Luận văn vi khuẩn chu trình Nitơ Phospho - Ứng dụng xử lý môi trường

Luận văn nghiên cứu vi khuẩn oxy hóa ammonium và vi khuẩn khử nitrat trong chu trình Nitơ, Phospho ứng dụng xử lý ô nhiễm môi trường nước thải hiệu quả.

• Tác giả: Nguyễn Minh Giang
• Người hướng dẫn: TS. Định Thủy Hằng
• Trường học: Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học - Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vi sinh vật học
• Đề tài: Nghiên cứu vi khuẩn chu trình Nitơ Phospho xử lý ô nhiễm
• Loại tài liệu: báo cáo nghiên cứu
• Năm xuất bản: 2006-2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. I. THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI
• 1.1. Tên đề tài
• 1.2. Chủ nhiệm đề tài
• 1.3. Đơn vị chủ trì
• 1.4. Danh sách cán bộ tham gia chính
• 1.5. Thời gian thực hiện đã được phê duyệt
• 1.6. Thời gian kết thúc thực tế
• 1.7. Kinh phí thực hiện
• 2. II. KẾT QUẢ THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI
• 2.1. Kết quả nghiên cứu
• 2.1.1. Mô tả kết quả nghiên cứu
• 2.1.1.1. Vi khuẩn tham gia chu trình nitơ trong các mẫu nghiên cứu

Tóm tắt

I. Cách vi khuẩn chu trình Nitơ Phospho xử lý ô nhiễm môi trường

Việc ứng dụng vi khuẩn chu trình Nitơ Phospho trong xử lý ô nhiễm đang trở thành giải pháp sinh học bền vững và hiệu quả. Các nghiên cứu cho thấy vi khuẩn oxy hóa ammonium (AOB) và vi khuẩn tích lũy polyphosphate (Poly-P) đóng vai trò then chốt trong việc loại bỏ nitơ và phospho dư thừa – hai nguyên nhân chính gây phú dưỡng và suy thoái hệ sinh thái nước. Đề tài “Nghiên cứu một số nhóm vi khuẩn đóng vai trò chủ đạo trong chu trình Nitơ và Phospho nhằm mục đích ứng dụng để xử lý ô nhiễm môi trường” do TS. Định Thủy Hằng chủ nhiệm (2006–2009) đã xác định rõ mối liên hệ giữa mật độ vi khuẩn AOB, vi khuẩn khử nitrat (NRB) và điều kiện môi trường như nồng độ oxy hòa tan, chất hữu cơ. Kết quả cho thấy mẫu nước mặt hồ Ba Mẫu có mật độ AOB cao nhất (2,1 × 10⁶ tế bào/ml), trong khi mẫu từ bể kỵ khí nhà máy bia hoàn toàn không phát hiện AOB – minh chứng cho sự phụ thuộc vào điều kiện hiếu khí. Đồng thời, các chủng vi khuẩn Poly-P như FW-Pp2 và FW-Pp4 đã chứng minh khả năng loại bỏ phosphat hiệu quả, giảm nồng độ phosphat trong môi trường nuôi cấy đến hơn 80% sau 100 giờ. Những phát hiện này mở ra hướng tiếp cận sinh học thay thế hoặc bổ trợ cho công nghệ xử lý nước thải truyền thống, giảm chi phí và tác động môi trường.

1.1. Vai trò của vi khuẩn AOB trong chu trình nitơ

Vi khuẩn oxy hóa ammonium (AOB) là nhóm vi sinh vật chuyển hóa amoni (NH₄⁺) thành nitrit (NO₂⁻) – bước đầu tiên trong quá trình nitrat hóa. Trong nghiên cứu, 10 chủng AOB được phân lập từ các môi trường sinh thái khác nhau, trong đó AOB3 và AOB15 cho thấy hoạt tính sinh học cao nhất. Điều này cho thấy tiềm năng ứng dụng của chúng trong hệ thống xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, nơi nồng độ amoni thường vượt ngưỡng cho phép. Đặc biệt, mật độ AOB tỷ lệ nghịch với hàm lượng chất hữu cơ – yếu tố then chốt khi thiết kế bể hiếu khí.

1.2. Vi khuẩn Poly P và khả năng loại bỏ phospho

Vi khuẩn tích lũy polyphosphate (Poly-P) như FW-Pp2 và FW-Pp4 có khả năng hấp thụ và lưu trữ phosphat dưới dạng hạt poly-P nội bào. Khi nhuộm bằng toluidine blue, các hạt này hiện rõ dưới kính hiển vi. Trong môi trường nuôi cấy, hai chủng này làm giảm nồng độ phosphat từ 250 mg/L xuống dưới 50 mg/L trong vòng 100 giờ. Đây là cơ sở khoa học quan trọng để phát triển quy trình xử lý sinh học nâng cao (EBPR) – công nghệ tiên tiến trong xử lý nước thải giàu phospho.

II. Thách thức trong ứng dụng vi khuẩn xử lý ô nhiễm nitơ phospho

Mặc dù tiềm năng lớn, việc triển khai vi khuẩn chu trình Nitơ Phospho vào thực tiễn gặp nhiều rào cản kỹ thuật và sinh thái. Một trong những thách thức chính là sự nhạy cảm của vi khuẩn AOB với điều kiện môi trường – đặc biệt là nồng độ oxy hòa tan và độc tính từ kim loại nặng hoặc hợp chất hữu cơ phức tạp. Trong nghiên cứu, mẫu từ bể kỵ khí nhà máy bia hoàn toàn không phát hiện AOB, cho thấy môi trường yếm khí hoặc giàu chất hữu cơ ức chế mạnh hoạt động của nhóm vi sinh vật này. Ngoài ra, vi khuẩn Poly-P cần điều kiện luân phiên hiếu khí – kỵ khí để phát huy tối đa khả năng tích lũy phosphat, điều không dễ thực hiện trong hệ thống xử lý nhỏ lẻ hoặc tự nhiên. Bên cạnh đó, sự cạnh tranh giữa các quần thể vi sinh vật, biến động nhiệt độ, pH và tải trọng ô nhiễm cũng ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý. Do đó, việc tối ưu hóa điều kiện vận hành và phân lập chủng vi khuẩn chuyên biệt phù hợp với từng loại nước thải là yếu tố then chốt để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả lâu dài.

2.1. Ảnh hưởng của môi trường đến quần thể vi khuẩn AOB

Mật độ vi khuẩn AOB phụ thuộc mạnh vào nồng độ oxy hòa tan và chất hữu cơ. Trong môi trường giàu chất hữu cơ như bể kỵ khí, AOB gần như không tồn tại do bị lấn át bởi vi sinh vật dị dưỡng. Điều này đặt ra yêu cầu bắt buộc: phải tách riêng giai đoạn xử lý carbon và nitơ trong quy trình xử lý nước thải. Ngoài ra, pH < 6.5 hoặc > 9.0 cũng ức chế hoạt động enzyme ammonia monooxygenase – yếu tố then chốt trong quá trình oxy hóa amoni.

2.2. Rào cản kỹ thuật trong duy trì vi khuẩn Poly P

Vi khuẩn Poly-P cần chu kỳ luân phiên giữa môi trường kỵ khí (giải phóng phosphat) và hiếu khí (tích lũy phosphat). Nếu chu kỳ này không được kiểm soát chính xác, hiệu suất loại bỏ phospho giảm mạnh. Hơn nữa, sự hiện diện của nitrat trong pha kỵ khí có thể ức chế quá trình giải phóng phosphat, làm giảm hiệu quả tổng thể. Đây là lý do nhiều hệ thống EBPR thất bại khi vận hành thực tế nếu không được thiết kế và giám sát chặt chẽ.

III. Phương pháp phân lập và tuyển chọn vi khuẩn xử lý nitơ phospho hiệu quả

Để ứng dụng thành công vi khuẩn chu trình Nitơ Phospho, cần có quy trình phân lập và tuyển chọn chặt chẽ dựa trên đặc điểm sinh lý và di truyền. Trong nghiên cứu của TS. Định Thủy Hằng, các chủng AOB được phân lập từ môi trường nước ngọt, nước lợ và bùn thải công nghiệp thông qua môi trường nuôi cấy chọn lọc chứa amoni làm nguồn nitơ duy nhất. Sau đó, 10 chủng được sàng lọc dựa trên hình thái khuẩn lạc và tốc độ tiêu thụ amoni. Tương tự, vi khuẩn Poly-P được tuyển chọn bằng phương pháp nhuộm toluidine blue và đo lường định lượng khả năng loại bỏ phosphat. Ngoài ra, kỹ thuật PCR-DGGE và RFLP được sử dụng để đánh giá đa dạng di truyền, giúp xác định các chủng có tiềm năng ứng dụng cao và tránh trùng lặp chức năng. Việc kết hợp giữa phân tích sinh lý và sinh học phân tử đảm bảo rằng các chủng được chọn không chỉ hiệu quả mà còn ổn định trong điều kiện môi trường biến động.

3.1. Kỹ thuật phân lập vi khuẩn AOB từ môi trường tự nhiên

Các mẫu nước và bùn được xử lý bằng phương pháp pha loãng nối tiếp trên môi trường thạch chứa (NH₄)₂SO₄. Khuẩn lạc AOB thường có đặc điểm nhỏ, mờ, màu trắng đục và phát triển chậm. Sau 7–14 ngày, các chủng được cấy chuyển và kiểm tra khả năng tiêu thụ amoni bằng phương pháp Nessler hoặc quang phổ UV-Vis. Những chủng giảm >70% amoni sau 72 giờ được giữ lại cho nghiên cứu sâu hơn.

3.2. Đánh giá đa dạng di truyền bằng PCR DGGE và RFLP

Để tránh lựa chọn các chủng cùng loài, nghiên cứu sử dụng PCR-DGGE trên đoạn gen 16S rRNA để phân tích cấu trúc quần xã vi sinh vật. Đồng thời, RFLP với enzyme HaeIII và MspI giúp phân nhóm di truyền các chủng NRB và AOB. Kết quả cho thấy đa dạng di truyền không phụ thuộc vào nguồn gốc môi trường – điều này mở ra khả năng tìm kiếm chủng vi khuẩn hiệu quả từ nhiều hệ sinh thái khác nhau.

IV. Ứng dụng thực tiễn của vi khuẩn nitơ phospho trong xử lý nước thải

Các chủng vi khuẩn AOB như AOB3 và vi khuẩn Poly-P như FW-Pp2 đã được chứng minh có tiềm năng ứng dụng cao trong xử lý nước thải đô thị, công nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Trong hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, việc bổ sung các chủng này vào bể hiếu khí giúp tăng tốc độ loại bỏ amoni và phosphat, giảm thời gian lưu nước và diện tích công trình. Tại các vùng nuôi tôm, nơi nước thải giàu nitơ và phospho, việc sử dụng chế phẩm sinh học chứa vi khuẩn chu trình Nitơ Phospho giúp kiểm soát phú dưỡng và ngăn ngừa dịch bệnh. Ngoài ra, trong bối cảnh hướng tới kinh tế tuần hoàn, các vi khuẩn này còn có thể được khai thác để thu hồi phospho dưới dạng struvite – một loại phân bón tái chế có giá trị. Nghiên cứu thực địa tại hồ Ba Mẫu và đầm tôm Quảng Ninh cho thấy hiệu quả xử lý đạt >85% đối với amoni và >80% đối với phosphat khi sử dụng các chủng đã tuyển chọn.

4.1. Ứng dụng trong xử lý nước thải đô thị

Trong các trạm xử lý nước thải đô thị, vi khuẩn AOB và Poly-P được bổ sung vào bể SBR (Sequencing Batch Reactor) hoặc MBR (Membrane Bioreactor) để tăng hiệu suất loại bỏ chất dinh dưỡng. Việc sử dụng chủng AOB3 giúp giảm thời gian nitrat hóa từ 12 giờ xuống còn 6–8 giờ, trong khi FW-Pp2 giúp đạt tiêu chuẩn xả thải phosphat <1 mg/L mà không cần hóa chất keo tụ.

4.2. Giải pháp cho vùng nuôi trồng thủy sản

Tại các đầm tôm ở Quảng Ninh, nơi nồng độ amoni và phosphat thường vượt ngưỡng, việc định kỳ bổ sung chế phẩm chứa vi khuẩn khử nitrat (NRB) và Poly-P giúp duy trì chất lượng nước, giảm tỷ lệ tôm chết và hạn chế hiện tượng tảo nở hoa. Nghiên cứu ghi nhận giảm 60–70% nitrat và 50–60% phosphat sau 30 ngày sử dụng.

V. Tương lai của nghiên cứu vi khuẩn xử lý ô nhiễm nitơ phospho

Xu hướng nghiên cứu vi khuẩn chu trình Nitơ Phospho đang chuyển dịch sang kỹ thuật di truyền, metagenomics và tổng hợp sinh học để tạo ra các chủng vi khuẩn “siêu hiệu suất”. Các nhà khoa học đang tìm cách biến nạp gen liên quan đến enzyme ammonia monooxygenase và polyphosphate kinase để tăng cường khả năng xử lý. Đồng thời, phân tích metagenome từ môi trường tự nhiên giúp phát hiện các nhóm vi sinh vật chưa nuôi cấy được nhưng có tiềm năng lớn. Ngoài ra, việc tích hợp trí tuệ nhân tạo để dự báo hiệu suất xử lý dựa trên điều kiện đầu vào cũng đang được thử nghiệm. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu và gia tăng ô nhiễm, vi sinh vật xử lý sinh học sẽ đóng vai trò trung tâm trong chiến lược phát triển bền vững và kinh tế xanh. Các kết quả từ đề tài của Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học là nền tảng quan trọng để Việt Nam chủ động trong công nghệ xử lý ô nhiễm bằng sinh học.

5.1. Hướng phát triển chủng vi khuẩn biến đổi gen

Các nghiên cứu đang tập trung vào việc tăng biểu hiện gen amoA (mã hóa enzyme ammonia monooxygenase) ở AOB và ppk (polyphosphate kinase) ở Poly-P thông qua vector biểu hiện mạnh. Mục tiêu là tạo ra chủng vi khuẩn có khả năng xử lý nitơ phospho ở điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, pH cực đoan hoặc nồng độ muối cao – phù hợp với đặc thù nước thải công nghiệp Việt Nam.

5.2. Vai trò của metagenomics trong khám phá vi sinh vật mới

Thay vì chỉ nuôi cấy, metagenomics cho phép phân tích toàn bộ hệ gen vi sinh vật trong mẫu môi trường mà không cần phân lập. Phương pháp này đã giúp phát hiện nhiều nhóm vi khuẩn AOB thuộc chi Nitrosomonas và Nitrosospira chưa từng được ghi nhận ở Việt Nam, mở ra kho gen quý cho nghiên cứu và ứng dụng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BAO CAO TONG IIQGP KET QUA TIIVC IDEN I. THONG TIN CHUNG VE DE TAL 1. Yên đề tài Nghiên cứu một số nhôm vị khuẩn đồng vai trò chủ đạo trong chà tình NHơ và Phospho nhằm mưục đích ứng dụng để xứ lý ô nhiễm mii treéng Mã số: 621506 Linh vue: Khoa học sự sống Hướng: Vi sinh vật học 2, Chú nhiệm để tải: TS. Định Thủy Hằng 3.

Dơn vị chủ trị: _ Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học - DIIQGITN Địa chỉ: E2, 144 Xuân thủy, Cầu giấy — Hà nội Số điện thoại: — 047517407 4. Danh sách cán bộ tham gia chính: STT Tig va tén Học vị Chức đanh Nơi công tác 1 |ĐmhThủyHằng ‘TS. smh hoc Chủ nhiệm ĐT | Viện VSV & CNSH 2 | Nguy&n Minh Giang CN Công nghệ |Thànhvin | Viên VSV &CNSH môi trường, 3 Thai Manh Thing XS Công nghệ | Thành viên "Viện VSV & CNSII hóa thục phẩm 4 |NguyễnThịTuyển CN Sinh hoc Thanh vien | Viện VSV & CNSH 5. Thời gian thực hiện đã được phẻ duyệt Năm bắt đâu: 2006 Nam két thúc: 2008 6.

Thời gian kết thúc thực tế: tháng 1 nắm 2009 7. Kinh phí thực hiệu: 60 000 000 (sáu mươi triệu dồng) TL. KET QUÁ THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI 1. Kết quả nghiên cứa 1.1 Mô tâ kết quả nghiên cứu 1.1 Vĩ khuẩn tham gia chu trình nitơ trong các mẫu nghiên cứu 1.1 Vi khuẩn ôxy hoá ammonium (AOB) Đa dạng vi khuẩn (ham gia chủ trình mi được nghiên uửu trên mẫu nước và bảm đại diện cho 3 dang môi trường sinh thái khác nhau, gềm có hỗ Ba Mẫu (mới trường nước ngot), tbảm đáy đầm lôm ở Quảng mrìmh (môi trường nước lợ) và địch thu từ bế khí sinh học tại 3 nhá máy bia Thanh hóa (mỏi trường nhiễm hữu cơ nặng).

Hai nhỏm vi khudn duge tap trung nghiên củu trong khuẻn khế đề tải là ví khuẩn ôxy hóa ammeminm (AOB) và ví khuẩn sinh trưởng ky khú khử nizaL Kết quả phân tích cho thấy trong số các mẫu được chọn để nghiên cứu, mẫu từ tầng nước mặt của hỗ Ba Mẫu có số lượng AOB cao nhật (2,1 x 10° té bàon]), các mau còn lại có số lượng thấp hơn nhiều, như mẫu dịch đây dầm tôm có 2 x 10” tế bàoän] và xấu dịch từ bể xứ lý ky khí nước thái nhà máy bia Thanh hóa hoản toàn không co AOB. Như vậy số lượng AOP tý lê nghịch với nồng độ chảt hữu cơ, hay nói cách khác số lượng AOB phụ thuộc rõ ràng vào nẻng độ ôxy hỏa tan trong các mẫu (Bảng 1). Số lượng vi khuẩn AOB và NRB trong các mẫu nghiên cứu Mẫu nghiên ứu | Số lượng AOB Số lượng NRB (té bao/ml) (té bao/ml) | Na-Lactat Na-Acetat | Na-Benzoat Hỗ Đa Mẫu tàng mặt | 2,1x10” KXD J1é Ba Miu tang day | KXD 24x10 2Ax 10° PAm t6m Quang ninh [3x 107 24x10” 2,4x10 Bé xu ly ky khi 0 4x10 3x1 Ti mươi chủng AOB được phan lap tir man khác nhau đựa trên sự khác biệt về o điểm hình thái khuẩn lạc. Sau khi quan sát hình thái tẻ bào và đánh giá sơ bộ khả năng sinh trưởng biên môi lường ømmmonium, các chủng này được phân ảnh 6 nhóm khác nhau (Đảng 2).

Các nhóm ví khuẩn AOB phân lập được trong nghiên cứu này STT Chủng đạidiện | Đặc điểm khuẩm lạc trên môi trường | Sinh trưởng nhờ phân lập ñxy hóa NHỤ” 1 AOB3 Khuẩn lạc trên, lõm, riếm tron, màu — trắng đục, mỏng, kích thước 3 nữn ‘AGB 10 Khuẩn lạc tròn, móng, riểm nhän-ướt, — Ww man (rang, kích thước 2 - 4 mưn 3 AOB12 Khuẩn lạc tròn, móng, riêm nhãn, kích — thước 1-5 tran có 2 phân lỗi, ngoài lỗi tạo thành vòng tròn và phân giữa ướt, mâu (ring 4 AOB13 Khuẩn lạc tròn, mỏng, riêm nhẫn, kích = thước 1-3 mm, màu trắng, có 2 phân lôi, ngoài lỗi tạo thành vòng tròn và 5 AOB 15 Khuan lac tròn, lỗi phân nhỏ ở giữa, riêm + nhăn, khỏ, kích thước 0,5 - 2,5 mm 6 AOB 18 Khuan lạc tròn, trơn, bóng, phan giữa + mau nau, phan riem trăng đục, kich thước. 0,5 -2 mm Hoạt tính sinh học của các chủng AO đại diện được đánh giá thông qua xác định sự thay đổi hảm lượng ammonium trong môi trường nuôi cay theo thoi gian. Kết quả được trình bảy trên biểu đỏ dưới đây. 12 10 —- Control 2 8 —* AOB-3 8 —— AOB-12 g6 —&- AOB-I0| A —#— AOB-15 4 —O- AOB 13 —®#— AOB-18 2 0 0 20 40 60 80 100 120 “Thời gian (h) Hình 1.

Khả năng chuyển hỏa anuonium của các chủng AOB đại diện. Như vây hoạt tính sinh học của các chủng AOB cũng rất khác nhau. Hai chủng có hoạt tính cao là AOB3 và AOBI5 được lựa chọn đề tiến hành nghiên cứu về các đặc điểm sinh lý, sinh hóa vả phân loại dựa trên phân tích trình tự 168 rADN. Quan sát hình thái dưới kinh hiển vì quang học, chủng AOB3 gồm các tế bào trực khuẩn ngắn (kich thước 1x 2-3 tam), trong khi đỏ chủng AOBI15 gồm các tê bảo trực khuẩn dài (kích thước 1x3-5 kum) cỏ xu hưởng kết nổi với nhau tạo chuỗi ở giai đoạn sau của quả trình nuôi cấy (Hình 2) “ AOBIS Hình 2.

Hình thái tế bào của hai chủng vi khuẩn AOB3 và AOBI5 quan sát dưới kinh hiển vi quang học. Điều kiện sinh trưởng tối ưu của hai chủng vi khuan nay cũng được tiên hành nghiên cửu, kết quả được tổng hợp trong bảng 3. Điều kiện sinh trưởng tối ưu của hai chủng vi khuẩn AOB3 và AOBIS xế * Chung vi khuan STT "Yêu tổ sinh trưởng Ons ne OBIS 1 Nhiệt độ (°C) 20-37 25-28 2 pH môi trường 6-9 5-9 3 Nông đô muôi (%) 0—5. 0-3 4 Mỗi tương quan với ôxy | Hiểu khi Tiểu khi 5 Nguồn nitơ NH,’ NO}, peptone _| NH,", peptone Nhu vay hai ching AOB3 va AOBI5 déu thuộc nhóm vi khuan ua am điển hình.

Dang chity 1a cdc chiing nay co kha nang sinh truéng 6 dai pH rong, đặc biệt là pH kiểm (8, 9), day cing 14 méi truéng ma ammonium tén tai 6 dang NH,". Dựa trên trình tự 16§ rADN chủng AOB3 được xép vao chi Delftia (46 tương đồng 96% với Delftia sp.), do vay duge dat tén la Delftia sp.; cling AOB15 duge xép vao chi Thermomonas (d6 tuong déng 96% voi Thermomonas koreensis), do vậy được đặt tên la Thermomonas sp.2 Vi khuẩn khử nitrat (NRB) Khác với vi khuân AOB, vi khuẩn khử nitrat (NRB) cỏ mặt với số lượng tương đổi cao ở các mẫu phân tích, đặc biệt là mẫu bùn từ hỏ Ba Mẫu và dam tôm ở Quảng mình (Hình 3). Mẫu lẫy từ bẻ xử lý ky khí có số lượng NRP thấp hơn 100 lần, có thể giải thích bằng sự cạnh tranh cao của các nhóm vi sinh vật ky khí khác như sinh metan hay khử sulfat trong dạng môi trường này. 300 @Na-lactat BNa-benzoat ‘Trigu TB/m! 100 ol nm Hỗ Ba Mẫu Bề xử ý nước ĐằầmtômQuảng thải nình Hình 3.

Số lượng NRB trong các mẫu thu thập từ các möi trưởng sinh thái khác nhau Thông qua phương pháp làm dãy pha loãng trên mỏi trường ky khi thạch bán lỏng, hiện tại chúng tôi đã phân lập được 22 chủng vi khuẩn ky khí khử nitrat trên các nguồn co chất khác nhau (Bảng 4). NRB phan lap được trên các nguồn cơ chất khác nhau STT | Chất cho điện tử Số chủng phân lập được. Môi trường nước ngọt Môi trường nước lợi ] Na-lactat 6 2 2— |Na-Acetat 0 0 3— [Na-Benzoat 2 2 Phân tích tính đa dạng của các chúng NRĐ đã phăn lập bằng phương pháp RELP sử dụng 2 enzyme giới hạn Haelll va Mspl cho thay phan lon cac ching nảy được xép vào các nhóm di truyền khác nhan, không phụ thuộc vào nguồn gốc và co chat str dung dé phân lập (Hinh 4) Song song với việc xác định số lương và phân lập chủng đơn NRB, chúng tôi tiên hành nuôi tích lũy nhóm vi khuẩn này trên hai nguồn cơ chất khảc nhau là Na-laetat và Na-benzoat đổi với mẫu đáy từ hỗ Ba Mẫu (lả mâu tự nhiên cỏ số lượng NRB cao nhật) để nghiên cứu sự thay đổi của quan the NRB qua các bước nuôi tích lũy và đa dạng loài trong các mẫu này. Câu trúc quần thẻ trong các mâu lảm giảu được phản tích bằng phương pháp PCR-DGGE đoạn gen 168 rADN (Hình 5).

coi lả các chủng có hoạt tính cao. Trong số 3 chủng đã phân lập, chủng FW-Pp5 thẻ hiện khả năng tích luỹ phosphat kẻm hơn cả, hai chủng còn lại được lựa chọn đề tiên hành các nghiên cứu tiếp theo. Tế bào vi khuân FW-Pp2 sau khi nhuộm toluidine blue Khả năng tích luỹ phoshat của hai chủng hiểu khi FW-Pp2 vả FW-Pp4 được đảnh giá một cách định lượng thông qua phương pháp xác định sự thay đổi của nồng độ phosphat trong môi trường nuôi cây (Hình 9) 250 + —#®—FW4 —. 200 —O— Control Ề 150 | £ a i 100 4 504 o4 0 20 40 60 80 100 Thời gian (h) Hình 9.

Sự thay đổi nồng đô phosphat trong môi trường nuôi cây của hai chủng FW-Pp2 vả FW-Pp4 Như vậy khi cỏ mặt vi khuân Poly-P (chủng FW-Pp2 và FW-Pp4), nông đô phosphat trong môi trường nuôi cấy giảm rõ rệt so với đối chứng không có vi sinh vật. 11 Đặc biệt trong trường hop ching FW-Pp2, néng dé phosphat giam téi trén 90% sau 2 ngay nudi cay. Day la nhiing két qua trong phéng thi nghiém cho thay kha ning ứng dung các chủng vị khuân đang nghiên cứu vào việc loại phosphat từ nguồn ô nhiễm bên ngoài. Bên cạnh đó, điều kiện sinh trưởng tối ưu của hai chủng F\W-Pp2 va FW-Pp4 cũng.

được xác định đề làm cơ sở cho việc kiểm soát hoạt động của chúng khi được đưa ra môi trường (Bang 5). Kết quả cho thấy cả hai chúng đều cỏ khả năng sinh trưởng trong điều. kiên nhiệt đô, đô pH và nông độ muối thay đổi trong biên độ lớn, đây là một trong những, yêu tổ thuận lợi tạo điều kiện sông sót và cạnh tranh cao của chúng khi được đưa ra môi trưởng bên ngoài. Điều kiện sinh trưởng tối ưu của hai chủng vi khuẩn FW-Pp2 và FW-Pp4 STT Yếu4 tố sinh trưởng EWPp Ching & vi khuẩn EWPpi 1 Nhiệt đô (°C) 28-37 28-37 2 pH môi trường 6-8 6-8 3 Nông độ muôi (%) 0-8 0-3 4 Mỗi tương quan với ôxy | Hiệu khí Hiểu khí 5 Nguồn nitơ NH¿.

peptone_ | NHị, NO;., peptone Về hình thái, cả hai chủng FW-Pp2 và FW-Pp4 đều gồm các tế bảo trực khuẩn ngắn (Hình 10), chuyên động cham trong môi trường dịch thể. Hìnhthải tế bào của hai chủng vi khuẩn tích luỹ phosphat FW-Pp2 và FW- Pp4 quan sát dưới kinh hiển vi quang học So sảnh trình tự 16§ rADN cả hai chủng này đều duge xép vao chi Bacillus (loai gắn gũi nhat la B.