HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MẬT ĐỘ TẢO LỤC HAEMATOCOCCUS PLUVIALIS Ở GIAI ĐOẠN SINH DƯỠNG” HÀ NỘI - 2021 HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: “NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN MẬT ĐỘ TẢO LỤC HAEMATOCOCCUS PLUVIALIS Ở GIAI ĐOẠN SINH DƯỠNG” Sinh viên thực hiện : TRẦN HỒNG NHUNG MSV : 620615 Lớp : K62CNSHC Ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giáo viên hướng dẫn : PGS. Nguyễn Đức Bách HÀ NỘI - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả, hình ảnh, số liệu nghiên cứu được sử dụng trong luận văn này là trung thực, chưa được sử dụng trong bất kỳ một báo cáo nào. Tất cả các thông tin được trích dẫn trong khóa luận đều được chỉ rõ nguồn gốc và mọi sự giúp đỡ đều được cảm ơn. Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan của mình trước Học viện và Hội đồng.
Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Sinh viên Trần Hồng Nhung i LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến toàn thể thầy, cô đang công tác tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam, đặc biệt là thầy, cô trong khoa Công nghệ sinh học đã tận tình dạy dỗ và truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt những năm học tập và rèn luyện tại trường. Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. Nguyễn Đức Bách đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, quan tâm và tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn tất cả các anh, chị, bạn bè làm việc tại bộ môn sinh học phân tử và CNSH ứng dụng đã tận tình giúp đỡ, đóng góp những ý kiến bổ ích và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp.
Mặc dù đã cố gắng hoàn thiện luận văn bằng sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp của quý thầy cô và các bạn để tôi có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp được tốt nhất. Tôi xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Trần Hồng Nhung ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC BẢNG. v DANH MỤC HÌNH.
vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ .vii DANH MỤC VIẾT TẮT. Mục đích và yêu cầu của đề tài. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Giới thiệu về tảo lục H.
Vị trí phân loại của tảo H. Đặc điểm hình thái và sinh học của tảo H. Vòng đời của tảo H. Thành phần dinh dưỡng của tảo H.
Tình hình nghiên cứu và công nghệ nuôi tảo lục H. pluvialis hiện nay. Tình hình nghiên cứu về tảo H. pluvialis hiện nay.
Công nghệ nuôi tảo H. pluvialis hiện nay. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của tảo lục H. Ảnh hưởng của ánh sáng.
Ảnh hưởng của nhiệt độ. Ảnh hưởng của pH môi trường. Vai trò của chất dinh dưỡng. Ứng dụng của tảo lục H.
Đối với sức khỏe con người. Trong nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi. VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Vật liệu nghiên cứu.
Máy móc, trang thiết bị nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu và thời gian nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu.
Nội dung nghiên cứu. Xác định điều kiện lưu giữ giống tảo H. Xác định điều kiện nhân giống tảo H. pluvialis từ giống gốc.
Xác định các điều kiện nuôi H. pluvialis để duy trì giai đoạn sinh dưỡng. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp lưu giữ giống tảo H.
Phương pháp nhân giống tảo H. Phương pháp xác định mật độ tế bào của tảo H. Phương pháp xác định tốc độ sinh trưởng riêng của tảo H. Phương pháp xác định ảnh hưởng của các điều kiện nuôi đến giai đoạn sinh dưỡng của tảo H.
Phương pháp xử lý số liệu. 34 PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Điều kiện lưu giữ giống tảo H. Điều kiện nhân giống tảo H.
Mối tương quan giữa mật độ tế bào và độ hấp thụ quang học của tảo H. Các điều kiện nuôi để duy trì giai đoạn sinh dưỡng của tảo H. Ảnh hưởng của môi trường đến giai đoạn sinh dưỡng của H. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến giai đoạn sinh dưỡng của H.
Ảnh hưởng của nguồn nitơ đến giai đoạn sinh dưỡng của H. Ảnh hưởng của nồng độ NO 3 - đến giai đoạn sinh dưỡng của H. 51 PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
56 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Vị trí của H. pluvialis trong hệ thống phân loại. Thành phần dinh dưỡng của tảo H.
Các trang thiết bị sử dụng trong nghiên cứu. Thành phần dinh dưỡng của môi trường C. Thành phần PIV–metals trong môi trường C. Thành phần dinh dưỡng của môi trường RM.
Thành phần dinh dưỡng của môi trường BBM. Mối tương quan giữa mật độ tế bào và độ hấp thụ quang học. 39 v DANH MỤC HÌNH Hình 2. Cấu trúc tế bào của H.
Các hình thái tế bào của H. Các giai đoạn trong vòng đời của H. Cấu trúc hóa học của astaxanthin. Cấu tạo buồng đếm Neubauer.
Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của môi trường đến giai đoạn sinh dưỡng của H. Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của cường độ ánh sáng trắng đến giai đoạn sinh dưỡng của H. Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đỏ đến giai đoạn sinh dưỡng của H. Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nguồn nitơ đến giai đoạn sinh dưỡng của H.
Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nồng độ NO 3 - đến giai đoạn sinh dưỡng của H. pluvialis sinh trưởng trên môi trường thạch. Các bình thí nghiệm trong nhân giống H. Hình thái tế bào tảo H.
pluvialis ở giai đoạn sinh dưỡng. Các hình thức sinh sản của tảo H. pluvialis ở giai đoạn sinh dưỡng. Hình thái tế bào tảo H.
pluvialis ở giai đoạn nang hoàn chỉnh. Ảnh hưởng của các môi trường đến giai đoạn sinh dưỡng của H. Hình thái tế bào tảo H. pluvialis ở hai giai đoạn sinh dưỡng.
Hình thái tế bào tảo H. pluvialis sau 24 ngày nuôi. Ảnh hưởng của các cường độ ánh sáng trắng đến giai đoạn sinh dưỡng của H. Ảnh hưởng của các cường độ ánh sáng đỏ đến giai đoạn sinh dưỡng của H.
Ảnh hưởng của các nguồn nitơ đến giai đoạn sinh dưỡng của. Ảnh hưởng của các nồng độ NO 3 - đến giai đoạn sinh dưỡng của H. 54 vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 4. Mối tương quan giữa mật độ tế bào và độ hấp thụ quang học.
Mật độ tế bào của H. pluvialis trên 3 môi trường. Tốc độ sinh trưởng riêng của H. pluvialis trên 3 môi trường.
Mật độ tế bào của H. pluvialis trên 4 cường độ ánh sáng trắng. Tốc độ sinh trưởng riêng của H. pluvialis trên 4 cường độ ánh sáng trắng.
Mật độ tế bào của H. pluvialis trên 4 cường độ ánh sáng đỏ. Tốc độ sinh trưởng riêng của H. pluvialis trên 4 cường độ ánh sáng đỏ.
Mật độ tế bào của H. pluvialis trên 3 nguồn nitơ. Tốc độ sinh trưởng riêng của H. pluvialis trên 3 nguồn nitơ.
Mật độ tế bào của H. pluvialis trên 4 nồng độ NO 3 -. Tốc độ sinh trưởng riêng của H. pluvialis trên 4 nồng độ NO 3 -.
53 vii DANH MỤC VIẾT TẮT BBM Bold Basal Medium CT Công thức ĐC Đối chứng LED Light Emitting Diode OD Optical Density RM Rudic Medium UV Ultraviolet viii TÓM TẮT H. pluvialis có tiềm năng lớn trong sản xuất thực phẩm chức năng và thức ăn chăn nuôi do khả năng tích lũy hàm lượng lớn astaxanthin có giá trị dinh dưỡng cao. Đánh giá được tầm quan trọng và tiềm năng của H. pluvialis, việc nghiên cứu các điều kiện nuôi tối ưu cho sự sinh trưởng của H.
pluvialis là rất cần thiết. Trong nghiên cứu này các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ tảo H. pluvialis ở giai đoạn sinh dưỡng như môi trường nuôi, cường độ ánh sáng, nguồn nitơ và nồng độ NO 3 - được xác định. Thí nghiệm sử dụng 3 môi trường khác nhau gồm C, RM, BBM để nuôi H.
pluvialis cho thấy môi trường RM tối ưu nhất cho sự sinh trưởng sinh dưỡng của tảo lục H. pluvialis với mật độ cực đại 28,5×104 tế bào/ml sau 20 ngày nuôi. Vì vậy, môi trường RM được sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo. Trong thí nghiệm về cường độ ánh sáng, các bình thí nghiệm được đặt dưới nguồn sáng của đèn LED trắng, LED đỏ ở cường độ từ 2000lux đến 5000lux.
Kết quả cho thấy tại cường độ 3000lux ở đèn LED đỏ tảo sinh trưởng mạnh nhất và đạt mật độ tế bào là 37,4×104 tế bào/ml sau 20 ngày nuôi. Sử dụng đèn LED đỏ ở cường độ 3000lux cho thí nghiệm ảnh hưởng của nguồn nitơ và nồng độ NO 3 - đến giai đoạn sinh dưỡng của tảo H. Thí nghiệm sử dụng 3 nguồn nitơ khác nhau gồm NaNO 3 , NH 4 Cl, CO(NH 2 ) 2 bổ sung vào môi trường nuôi, kết quả thu được cho thấy tại nguồn nitơ của NaNO 3 mật độ tế bào H. pluvialis tối ưu nhất và đạt cực đại là 40,2×104 tế bào/ml sau 24 ngày nuôi.
Sau đó, tiến hành thí nghiệm sử dụng 4 nồng độ NO 3 - (X) khác nhau tương ứng với 1X, 2X, 4X, 6X. Sau 22 ngày nuôi tại nồng độ 4X – 876mg/l mật độ tảo đạt cực đại với 56,5×104 tế bào/ml. pluvialis thuộc ngành tảo lục với khả năng tích lũy lượng lớn astaxanthin. Hàm lượng astaxanthin có trong tảo H.
pluvialis gấp 5000 lần so với trong cá hồi, gấp 20 –50 lần trong nấm men đỏ. Astaxanthin là sắc tố tự nhiên thuộc họ carotenoid. Astaxanthin chiết xuất từ tảo dùng để điều chế thành các dạng thực phẩm chức năng, các loại mỹ phẩm giúp bảo vệ da, chống lão hoá hoặc làm phụ gia bổ sung vào thức ăn chăn nuôi. Trên thế giới đã có nhiều nước nuôi H.
pluvialis ở quy mô công nghiệp như Israel, Trung Quốc, Nhật Bản, Mỹ. Tại Việt Nam việc nuôi H. pluvialis còn gặp nhiều khó khăn vì H. pluvialis dễ nhiễm tạp trong hệ thống nuôi hở, có tốc độ sinh trưởng thấp hơn so với các loài tảo khác và vòng đời trải qua nhiều giai đoạn phức tạp.
Ngoài ra, các tế bào ở giai đoạn sinh dưỡng dễ dàng chuyển sang giai đoạn tạo bào nang gây ảnh hưởng đến quá trình nhân sinh khối. Vì vậy, cần phải tối ưu các điều kiện nuôi H.