oxit kim loại như $SO_3$, $Fe_2O_3$, $CuO$, $CaO$, $MnO$, $CoO$.
  • Muller và cs (2001) khảo sát màng sinh học do nấm sợi tạo ra trên kính màu tại các nhà thờ Altenberg, Brakel và Bad Driburg (Đức).

Về cơ chế tác động, Gadd (1999, 2007) và Burford và cs (2003) khẳng định nấm hòa tan khoáng chất và ăn mòn cơ chất vô cơ thông qua việc tiết các axit hữu cơ (citric, oxalic, gluconic, itaconic...) và các phân tử tạo phức (chelate, siderophore). Đầu sợi nấm tạo ra áp lực thủy tĩnh từ 0,2 đến 10 MPa (tương đương 2 đến 20 lần áp suất khí quyển), phát triển với tốc độ khoảng 10 µm/phút để thâm nhập vào các vi kẽ nứt của vật liệu. Đồng thời, các polysaccharide ngoại bào (EPS) do nấm tiết ra giúp cố định hệ sợi, tạo màng sinh học và hấp phụ các ion kim loại.

Về di truyền học và hệ gen, Vesth và cs (2018) đã phân tích 32 hệ gen Aspergillus, dự đoán 17.903 enzyme chuyển hóa carbohydrate và 2.717 chất chuyển hóa thứ cấp thuộc 455 cụm gen. Bamford và cs (2015, 2019) xác định cụm gen tổng hợp galactosaminogalactan (GAG) gồm uge3, gtb3, sph3, ega3, agd3 liên quan mật thiết đến cấu trúc màng sinh học. Nhiều nghiên cứu khác đã xác định vai trò của các gen sinh tổng hợp axit như citA, citB, cexA (axit citric), oah (axit oxalic), cadA, mttA, mfsA (axit itaconic) và gen điều hòa laeA.

Tại Việt Nam, các nghiên cứu trước đây (1963–1975) ghi nhận ba loài Penicillium glaucus, P. funiculosum, Aspergillus niger chiếm ưu thế trên thiết bị quang học quân sự; nghiên cứu năm 2013 ghi nhận Cladosporium tenuissium, Ramichloridium sp., Scopulariopsis brumptii. Tuy nhiên, các công trình này chỉ dừng lại ở mô tả hình thái hoặc phân lập cục bộ. Luận án của NCS. Ngô Cao Cường là công trình đầu tiên khảo sát có hệ thống tại 04 vùng khí hậu, kết hợp định danh phân tử, đánh giá suy giảm quang học theo tiêu chuẩn ISO, giải mã toàn bộ hệ gen của chủng gây hại điển hình Curvularia eragrostidis C52 và sàng lọc chế phẩm ức chế dạng bay hơi AI1.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

  • Đặc tính vật liệu quang học: Thủy tinh quang học có thành phần chính gồm $SiO_2$ (~75,3%), $CaO$ (~11,7%), $Na_2O$ (~13%) cùng các oxit phụ gia. Bề mặt thấu kính được phủ lớp mạ thấu quang chống phản xạ 5 lớp gồm các chất điện môi chiết suất thấp ($MgF_2$, $Na_3AlF_6$, $CaF_2$, $LiF_2$) và chiết suất cao ($ZnO$, $TiO_2$, $CeF_3$, $Al_2O_3$).
  • Cơ chế phá hủy sinh học: Kết hợp giữa phá hủy cơ học (hệ sợi lan tỏa, tạo kênh xâm nhập sâu nhờ cấu trúc thể đỉnh Spitzenkörper) và phá hủy hóa học (phân giải axit và tạo phức chelate làm hòa tan ion kim loại của mạng thủy tinh; tiết EPS tích điện âm hình thành màng sinh học bám dính gây tán xạ và suy giảm ánh sáng).
  • Cơ chế di truyền sinh hóa: Con đường đường phân (Glycolysis), chu trình axit tricarboxylic (TCA) và chu trình Glyoxylate (GLOX) chịu trách nhiệm tổng hợp các axit hữu cơ; các enzyme glycosyltransferase (GTFs), deacetylase (agd3), epimerase (uge3) xúc tác tổng hợp chuỗi EPS ngoại bào.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Nhóm phương pháp Kỹ thuật và công cụ thực hiện Mục đích và chỉ tiêu phân tích
Thu mẫu và phân lập Thu gạt bề mặt thấu kính tại 08 kho bảo quản (04 vùng khí hậu); nuôi cấy trên môi trường thạch chuyên dụng (PDA, MEA, Czapek). Thu nhận các chủng nấm sợi thuần khiết; xác định mật độ và tỷ lệ nhiễm nấm trên thấu kính ống nhòm ON8x30.
Phân loại hình thái & phân tử Quan sát kính hiển vi (hình thái sợi, bào tử, cấu trúc sinh sản theo Hughes 1953); tách chiết DNA, khuếch đại PCR vùng gen ITS (ITS1/ITS4), giải trình tự Sanger. Phân loại đến chi và loài; xây dựng cây phát sinh chủng loại bằng phần mềm MEGA/phân tích khoảng cách di truyền.
Phân tích hóa sinh & hóa lý Nuôi cấy trong môi trường lỏng, đo biến thiên pH; chuẩn độ và sắc ký xác định thành phần axit hữu cơ (citric, oxalic, succinic...); định lượng và quang phổ FTIR phân tích EPS. Đánh giá khả năng axit hóa môi trường và khả năng sinh tổng hợp polysaccharide ngoại bào của các chủng phân lập.
Đánh giá phá hủy quang học Đo quang phổ tử ngoại - khả kiến (UV-Vis spectrophotometry); thử nghiệm phá hủy sinh học in vitro trên kính giả định theo tiêu chuẩn ISO 9022-11. Đo độ truyền qua của ánh sáng nhìn thấy (bước sóng 400–700 nm); đánh giá cấp độ gây hại bề mặt kính (Mức 1 đến Mức 3).
Phân tích bề mặt vật liệu Kính hiển vi điện tử quét (FE-SEM / SEM) kết hợp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX / EDAX). Quan sát hình thái vi thể mạng sợi nấm bám dính, vết nứt, rỗ ăn mòn và sự thay đổi tỷ lệ nguyên tố trên bề mặt thủy tinh.
Giải mã & chú giải hệ gen Công nghệ giải trình tự thế hệ mới (NGS, Single-Molecule Real-Time - SMRT); phần mềm lắp ráp de novo; chú giải chức năng qua SwissProt, TrEMBL, KEGG, CAZy, BUSCO. Lập bản đồ bộ gen của chủng Curvularia eragrostidis C52; phân tích chỉ số ANI, AAI; xác định các gen/cụm gen tổng hợp axit hữu cơ và EPS.
Thử nghiệm chất kháng nấm Phương pháp khuếch tán đĩa thạch và thử nghiệm ức chế dạng bay hơi của chế phẩm AI1 ở các nồng độ và các dải độ ẩm (75%, 85%, 95% RH). Xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC), hiệu lực kháng nấm và độ bền hoạt tính trong điều kiện độ ẩm cao.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 tổng hợp các cơ sở lý luận về cấu trúc vật liệu thủy tinh, cấu tạo hệ quang học ống nhòm ON8x30 và các tác nhân sinh học gây hại. Tác giả phân tích các yếu tố khí hậu tại các vùng bảo quản ở Việt Nam: nhiệt độ dao động trong khoảng 19–30°C, độ ẩm không khí thường xuyên duy trì ở mức 78–93% RH, lượng mưa từ 1.040 đến 2.080 mm/năm. Đây là khoảng nhiệt ẩm tối ưu cho bào tử nấm nảy mầm (aw = 0,70–0,85 đối với nhóm nấm ưa khô và >0,90 đối với các nhóm nấm khác).

Chương này cũng tổng thuật chi tiết cơ chế gây hại thấu kính qua 2 con đường: tác động cơ học qua áp lực đỉnh sợi (0,2–10 MPa) và tác động hóa sinh qua việc tiết axit hữu cơ làm hòa tan mạng silica ngậm nước, rửa trôi cation kim loại ($Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$, $K^+$), cùng sự tiết EPS hình thành màng sinh học che mờ bề mặt. Đồng thời, chương 1 điểm lại các thành tựu về hệ gen nấm sợi, các con đường sinh tổng hợp axit citric, oxalic, itaconic và EPS (như chuỗi gen GAG), cũng như đánh giá tiềm năng của các chất ức chế nấm dạng bay hơi dùng trong bảo quản thiết bị quang học.

Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết nguồn gốc mẫu thu thập tại 08 địa điểm (Xuân Mai, Mê Linh, Thanh Ba, Lục Ngạn, Quỳnh Lưu, Thái Hòa, Biên Hòa và tàu biển neo tại An Dương). Tác giả trình bày quy trình thực nghiệm đồng bộ gồm:

  • Quy trình phân lập và làm sạch mẫu nấm sợi từ thấu kính ống nhòm ON8x30.
  • Phương pháp khuếch đại và phân tích trình tự phân tử vùng gen ITS.
  • Phương pháp đo suy giảm độ truyền quang bằng máy UV-Vis.
  • Quy trình thử nghiệm lây nhiễm nhân tạo trên kính giả định theo tiêu chuẩn ISO 9022-11.
  • Kỹ thuật giải trình tự toàn bộ hệ gen (Whole Genome Sequencing), lắp ráp dữ liệu de novo và chú giải chức năng các cụm gen của chủng Curvularia eragrostidis C52.
  • Phương pháp đánh giá hiệu lực ức chế nấm của các chế phẩm diệt nấm và khảo sát chuyên sâu chế phẩm AI1 dạng bay hơi.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được:

1. Mức độ gây hại quang học và phân lập nấm sợi

Kết quả đo độ truyền qua của dải ánh sáng nhìn thấy (400–700 nm) trên các thấu kính ống nhòm ON8x30 nhiễm nấm cho thấy độ truyền qua bị suy giảm nghiêm trọng so với thấu kính sạch ban đầu. Sự suy giảm này tỷ lệ thuận với mật độ phát triển của hệ sợi và lớp màng sinh học bám dính trên bề mặt kính.

Từ 08 điểm lấy mẫu thuộc 04 vùng khí hậu, tác giả đã phân lập và tuyển chọn được nhiều chủng nấm sợi thuần khiết:

  • Khu vực miền Bắc (Xuân Mai, Mê Linh, Thanh Ba, Lục Ngạn): Chiếm ưu thế bởi các chi Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Fusarium, Curvularia.
  • Khu vực miền Trung (Quỳnh Lưu, Thái Hòa - Nghệ An): Phát hiện phổ biến các chủng thuộc Aspergillus, Penicillium, Curvularia, Trichoderma.
  • Khu vực miền Nam (Biên Hòa - Đồng Nai): Ghi nhận sự xuất hiện của Aspergillus, Penicillium, Curvularia, Fusarium, Lasiodiplodia.
  • Vùng khí hậu biển (An Dương - Hải Phòng / tuyến tàu biển): Thu nhận các chủng có khả năng thích nghi cao với độ ẩm và nồng độ muối, chủ yếu là Aspergillus, Penicillium, Cladosporium.

Dựa trên phân tích trình tự đoạn gen ITS và so sánh với cơ sở dữ liệu quốc tế GenBank, cây phát sinh chủng loại đã được thiết lập cho từng khu vực, làm rõ vị trí phân loại học của các chủng nấm sợi phân lập.

+------------------+------------------------------------+------------------------------------+
| Khu vực lấy mẫu  | Các địa điểm thu mẫu cụ thể        | Các chi nấm sợi ưu thế phân lập    |
+------------------+------------------------------------+------------------------------------+
| Miền Bắc         | Xuân Mai, Mê Linh, Thanh Ba,       | Aspergillus, Penicillium,          |
|                  | Lục Ngạn                           | Cladosporium, Curvularia, Fusarium |
+------------------+------------------------------------+------------------------------------+
| Miền Trung       | Quỳnh Lưu, Thái Hòa (Nghệ An)      | Aspergillus, Penicillium,          |
|                  |                                    | Curvularia, Trichoderma            |
+------------------+------------------------------------+------------------------------------+
| Miền Nam         | Biên Hòa (Đồng Nai)                | Aspergillus, Penicillium,          |
|                  |                                    | Curvularia, Lasiodiplodia          |
+------------------+------------------------------------+------------------------------------+
| Khí hậu biển     | Tuyến tàu biển (An Dương -         | Aspergillus, Penicillium,          |
|                  | Hải Phòng)                         | Cladosporium                       |
+------------------+------------------------------------+------------------------------------+

2. Khả năng sinh axit hữu cơ và thử nghiệm gây hại in vitro

  • Khả năng sinh axit hữu cơ: Đa số các chủng phân lập có khả năng làm giảm mạnh giá trị pH của môi trường nuôi cấy từ trung tính xuống mức pH 2,5–4,0 sau thời gian lên men. Các axit hữu cơ chính được xác định gồm axit citric, axit oxalic, axit succinic, axit formic và axit itaconic.
  • Đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 9022-11: Thử nghiệm lây nhiễm trên kính giả định cho thấy nhiều chủng đạt mức độ gây hại cao (Mức 3 - hệ sợi phát triển mạnh, bao phủ dày đặc bề mặt, gây ăn mòn rỗ bề mặt kính khi quan sát dưới kính hiển vi SEM). Sự phát triển của các chủng này làm suy giảm rõ rệt độ truyền quang của các tấm thủy tinh mẫu.

3. Giải mã hệ gen và phân tích di truyền chủng Curvularia eragrostidis C52

Luận án tiến hành giải trình tự toàn bộ hệ gen của chủng gây hại điển hình Curvularia eragrostidis C52:

  • Lắp ráp, xác định kích thước hệ gen và xây dựng bản đồ bộ gen dạng vòng.
  • Phân tích cây phát sinh loài, độ tương đồng nucleotide trung bình (ANI), độ tương đồng amino acid trung bình (AAI) và mức độ tương đồng protein với các loài trong chi Curvularia.
  • Xác định các gen mã hóa enzyme chức năng tham gia các con đường sinh tổng hợp axit hữu cơ (chu trình TCA, chu trình glycolysis).
  • Dự đoán và xác định các cụm gen tham gia vào quá trình sinh tổng hợp, vận chuyển và biến đổi các dạng polysaccharide ngoại bào (EPS), làm sáng tỏ cơ chế phân tử liên quan đến sự bám dính và hình thành màng sinh học phá hủy bề mặt kính.

4. Thử nghiệm khả năng kháng nấm của chế phẩm AI1

  • Thử nghiệm sàng lọc một số chế phẩm diệt nấm cho thấy chế phẩm AI1 thể hiện hoạt tính ức chế sinh trưởng mạnh đối với các chủng nấm sợi đại diện phân lập từ thấu kính.
  • Khảo sát khả năng ức chế của AI1 dạng bay hơi ở các nồng độ khác nhau cho thấy hiệu lực kháng nấm tăng dần theo nồng độ xử lý.
  • Thử nghiệm ảnh hưởng của độ ẩm môi trường ở nồng độ 1 mg/l chứng minh AI1 vẫn duy trì được khả năng ức chế sự phát triển của nấm sợi trong các điều kiện độ ẩm cao (75–95% RH), khẳng định tiềm năng ứng dụng thực tế trong các hộp, kho bảo quản khí tài quang học.

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

  1. Tính hệ thống về khu hệ nấm sợi gây hại: Luận án là công trình nghiên cứu đầu tiên có tính hệ thống về phân bố, phân loại và đặc tính gây hại của các chủng nấm sợi trên thấu kính của ống nhòm ON8x30 tại 04 vùng khí hậu khác nhau ở Việt Nam (miền Bắc, miền Trung, miền Nam và vùng biển).
  2. Dữ liệu hệ gen và cơ chế phân tử: Luận án cung cấp bộ dữ liệu hoàn chỉnh về đặc tính di truyền hệ gen của chủng nấm sợi gây hại đại diện Curvularia eragrostidis C52; xác định và chú giải các gen/cụm gen liên quan đến con đường sinh tổng hợp axit hữu cơ và polysaccharide ngoại bào (EPS) gây phá hủy bề mặt quang học.
  3. Giải pháp ức chế nấm: Đánh giá và chứng minh được hiệu lực ức chế sinh trưởng của chế phẩm dạng bay hơi AI1 đối với các chủng nấm sợi gây hại đại diện trên thấu kính ống nhòm, ngay cả trong điều kiện độ ẩm cao.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Ứng dụng chế phẩm diệt nấm dạng bay hơi AI1 vào quy trình bảo quản ống nhòm ON8x30 và các thiết bị quang học tương tự nhằm hạn chế sự phát triển của nấm sợi mà không làm ảnh hưởng đến tính chất quang học của thấu kính.
  • Duy trì chế độ kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm nghiêm ngặt trong các kho cất giữ thiết bị quan sát; thực hiện bảo dưỡng, làm sạch bề mặt định kỳ để ngăn chặn bụi bẩn và bào tử nấm tích tụ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Phạm vi nghiên cứu thực nghiệm tập trung chuyên biệt trên đối tượng thấu kính của chủng loại ống nhòm ON8x30 sản xuất tại Việt Nam tại 08 kho bảo quản đại diện, chưa mở rộng sang toàn bộ các loại khí tài quang học phức hợp khác (như kính tiềm vọng, kính ngắm đêm).
  • Phân tích hệ gen chuyên sâu và chú giải cụm gen phá hủy quang học mới được thực hiện trên 01 chủng đại diện là Curvularia eragrostidis C52.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng phân tích hệ gen và cơ chế biểu hiện gen (transcriptomics/proteomics) trên các chủng nấm sợi gây hại mạnh thuộc các chi phổ biến khác như Aspergillus và Penicillium.
  • Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình đóng gói, liều lượng và thời gian phát tán của chế phẩm bay hơi AI1 trong điều kiện bảo quản thực địa quy mô lớn tại các kho thiết bị quân sự và dân dụng.

Giá trị tham khảo

Luận án mang lại giá trị tham khảo khoa học và ứng dụng thực tiễn cho nhiều nhóm đối tượng:

  • Nghiên cứu sinh, giảng viên, nhà khoa học chuyên ngành Vi sinh vật học và Công nghệ sinh học: Nguồn tài liệu về phân loại nấm sợi phá hủy vật liệu, phương pháp đánh giá hoạt tính sinh axit, sinh EPS và quy trình phân tích hệ gen nấm sợi (Curvularia eragrostidis).
  • Cán bộ kỹ thuật và chuyên gia bảo quản vật liệu quang học: Cung cấp quy trình kiểm tra, đánh giá mức độ phá hủy sinh học trên bề mặt kính theo tiêu chuẩn ISO 9022-11 và phương pháp đo quang phổ suy giảm ánh sáng.
  • Cơ quan quản lý và đơn vị sử dụng thiết bị quang học: Cơ sở thực tiễn để lựa chọn chế phẩm chống nấm dạng bay hơi (AI1), xây dựng quy chuẩn nhiệt ẩm trong kho lưu giữ nhằm nâng cao tuổi thọ khí tài và tiết kiệm chi phí bảo trì.

Câu hỏi thường gặp

1. Nấm sợi phá hủy bề mặt thấu kính quang học thông qua những cơ chế sinh học nào?
Nấm sợi gây hại bề mặt kính qua 2 cơ chế chính:

  • Cơ học: Sợi nấm phát triển, đầu sợi tạo áp lực thủy tĩnh từ 0,2 đến 10 MPa kết hợp tốc độ vươn dài 10 µm/phút xâm nhập vào các vi kẽ nứt bề mặt.
  • Hóa sinh: Nấm tiết ra các axit hữu cơ (citric, oxalic, itaconic, succinic...) làm giảm pH môi trường, tạo phức chelate hòa tan các ion kim loại ($Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$, $K^+$) và phá vỡ mạng $SiO_2$; đồng thời tiết polysaccharide ngoại bào (EPS) tích điện âm bám dính tạo màng sinh học che mờ thấu kính.

2. Những chi nấm sợi nào chiếm ưu thế trên thấu kính ống nhòm ON8x30 tại Việt Nam?
Kết quả phân lập tại 08 điểm thuộc 04 vùng khí hậu (miền Bắc, miền Trung, miền Nam và vùng biển) cho thấy các chi nấm sợi chiếm ưu thế gồm: Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Curvularia, Fusarium, Trichoderma và Lasiodiplodia.

3. Bộ gen của chủng nấm đại diện Curvularia eragrostidis C52 cung cấp thông tin gì về khả năng gây hại kính?
Dữ liệu giải trình tự de novo và chú giải hệ gen của chủng C52 đã làm rõ các gen mã hóa enzyme tham gia chu trình TCA và glycolysis chịu trách nhiệm sinh tổng hợp các axit hữu cơ ăn mòn kính, cùng các cụm gen xúc tác tổng hợp, phân nhánh và bài xuất polysaccharide ngoại bào (EPS) phục vụ việc tạo màng sinh học bám dính.

4. Chế phẩm AI1 thể hiện hiệu quả như thế nào trong việc kiểm soát nấm sợi gây hại thấu kính?
Chế phẩm AI1 dạng bay hơi có khả năng ức chế sinh trưởng rõ rệt trên các chủng nấm sợi phân lập đại diện. Khi thử nghiệm ở nồng độ 1 mg/l trong các điều kiện độ ẩm cao (75%, 85%, 95% RH), chế phẩm AI1 vẫn duy trì hoạt tính kháng nấm ổn định, thích hợp cho việc bảo quản quang học kín.

5. Tiêu chuẩn quốc tế nào được sử dụng trong luận án để đánh giá mức độ gây hại của nấm sợi trên kính?
Luận án áp dụng tiêu chuẩn ISO 9022-11 để đánh giá mức độ gây hại của các chủng nấm sợi phân lập trên mẫu kính giả định trong điều kiện in vitro, phân loại mức độ phá hủy từ Mức 1 đến Mức 3.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của NCS. Ngô Cao Cường đã thực hiện khảo sát hệ thống về thành phần, phân bố và đặc tính sinh học của các chủng nấm sợi gây hại trên thấu kính ống nhòm ON8x30 tại 04 vùng khí hậu ở Việt Nam. Công trình đã xác định các cơ chế gây hại quang học qua khả năng sinh axit hữu cơ và polysaccharide ngoại bào, giải mã và chú giải thành công bộ gen của chủng nấm sợi đại diện Curvularia eragrostidis C52. Đồng thời, kết quả thử nghiệm chế phẩm bay hơi AI1 đã mở ra giải pháp kỹ thuật ứng dụng nhằm ức chế nấm sợi, bảo vệ và kéo dài tuổi thọ cho các thiết bị quan sát trong điều kiện khí hậu nhiệt đới.