Luận án tiến sĩ nghiên cứu vi khuẩn chuyển hóa nitơ trong nền đáy vùng nuôi tôm hùm panulirus sp phục vụ nuôi trồng thủy sản

Luận án tiến sĩ nghiên cứu vi khuẩn chuyển hóa nitơ trong nền đáy vùng nuôi tôm hùm Panulirus sp, ứng dụng hiệu quả trong nuôi trồng thủy sản bền vững.

• Tác giả: Trương Phước Thiên Hoàng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Phú Hòa
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
• Đề tài: Nghiên cứu vi khuẩn chuyển hóa nitơ trong nền đáy vùng nuôi tôm hùm (Panulirus sp.) phục vụ nuôi trồng thủy sản
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• Trang tựa
• Lời cam đoan
• Danh sách chữ viết tắt
• Danh sách các bảng
• Danh sách các hình
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tổng quan tình hình nuôi tôm hùm lồng bè
• 1.2. Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước vùng nuôi tôm hùm Vịnh Xuân Đài
• 1.3. Vi sinh vật trong môi trường nước mặn
• 1.4. Sơ đồ chu trình chuyển hóa nitơ trong hệ sinh thái biển
• 1.5. Các quá trình chuyển hoá nitơ và vai trò các nhóm vi khuẩn tham gia chuyển hóa
• 1.6. Đặc điểm của các nhóm vi khuẩn tham gia quá trình chuyển hóa Nitơ
• 1.6.1. Đặc điểm sinh học của vi khuẩn Bacillus
• 1.6.2. Đặc điểm sinh học của vi khuẩn Rhodococcus
• 1.6.3. Đặc điểm sinh học của vi khuẩn Pseudomonas
• 1.6.4. Đặc điểm sinh học của vi khuẩn Stenotrophomonas
• 1.6.5. Đặc điểm sinh học của các nhóm vi khuẩn chuyển hóa nitơ khác
• 1.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhân sinh khối vi khuẩn
• 1.7.1. Nguồn khoáng và vitamin
• 1.7.2. Thời gian nuôi cấy
• 1.7.3. Động học của quá trình vi sinh vật
• 1.8. Sơ lược về ma trận Plackett - Burman và Box - Behnken
• 1.8.1. Giới thiệu phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM)
• 1.8.2. Ma trận Plackett - Burman
• 1.8.3. Ma trận Box-Behnken (BBD)
• 1.9. Các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường nước nuôi tôm thẻ chân trắng
• 1.9.1. Ammonia tổng cộng (TAN - Total Ammonia Nitrogen)
• 1.9.2. Nitrite và Nitrate
• 1.10. Tình hình nghiên cứu ứng dụng của vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản
• 1.10.1. Tình hình ứng dụng vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản trong nước
• 1.10.2. Tình hình ứng dụng vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản trên thế giới
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp thu mẫu bùn đáy
• 2.2.1. Vị trí thu mẫu
• 2.2.2. Phương pháp phân tích hóa lý của mẫu bùn
• 2.3. Nội dung 1: Phân lập và định danh vi khuẩn chuyển hóa Nitơ từ nền đáy vùng nuôi tôm hùm
• 2.3.1. Phân lập và định danh vi khuẩn Bacillus sp.
• 2.3.1.1. Phân lập vi khuẩn Bacillus sp.
• 2.3.1.2. Phương pháp định danh sinh hóa vi khuẩn Bacillus sp.
• 2.3.1.3. Phương pháp định danh sinh học phân tử vi khuẩn Bacillus sp.
• 2.3.2. Phân lập và định danh vi khuẩn chuyển hóa ammonia (AOB)
• 2.3.2.1. Môi trường phân lập vi khuẩn chuyển hóa ammonia (phụ lục 1)
• 2.3.2.2. Các bước phân lập nhóm vi khuẩn chuyển hóa ammonia
• 2.3.2.3. Phương pháp định danh sinh hóa vi khuẩn AOB
• 2.3.2.4. Phương pháp định danh sinh học phân tử vi khuẩn AOB
• 2.3.3. Phương pháp phân lập vi khuẩn chuyển hóa nitrite (NOB)
• 2.3.3.1. Môi trường phân lập vi khuẩn chuyển hóa nitrite
• 2.3.3.2. Các bước phân lập vi khuẩn chuyển hóa nitrite (NOB)
• 2.3.3.3. Phương pháp định danh sinh hóa vi khuẩn NOB
• 2.3.3.4. Phương pháp định danh sinh học phân tử vi khuẩn NOB
• 2.3.4. Khảo sát quá trình chuyển hóa ammonium, nitrite, nitrate của các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn
• 2.3.5. Khảo sát khả năng chịu mặn của các chủng vi khuẩn
• 2.4. Nội dung 2: Tạo chế phẩm vi sinh dạng lỏng và dạng bột
• 2.4.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng nuôi cấy và tối ưu hóa thành phần môi trường lên men tạo chế phẩm dạng lỏng của các chủng vi khuẩn
• 2.4.1.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng sinh khối ba chủng vi khuẩn
• 2.4.1.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo chế phẩm dạng lỏng
• 2.4.1.3. Tối ưu hóa các thành phần môi trường nhân sinh khối của 3 chủng vi khuẩn bằng phương pháp đáp ứng bề mặt (RMS)
• 2.4.2. Chế tạo chế phẩm vi sinh dạng bột
• 2.4.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện sản xuất của các chủng vi khuẩn trên môi trường bán rắn
• 2.4.2.2. Bảo quản chế phẩm vi sinh dạng bột
• 2.5. Nội dung 3: Đánh giá chuyển hóa nitơ của các chủng vi khuẩn trong nuôi trồng thủy sản
• 2.5.1. Đánh giá sự chuyển hóa N của các chủng vi khuẩn trong nước ao nuôi tôm thẻ chân trắng ở qui mô phòng thí nghiệm
• 2.5.2. Đánh giá sự chuyển hóa N của các chủng vi khuẩn trong nuôi tôm thẻ chân trắng giai đoạn ương giống ở qui mô bể xi-măng 1m3
• 2.5.3. Chỉ tiêu đánh giá
• 2.5.4. Xử lý thống kê
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nội dung 1: Phân lập và định danh vi khuẩn chuyển hóa Nitơ từ nền đáy vùng nuôi tôm hùm
• 3.1.1. Các chỉ tiêu môi trường trong mẫu bùn được thu ở Vùng Vịnh Xuân Đài
• 3.1.2. Nhóm vi khuẩn Bacillus sp.
• 3.1.2.1. Kết quả phân lập vi khuẩn Bacillus chuyển hóa ammonia
• 3.1.2.2. Chọn lọc khả năng xử lý ammonia của các vi khuẩn phân lập được
• 3.1.2.3. Kết quả định danh sinh hóa của các chủng vi khuẩn Bacillus sp.
• 3.1.2.4. Kết quả định danh sinh học phân tử các chủng vi khuẩn Bacillus sp.
• 3.1.2.5. Kết quả đánh giá khả năng chuyển hóa ammonia của các chủng vi khuẩn Bacillus sp.
• 3.1.3. Kết quả phân lập vi khuẩn chuyển hóa ammonia (AOB) từ mẫu bùn
• 3.1.3.1. Kết quả xác định vi khuẩn chuyển hóa ammonia có trong mẫu bùn
• 3.1.3.2. Kết quả đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn phân lập được
• 3.1.3.3. Kết quả xác định khả năng chuyển hóa NH3 của các chủng vi khuẩn
• 3.1.3.4. Kết quả định danh sinh hóa các chủng vi khuẩn
• 3.1.3.5. Kết quả định danh bằng giải trình tự vùng 16S – rRNA
• 3.1.3.6. Kết quả đánh giá khả năng chuyển hóa ammonia của các chủng vi khuẩn tuyển chọn
• 3.1.4. Kết quả phân lập vi khuẩn chuyển hóa nitrite từ mẫu bùn
• 3.1.4.1. Kết quả xác định vi khuẩn chuyển hóa nitrite có trong mẫu bùn
• 3.1.4.2. Kết quả đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn phân lập được
• 3.1.4.3. Kết quả xác định khả năng chuyển hóa NO2- của các chủng vi khuẩn
• 3.1.4.4. Kết quả định danh sinh hóa các chủng vi khuẩn
• 3.1.4.5. Định danh vi khuẩn bằng phân tích trình tự gen 16S rRNA
• 3.1.4.6. Kết quả đánh giá khả năng chuyển hóa nitrite của các chủng vi khuẩn tuyển chọn
• 3.1.5. Khảo sát khả năng chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ và khả năng chịu mặn của các nhóm vi khuẩn thuộc chi Bacillus, AOB và NOB
• 3.1.5.1. Khảo sát khả năng chuyển hóa NO2-, NO3- và khả năng chịu mặn của các chủng vi khuẩn Bacillus, vi khuẩn AOB
• 3.1.5.2. Khảo sát khả năng chuyển hóa NH4- và NO3- và khả năng chịu mặn của nhóm vi khuẩn NOB
• 3.2. Nội dung 2: Tạo chế phẩm vi sinh dạng lỏng và bột
• 3.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng nuôi cấy và tối ưu hóa thành phần môi trường lên men tạo chế phẩm dạng lỏng của các chủng vi khuẩn
• 3.2.1.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng sinh khối ba chủng vi khuẩn
• 3.2.1.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo chế phẩm dạng lỏng
• 3.2.1.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nạp giống đến quá trình nhân sinh khối vi khuẩn
• 3.2.1.4. Tối ưu hóa các thành phần môi trường nhân sinh khối của 3 chủng vi khuẩn bằng phương pháp đáp ứng bề mặt (RMS)
• 3.2.2. Tạo chế phẩm vi sinh dạng bột
• 3.2.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện sản xuất của các chủng vi khuẩn trên môi trường bán rắn
• 3.2.2.2. Tạo chế phẩm vi khuẩn dạng bột
• 3.3. Nội dung 3: Đánh giá chuyển hóa nitơ của các chủng vi khuẩn trong nuôi trồng thủy sản
• 3.3.1. Đánh giá sự chuyển hóa N của các chủng vi khuẩn trong nước nuôi tôm thẻ chân trắng (không có tôm) ở qui mô phòng thí nghiệm
• 3.3.1.1. Đánh giá sự chuyển hóa N của các chủng vi khuẩn
• 3.3.1.2. Đánh giá mật độ vi sinh vật khi bổ sung chế phẩm vi sinh
• 3.3.2. Đánh giá sự chuyển hóa N của các chủng vi khuẩn trong bể nuôi tôm thẻ chân trắng giai đoạn ương giống ở qui mô bể xi-măng 1m3
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN ĐÃ CÔNG BỐ

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu về vi khuẩn chuyển hóa nitơ trong nền đáy vùng nuôi tôm hùm (Panulirus sp.) là một lĩnh vực quan trọng trong nuôi trồng thủy sản. Việc tìm hiểu về các chủng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitơ giúp cải thiện chất lượng môi trường nuôi tôm, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất. Nghiên cứu này được thực hiện tại Vịnh Xuân Đài, tỉnh Phú Yên, nơi có điều kiện nuôi tôm hùm phát triển mạnh mẽ. Mục tiêu chính là phân lập và định danh các chủng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa ammonia và nitrite, từ đó ứng dụng vào thực tiễn nuôi trồng thủy sản.

II. Phân lập và định danh vi khuẩn

Quá trình phân lập và định danh các chủng vi khuẩn từ mẫu bùn đáy được thực hiện trong 12 tháng. Các mẫu bùn được thu thập từ các lồng bè nuôi tôm hùm. Kết quả cho thấy có nhiều chủng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitơ, trong đó nổi bật là Bacillus licheniformis B85, Pseudomonas stutzeri KL15, và Rhodococcus rhodochrous T9. Các chủng này được xác định thông qua phương pháp sinh hóa và phân tích gen 16S rRNA. Việc xác định chính xác các chủng vi khuẩn này là rất quan trọng để phát triển các chế phẩm sinh học phục vụ cho quản lý chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản.

III. Tạo chế phẩm vi sinh

Nghiên cứu đã phát triển môi trường lên men phù hợp cho các chủng vi khuẩn. Môi trường này được tối ưu hóa để đạt được mật độ vi khuẩn cao nhất. Kết quả cho thấy, chế phẩm vi sinh dạng bột có mật độ vi khuẩn đạt 10^9 CFU/g, được bảo quản ở nhiệt độ lạnh 4-8°C cho hiệu quả tốt nhất. Việc tạo ra chế phẩm vi sinh này không chỉ giúp xử lý môi trường mà còn nâng cao sức khỏe cho tôm hùm trong quá trình nuôi trồng. Chế phẩm này có thể được sử dụng định kỳ để kiểm soát hàm lượng TAN, NO2 và NO3 trong nước nuôi.

IV. Đánh giá hiệu quả xử lý môi trường

Kết quả đánh giá cho thấy chế phẩm vi sinh có khả năng kiểm soát tốt hàm lượng nitơ trong nước nuôi tôm thẻ chân trắng. Sử dụng chế phẩm với tỷ lệ 0,5% và mật độ 10^8 CFU/g cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc giảm thiểu ô nhiễm nitơ. Điều này không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn tăng cường sức khỏe cho tôm hùm, từ đó nâng cao năng suất nuôi trồng. Việc ứng dụng các chủng vi khuẩn này trong thực tiễn nuôi trồng thủy sản là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển bền vững ngành nuôi tôm hùm.

V. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc ứng dụng vi khuẩn chuyển hóa nitơ trong nuôi trồng thủy sản có thể mang lại nhiều lợi ích. Các chủng vi khuẩn được phân lập và định danh có khả năng chuyển hóa nitơ hiệu quả, góp phần cải thiện chất lượng môi trường nuôi tôm hùm. Khuyến nghị cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các chủng vi khuẩn khác và mở rộng ứng dụng chế phẩm vi sinh trong các mô hình nuôi trồng khác nhau để tối ưu hóa hiệu quả sản xuất.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ chuyên ngành Công nghệ Sinh học (Mã số: 9.01) với đề tài "Nghiên cứu vi khuẩn chuyển hóa nitơ trong nền đáy vùng nuôi tôm hùm (Panulirus sp.) phục vụ nuôi trồng thủy sản" do nghiên cứu sinh Trương Phước Thiên Hoàng thực hiện tại Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Phú Hòa và PGS.TS. Phạm Công Hoạt, bảo vệ năm 2022. Một phần kết quả nghiên cứu thuộc đề tài cấp nhà nước mã số ĐTĐL.CN-60/15 do PGS. Nguyễn Phú Hòa làm chủ nhiệm.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Trong giai đoạn 2010 – 2019, nghề nuôi tôm hùm tại Việt Nam phát triển nhanh với số lượng lồng nuôi tăng bình quân 18,2%/năm, thể tích lồng tăng 16,2%/năm và sản lượng tăng 6,2%/năm. Hai tỉnh Phú Yên và Khánh Hòa tập trung 185.166 lồng nuôi (năm 2019), chiếm 97,8% số lượng lồng và 95% sản lượng tôm hùm cả nước (2.273 tấn). Tuy nhiên, phương thức nuôi phụ thuộc hoàn toàn vào thức ăn tươi (cá tạp, giáp xác, thân mềm) với hệ số chuyển đổi thức ăn (FCR) rất cao, dao động từ 26,00 ± 1,41 đến 26,60 ± 5,02 đối với loài Panulirus homarus. Để sản xuất 1 kg tôm hùm thương phẩm, ước tính có khoảng 15 kg chất thải rắn thải trực tiếp ra vùng vịnh. Chất thải lồng nuôi chứa trên 45% nitơ và 22% chất hữu cơ khác, gây hiện tượng phú dưỡng, tích tụ khí độc ammonia ($NH_3$), nitrite ($NO_2^-$), hydro sulfide ($H_2S$) ở tầng đáy, làm suy giảm chất lượng nước và gây hiện tượng tôm chết hàng loạt tại Vịnh Xuân Đài.

Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là việc thiếu hụt các nghiên cứu phân lập và tuyển chọn có hệ thống các chủng vi khuẩn bản địa có hoạt tính chuyển hóa nitơ mạnh, thích nghi tốt với độ mặn tự nhiên của nước biển từ nền đáy lồng bè nuôi tôm hùm, từ đó tối ưu hóa quy trình công nghệ lên men tạo chế phẩm sinh học dạng lỏng và dạng bột ứng dụng xử lý môi trường nước nuôi trồng thủy sản.

Mục tiêu nghiên cứu

Phân lập và tuyển chọn các chủng vi sinh vật có nguồn gốc từ nền đáy vùng nuôi tôm hùm ở Vịnh Xuân Đài, tỉnh Phú Yên có khả năng chuyển hóa nitơ nhằm làm cơ sở khoa học trong việc chọn lựa các chủng vi khuẩn hữu ích để tạo chế phẩm vi sinh dạng lỏng, dạng bột và thử nghiệm hiệu quả của chế phẩm trên bể ương nuôi tôm thẻ chân trắng giai đoạn postlarvae 5.

Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu

1. Phân lập, tuyển chọn và định danh các nhóm vi khuẩn chuyển hóa ammonia và nitrite từ bùn ở nền đáy vùng nuôi tôm hùm Vịnh Xuân Đài, Phú Yên.
2. Tạo chế phẩm vi khuẩn dạng lỏng và chế phẩm vi khuẩn dạng bột (khảo sát các yếu tố ảnh hưởng, tối ưu hóa môi trường nhân sinh khối bằng phương pháp bề mặt đáp ứng và đánh giá thời gian bảo quản).
3. Đánh giá khả năng cải thiện chất lượng nước của nhóm vi khuẩn chuyển hóa nitơ ở nước nuôi tôm thẻ chân trắng trong phòng thí nghiệm và mô hình nuôi ương giống tôm thẻ chân trắng giai đoạn postlarvae 5 ở bể xi măng quy mô 1 $m^3$.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Mẫu bùn đáy vùng nuôi tôm hùm; các chủng vi khuẩn chuyển hóa ammonia, nitrite, nitrate; chế phẩm vi sinh dạng lỏng và dạng bột; ấu trùng tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) giai đoạn postlarvae 5.
• Phạm vi không gian: Thu mẫu bùn đáy tại 11 lồng nuôi (lồng treo và lồng chìm) ở Vịnh Xuân Đài, thị xã Sông Cầu, tỉnh Phú Yên; các thí nghiệm vi sinh, lên men và thử nghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Công nghệ Vi sinh (Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường) và Trại thực nghiệm Khoa Thủy sản, Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM.
• Phạm vi thời gian: Thu mẫu bùn định kỳ 12 tháng từ tháng 8/2016 đến tháng 7/2017; các nội dung nghiên cứu thực nghiệm được triển khai từ tháng 8/2016 đến tháng 8/2020.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trong nước và quốc tế

Tác giả đã tổng thuật các công trình nghiên cứu về vi sinh vật chuyển hóa nitơ và ứng dụng chế phẩm sinh học trong nuôi trồng thủy sản:

Tác giả & Năm	Đối tượng & Nội dung nghiên cứu chính	Kết quả / Thông số kỹ thuật ghi nhận
Lại Thúy Hiền (2008)	Phân lập và sản xuất chế phẩm Nitrobact 1, 2	Ứng dụng xử lý nước ao nuôi tôm tại Thừa Thiên Huế đạt hiệu quả kinh tế và môi trường
Phạm Thị Tuyết Ngân (2012)	Quần thể vi khuẩn chuyển đạm trong bùn ao tôm sú (Penaeus monodon)	Phân lập 4 chủng Bacillus cereus (B8, B9, B37, B38), 1 chủng B. amyloliquefaciens B41, 1 chủng B. subtilis B67, 2 chủng Nitrosomonas nitrosa (S8, S12), 2 chủng Nitrobacter winogradskyi (N10, N12)
Lê Thanh Huyền và ctv (2014)	Vi khuẩn oxy hóa ammonium tại Tiên Lãng và Cát Hải (Hải Phòng)	Tuyển chọn chủng vi khuẩn có tốc độ loại bỏ ammonium 18,72 – 25,34 $g/m^3/ngày$ (trung bình 20,95 $g/m^3/ngày$)
Trần Đình Vũ Nguyên và ctv (2014)	4 chủng Bacillus phân lập từ tôm hùm bông (Panulirus ornatus)	Xác định khả năng sinh protease ngoại bào và hoạt tính kháng khuẩn đối kháng Vibrio owensii DY05
Phạm Thị Tuyết Ngân và ctv (2020)	Vi khuẩn chuyển hóa đạm từ bùn đáy ao tôm thẻ chân trắng	Chủng TB7.2 oxy hóa ammonia đạt hiệu suất 39,02%; chủng TB6.2 oxy hóa nitrite đạt 27,8%, sinh ra 7,8 mg/L nitrate sau 5 ngày
Grommen và ctv (2002, 2004)	Chế phẩm probiotic ABIL (Nitrosomonas, Nitrobacter)	Liều 3 – 5 mg/L loại bỏ TAN và $NO_2^-$ trong bể lọc tuần hoàn nước ngọt và nước lợ sau 4 – 14 ngày; chứng minh Nitrospira chiếm ưu thế
Zhang và ctv (2011)	Chủng Pseudomonas stutzeri YZN-001	Chuyển hóa 275,08 mg/L $NO_2^-$ sau 24 giờ và chuyển hóa hoàn toàn 171,4 mg/L $NO_3^-$ sau 18 giờ
Lucy Towers (2014)	Chế phẩm Sanolife Bacillus trên tôm hùm bông tại Vịnh Cam Ranh	Bổ sung 4 – 8 g/kg thức ăn giúp ức chế Vibrio, cải thiện chu kỳ lột xác và tỷ lệ đẻ trứng
Sarmila Muthukrishnan và ctv (2015)	Vi khuẩn phân lập từ nước thải nuôi tôm trong môi trường 2% NaCl	Đạt hiệu suất chuyển hóa TAN là 73,80% và chuyển hóa nitrite là 91,61% sau 5 ngày
Lei Yang và ctv (2016)	Giải trình tự gen 16S rRNA định danh vi khuẩn khử nitrate	Định danh 3 chủng Acinetobacter junii, Pseudomonas putida và Pseudomonas aeruginosa từ mẫu bùn

Khoảng trống luận án giải quyết

Phần lớn các chế phẩm vi sinh thương mại hoặc các nghiên cứu trước đây tập trung vào môi trường nước ngọt hoặc ao nuôi nước lợ thâm canh. Nguồn vi sinh vật bản địa tại các vùng vịnh nước mặn mở nuôi lồng bè tôm hùm (như Vịnh Xuân Đài) chưa được phân lập đầy đủ theo từng nhóm chức năng (nhóm Bacillus, nhóm vi khuẩn oxy hóa ammonia - AOB, nhóm vi khuẩn oxy hóa nitrite - NOB). Luận án giải quyết khoảng trống về việc tuyển chọn đồng thời các chủng vi khuẩn bản địa có khả năng xử lý liên hoàn chu trình nitơ ($NH_4^+ \rightarrow NO_2^- \rightarrow NO_3^- \rightarrow N_2$), tối ưu hóa môi trường lên men đa yếu tố và chế tạo chế phẩm dạng bột có mật độ cao ($10^9$ CFU/g) ổn định trong thời gian bảo quản dài ngày.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

• Chu trình chuyển hóa nitơ trong thủy vực biển: Dựa trên mô hình của Boyd (1998) và Đoàn Bộ (1997, 1998), nitơ hữu cơ từ thức ăn thừa và phân tôm trải qua các giai đoạn:
  1. Amôn hóa: Thủy phân chất hữu cơ giải phóng $NH_3/NH_4^+$.
  2. Nitrite hóa: Vi khuẩn AOB oxy hóa $NH_4^+$ thành $NO_2^-$ theo phản ứng: $NH_4^+ + \frac{3}{2}O_2 \rightarrow NO_2^- + H_2O + 2H^+ + Q$.
  3. Nitrate hóa: Vi khuẩn NOB oxy hóa $NO_2^-$ thành $NO_3^-$ theo phản ứng: $NO_2^- + \frac{1}{2}O_2 \rightarrow NO_3^- + Q$.
  4. Phản nitrate hóa: Vi khuẩn kỵ khí tùy nghi khử nitrate thành $N_2$ phân tử: $10(H) + 2H^+ + 2NO_3^- \rightarrow N_2 + 6H_2O$.
• Đặc điểm sinh học các chi vi khuẩn mục tiêu: Chi Bacillus (Gram dương, sinh nội bào tử chịu nhiệt), chi Pseudomonas (Gram âm, chuyển động bằng cực mao, dị dưỡng khử nitơ), chi Rhodococcus (Gram dương, dị dưỡng hữu cơ, chuyển hóa nitơ).
• Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM): Sử dụng ma trận Plackett – Burman để sàng lọc các yếu tố dinh dưỡng có ảnh hưởng lớn nhất và ma trận Box – Behnken (BBD) để thiết lập phương trình hồi quy đa thức bậc hai $y = f(x)\beta + \varepsilon$, xác định điểm cực đại của hàm mục tiêu mật độ sinh khối.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

                             MẪU BÙN NỀN ĐÁY VỊNH XUÂN ĐÀI
                                  (132 mẫu / 12 tháng)
   Nhóm Bacillus                      Nhóm AOB                          Nhóm NOB
 (Xử lý nhiệt >80°C,             (Môi trường muối khoáng          (Môi trường muối khoáng
  thạch TSA + NaCl)                $NH_4^+$, Griess-Ilosway)        $NO_2^-$, Griess-Ilosway)
                                 ĐỊNH DANH ĐA PHƯƠNG THỨC
                      - Sinh hóa: Kit API 20E, API 20NE, API Coryne
                      - Phân tử: PCR 16S rRNA (27F/1492R), giải trình tự Sanger,
                        MEGA X (Neighbor Joining, Bootstrap 1000)
                                 TUYỂN CHỌN 3 CHỦNG ƯU VIỆT
                        Bacillus licheniformis B85, Pseudomonas stutzeri KL15,
                                Rhodococcus rhodochrous T9
                               TỐI ƯU HÓA LÊN MEN & TẠO CHẾ PHẨM
                      - Lên men lỏng: Sàng lọc Plackett-Burman & Box-Behnken (RSM)
                      - Lên men bán rắn: Cám gạo/bột đậu nành -> sấy nghiền -> Bột 10⁹ CFU/g
                      - Đánh giá thời hạn bảo quản (4–8°C và 28–32°C trong 360 ngày)
                                 THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG
                      - Nước ao tôm quy mô PTN (không tôm)
                      - Bể xi măng 1 m³ ương tôm thẻ post 5 (liều 0,5% định kỳ 6 ngày/lần)

1. Thu mẫu và phân tích hóa lý: Thu 132 mẫu bùn tại 11 lồng nuôi (lồng treo BT, lồng chìm BC) ở 3 vị trí mặt cắt (M1, M2, M3) bằng ống PVC vô trùng định kỳ 1 tháng/lần trong 12 tháng. Phân tích độ mặn (khúc xạ kế), pH (máy đo pH), Ammonia (4500 $NH_3$-F), Nitrite (4500 $NO_2^-$-B), Nitrate (4500 $NO_3^-$-D) và Nitơ tổng số theo phương pháp Kjeldahl (TCVN 6638:2000).
2. Phân lập và định danh:
   • Bacillus: Xử lý mẫu ở nhiệt độ >80°C để chọn lọc vi khuẩn sinh nội bào tử, cấy trên môi trường Trypticase Soya Agar (TSA) bổ sung NaCl (1,5% – 3,5%). Sàng lọc bằng kit Sera $NH_4^+/NH_3$.
   • AOB và NOB: Cấy chuyển trên môi trường dịch thể ammonium-calcium-carbonate và nitrite-calcium-carbonate có nồng độ muối khác nhau, ủ tối ở 28°C trong 21 ngày; kiểm tra hoạt tính bằng thuốc thử Griess – Ilosway; tính mật độ theo phương pháp MPN/g.
   • Định danh sinh hóa: Nhuộm Gram, thử hoạt tính enzyme, lên men đường, sử dụng kit API 20E, API 20NE và API Coryne.
   • Định danh phân tử: Tách chiết DNA bằng bộ kit AccuPrep Genomic DNA Extraction; khuếch đại vùng gen 16S rRNA bằng PCR với cặp mồi 27F ($5'\text{-AGATTTGATCCTGGCTCAG-}3'$) và 1492R ($5'\text{-GGTTACCTTGTTACGACTT-}3'$); điện di kiểm tra trên gel agarose 1,5%; giải trình tự Sanger; đối chiếu BLAST trên NCBI; xây dựng cây phả hệ bằng phần mềm MEGA X theo thuật toán Neighbor Joining (bootstrap 1000 lần lặp).
3. Tối ưu hóa điều kiện lên men:
   • Khảo sát đơn yếu tố: nguồn carbon, nguồn nitơ, khoáng, pH (5 – 9), nhiệt độ (25 – 45°C), tỷ lệ nạp giống (1 – 10%), thời gian nuôi cấy.
   • Sàng lọc và tối ưu hóa đa biến: Thiết kế ma trận Plackett – Burman và ma trận Box – Behnken 3 yếu tố 3 mức bằng phần mềm Design Expert.
4. Tạo chế phẩm và đánh giá bảo quản: Nuôi cấy trên cơ chất bán rắn, sấy khô, nghiền mịn đạt độ mịn tiêu chuẩn và mật độ $10^9$ CFU/g. Đánh giá mật số sống sót ở 4 – 8°C và 28 – 32°C định kỳ đến 360 ngày.
5. Thực nghiệm xử lý nước: Thử nghiệm trong nước ao tôm quy mô phòng thí nghiệm và thử nghiệm thực tế trong bể xi măng 1 $m^3$ ương tôm thẻ chân trắng giai đoạn postlarvae 5; theo dõi các thông số hóa lý (TAN, $NO_2^-$, $NO_3^-$, pH) và mật độ vi sinh vật (tổng vi khuẩn hiếu khí, Vibrio, AOB, NOB).

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương 1 hệ thống hóa 11 nội dung cơ bản:

• Tổng quan về nghề nuôi tôm hùm lồng bè tại Việt Nam và các nước trong khu vực Đông Nam Á, phân tích đặc điểm 7 loài tôm hùm gai thả nuôi phổ biến (P. ornatus, P. homarus, P. versicolor, P. longipes, P. penicillatus, P. stimpsoni, P. polyphagus).
• Hiện trạng ô nhiễm hữu cơ và khí độc tại vùng nuôi tôm hùm Vịnh Xuân Đài (thị xã Sông Cầu, tỉnh Phú Yên).
• Đặc điểm vi sinh vật biển và hệ sinh thái vi khuẩn trong môi trường nước mặn chịu áp suất và nồng độ muối.
• Sơ đồ chu trình chuyển hóa nitơ trong hệ sinh thái biển qua 5 hợp phần (PHY, ZOO, DOM, AMO, NIT, NAT) và 7 quá trình chuyển hóa động học.
• Phân tích vai trò và đặc điểm sinh học của các chi vi khuẩn: Bacillus (đặc biệt là Bacillus licheniformis), Rhodococcus (Rhodococcus rhodochrous), Pseudomonas (Pseudomonas stutzeri), Stenotrophomonas, Providencia stuartii, Alcaligenes faecalis, Nitrosomonas, Nitrobacter, Nitrospira.
• Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh khối vi sinh vật (carbon, nitơ, khoáng chất, vitamin, mật độ giống, nhiệt độ, pH, thời gian).
• Lý thuyết toán học của phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM), ma trận sàng lọc Plackett – Burman và ma trận tối ưu hóa Box – Behnken (BBD).
• Các giới hạn an toàn về thông số chất lượng nước trong nuôi tôm thẻ chân trắng: TAN $\le 2$ mg/L ($NH_3 < 0,1$ mg/L), $NO_2^- < 0,23 - 0,3$ mg/L, biến động $NO_3^-$.
• Điểm luận các công trình ứng dụng chế phẩm sinh học xử lý nước và đối kháng mầm bệnh trong và ngoài nước.

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình thực nghiệm gồm 3 khối nội dung lớn:

• Thu thập và bảo quản 132 mẫu bùn đáy tại 11 trạm lồng bè ở Vịnh Xuân Đài trong 12 tháng liên tục.
• Thiết lập quy trình phân lập, kiểm tra sinh hóa (bằng khóa phân loại Bergey, kit API 20E, API 20NE, API Coryne) và phân tích trình tự phân tử 16S rRNA cho 3 nhóm vi khuẩn (nhóm Bacillus, nhóm AOB và nhóm NOB).
• Thiết kế ma trận toán học Plackett – Burman và Box – Behnken để tối ưu hóa môi trường lên men lỏng trên phần mềm Design Expert.
• Quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh dạng bột trên cơ chất bán rắn và bố trí thí nghiệm theo dõi độ ổn định bảo quản ở 2 dải nhiệt độ (4 – 8°C và 28 – 32°C).
• Thiết kế bố trí thí nghiệm đánh giá hiệu quả chuyển hóa nitơ trên mô hình nước nuôi tôm tĩnh và mô hình bể xi măng 1 $m^3$ ương tôm thẻ chân trắng giai đoạn postlarvae 5 với các nghiệm thức đối chứng và nghiệm thức bổ sung chế phẩm vi sinh định kỳ.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Chương 3 trình bày các kết quả thực nghiệm chi tiết theo từng nội dung nghiên cứu:

1. Kết quả phân lập, tuyển chọn và định danh vi khuẩn chuyển hóa nitơ

• Khảo sát chất lượng bùn đáy Vịnh Xuân Đài: Hàm lượng nitơ tổng số, ammonia và nitrite trong các mẫu bùn ở lồng chìm (BC) luôn có xu hướng cao hơn lồng treo (BT), thể hiện sự tích tụ chất thải hữu cơ từ thức ăn tươi dư thừa.
• Tuyển chọn nhóm Bacillus: Phân lập được 13 chủng Bacillus chịu mặn; kiểm tra hoạt tính và định danh trình tự gen 16S rRNA đã tuyển chọn được chủng Bacillus licheniformis B85 có khả năng chuyển hóa ammonia và nitrite cao nhất, sinh trưởng tốt ở nồng độ muối từ 1,5% đến 3,5% NaCl.
• Tuyển chọn nhóm AOB: Qua kiểm tra phản ứng tạo màu với thuốc thử Griess – Ilosway và định danh sinh hóa API 20NE/20E kết hợp giải trình tự 16S rRNA, tuyển chọn được chủng Pseudomonas stutzeri KL15 có hoạt tính oxy hóa $NH_4^+$ vượt trội.
• Tuyển chọn nhóm NOB: Phân lập và sàng lọc 16 chủng có hoạt tính oxy hóa nitrite; qua định danh API Coryne và phân tích phát sinh loài 16S rRNA, tuyển chọn được chủng Rhodococcus rhodochrous T9 có hiệu suất phân giải $NO_2^-$ và khử nitrate cao.

2. Kết quả tối ưu hóa môi trường lên men lỏng (Box – Behnken)

Từ kết quả sàng lọc ma trận Plackett – Burman, tác giả lựa chọn 3 yếu tố dinh dưỡng có ảnh hưởng ý nghĩa nhất đối với từng chủng để tiến hành tối ưu hóa bằng mô hình Box – Behnken:

Chủng vi khuẩn	Thành phần môi trường tối ưu xác định theo mô hình Box – Behnken	Mật độ tế bào đạt được (CFU/mL)
Bacillus licheniformis B85	3,94 g/L mật rỉ đường; 15,56 g/L cao nấm men; 1,13 g/L NaCl	$3,14 \times 10^{11}$
Pseudomonas stutzeri KL15	4,95 g/L mật rỉ đường; 19,08 g/L cao nấm men; 1,13 g/L $MgSO_4$	$2,37 \times 10^{11}$
Rhodococcus rhodochrous T9	7,93 g/L glucose; 6,10 g/L peptone; 2,95 g/L NaCl	$2,52 \times 10^{10}$

3. Kết quả chế tạo chế phẩm dạng bột và thời hạn bảo quản

• Ba chủng vi khuẩn được nuôi cấy trên môi trường cơ chất bán rắn với tỷ lệ giống, độ ẩm và thời gian thích hợp, sau đó sấy khô và nghiền mịn tạo chế phẩm vi sinh dạng bột đạt mật độ ban đầu $10^9$ CFU/g.
• Theo dõi độ bền sống sót sau 360 ngày bảo quản:
  • Ở nhiệt độ lạnh (4 – 8°C): Mật số vi khuẩn duy trì ổn định cao; sau 360 ngày, B. licheniformis B85 giảm từ $10^9$ CFU/g xuống $10^7$ CFU/g; R. rhodochrous T9 giảm từ $10^9$ CFU/g xuống $10^6$ CFU/g.
  • Ở nhiệt độ phòng (28 – 32°C): Sau 360 ngày, B. licheniformis B85 giảm còn $10^6$ CFU/g; P. stutzeri KL15 và R. rhodochrous T9 giảm còn $10^5$ CFU/g. Chủng B. licheniformis B85 nhờ khả năng tạo nội bào tử nên duy trì mật độ sống sót cao hơn hai chủng không sinh bào tử.

4. Kết quả thử nghiệm ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản

• Thử nghiệm trong nước ao tôm (quy mô phòng thí nghiệm): Chế phẩm vi sinh phối hợp 3 chủng vi khuẩn giúp giảm rõ rệt hàm lượng TAN và $NO_2^-$ sau 5 – 7 ngày so với nghiệm thức đối chứng không bổ sung vi sinh.
• Thử nghiệm trên mô hình bể xi măng 1 $m^3$ ương tôm thẻ chân trắng giai đoạn postlarvae 5:
  • Nghiệm thức bổ sung chế phẩm vi sinh liều lượng 0,5% (mật độ $10^8$ CFU/g), sử dụng định kỳ 6 ngày/lần cho thấy khả năng kiểm soát chất lượng nước tốt nhất.
  • Hàm lượng TAN, $NO_2^-$ và $NO_3^-$ trong bể nuôi được duy trì ở mức thấp, an toàn cho tôm theo quy chuẩn nuôi trồng thủy sản.
  • Mật độ tổng vi khuẩn hiếu khí hữu ích, vi khuẩn AOB và NOB tăng lên và duy trì ổn định, trong khi mật độ vi khuẩn gây bệnh tiềm tàng thuộc giống Vibrio bị ức chế rõ rệt so với nghiệm thức đối chứng.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học lý luận

1. Phân lập, tuyển chọn và định danh chính xác bằng phương pháp sinh học phân tử (giải trình tự gen 16S rRNA) kết hợp sinh hóa 3 chủng vi khuẩn bản địa ưu việt từ nền đáy vùng nuôi tôm hùm Vịnh Xuân Đài: Bacillus licheniformis B85, Pseudomonas stutzeri KL15 và Rhodococcus rhodochrous T9.
2. Cung cấp dữ liệu khoa học về đặc tính sinh học, khả năng chịu mặn (1,5% – 3,5% NaCl) và hoạt tính chuyển hóa các hợp chất nitơ vô cơ ($NH_4^+$, $NO_2^-$, $NO_3^-$) của các chủng vi khuẩn phân lập từ nền đáy biển nhiệt đới.
3. Ứng dụng thành công mô hình toán học bề mặt đáp ứng Box – Behnken để làm sáng tỏ mối tương tác giữa các nguồn dinh dưỡng carbon, nitơ và khoáng chất đối với động học tăng trưởng sinh khối của 3 chủng vi khuẩn.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn kỹ thuật

1. Xây dựng hoàn chỉnh quy trình công nghệ lên men lỏng tối ưu hóa chi phí (sử dụng mật rỉ đường, cao nấm men, glucose, peptone) đạt mật độ tế bào cao ($10^{10} - 10^{11}$ CFU/mL).
2. Thiết lập quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh dạng bột trên giá thể bán rắn đạt mật độ $10^9$ CFU/g và xác lập chế độ bảo quản thích hợp (4 – 8°C) đảm bảo hoạt tính trong 12 tháng (360 ngày).
3. Đưa ra phác đồ ứng dụng chế phẩm vi sinh cụ thể (liều dùng 0,5%, nồng độ $10^8$ CFU/g, chu kỳ 6 ngày/lần) giúp kiểm soát triệt để khí độc TAN và nitrite trong hệ thống ương tôm thẻ chân trắng giai đoạn postlarvae 5 ở quy mô bể 1 $m^3$.

Kiến nghị và đề xuất của tác giả

• Ứng dụng quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh 3 chủng vi khuẩn vào quy mô bán công nghiệp phục vụ nghề nuôi tôm nước lợ và tôm biển.
• Khuyến cáo các cơ sở ương giống và nuôi tôm sử dụng chế phẩm định kỳ nhằm giảm thiểu việc thay nước, giảm phát thải ô nhiễm ra môi trường xung quanh.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

• Các thử nghiệm đánh giá hiệu quả xử lý môi trường của chế phẩm vi sinh chủ yếu được tiến hành trong điều kiện kiểm soát tại phòng thí nghiệm và quy mô bể xi măng 1 $m^3$ ương tôm thẻ chân trắng postlarvae 5; chưa triển khai thử nghiệm trực tiếp ngoài các lồng nuôi tôm hùm mở trên biển do điều kiện dòng chảy hải lưu tự nhiên phức tạp.
• Động học chuyển hóa nitơ của từng chủng vi khuẩn khi phối trộn chung trong một công thức chế phẩm hỗn hợp chưa được khảo sát sâu ở mức độ biểu hiện gen enzyme chức năng (như amoA, hao, nirS, nosZ).

Hướng nghiên cứu tiếp theo

• Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh trên các mô hình nuôi tôm hùm thương phẩm trong hệ thống tuần hoàn kín (RAS) trên bờ hoặc các mô hình nuôi lồng bè ngoài biển có giải pháp giữ chế phẩm.
• Nghiên cứu công nghệ bao vi nang (microencapsulation) hoặc giá thể mang vi sinh vật để kéo dài thời gian lưu giữ và tăng cường khả năng chịu đựng của vi khuẩn trong môi trường nước biển động.

---

Giá trị tham khảo

Luận án có giá trị tham khảo chuyên môn đối với các nhóm đối tượng:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Công nghệ Sinh học, Vi sinh học: Tham khảo chi tiết phương pháp phân lập vi khuẩn chuyển hóa nitơ chuyên biệt (AOB, NOB), quy trình giải trình tự gen 16S rRNA kết hợp cây phả hệ trong Chương 2 và Chương 3.
• Kỹ sư công nghệ lên men và chế biến sinh phẩm: Tham khảo quy trình thiết kế thực nghiệm tối ưu hóa môi trường nuôi cấy bằng ma trận Plackett – Burman và Box – Behnken (phần mềm Design Expert) cùng công nghệ sản xuất chế phẩm dạng bột trên cơ chất bán rắn.
• Cán bộ kỹ thuật và nhà quản lý Nuôi trồng Thủy sản: Ứng dụng phác đồ xử lý nước, kiểm soát TAN và $NO_2^-$ bằng vi sinh vật bản địa trong các trại sản xuất giống tôm và hệ thống nuôi tôm công nghệ cao.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Ba chủng vi khuẩn nào được tuyển chọn ưu việt nhất từ nền đáy vùng nuôi tôm hùm Vịnh Xuân Đài?
Ba chủng vi khuẩn được tuyển chọn và định danh là: Bacillus licheniformis B85 (nhóm Bacillus chuyển hóa ammonia/nitrite, sinh nội bào tử), Pseudomonas stutzeri KL15 (nhóm vi khuẩn oxy hóa ammonia - AOB, có hoạt tính khử nitơ) và Rhodococcus rhodochrous T9 (nhóm vi khuẩn oxy hóa nitrite - NOB).

2. Thành phần môi trường lỏng tối ưu theo mô hình Box – Behnken cho từng chủng vi khuẩn là gì?

• Bacillus licheniformis B85: 3,94 g/L mật rỉ đường, 15,56 g/L cao nấm men, 1,13 g/L NaCl (mật độ: $3,14 \times 10^{11}$ CFU/mL).
• Pseudomonas stutzeri KL15: 4,95 g/L mật rỉ đường, 19,08 g/L cao nấm men, 1,13 g/L $MgSO_4$ (mật độ: $2,37 \times 10^{11}$ CFU/mL).
• Rhodococcus rhodochrous T9: 7,93 g/L glucose, 6,10 g/L peptone, 2,95 g/L NaCl (mật độ: $2,52 \times 10^{10}$ CFU/mL).

3. Mật độ sống sót của các chủng vi khuẩn trong chế phẩm dạng bột sau 360 ngày bảo quản thay đổi như thế nào?
Sau 360 ngày bảo quản ở nhiệt độ lạnh 4 – 8°C, B. licheniformis B85 giảm từ $10^9$ CFU/g xuống $10^7$ CFU/g; R. rhodochrous T9 giảm từ $10^9$ CFU/g xuống $10^6$ CFU/g. Ở nhiệt độ phòng 28 – 32°C, B. licheniformis B85 giảm còn $10^6$ CFU/g; P. stutzeri KL15 và R. rhodochrous T9 giảm còn $10^5$ CFU/g.

4. Chế phẩm vi sinh được sử dụng với liều lượng và chu kỳ như thế nào trong mô hình ương tôm thẻ chân trắng postlarvae 5?
Chế phẩm vi sinh dạng bột được sử dụng với tỷ lệ 0,5% ở mật độ $10^8$ CFU/g, định kỳ 6 ngày/lần trong bể xi măng quy mô 1 $m^3$, mang lại hiệu quả kiểm soát tối ưu các chỉ tiêu TAN, $NO_2^-$ và $NO_3^-$.

5. Phương pháp sinh học phân tử nào được tác giả sử dụng để định danh các chủng vi khuẩn?
Tác giả sử dụng phương pháp tách chiết DNA bằng kit AccuPrep Genomic DNA Extraction, phản ứng PCR khuếch đại vùng gen 16S rRNA với cặp mồi 27F ($5'\text{-AGATTTGATCCTGGCTCAG-}3'$) và 1492R ($5'\text{-GGTTACCTTGTTACGACTT-}3'$), giải trình tự đoạn gen theo phương pháp Sanger và phân tích cây phả hệ bằng phần mềm MEGA X (thuật toán Neighbor Joining, bootstrap 1000).

---

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Trương Phước Thiên Hoàng đã phân lập và định danh thành công ba chủng vi khuẩn bản địa chịu mặn có hoạt tính chuyển hóa nitơ cao (Bacillus licheniformis B85, Pseudomonas stutzeri KL15, Rhodococcus rhodochrous T9) từ nền đáy vùng nuôi tôm hùm Vịnh Xuân Đài, Phú Yên. Nghiên cứu đã tối ưu hóa thành công môi trường lên men lỏng bằng phương pháp bề mặt đáp ứng Box – Behnken và sản xuất chế phẩm vi sinh dạng bột đạt mật độ $10^9$ CFU/g có thời hạn bảo quản ổn định trong 360 ngày. Kết quả thử nghiệm trên mô hình bể ương tôm thẻ chân trắng giai đoạn postlarvae 5 đã chứng minh hiệu quả kiểm soát chất lượng nước và khí độc TAN, $NO_2^-$, cung cấp cơ sở khoa học và quy trình thực tiễn cho việc sản xuất các chế phẩm sinh học xử lý môi trường trong nuôi trồng thủy sản nước mặn và nước lợ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan tình hình nuôi tôm hùm lồng bè Theo nguồn cung cấp của FAO (2014) lượng tôm hùm của các nước như Philippine, Indosesia, Australia liên tục tăng trưởng trong vòng 10 năm liên tục từ 2004-2014, từ vài chục tấn tăng lên gần 1000 tấn/năm. Hầu hết nghiên cứu về nuôi tôm hùm được thực hiện ở Nhật Bản, Úc, Mỹ, New Zealand, Mexico, Nam Phi, Ấn Độ và Việt Nam. Nguồn giống tôm hùm thả nuôi có thể từ khai thác tự nhiên hoặc nhân tạo.

Do giai đoạn biến thái của ấu trùng tôm hùm quá dài, nên quá trình sản xuất giống tương đối phức tạp, chi phí cao; vì vậy nguồn giống (giai đoạn ấu trùng puerulus và tôm con nhỏ) do khai thác tự nhiên vẫn chiếm ưu thế (Võ Văn Nha, 2006; Phillips và Matsuda, 2011). Nuôi tôm hùm gai đã được nhiều nước quan tâm, nhưng chỉ có vài nước nuôi thương phẩm thành công. Trong khu vực Đông Nam Á, nuôi thương phẩm tôm hùm gai chủ yếu tập trung vào 7 loài: tôm hùm bông P. ornatus, tôm hùm đá P.

homarus, tôm hùm sen P. versicolor, tôm hùm đỏ P. longipes, tôm hùm ma P.penicillatus, tôm hùm sỏi P. stimpsoni và tôm hùm tre P.

Ở Việt Nam, nghề nuôi tôm hùm gai phát triển đáng kể, phần lớn dựa vào nguồn giống tự nhiên. Nghề khai thác tôm hùm có sản lượng dưới 100 tấn mỗi năm (Thuy và Ngoc, 2004), chủ yếu từ nghề lặn và cung cấp cho thị trường nội địa. Tỉnh Phú Yên có hàng loạt vũng vịnh kín, hoặc nửa kín có mũi đá, đảo che chắn các tác động sóng và nước đủ sâu nên rất phù hợp cho nuôi tôm hùm (đầm Cù Mông, Vịnh Xuân Đài, Vũng Rô) (Tống Phước Hoàng Sơn, 2015). Theo kết quả báo cáo của Tổng cục thủy sản (2015), sản lượng tôm hùm dao động từ 20 tấn (Bình Định) với 500 lồng, 450 tấn (Phú Yên) đến 650 tấn (Khánh Hòa).

Thị xã Sông Cầu có khoảng 1.000 ha diện tích mặt biển được sử dụng để nuôi tôm hùm, sản lượng tôm hùm thương phẩm vào khoảng 400-500 tấn/năm, chiếm gần 70% sản lượng của toàn tỉnh (Tổng cục thủy sản, 2015). Nghề nuôi tôm hùm ở Vịnh Xuân Đài có 3 hình thức là nuôi trong lồng treo, lồng chìm và kết hợp cả hai hình thức (Hoàng Thị Mỹ Hương 6 và ctv, 2018). Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước vùng nuôi tôm hùm Vịnh Xuân Đài Vịnh Xuân Đài thuộc thị xã Sông Cầu, tỉnh Phú Yên có diện tích mặt nước hơn 13. Đây là vùng chứa đựng hệ sinh thái đa dạng, phong phú và là vùng nước lý tưởng phát triển nghề nuôi tôm hùm bằng lồng, bè với sản lượng hàng năm vài trăm tấn.

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, tình trạng phát triển quá nhanh diện tích nuôi trồng thuỷ sản trên vịnh kết hợp với các hoạt động sản xuất và đời sống của con người đã gây sức ép lên môi trường vịnh Xuân Đài. Chất thải từ lồng, bè nuôi trồng thủy sản thải ra, đổ vào Vịnh. Lượng chất thải này tích tụ qua nhiều năm tháng sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước nơi đây. Các hoạt động khai thác và đánh bắt thủy sản trên Vịnh cũng gây ô nhiễm và suy thoái môi trường.

Số tàu thuyền hiện có trên Vịnh khi hoạt động thường xuyên sẽ thải ra một lượng chất thải đáng kể như váng dầu, mỡ từ động cơ. Một số hoạt động khai thác trái phép như khai thác san hô, sử dụng phương tiện khai thác hủy diệt hàng loạt, gây nguy cơ ô nhiễm biển, ô nhiễm vùng nuôi và giảm đa dạng sinh học (Bùi Hồng Long, 2001).