Tác Động Của Sự Thay Đổi Độ Mặn Đến Một Số Loài Vi Tảo Lục Tại Cần Giờ, TP.HCM

Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu tốt nghiệp sinh học ảnh hưởng của sự thay đổi độ mặn lên một số loài vi tảo lục được phân lập từ, điều tra thực trạng, phân tích số liệu, đề xuất

• Tác giả: Mai Huỳnh Bích Tuyền
• Người hướng dẫn: ThS. Đỗ Thành Trí
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Sư Phạm Sinh Học
• Đề tài: Tác Động Của Sự Thay Đổi Độ Mặn Đến Một Số Loài Vi Tảo Lục Tại Cần Giờ, TP.HCM
• Loại tài liệu: khoá luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 2. TỔNG QUAN KHU DỰ TRỮ SINH QUYỂN RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ
• 2.1. Vị trí địa lí
• 2.2. Khí hậu
• 2.3. Đa dạng sinh học
• 3. TỔNG QUAN VỀ VI TẢO
• 3.1. Giới thiệu về vi tảo lục
• 3.2. Phân loại vi tảo lục
• 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 4.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
• 4.2. Phương pháp nghiên cứu
• 4.2.1. Phương pháp định lượng tế bào bằng buồng đếm hồng cầu
• 4.2.2. Phương pháp đo mật độ quang OD (Optical Density)
• 4.2.3. Bố trí thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng độ mặn lên sự tăng sinh của vi tảo
• 4.2.4. Phương pháp quan sát phân tích hình thái tế bào vi tảo
• 5. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 5.1. Kết quả định lượng tế bào và dựng đường chuẩn
• 5.1.1. Dựng đường chuẩn Coelastrum Sp.
• 5.1.2. Dựng đường chuẩn Pseudomuriella Sp.
• 5.1.3. Dựng đường chuẩn Pseudomuriella aurantiaca
• 5.2. Kết quả khảo sát mật độ vi tảo lục nuôi trong môi trường có giá trị độ mặn khác nhau
• 5.2.1. Kết quả khảo sát mẫu Coelastrum Sp.
• 5.2.2. Kết quả khảo sát Pseudomuriella Sp.
• 5.2.3. Kết quả khảo sát chủng Pseudomuriella aurantiaca
• 5.2.4. Đánh giá ảnh hưởng của xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu đối với các mẫu vi tảo
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Tác Động Của Độ Mặn Tại Cần Giờ

Cần Giờ, một khu vực ven biển tại TP.HCM, đang phải đối mặt với sự thay đổi độ mặn do biến đổi khí hậu. Độ mặn không chỉ ảnh hưởng đến môi trường sống mà còn tác động đến sự phát triển của các loài vi tảo lục. Vi tảo lục là nhóm sinh vật quan trọng trong hệ sinh thái, đóng vai trò trong chu trình dinh dưỡng và cân bằng sinh thái. Nghiên cứu này nhằm làm rõ tác động của sự thay đổi độ mặn đến một số loài vi tảo lục tại khu vực này.

1.1. Đặc Điểm Sinh Thái Của Khu Dự Trữ Sinh Quyển Cần Giờ

Khu dự trữ sinh quyển Cần Giờ có hệ sinh thái đa dạng, bao gồm rừng ngập mặn và các loài thủy sinh phong phú. Đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa cùng với sự xâm nhập mặn từ biển Đông đã tạo ra môi trường sống đặc biệt cho các loài vi tảo lục. Sự đa dạng sinh học tại đây không chỉ là tài nguyên quý giá mà còn là yếu tố quyết định đến sự phát triển của các loài vi tảo.

1.2. Vai Trò Của Vi Tảo Lục Trong Hệ Sinh Thái

Vi tảo lục đóng vai trò quan trọng trong chu trình dinh dưỡng của hệ sinh thái nước ngọt và nước mặn. Chúng không chỉ là nguồn thức ăn cho các loài động vật thủy sinh mà còn tham gia vào quá trình quang hợp, giúp hấp thụ CO2 và thải ra O2. Sự thay đổi độ mặn có thể ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và phát triển của chúng, từ đó tác động đến toàn bộ hệ sinh thái.

II. Vấn Đề Xâm Nhập Mặn Tại Cần Giờ Và Tác Động Đến Vi Tảo

Xâm nhập mặn là một trong những vấn đề nghiêm trọng tại Cần Giờ, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Mực nước biển dâng cao và sự thay đổi khí hậu đã làm gia tăng độ mặn trong nước, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của các loài vi tảo lục. Nghiên cứu này sẽ phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển của vi tảo lục trong môi trường có độ mặn khác nhau.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ra Sự Thay Đổi Độ Mặn

Sự thay đổi độ mặn tại Cần Giờ chủ yếu do tác động của biến đổi khí hậu và hoạt động của con người. Nước biển dâng cao và lượng mưa không đều đã làm gia tăng tình trạng xâm nhập mặn, ảnh hưởng đến các loài sinh vật, đặc biệt là vi tảo lục. Việc hiểu rõ nguyên nhân này là cần thiết để có các biện pháp ứng phó hiệu quả.

2.2. Tác Động Của Độ Mặn Đến Sự Sinh Trưởng Của Vi Tảo

Độ mặn cao có thể gây ra stress cho vi tảo lục, làm giảm khả năng sinh trưởng và phát triển của chúng. Nghiên cứu cho thấy rằng các loài vi tảo lục có khả năng thích nghi khác nhau với độ mặn, từ đó ảnh hưởng đến sự phân bố và đa dạng sinh học trong khu vực. Việc khảo sát tác động này sẽ giúp đánh giá khả năng thích nghi của các loài vi tảo lục tại Cần Giờ.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Tác Động Độ Mặn Đến Vi Tảo Lục

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp định lượng để khảo sát sự sinh trưởng của vi tảo lục trong môi trường có độ mặn khác nhau. Các mẫu vi tảo lục được thu thập từ khu vực Cần Giờ và được nuôi trong các điều kiện kiểm soát. Phương pháp này giúp đánh giá chính xác tác động của độ mặn đến sự phát triển của vi tảo.

3.1. Thiết Kế Thí Nghiệm

Thí nghiệm được thiết kế với nhiều mức độ mặn khác nhau, từ 0% đến 30%. Các mẫu vi tảo lục sẽ được nuôi trong môi trường BG-11, theo dõi sự tăng trưởng và phát triển qua các chỉ số sinh học. Thiết kế này giúp xác định rõ ràng tác động của độ mặn đến từng loài vi tảo.

3.2. Phân Tích Dữ Liệu

Dữ liệu thu thập từ thí nghiệm sẽ được phân tích bằng các phương pháp thống kê để đánh giá sự khác biệt trong sự sinh trưởng của các loài vi tảo lục. Việc phân tích này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng thích nghi của chúng trong điều kiện môi trường thay đổi.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Tác Động Độ Mặn Đến Vi Tảo

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng sự thay đổi độ mặn có ảnh hưởng rõ rệt đến sự sinh trưởng của các loài vi tảo lục. Một số loài có khả năng thích nghi tốt với độ mặn cao, trong khi những loài khác lại bị ảnh hưởng tiêu cực. Những phát hiện này sẽ giúp định hướng cho các biện pháp bảo tồn và phát triển bền vững hệ sinh thái tại Cần Giờ.

4.1. Đánh Giá Sự Thích Nghi Của Các Loài Vi Tảo

Các loài vi tảo lục được khảo sát cho thấy sự khác biệt rõ rệt trong khả năng thích nghi với độ mặn. Một số loài như Coelastrum có khả năng sinh trưởng tốt ở độ mặn cao, trong khi Pseudomuriella lại nhạy cảm hơn với sự thay đổi này. Kết quả này cho thấy sự đa dạng trong khả năng thích nghi của vi tảo lục.

4.2. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu

Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong việc quản lý và bảo tồn hệ sinh thái tại Cần Giờ. Việc hiểu rõ tác động của độ mặn đến vi tảo lục sẽ giúp xây dựng các chiến lược bảo vệ môi trường và phát triển bền vững cho khu vực này.

V. Kết Luận Và Hướng Đi Tương Lai Trong Nghiên Cứu

Nghiên cứu về tác động của sự thay đổi độ mặn đến vi tảo lục tại Cần Giờ đã chỉ ra rằng độ mặn có ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của các loài vi tảo. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp thông tin quan trọng cho việc bảo tồn mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo về tác động của biến đổi khí hậu đến hệ sinh thái.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này đóng góp vào việc hiểu rõ hơn về tác động của biến đổi khí hậu đến hệ sinh thái nước ngọt và nước mặn. Việc bảo tồn vi tảo lục không chỉ quan trọng cho sự đa dạng sinh học mà còn cho sự ổn định của hệ sinh thái.

5.2. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Tương Lai

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc khảo sát các yếu tố khác ảnh hưởng đến vi tảo lục, như ô nhiễm và thay đổi khí hậu. Việc mở rộng nghiên cứu ra các khu vực khác cũng sẽ giúp có cái nhìn tổng quát hơn về tác động của độ mặn đến vi tảo lục.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp đại học ngành Sư phạm Sinh học (chương trình Sư phạm Khoa học Tự nhiên) với đề tài "Ảnh hưởng của sự thay đổi độ mặn lên một số loài vi tảo lục được phân lập từ Cần Giờ, Thành phố Hồ Chí Minh" do sinh viên Mai Huỳnh Bích Tuyền (Khóa K46) thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của ThS. Đỗ Thành Trí tại Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh (bảo vệ ngày 08 tháng 5 năm 2024, hoàn chỉnh ngày 17 tháng 5 năm 2024).

Vi tảo lục (ngành Chlorophyta) là nhóm sinh vật quang tự dưỡng giữ vai trò nền tảng trong các hệ sinh thái thủy vực. Chúng thực hiện chức năng hấp thụ khí $CO_2$, thải oxy ($O_2$), tham gia điều hòa chu trình vật chất và đóng vai trò là nguồn thức ăn sơ cấp giàu dinh dưỡng cho các bậc dinh dưỡng cao hơn trong chuỗi thức ăn thủy sinh. Tuy nhiên, vi tảo có độ nhạy cảm sinh học cao trước sự thay đổi của các yếu tố lý - hóa môi trường, đặc biệt là nồng độ muối hòa tan (độ mặn).

Tại Việt Nam, dưới tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, nhiệt độ trung bình năm tăng khoảng 0,15°C/thập kỷ, lượng mưa tăng trung bình khoảng 5,5% và mực nước biển dâng với tốc độ khoảng 3,6 mm/năm. Đáng chú ý, vào tháng 3 năm 2024, Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia đã đưa ra cảnh báo rủi ro thiên tai do xâm nhập mặn tại khu vực Nam Bộ ở mức cấp độ 2. Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ (KDTSQRMNCG) là vùng sinh thái cửa sông chuyển tiếp giữa môi trường nước mặn và nước ngọt, hình thành trên vùng châu thổ của các hệ thống sông Đồng Nai, Sài Gòn và Vàm Cỏ. Hệ sinh thái này chịu chế độ bán nhật triều không đều với biên độ triều lớn (lên tới 4 m), khiến nước biển thường xuyên xâm nhập sâu vào hệ thống kênh rạch nội đồng. Sự chênh lệch độ mặn biến động lớn đặt ra câu hỏi về khả năng tồn tại, sinh trưởng và thích ứng của các chủng vi tảo vốn được phân lập từ vùng nước ngọt khi môi trường bị xâm nhập mặn gia tăng.

Nghiên cứu được triển khai nhằm giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:

• Mục tiêu nghiên cứu: Khảo sát sự tăng sinh và khả năng thích nghi của một số chủng vi tảo lục được phân lập từ vùng nước ngọt Cần Giờ trong các môi trường có độ mặn khác nhau gồm 0‰, 20‰, 25‰ và 30‰; từ đó đánh giá sơ bộ khả năng thích ứng của chúng trước hiện tượng xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu.
• Nhiệm vụ nghiên cứu:
  1. Xác định phương trình tương quan và dựng đồ thị đường chuẩn giữa mật độ tế bào và độ hấp thụ quang học ($OD_{680}$) cho từng chủng vi tảo.
  2. Thu nhận các thông số về động thái tăng trưởng mật độ tế bào và ghi nhận các biến đổi hình thái hiển vi của tế bào vi tảo nuôi cấy trong điều kiện độ mặn thay đổi qua các mốc thời gian 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 ngày.
  3. Phân tích, so sánh mức độ chịu mặn giữa các chủng vi tảo và đánh giá ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến quần xã vi tảo tại Cần Giờ.
• Đối tượng nghiên cứu: Ba chủng vi tảo lục gồm Coelastrum sp., Pseudomuriella sp. và Pseudomuriella aurantiaca được phân lập từ vùng nước ngọt Cần Giờ (do tác giả Trần Thị Ngọc Ánh và Huỳnh Hải My phân lập), được lưu giữ tại Phòng thí nghiệm Sinh học Trung tâm - Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh.
• Phạm vi nghiên cứu:
  • Không gian: Thí nghiệm thực hiện tại Phòng thí nghiệm Sinh học Trung tâm, Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh.
  • Thời gian: Đề tài tiến hành từ tháng 9/2022 đến tháng 4/2023.
  • Điều kiện khảo sát: Môi trường dinh dưỡng khoáng BG-11 ở 4 mức độ mặn (0‰, 20‰, 25‰, 30‰), nhiệt độ phòng 25°C, chu kỳ chiếu sáng 12 giờ sáng : 12 giờ tối với cường độ ánh sáng 3500 - 4000 lux.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên cơ sở phân loại học thực vật và sinh thái học vi tảo:

• Khung phân loại: Theo hệ thống phân loại của C.L. Schoch và cộng sự (2020), các chi Coelastrum và Pseudomuriella thuộc ngành Tảo lục (Chlorophyta), lãnh giới Eukaryota. Chi Coelastrum đặc trưng bởi tập đoàn (coenobia) dạng quả cầu rỗng gồm 4–32 tế bào hình cầu, hình trứng hoặc hình chóp, có thể có nếp gấp bề mặt hoặc liên kết ngắn giữa các tế bào. Chi Pseudomuriella gồm các vi tảo đơn bào có nhiều lục lạp phân bố ở thành tế bào, không chứa cấu trúc pyrenoid điển hình và sinh sản vô tính bằng bào tử tự thân (autospore) phân chia thành 2 hoặc 4 tế bào con.
• Cơ chế phản ứng với stress thẩm thấu: Khi độ mặn môi trường tăng, tế bào vi tảo phải đối mặt với áp suất thẩm thấu cao. Tế bào phản ứng bằng các cơ chế thích nghi như tích lũy chất dự trữ, điều chỉnh vị trí lục lạp, tăng độ dày vách tế bào hoặc thay đổi tỷ lệ tổng hợp sắc tố (giảm diệp lục tố, tăng carotenoid) để bảo vệ bộ máy quang hợp.

Các phương pháp thực nghiệm được áp dụng gồm:

• Phương pháp định lượng tế bào bằng buồng đếm hồng cầu (khung đếm Goriaep): Buồng đếm có diện tích lưới 1 $mm^2$, gồm 400 ô vuông nhỏ (diện tích mỗi ô nhỏ là 1/400 $mm^2$, chiều sâu buồng đếm 0,1 mm, thể tích 1 ô nhỏ là 1/4.000.000 mL). Mẫu huyền phù tảo được nhỏ vào khung đếm, ổn định 3–5 phút và đếm số lượng tế bào trong 10 ô lớn hoặc 20 ô nhỏ. Mật độ tế bào $N$ (tế bào/mL) được tính theo công thức: $$N = \frac{a}{h \cdot s} \cdot 1000 \cdot n$$ (Trong đó: $a$ là số tế bào trung bình trong 1 ô nhỏ; $h$ là chiều sâu khung đếm; $s$ là diện tích ô vuông nhỏ; $n$ là độ pha loãng).
• Phương pháp đo mật độ quang ($OD$) và dựng đường chuẩn: Đo độ hấp thụ quang của huyền phù vi tảo ở bước sóng 680 nm ($OD_{680}$) bằng máy so màu quang phổ tại các nồng độ pha loãng khác nhau. Kết hợp số liệu đếm trực tiếp trên buồng đếm để thiết lập phương trình hồi quy tuyến tính dạng $y = ax + b$ (với $y$ là mật độ tế bào hoặc $OD_{680}$, $x$ là biến tương ứng) bằng phần mềm Microsoft Excel.
• Bố trí thí nghiệm nuôi cấy: Mẫu vi tảo sau khi nuôi tăng sinh hơn 5 ngày được cấy vào các bình tam giác chứa môi trường BG-11 có các độ mặn 0‰ (đối chứng), 20‰, 25‰ và 30‰. Mỗi nghiệm thức gồm 3 bình lặp lại (mỗi bình chứa 2 mL huyền phù tảo giống và 18 mL môi trường nuôi cấy). Tổng số bình thí nghiệm là 12 bình cho mỗi chủng vi tảo.
• Phương pháp quan sát hình thái học: Quan sát tế bào vi tảo định kỳ vào các ngày 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 dưới kính hiển vi quang học KRUSS ở vật kính x40 và x100. Đo đạc kích thước tế bào bằng phần mềm Optika Proview (phiên bản x64) đã chuẩn hóa thước trắc vi; phân tích hình dạng tế bào, độ dày vách tế bào, sự phân bố lục lạp và thể vùi dự trữ.
• Phương pháp xử lý thống kê: Dữ liệu đo đạc được xử lý bằng Microsoft Excel 2016 và phân tích phương sai (ANOVA), kiểm định sự khác biệt giữa các giá trị trung bình bằng phép thử Duncan ở mức ý nghĩa $p < 0,05$ trên phần mềm SPSS 29.

Hạng mục thiết bị / Hóa chất	Thông số kỹ thuật / Nguồn gốc xuất xứ	Mục đích sử dụng
Nồi hấp vô trùng ALP	Hãng ALP - Nhật Bản	Khử trùng môi trường và dụng cụ
Kính hiển vi quang học	Hãng KRUSS - Đức	Quan sát hình thái tế bào ở x40, x100
Buồng đếm hồng cầu	Sản xuất tại Đức (lưới Goriaep)	Đếm trực tiếp mật độ tế bào
Khúc xạ kế cầm tay	Hãng As One - Nhật Bản	Đo và kiểm tra độ mặn môi trường
Phần mềm Optika Proview	Phiên bản x64	Đo kích thước vi phẫu tế bào tảo
Môi trường BG-11	Dung dịch khoáng đa lượng, vi lượng, Fe-EDTA, Vitamin, đệm HEPES	Môi trường dinh dưỡng chuẩn nuôi cấy vi tảo

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ và tổng quan về vi tảo

Chương 1 tổng hợp các tài liệu khoa học về điều kiện tự nhiên tại Cần Giờ và đặc điểm sinh học của vi tảo lục:

• Vị trí và địa hình: Rừng ngập mặn Cần Giờ nằm ở hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn (tọa độ 10°22' - 10°40' vĩ Bắc, 106°46' - 107°01' kinh Đông), tổng diện tích 75.740 ha, chiếm 1/3 diện tích TP. Hồ Chí Minh, có đường bờ biển dài 23 km.
• Thủy văn và khí hậu: Hệ thống thủy văn chịu chi phối bởi các sông lớn Lòng Tàu, Cái Mép, Gò Gia, Thị Vải, Soài Rạp, Đồng Tranh với 4 cửa sông chính. Khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, nhiệt độ trung bình 25,5°C - 29°C, độ ẩm trung bình 74% - 83%, lượng bốc hơi từ 2,5 mm đến 8 mm.
• Đa dạng sinh học: Hệ thực vật ghi nhận 296 loài (gồm 36 loài thực vật ngập mặn thực sự, 56 loài tham gia rừng ngập mặn, 173 loài nhập cư); thực vật nổi có 66 loài thuộc 3 ngành Tảo Lam, Tảo Silic và Tảo Giáp. Hệ động vật gồm 69 loài phiêu sinh vật, 204 loài động vật đáy, 282 loài cá, 164 loài chim, 36 loài bò sát, 16 loài lưỡng cư và 14 loài thú.
• Tổng quan vi tảo: Hệ thống hóa lịch sử phân loại vi tảo từ hệ thống 5 giới của Whittaker (1969), 3 lãnh giới của Woese đến việc xếp tảo lục vào giới Plantae; mô tả chi tiết đặc điểm hình thái học, cấu trúc siêu hiển vi của chi Coelastrum và chi Pseudomuriella; điểm luận các công trình quốc tế về nuôi cấy vi tảo dưới stress độ mặn nhằm thu sinh khối, lipid, diesel sinh học và chất chống oxy hóa.

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết toàn bộ quy trình bố trí thí nghiệm và các kỹ thuật thực nghiệm:

• Mô tả thời gian (9/2022 - 4/2023) và địa điểm thực hiện tại Phòng thí nghiệm Sinh học Trung tâm, Trường Đại học Sư phạm TP.HCM.
• Liệt kê thông số kỹ thuật của hệ thống thiết bị phân tích và thành phần pha chế môi trường dinh dưỡng BG-11 (Stock dinh dưỡng chính, Stock nguyên tố vi lượng, Stock Fe-EDTA, Stock Vitamin và dung dịch đệm HEPES).
• Trình bày chi tiết từng bước thao tác đếm tế bào bằng buồng đếm hồng cầu, cách tính toán thể tích khoang đếm, kỹ thuật đo $OD_{680}$ trên máy quang phổ, quy trình dựng đường chuẩn hồi quy và phương pháp kiểm định thống kê Duncan ($p < 0,05$) trên phần mềm SPSS 29.

Chương 3: Kết quả và bàn luận

Chương 3 tập trung phân tích các dữ liệu thực nghiệm thu được từ 3 nội dung chính:

1. Kết quả định lượng tế bào và dựng đường chuẩn

Tác giả đã xác lập được phương trình tương quan tuyến tính chặt chẽ giữa giá trị đo quang $OD_{680}$ và mật độ tế bào thực tế của 3 chủng vi tảo:

• Chủng Coelastrum sp.: Phương trình hồi quy $y = 245.224,9554x + 492,6574$ với hệ số xác định $R^2 = 0,9975$. Khi $OD_{680} = 1$, mật độ tế bào đạt khoảng $245.717$ tế bào/mL.
• Chủng Pseudomuriella sp.: Phương trình hồi quy $y = 926.347,6637x - 17.941,0527$ với hệ số xác định $R^2 = 0,9997$. Khi $OD_{680} = 1$, mật độ tế bào đạt khoảng $908.406$ tế bào/mL.
• Chủng Pseudomuriella aurantiaca: Phương trình hồi quy $y = 428.051,9441x - 7.881,7655$ với hệ số xác định $R^2 = 0,99828$. Khi $OD_{680} = 1$, mật độ tế bào đạt khoảng $420.170$ tế bào/mL.

2. Động thái tăng sinh và biến đổi hình thái ở các độ mặn khác nhau

• Chủng Coelastrum sp.: Mật độ tế bào ban đầu đạt khoảng $0,85 \times 10^4$ tế bào/mL. Chủng này chỉ sinh trưởng tốt ở môi trường nước ngọt 0‰, đạt mật độ cực đại $252.300$ tế bào/mL vào ngày thứ 14. Ở các độ mặn 20‰, 25‰ và 30‰, mật độ tế bào bị ức chế mạnh, giảm xuống mức thấp nhất là $3.400$ tế bào/mL (ở 30‰ vào ngày 8). Về hình thái: Ở 0‰, tế bào có dạng hình tròn đường kính 5 - <10 µm, lục lạp hình khuyết ở sát vách, có cấu trúc pyrenoid to tròn rõ ràng. Khi nuôi ở độ mặn 20‰ và 25‰, tế bào phình to (kích thước đạt 19,67 µm ở ngày 12 tại 20‰ và 24,75 µm ở ngày 10 tại 25‰), vách tế bào dày lên, không còn thấy pyrenoid, lục lạp phân tán khắp tế bào chất. Ở 30‰, kích thước tế bào khoảng 10 µm, vách dày và màu sắc chuyển từ xanh lục sang vàng cam do giảm tổng hợp diệp lục và tăng tích lũy carotenoid.
• Chủng Pseudomuriella sp.: Mật độ ban đầu đạt khoảng $1,45 \times 10^4$ tế bào/mL. Chủng thể hiện khả năng thích nghi cao, sinh trưởng tốt ở tất cả các mức độ mặn 0‰, 20‰, 25‰ và 30‰ mà không có sự sai khác mang ý nghĩa thống kê tiêu cực giữa các nghiệm thức. Quần thể trải qua pha tiềm phát (ngày 0–6) và bước vào pha lũy thừa (ngày 6–14). Mật độ cao nhất đạt khoảng $1.000.000$ tế bào/mL vào ngày 14 ở độ mặn 20‰. Về hình thái: Ở 0‰, tế bào có dạng hình trứng/elip dẹt (kích thước dài 3–5 µm, rộng 2–3 µm), lục lạp hình chén lệch về một phía, có thể vùi dự trữ màu lục. Ở các độ mặn 20‰, 25‰, 30‰, tế bào có dạng bầu dục tròn, kích thước tăng nhẹ (dài 3,1–6 µm, rộng 2,8–5 µm), lục lạp hình chén mở rộng ra toàn bộ tế bào, thể vùi dự trữ to hơn có màng bao phủ và vách tế bào dày lên để điều hòa áp suất thẩm thấu.
• Chủng Pseudomuriella aurantiaca: Mật độ ban đầu đạt khoảng $1,18 \times 10^4$ tế bào/mL. Chủng sinh trưởng mạnh ở môi trường 0‰ (đạt $131.100$ tế bào/mL vào ngày 14) nhưng bị ức chế hoàn toàn ở các độ mặn 20‰, 25‰ và 30‰ (mật độ thấp nhất ghi nhận là $5.800$ tế bào/mL ở 30‰ vào ngày 2). Về hình thái: Ở 0‰, tế bào hình tròn đường kính 4 - <10 µm, chứa 2–4 lục lạp dạng đĩa và thể vùi dự trữ to tròn lệch một phía. Ở độ mặn cao, tế bào phình to (5 đến >10 µm), số lượng lục lạp gia tăng và tập trung dày đặc ở sát vách tế bào nhằm tạo áp suất đối kháng tạm thời.

Tên chủng vi tảo	Mật độ cấy ban đầu (tế bào/mL)	Mật độ cực đại ở 0‰ (ngày 14)	Khả năng chịu mặn (20‰ - 30‰)	Đặc điểm biến đổi hình thái chính khi gặp độ mặn cao
Coelastrum sp.	$\approx 8.500$	$252.300$ tế bào/mL	Kém (bị ức chế nặng, giảm sinh khối)	Tế bào phình to (đạt tới 24,75 µm), vách dày, mất pyrenoid, chuyển màu vàng cam ở 30‰
Pseudomuriella sp.	$\approx 14.500$	$\approx 1.000.000$ tế bào/mL (ở 20‰)	Rất tốt (tăng sinh mạnh ở cả 20‰, 25‰, 30‰)	Tế bào chuyển sang bầu dục tròn (3,1–6 µm), lục lạp lan rộng toàn tế bào, thể vùi dự trữ to rõ
Pseudomuriella aurantiaca	$\approx 11.800$	$131.100$ tế bào/mL	Kém (bị ức chế mạnh ở 20‰ - 30‰)	Tế bào tăng kích thước (>10 µm), lục lạp tăng số lượng và phân bố dày sát viền vách tế bào

3. Đánh giá ảnh hưởng của xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu

Dựa trên kết quả thực nghiệm và các kịch bản thủy văn vùng hạ lưu sông Đồng Nai - Sài Gòn (đến năm 2030 và 2050 độ mặn và thời gian xâm nhập mặn đều tăng cao), tác giả đánh giá:

• Hai chủng Coelastrum sp. và Pseudomuriella aurantiaca không có khả năng thích ứng lâu dài với tình trạng xâm nhập mặn; các phản ứng làm dày vách hay tăng lục lạp chỉ mang tính chất đối phó ngắn hạn, quần thể sẽ suy giảm nghiêm trọng khi độ mặn duy trì kéo dài.
• Chủng Pseudomuriella sp. có biên độ thích ứng độ mặn rộng (loài rộng muối), có khả năng duy trì sinh khối và có tiềm năng phát triển ưu thế về số lượng cá thể trong quần xã thực vật nổi tại Cần Giờ khi nước biển xâm nhập sâu.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã đạt được các kết quả cụ thể:

• Thiết lập cơ sở dữ liệu đường chuẩn định lượng: Xây dựng thành công 3 đồ thị và phương trình hồi quy tương quan tuyến tính giữa giá trị quang phổ $OD_{680}$ và mật độ tế bào đếm trực tiếp cho 3 chủng vi tảo bản địa với độ tin cậy rất cao ($R^2$ đạt từ 0,9975 đến 0,9997).
• Làm rõ ngưỡng thích ứng độ mặn của từng loài:
  • Xác định Pseudomuriella sp. là chủng vi tảo nước ngọt có khả năng thích ứng đặc biệt tốt với môi trường mặn cao (chịu được nồng độ muối từ 20‰ đến 30‰), tốc độ tăng sinh tương đương hoặc cao hơn môi trường nước ngọt đối chứng.
  • Chứng minh Coelastrum sp. và Pseudomuriella aurantiaca là các chủng hẹp muối, mẫn cảm cao và bị ức chế sinh trưởng mạnh khi độ mặn vượt quá ngưỡng sinh lý nước ngọt.
• Mô tả chi tiết các biến đổi tế bào học dưới stress mặn: Ghi nhận hiện tượng phình to kích thước tế bào, làm dày vách tế bào, biến đổi cấu trúc lục lạp và hiện tượng tích lũy sắc tố vàng cam (carotenoid) ở Coelastrum sp. tại nồng độ muối 30‰.
• Đóng góp khoa học và thực tiễn: Cung cấp dẫn liệu thực nghiệm có giá trị về phản ứng sinh học của các chủng vi tảo bản địa Cần Giờ trước nguy cơ xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu; đồng thời cung cấp chủng tiềm năng (Pseudomuriella sp.) cho các nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học vi tảo trong môi trường nước lợ/mặn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế của đề tài:
  • Thí nghiệm mới khảo sát giới hạn trên 3 chủng vi tảo đơn lẻ trong điều kiện phòng thí nghiệm kín (nhiệt độ 25°C, ánh sáng nhân tạo cố định), chưa phản ánh đầy đủ các tác động đồng thời của các yếu tố sinh thái tự nhiên khác như biến động nhiệt độ ngoài trời, cường độ bức xạ mặt trời, độ pH và áp lực cạnh tranh/tiêu thụ của động vật phù du.
  • Thang đo độ mặn khảo sát dừng lại ở mức tối đa 30‰ và thời gian theo dõi trong chu kỳ 14 ngày.
  • Chưa tiến hành định lượng chi tiết các thành phần sinh hóa nội bào (hàm lượng lipid tổng số, thành phần axit béo, hàm lượng diệp lục $a, b$ và tổng carotenoid) bằng các phương pháp hóa sinh chuyên sâu.
• Hướng nghiên cứu tiếp theo:
  • Mở rộng dải thử nghiệm độ mặn cao hơn (>30‰) và kéo dài thời gian nuôi cấy đối với chủng Pseudomuriella sp. để xác định giới hạn chịu mặn tối đa.
  • Tiến hành các thử nghiệm nuôi cấy đa loài (polyculture) nhằm đánh giá mối quan hệ tương tác sinh thái và sự biến động sinh khối tổng của quần xã vi tảo dưới tác động của stress mặn.
  • Phân tích sinh hóa nhằm khai thác tiềm năng tích lũy lipid/carotenoid của các chủng vi tảo phục vụ sản xuất nhiên liệu sinh học và thực phẩm chức năng.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên và học viên cao học: Thuộc các ngành Sư phạm Sinh học, Sư phạm Khoa học Tự nhiên, Sinh thái học, Thủy sinh học, Công nghệ Sinh học và Khoa học Môi trường đang thực hiện các đề tài về phân lập, nuôi cấy và đánh giá sinh lý vi tảo.
• Nhà nghiên cứu và cán bộ quản lý môi trường: Cung cấp tài liệu tham khảo về phương pháp xây dựng đường chuẩn $OD_{680}$ kết hợp buồng đếm Goriaep, quy trình xử lý số liệu sinh học bằng SPSS 29 (phép thử Duncan) và các dẫn liệu thực tế phục vụ dự báo diễn thế quần xã thực vật nổi tại Khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn Cần Giờ dưới tác động của biến đổi khí hậu.

Câu hỏi thường gặp

1. Nghiên cứu khảo sát trên những chủng vi tảo nào và nguồn gốc thu mẫu từ đâu?
Nghiên cứu khảo sát trên 3 chủng vi tảo lục gồm Coelastrum sp., Pseudomuriella sp. và Pseudomuriella aurantiaca. Cả 3 chủng này đều được phân lập từ vùng nước ngọt thuộc huyện Cần Giờ, TP. Hồ Chí Minh và được lưu giữ, nuôi cấy tại Phòng thí nghiệm Sinh học Trung tâm - Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh.

2. Các mức độ mặn nào được thiết lập trong mô hình thí nghiệm và điều kiện nuôi cấy ra sao?
Thí nghiệm thiết lập 4 mức độ mặn gồm 0‰ (đối chứng nước ngọt), 20‰, 25‰ và 30‰ trong môi trường dinh dưỡng BG-11. Mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần, nuôi trong phòng máy lạnh duy trì nhiệt độ 25°C, chiếu sáng bằng đèn LED với cường độ 3500 - 4000 lux theo chu kỳ 12 giờ sáng : 12 giờ tối.

3. Phương trình đường chuẩn tương quan giữa độ hấp thụ quang $OD_{680}$ và mật độ tế bào của các chủng được xác định như thế nào?
Phương trình hồi quy tuyến tính của các chủng như sau:

• Coelastrum sp.: $y = 245.224,9554x + 492,6574$ ($R^2 = 0,9975$).
• Pseudomuriella sp.: $y = 926.347,6637x - 17.941,0527$ ($R^2 = 0,9997$).
• Pseudomuriella aurantiaca: $y = 428.051,9441x - 7.881,7655$ ($R^2 = 0,99828$).

4. Chủng vi tảo nào có khả năng chống chịu và tăng sinh tốt nhất ở môi trường độ mặn cao?
Chủng Pseudomuriella sp. thể hiện khả năng thích ứng và tăng sinh tốt nhất. Ở tất cả các mức độ mặn 20‰, 25‰ và 30‰, chủng này đều duy trì tốc độ sinh trưởng cao, đạt mật độ tế bào lên tới khoảng $1.000.000$ tế bào/mL vào ngày thứ 14 ở độ mặn 20‰, tương đương và không có sự khác biệt tiêu cực so với môi trường nước ngọt 0‰.

5. Khi tiếp xúc với môi trường có độ mặn cao (20‰ - 30‰), hình thái tế bào vi tảo có những biến đổi đặc trưng nào?
Các biến đổi hình thái chính gồm: tế bào có xu hướng gia tăng kích thước (phình to hơn so với ở 0‰), vách tế bào dày lên rõ rệt để chống chịu áp suất thẩm thấu, thể vùi dự trữ phát triển to hơn; riêng ở Coelastrum sp. tại độ mặn 30‰ xuất hiện hiện tượng thoái hóa diệp lục và tăng cường tổng hợp carotenoid khiến tế bào chuyển sang màu vàng cam.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Mai Huỳnh Bích Tuyền đã thực hiện thành công việc đánh giá ảnh hưởng của độ mặn (0‰, 20‰, 25‰, 30‰) đến sự tăng sinh và hình thái của 3 chủng vi tảo lục phân lập từ vùng nước ngọt Cần Giờ. Kết quả chỉ ra sự phân hóa rõ rệt về khả năng thích ứng sinh lý: trong khi Coelastrum sp. và Pseudomuriella aurantiaca bị ức chế sinh trưởng mạnh ở các mức mặn cao, thì Pseudomuriella sp. lại thể hiện khả năng chống chịu vượt trội và tăng sinh tốt ở cả độ mặn lên đến 30‰. Công trình cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác về phản ứng của vi tảo bản địa trước stress thẩm thấu, đóng góp nguồn tư liệu khoa học hữu ích cho công tác dự báo biến động sinh thái cửa sông trong bối cảnh xâm nhập mặn do biến đổi khí hậu tại Thành phố Hồ Chí Minh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

đặt vấn đề và giải quyết van dé. Thay đã cho em những lời khuyên và động viên để em có thể hoàn thành đề tài. Nhà Trường, Phòng đào tạo đã tạo điều kiện cho em có được cơ hội học tập, nghiên cứu lĩnh vực, chuyên ngành mà bình thường em sẽ khó có thể tiếp cận. Tit đây, em có thể trau doi những ki năng.

kiến thức giúp cho công việc giảng dạy trong tương lai. Quý thay cô là giảng viên, chuyên viên phòng thí nghiệm trong khoa Sinh học đặc biệt là ThS. Nguyễn Thị Hằng, TS. Tran Thị Minh Định, cô Hà Thị Bé Tư, cô Nguyễn Thị Nga và cô Tran Thị Hiểu — những người đã truyền dạy những kiến thức quý báu, tạo điều kiện và giúp đỡ em về các van dé thiết bị, dụng cụ trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Các thay cô đã luôn dành cho sinh viền sự tan tình tuyệt đổi. Các bạn K46 cùng phòng tao đã đồng hành, chia sẻ, giúp đỡ cm rất nhiều. Chúng em đã trải qua rất nhiều củng bậc cảm xúc cùng nhau, có những kỉ niệm vô cùng quý giá trong suốt quá trình thực hién đề tài. Các bạn là những người bạn tuyệt vời mà em không thể tìm thấy được ở bắt cứ đâu.

Gia đình đã luôn là nguồn động viên lớn nhất và là chỗ dựa vững chãi nhất trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Thành pho Hồ Chi Minh, ngày 17 tháng 5 năm 2024 SINH VIEN ya Mai Huỳnh Bích Tuyền ii MUCLUC LOU CANNON (giniizstizstii33i101705500126075113110311835315661655553358385985385589888683503538935585508688388058503853805588 i MU LUC 8h da. il Danh mục các chữ viết tat o.oo ccccccccecceeecsseecescessccseevesveversevevesvevsrcassvsneavaeetevseeecavees iv Dah UC CAC DANG caicsniateiiiiiiiiiiiii4011411110161113111431185158651484385333651584153485381485591651883 IV Danh:muc cá HÌnH:::;;::::::-::::::::icc22122122101233121211231123212331853553385333593552585553653358383885853523 iv MO DAU nnansnntsanosnnidttiiitiititG01018010G110801081105000081081101818551881805301880080088018800891010180188881 l L Lí do chọn để tl «. Mục tiêu nghiên CỨU.

HS ng n1 HH n1 ng cư 2 TH PB iifiẩnnnphiiniGDNiaaaaeoiaŸaa nai an 2 IV: Nội đụng nghiễn CỨn::-:::--:::::-:::‹:::-:c:-:c:cc:<cceippt0p2i02002512563122632068103180468558358588658 2 Vi PRAT Vi BRC GỨỦcsisirsaiissniasissniieiiiaiitaiitsiitigii52111511125155151551351518519151585511855555155551 2 l0). TONG QUAN KHU DỰ TRU SINH QUYEN RUNG NGAP MAN CAN GIG .3 Vip ooo sccses saasnqsassacecacesascenasceasessescacesazusa asaasseuzsseeseacssasseasussatosazessc: 3 DU 2: TRG VẪÏH!::csccoicnipnoiissiinsiiigii22010530135118155833165125631653588538650885385515685588655883585858835 3 UD TAM EAN sce 2151203425105311610012012210221813378231612131301121033181481383193211421421023133438123128357 4 1:4: Đa: đang sinh hOG siccisccscscsiscosscscscasscsssscsssescssesseasessassasssaszveassesctscsveaseesateease IÝ2:.T080 00000006 VIGO co coccecccsi0s2:000210121429236203099613620033190210050016100511081473210233313525521805 7 E220), IPhánil081'VIIRGDIUE::::csscssczsisitciitinit221212126311431123513235333516353638583312355523550358 7 1.Giới thiệu VE Vi CBO NV sssasssssssossessisosssssssssssenssesisossssassasssssnsssesseatesssasasieeesi 8 1. Một số nghiên cứu liên quan.- 2-22 2£ ©2+222££Ezz£Ezztrzzrrez H Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Thời gian và địa điểm nghiÊn cứu. Thời gian nghiÊñ:€Ứ::s::-:::-:::-:::c:c:cccccii-ci2202111221122312301213372611253853805588556 12 2. Địa điểm nghiên cứu. VậtiliỆu:ngHIÊN-CỨNH:s::::::-:::::::::i:+i:cc2it221222115555222235324655655523556565E3585385233525 12 2.

Phương pháp nghiên cứu. HH nà ng 14 2. Phương pháp định lượng tế bào bằng buồng đếm hồng cầu. Phương pháp do mật độ quang OD (Optical Density).

Bồ trí một số thí nghiệm khảo sat sự anh hưởng độ mặn lên sự tăng sinh CUA VE TAO 118. Phương pháp quan sát phân tích hình thái tế bào vi tảo. 17 US Xi PHÒNG Kế cá c6 n6 c1002160221001220150215632530223032393210351653034101271927862343E1085: 17 Chương 3. KET QUA VA BAN LUẬN.

Kết qua định lượng tế bào va dựng đường chuẩn. Dựng đường chuẩn Coelastrim Sp. Dựng đường chuẩn Pseudomuriella Sp. Dung đường chuan Pseudomuriella Qurantiacd.

Kết qua khảo sát mật độ vi tảo lục nuôi trong môi trường có giá trị độ mặn TỦ lề: (E2ly, De, ¿2353715521587029313921814939283843184573837883183338431821882505830183318281327123388282838523 20 3. Kết quả khảo sát mẫu Coelastrum Sp. Kết quả khảo sát Pseudomuriella Sp. Kết quả khảo sát chủng Pseudomuriella aurantiaca.

Dánh giá anh hưởng của xâm nhập mặn do biến đối khí hậu đôi với các mau Wi €AG ccccccccasccsassasseasscesssasssaacsacscaassaaassaasveassossseasseasiecsveassecssseascouscaacseaasaaaaseassessieasses 29 KET LUẬN VÀ KIÊN NGHI.ccccccccccsccscsssscsccseeceseecsesssecsecsvsvssversevareessvarsecarecereee dl PERU G ai:2422412::4222220122212012132211210402//3201021132/1352/3113)42131321221032012223333343146239321593313211255) PLI iv DANH MUC CAC CHU VIET TAT __ kKíhiệu _ _Chú giải. KDTSQRMNCG ù DANH MỤC CÁC BẢNG Bang 1. Số liệu về một số yếu tô khí hậu tại Cần Giờ, thành phố Hỗ Chí Minh. Các thiết bị trong nghiên cứu.- 2-2222 E2 EEEz2EEEEEEztEEzrrrcsrrc, 12 Bảng 2.

Thành phan môi trường BG-l. Mật độ tao Coelastrum sp. ở các độ man khác nhau. Mật độ tao Pseudomuriella sp.

ở các độ mặn khác nhau.