BÀI GIẢNG NGUYÊN tắc PHÂN LOẠI THỰC vật PHẦNNGUYÊN tắc PHÂN LOẠI tảo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ THỊ THÚY HÀ BÀI GIẢNG NGUYÊN TẮC PHÂN LOẠI THỰC VẬT PHẦN:NGUYÊN TẮC PHÂN LOẠI TẢO Dùng cho đào tạo Thạc sỹ, chuyên ngành Thực vật học Nghệ An – 2017 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT MÔN HỌC SAU ĐẠI HỌC MÔN HỌC: NGUYÊN TẮC PHÂN LOẠI THỰC VẬT Họ tên người dạy: - PHAM HỒNG BAN ; Chức danh, học vị: PGS.TS - LÊ THỊ THÚY HÀ; Chức danh, học vị: GV.TS - Địa chỉ: Viện Sư phạm Tự nhiên, Trường Đại học Vinh 2.Tên môn học: NGUYÊN TẮC PHÂN LOẠI THỰC VẬT (Principles of plant classification) Chuyên ngành: Thực vật 3.Loại môn học: Môn bắt buộc Mã số môn học: Bộ môn, khoa phụ trách giảng dạy: Bộ môn Thực vật, Viện Sư phạm Tự nhiên Giờ tín nội dung mơn học: tín + Giảng lý thuyết: 38 + Phân tích mẩu phịng thí nghiệm: 7 Mục tiêu môn học: - Học viên phải sử dụng khoá định loại để xác định mẩu nói riêng taxon thực vật nói chung - Nắm luật Quốc tế danh pháp thực vật - Nguyên tắc công bố tên gọi, nguyên tắc ưu tiên cách trích dẫn tên tác giả, tài liệu kèm theo tên gọi Mô tả môn học: Chuyên đề nguyên tắc phân loại thực vật nhằm trang bị cho học viên khái niệm phép phân loại kiểu khoá phân loại Những luật Quốc tế danh pháp thực vật, ngun tắc cơng bố tên gọi lồi, ngun tắc ưu tiên danh pháp taxon Vĩ trí phân loại số phương pháp nghiên cứu ngành thực vật Nội dung môn học: Chương Luật quốc tế danh pháp thực vật (12 tiết) 1.1 Sơ lược lịch sử luật danh pháp thực vật 1.2 Nội dung luật danh pháp thực vật 1.2.1 Các nguyên tắc chung 1.2.2 Các bậc phân loại 1.2.3 Nguyên tắc công bố tên gọi 1.2.4 Các loại typ danh pháp 1.2.5 Nguyên tắc ưu tiên 1.3 Danh pháp taxon 1.3.1 Tên taxon bậc họ 1.3.2 Tên họ phân họ, tông phân tơng 1.3.3 Tên chi phân nhóm chi 1.3.4 Tên loài 1.3.5 Tên gọi taxon bậc lồi 1.4 Trích dẫn tên tác giả.và tài liệu kèm theo tên gọi 1.4.1 Trích tên tác giả 1.4.2 Cách ghi tài liệu tham khảo kèm theo tên gọi 1.4.3 Cơng bố có hiệu có giá trị xác tên taxon 1.5 Chính tả tên, tính ngữ giống ngữ pháp tên chi 1.5.1 Chính tả tên tính ngữ 1.5.2 Giống ngữ pháp tên chi 1.6 Mô ̣t số từ viết tắt và rút ngắn thường được sử dụng 1.7 Mô ̣t số trường hợp đă ̣c biê ̣t Chương Các dạng sơ đồ hệ thống kiểu khoá phân loại (4 tiết) 2.1 Các dạng sơ đồ hệ thống phát sinh chủng loại 2.2 Các kiểu khoá phân loại 2.2.1 Khoá lượng phân 2.2.2 Cấu tạo bảng khố Chương Mơ ̣t sớ phương pháp bản nghiên cứu thực vâ ̣t bâ ̣c cao (14 tiết) 3.1 Nghiên cứu thành phần loài thực vâ ̣t 3.1.1 Các phương pháp nghiên cứu ngoài tự nhiên 3.1.2 Công tác nô ̣i nghiê ̣p 3.2 Nghiên cứu dạng sống thực vâ ̣t 2.1 Các phương pháp nghiên cứu dạng sống thực vâ ̣t 3.2.2 Phân loại dạng sống 3.3 Nghiên cứu quần xã thực vâ ̣t 3.3.1 Đă ̣t và mô tả ô tiêu chuẩn, diê ̣n tích và cách tính 3.3.2 Thống kê thành phần loài quần xã thực vâ ̣t 3.3.3 Những bảng biểu để mô tả ô tiêu chuẩn Chương Phương pháp thu xử lý mẫu tảo (6 tiết) 4.1 Phương pháp thu mẫu tảo môi trường sống khác 4.2 Phương pháp tách tảo khỏi chất 4.3 Phương pháp xử lý mẫu tảo (phục vụ cho công việc định loại) 4.4 Phương pháp đo kích thước tế bào tảo Chương Tiêu chí để phân loại tảo (9 tiết) Cần xác định rõ tiêu chí (dấu hiệu phân loại) để phân loại tảo thuộc ngành tảo sau: 5.1 Ngành Vi khuẩn lam – Cyanobacteria (= Tảo lam – Cyanophyta) Ngành Tảo Hai rãnh (Dinophyta), Ngành Tảo roi không (Heterokontophyta) 5.3.1 Lớp Tảo vàng ánh (Chrysophyceae) 3.2.Lớp Tảo vàng lục (Xanthophyceae) 5.3.3 Lớp Tảo silíc (Bacillariophyceae) 5.4 Ngành Tảo mắt (Euglenophyta) 5 Ngành Tảo lục (Chlorophyta) Bài tập phòng thi nghiệm: Phân tích xác định tên khoa học lồi thực vật bậc cao (4 tiết) Phần bậc thấp (3 tiết) 10 Học liệu: J Hutchinson: Những họ thực vật có hoa T1,T1.Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà nội, 1978 ( Tài liệu dịch ) Phạm Hoàng Hộ: Cây cỏ Việt Nam T1,2,3,4,5,6 Montreal, Pari, 1993 Võ Văn Chi: Sách tra cứu tên cỏ Việt Nam NXb Giáo dục, 2007 Nguyễn Tiến Bân: Nguyên tắc phân loại hệ thống thực vật (Bài giảng sau Đại học) Hà nội, 1997 Klein R.M, D.T Klein, Phương pháp nghiên cứu thực vật (Tập 1), Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1979 Dương Đức Tiến – Võ Hành, Tảo nước Việt Nam, Phân loại tảo lục (Chlorococcales), Nxb Nông nghiệp, Hà nội, 1997 11 Hình thức tổ chức dạy học: Hình thức Nội dung Lý thuyết Bài tập, tiểu luận Chương Luật quốc tế danh pháp thực vật (12 tiết) 1.1 Sơ lược lịch sử luật danh pháp thực vật 1.2 Nội dung luật danh pháp thực vật 1.2.1 Các nguyên tắc chung 1.2.2 Các bậc phân loại 1.2.3 Nguyên tắc công bố tên gọi 1.2.4 Các loại typ danh pháp 1.2.5 Nguyên tắc ưu tiên 1.3 Danh pháp taxon 1.3.1 Tên taxon bậc họ 1.3.2 Tên họ phân họ, tông phân tơng 1.3.3 Tên chi phân nhóm chi 1.3.4 Tên loài 1.3.5 Tên gọi taxon bậc lồi 1.4 Trích dẫn tên tác giả.và tài liệu kèm theo tên gọi 1.4.1 Trích tên tác giả 1.4.2 Cách ghi tài liệu tham khảo kèm theo tên gọi 1.4.3 Cơng bố có hiệu có giá trị xác tên taxon 1.5 Chính tả tên, tính ngữ giống ngữ pháp tên chi 1.5.1 Chính tả tên tính ngữ 1.5.2 Giống ngữ pháp tên chi 1.6 Mô ̣t số từ viết tắt và rút ngắn thường được sử dụng 1.7 Mô ̣t số trường hợp đă ̣c biê ̣t 10 Chương Các dạng sơ đồ hệ thống kiểu khoá phân loại 2.1 Các dạng sơ đồ hệ thống phát sinh chủng loại 2.2 Các kiểu khố phân loại Chương Mơ ̣t sớ phương pháp bản nghiên cứu thực vâ ̣t bâ ̣c cao 3.1 Nghiên cứu thành phần loài thực vâ ̣t 3.1.1 Các phương pháp nghiên cứu ngoài tự nhiên 3.1.2 Công tác nô ̣i nghiê ̣p 3.2 Nghiên cứu dạng sống thực vâ ̣t 3.2.1 Các phương pháp nghiên cứu dạng sống thực vâ ̣t 3.2.2 Phân loại dạng sống 3.3 Nghiên cứu quần xã thực vâ ̣t 3.3.1 Đă ̣t và mô tả ô tiêu chuẩn, diê ̣n tích và cách tính 3.3.2 Thống kê thành phần loài quần xã thực vâ ̣t 12 Thảo luận 3.3.3.Những bảng biểu để mô tả ô tiêu chuẩn Chương Phương pháp thu xử lý mẫu tảo 4.1 Phương pháp thu mẫu tảo môi trường sống khác 4.2 Phương pháp tách tảo khỏi chất 4.3 Phương pháp xử lý mẫu tảo (phục vụ cho công việc định loại) 4.4 Phương pháp đo kích thước tế bào tảo Chương Tiêu chí để phân loại tảo Cần xác định rõ tiêu chí (dấu hiệu phân loại) để phân loại tảo thuộc ngành tảo sau: 5.1 Ngành Vi khuẩn lam – Cyanobacteria (= Tảo lam – Cyanophyta) Ngành Tảo Hai rãnh (Dinophyta), Ngành Tảo roi không (Heterokontophyta) 5.3.1 Lớp Tảo vàng ánh (Chrysophyceae) 3.2.Lớp Tảo vàng lục (Xanthophyceae) 5.3.3 Lớp Tảo silíc (Bacillariophyceae) 5.4 Ngành Tảo mắt (Euglenophyta) 5 Ngành Tảo lục (Chlorophyta) Tổng cộng 36 (2 tiết tập thực tế phòng thi nghiệm tiết chuẩn) 12 Phương pháp đánh giá môn học: số lần kiểm tra, tập tiểu luận, thi, số thực hành, trọng số lần đánh giá 12.1 Kiểm tra-đánh giá định kỳ, bao gồm: * Chuyên cần tiểu luận: trọng số 0,3 * Thi cuối kỳ:trọng số 0,7 12.2 Tiêu chuẩn đánh giá Đánh giá theo thang điểm 10/10, điểm đạt yêu cầu 13 Các quy định khác môn học: (nếu có) Mỗi học viên thiết phải nắm vững nguyên tắc phân loại phải xác định tên khoa học số loài thực vật thường gặp Hiệu trưởng Trưởng Khoa Giảng viên PGS TS Phạm Hồng Ban TS Lê Thị Thúy Hà NGUYÊN TẮC PHÂN LOẠI THỰC VẬT NGUYÊN TẮC PHÂN LOẠI TẢO Chương Phương pháp thu xử lý mẫu tảo 4.1 Phương pháp thu mẫu tảo môi trường sống khác 4.1.1 Chuẩn bị hóa chất, dụng cụ thu mẫu: Để thu mẫu có hiệu cần phải chuẩn bị hóa chất, dụng cụ Dụng cụ thu mẫu: Chai, lọ đựng mẫu: tốt lọ màu nâu, có nút mài, 100ml Nhiệt kế Lưu tốc kế để đo tốc độ dòng chảy Giấy đo pH (máy đo pH xách tay) Đĩa shechi Lưới vớt thực vật (phytoplankton), thường sử dụng lưới số 75, tốt sử dụng lưới kép Batômét để thu mẫu tảo phân tầng Gàu Petecxen để thu mẫu tảo đáy Tỷ trọng kế thiết bị đo độ muối 10 Xẻng cầm tay để thu mẫu tảo đất 11 Đĩa petri để nuôi cấy tảo đất phân loại tảo 12 Túi nilon, túi vải để đựng mẫu tảo đất 13 Bút chì 2B, giấy bóng mờ bút khơng xóa để ghi nhãn mẫu Dung dịch cố định mẫu tảo a Dung dịch foocmalin 4% (5ml dung dịch foocmalin đậm đặc + 500ml nước cất) Ngoài việc giữ ngun hình dạng, dung dịch cịn làm giảm co nguyên sinh hầu hết loài tảo, trừ vài dạng đơn bào b Hỗn hợpfoocmalin – cồn – nước (1V foocmalin đậm đặc: 10V cồn etylic 95%: 10V nước) c Hỗn hợp iốt với KI (hòa tan 10g KI 100ml nước, cho thêm 3g iốt tinh thể + 100ml nước nữa, lắc Thường dùng 1V I-KI: 5V mẫu thu Hình 1: Lưới vớt TVN vàdụng cụ thu mẫu tảo theo tầng 4.1.2.Thu mẫu thực vật nổi: Thực vật (Phytoplankton) sinh vật có khả quang tự dưỡng, sống lơ lửng nước, thành phần quan trọng tạo nên suất sơ cấp thủy vực Để hiểu chức sinh học hệ sinh thái nước tìm thay đổi theo thời gian việc điều tra phát triển quần xã thực vật cần thiết chúng đặc biệt nhạy cảm với thay đổi yếu tố môi trường Việc đo lường thực vật nhằm ước tính độ phong phú toàn diện chúng đếm riêng biệt vài taxa định (ví dụ vi khuẩn lam) Định lượng thực vật cho biết hiện độ phong phú lồi thơng tin tình trạng dinh dưỡng 4.1.2.1 Cách chọn vị trí thu mẫu Thu mẫu thủy vực nước đứng (hồ, vũng, phá,…) - Trong trường hợp hồ cạn (dưới 2m), lấy mẫu độ sâu 0,5m bên lớp nước mặt nước hịa trộn tốt Nếu nước có phân tầng có diện tảo di động mẫu lấy tầng nước khácnhau Thu mẫu thủy vực nước chảy (sông,suối) - Nếu nước thủy vực chảy mạnh có hịa trộn tốt, mẫu thu dòng, độ sâu 0,5m bên mặt nước Nếu khơng có thuyền thu mẫu từ bờ cách dùng gậy có chiều dài trên3m - Nếu nước thủy vực chảy chậm khơng có trộn lẫn tốt, nên thu mẫu tầng nước sâu dịng Nếu khơng chắn khác biệt phân bố thực vật dọc theo sơng, thu mẫu từ hai bên bờ dịng sau trộn lẫn mẫu lại với - Thu mẫu toàn cột nước Trong số nghiên cứu vực nước sâu (như vùng đầm phá, biển), có phân tầng nước đáng kể, muốn xác định đầy đủ thành phần phiêu sinh phân bố cột nước người ta dùng lưới vớt thực vật thả xuống tới đáy kéo lên tới mặtnước 4.1.2.2.Thu mẫu thực vật Sau chuẩn bị đầy đủ hóa chất, dụng cụ khảo sát địa điểm thu mẫu tiến hành thu mẫu Các lọ đựng mẫu cần có phiếu thu mẫu chi tiết sử dụng để ghi lại thông tin cần thiết cho việc nhận xét sau Thu mẫu định tính - Cách đơn giản để lấy mẫu dùng lưới tiêu chuẩn với vật nặng gắn vào đầu sợi dây kéo Bằng cách kéo lưới gần bề mặt sâu Lọ thu mẫu nhận hầu hết thực vật lưới kéo qua, số tế bào lưu lại lưới phải rửa vào lọ thu mẫu sau kéo lưới Mẫu thực vật thu độ sâu cách kéo lưới theo chiều ngang vật nặng giữ lưới độ sâu chọn - Đối với nghiên cứu theo tầng ta thu mẫu thực vật thu độ sâu định cách bơm nước độ sâu chọn lọc qua lưới - Trong trường hợp kéo lưới theo chiều thẳng đứng, tồn thực vật có cột nước phần chiều đứng lấy mẫu Lưới hạ thấp từ neo hay thả trôi đến độ sâu mong muốn từ từ kéo lên theo chiều thẳng đứng - Trong môi trường nước nghèo phiêu sinh thực vật, thu mẫu phiêu sinh thực vật với lần kéo lưới theo chiều dọc không đạt hiệu Do lượng mẫu lớn tầng nước thu theo đường xiên - Tốc độ kéo lưới không vượt 1m/giây Nếu kéo lưới nhanh, áp lực lưới cao làm cho lưới bị rách Khi sử dụng lưới có kích thước mắt lưới nhặt (nhỏ 20 µm), nên kéo lưới với tốc độ chậm hơn, khoảng 0,3 m/giây để làm giảm cản trở mức tốithiểu - Sau kéo lưới, thực vật bám lưới rửa giữ lại cách treo lưới lên phun nước phía ngồi phía bề mặt lưới để gom phiêu sinh vào lọ thu mẫu (gắn đáy lưới) - Mẫu thực vật sau thu chuyển vào lọ đựng mẫu cố định formol5% Thu mẫu định lượng - Với môi trường giàu dinh dưỡng, giàu thực vật (được thể màu nước) lít thể tích mẫu thu Trong mơi trường nghèo dinh dưỡng thể qua độ nước, cần thể tích mẫu lớn Thu mẫu cách lọc qua lưới lấy phần cặn có thực vật Mẫu thu cố định formol 5% (hoặc lugol) Lưu ý ghi rõ thể tích nước thu mẫu(V1) *Phân tích mẫu thực vật Sử dụng phiếu phân tích mẫu để ghi lại kết định tính định lượng Mẫu định tính Dùng pippet ống hút lấy giọt mẫu cho lên lamelle đậy lamen, quan sát kính hiển vi độ phóng đại 100 400 lần Sau chụp hình, ghi lại đặc điểm hình thái, đo kích thước, so với tài liệu định danh để xác định tên (loài/chi) mẫu vật Mẫu định lượng - Mẫu định lượng mang phịng thí nghiệm cho vào bình cao (ống đong) để cẩn thận khơng làm xáo trộn để lắng khoảng 1-3 ngày tùy vào thể tích nước ống đong Thường thời gian lắng 1cm Sau mẫu lắng, cẩn thận tách bỏ lớp nước phía ống xiphơn Cẩn thận khơng phá vỡ hay làm xáo trộn lớp cặn đáy - Ghi nhận lại thể tích nước mẫu cịn lại (V2) Trộn lượng mẫu lại lấy 1ml dung dịch cịn lại cho vào phịng đếm Sedgwick-Rafter để xác định mậtđộ - Tính kếtquả: N = (V2*A)/V1 Trong đó: N: tổng số PSTV có lit mẫu (đơn vị tế bào hay cá thể) A: số PSTV đếm 1ml V1: thể tích mẫu thu ngồi trường V2: thể tích mẫu sau lắng Nếu khơng có phịng đếm Sedgwick-Rafter ta sử dụng phòng đếm hồng cầu Goriaev Phòng đếm Goriaev có 25 vng, có 16 vng nhỏ Diện tích vng nhỏ = 1/400 mm2, h nhỏ = 1/10 mm Vì thể tích nhỏ V= 1/4000mm3= 1/4.106 cm3 Suy thể tích tồn phịng đếm V = 25 X 16/4.10 6cm3 = 100/106 cm3 Giả sử ta đếm 25 ô vuông to m tế bào, ml nước mẫu có : 100/106 cm3→ m tế bào 1cm3 (ml) → x tế bào X= m: 100/106 = m/100 x 106 tế bào/l Xác định số lượng tảo đất Tiến hành đếm trực tiếp số lượng tế bào tảo có g đất (hoặc cm 3) Muốn vậy, mẫu đất lấy phải trộn (của mẫu gần điểm nghiên cứu), sau cân lấy 1g đếm Số lần lặp lại khơng lần Lấy kết sau xử lý số liệu theo phương pháp xác suất thống kê Xác định khối lượng (sinh khối vi tảo) - Để xác định sinh khối (Biomass) vi tảo người ta sử dụng phương pháp tính thể tích hình khối tương ứng từ suy khối lượng Đối với lồi có hình dạng phức tạp phải chia chúng hình khối tương ứng, sau cộng lại để tính thể tích loài Kết loài áp dụng cho điểm nghiên cứu khác có lồi Lưu ý: Khi thu mẫu thực vật cần tiến hành đo đồng thời độ trong, hay ghi nhận tiêu hóa lý nước khác: thời gian, nhiệt độ, độ pH, độ muối tan (độ dẫn diện), mô ta khác đặc trưng vực nước, chế độ dịng chảy, thuỷ triều (nếu có) Trong trình thu mẫu cần vợt vợt lại nhiều lần, sau giữ thẳng lưới cho lọc cho nước chảy đến cịn phía ống mở vịi cho chảy vào lọ đựng mẫu có dán nhãn ghi địa điểm, thời gian thu mẫu… Khi lọc tảo bị lắng xuống phía ống phía lưới 4.1.3 Thu mẫu tảo đất phân lập chúng: Dùng thuổng nạo lớp đất bề mặt S=20 x 20cm Lấy chỗ gần trộn lấy mẫu (100g) Nếu nghiên cứu theo độ sâu: 0, 20, 40, 60, 80cm Mẫu lấy đựng vào túi nilon túi vải, ghi nhãn mẫu, thời gian địa điểm thu Tại phòng thí nghiệm, lấy mẫu rắc thành lớp mỏng lên đáy đĩa Petri (100 x 20 mm) khử trùng rắc cát khô khử trùng lên thành lớp dày đất 2, lần Dùng dung dịch nuôi cấy chuẩn Knốp: Ca(NO3) 0,25g/l MgSO4.7H2O 0,06g/l KH2PO4 KCl Fe2Cl6 0,06g/l 0,08g/l 1giọt dung dịch 1% Làm ướt đất (không để nước thừa, ứ đọng lại) Đặt đĩa Petri đèn neon có cường độ 1.000lux, với quang chu kỳ 18 giờ, nhiệt độ không cao 25 0C, thời gian -2 tuần sau bề mặt cát xuất tập đoàn tảo Cẩn thận lấy chúng khỏi mặt cát (bằng que cấy VSV) chuyển lên vòng số -7 vòng giấy lọc khử trùng xếp chồng vào đĩa Petri khác Giữ mẫu giấy trạng thái ẩm dung dịch Knốp Tảo lam phát triển phía qua chồng giấy Tách lấy -3 phía ta thu giống tảo ni khiết, sau đưa chúng lên môi trường thạch lần phương pháp gây cấy dùng que 4.1.4 Thu mẫu tảo bùn phân lập chúng Bùn lấy từ ao, hồ, sơng suối vũng chứa nước bẩn gồm vi khuẩn tự dưỡng, tảo lam VK quang hợp Trộn bùn với giấy lọc tích tương đương (giấy lọc ngâm nước vài ngày, sau xé vụn phơi khô) ta hỗn hợp bùn nhão Trộn bùn nhão với CaCO tích Cho hỗn hợp vào ống đong nhựa suốt Sau đổ đầy bùn vào ống, đổ nước ngập bùn cách bùn khoảng 1-2cm Dùng đèn (100W) chiếu sang ống bùn 1ngày đêm (khoảng cách đèn ống chừng 20 – 30cm để tạo nhiệt độ cao) Sau vài tuần, dạng tảo, VK kỵ khí bắt buộc tận đáy ống, nhóm kỵ khí khơng bắt buộc cao Còn vi sinh vật quang hợp phía có ánh sang Khi hỗn hợp ống khơ dần, đạt đến trạng thái ẩm ít, ta lấy chúng khỏi ống lấy mẫu vùng khác để tiếp tục phân lập Bằng cách phân lập loài sống bùn đáy 4.1.5 Thu mẫu tảo bám Tảo bám thành phần chiếm ưu sinh vật bám Tảo bám có vai trò quan trọng hệ sinh thái.Chúng nguồn carbon sơ cấp hồ cạn suối, nguồn thức ăn cho nhiều động vật Vật bám chúng đa dạng từ đá, cát, đáy bùn, thực vật (lớn, tảo) hay động vật Tảo bám thường gặp ngành vi khuẩn Lam, tảo silic, tảo lục, tảo đỏ… Đối với nghiên cứu chuyên sâu tảo silic sống bám cần có phương pháp thu xử lý mẫu đặc biệt trước xác định thành phần số lượng Đối với mẫu định tính tảo bám dùng cách cạo dùng bàn chải bề mặt cần thu chất tự nhiên có bề mặt đồng Đối với vật bám (cơ chất) tự nhiên thực vật thủy sinh, mẫu sinh vật bám thu cách cạo, lắc dùng hóa chất Dụng cụ thu mẫu tảo bám Nhiều loại dụng cụ kỹ thuật lấy mẫu khác phát triển cho việc thu thập mẫu tảo bám Việc chọn lựa dụng cụ kỹ thuật lấy mẫu phù hợp tùy thuộc vào điều kiện vật lý môi trường lấy mẫu (như độ sâu nước, vận tốc dòng chảy điều kiện môi trường sống) mẫu thu dùng cho việc định tính hay địnhlượng a) b) Hình 2: Một số dụng cụ để thu tảo bám Thu mẫu định tính c) - Mẫu tảo bám định tính thu cách cạo (hình 2a) dùng bàn chải (hình 2b) bề mặt cần thu (đối với chất tự nhiên có bề mặt đồng nhất) để gom tảo bám - Đối với chất tự nhiên thực vật thủy sinh, mẫu sinh vật bám thu cách cạo, lắc dùng hóa chất Khi chất có hình dạng đồng nhất, phương pháp cạo thường sử dụng Nếu chất có hình dạng khơng đồng phương pháp lắc thường sử dụng để tách mẫu vật khỏi chất Ngồi cịn sử dụng phương pháp hóa học dùng dung dịch FAA (2 formal: 10 ethanol 95%: acid acetic: nước), khuấy chất dung dịch để tách tảo bám khỏi vật bám rồilọc.Nếu chất nhân tạo vật thể rắn đặt chìm nước khoảng thời gian từ hai tuần đến tháng (tùy thuộc vào chất lượng nước, nhiệt độ mục đích nghiên cứu) tảm bám lên Khi thu mẫu, cạo trầm tích bám bề mặt chất Mẫu định lượng Tùy theo hình dạng bề mặt chất - Nếu chất nhân tạo, dễ dàng xác định diện tích bề mặt chất Nếu dạng chất tự nhiên xác định diện tích bề mặt đường kính chất (đối với trường hợp đá) trọng lượng khô chất (đối với trường hợp chất dạng thực vật thủysinh) Mẫu thu cho vào túi nylon lọ đựng mẫu lưu trữ formol 5% Sau mang phịng thí nghiệm để phân tích Phân tích tảo bám Mẫu định tính Cho giọt dung dịch mẫu lên lamme lamelle quan sát kính hiển vi, chụp hình định danh tảo bám dựa vào tài liệu phân loại tảo bám Mẫu định lượng Đối với mẫu định lượng, dung dịch chứa mẫu mang để lắng loại bỏ phần nước mặt, xác định xác lượng thể tích chứa mẫu cịn lại, sau cho 1ml nước mẫu vào phòng đếm Sedgwick-Rafter để xác định số tế bào tảo bám 1ml nước mẫu lại từ suy mật độ tảo bám đơn vị diện tích (hay trọng lượng) vật bám Nếu khơng có phịng đếm Sedgwick-Rafter ta sử dụng phịng đếm hồng cầu Goriaev 4.2 Phương pháp tách tảo khỏi chất - Tảo bám dùng hóa chất FAA (2 formal de huyt: 10 ethanol 95%: axit axetic: nước khuấy vào dung dịch để tách khỏi chất 4.3 Phương pháp xử lý mẫu tảo (phục vụ cho công việc định loại) - Để định loại tảo silic phải đốt mẫu Lấy giọt nước mẫu cho lên lame đốt bếp điện 4- h, sau cố định mẫu baume Canada quan sát kính hiển vi - Chúng ta sử dụng cách tẩy vỏ axit 4.4 Phương pháp đo kích thước tế bào tảo Trong phân loại tảo, tiêu chí quan trọng đo kích thước tế bào Dạng đơn bào đo chiều dài chiều rộng tế bào Dạng tập đoàn đo chiều dài, chiều rộng đường kính tập đồn tế bào tập đồn Khi định loại khơng xác định độ dài mắt thường mà phải sử dụng thước đo (cần phải có trắc vi thị kính, trắc vi vật kính) Thước đo tùy thuộc vào đối tượng nghiên cứu mà sử dụng cho thích hợp - Trắc vi vật kính: thước đo có 100 vạch có tổng độ dài 1000 μm = 1mm - Trắc vi thị kính có 100 vạch muốn đo kích thước ta phải quy đổi từ trắc vi vật kính Đối với kính hiển vi có phần mềm để đo kích thước sử dụng để đo Chương Tiêu chí để phân loại tảo Cần xác định rõ tiêu chí (dấu hiệu phân loại) để phân loại tảo thuộc ngành tảo sau: 5.1 Ngành Vi khuẩn lam – Cyanobacteria (= Tảo lam – Cyanophyta) Ngành Tảo Hai rãnh (Dinophyta), Ngành Tảo roi không (Heterokontophyta) 5.3.1 Lớp Tảo vàng ánh (Chrysophyceae) 3.2 Lớp Tảo vàng lục (Xanthophyceae) 5.3.3 Lớp Tảo silíc (Bacillariophyceae) 5.4 Ngành Tảo mắt (Euglenophyta) 5 Ngành Tảo lục (Chlorophyta) Phân tích mẫu định tính: Mục đích: xác định thành phần lồi tảo → cần phải sử dụng khóa định loại để phân loại:  Tảo Lam (Cyanophyta): M.M.Gollerbakh cộng (1953), T.V Desikachary (1959), Komárek (2009, 2013)  Tảo vàng ánh (Chrysophyta):A.M.Matvienko cộng (1978)  Tảo giáp (Pyrrophyta): I.A.Kiseler (1954, 1965),A.M.Matvienko cộng (1977)  Tảo vàng lục (Xanthophyta): A.M.Matvienko cộng (1978)  Tảo silic (Bacillariophyta): N.M Zabelina cộng (1951)  Tảo mắt (Euglenophyta) T.G Popova cộng (1976)  Tảo lục (Chlorophyta):Bộ Protococcales I.T.Philipose (1968), A Ergashev (1979, tập) Bộ Desmidiales: E.K Kosinski (1968), T.M Palamar – Mordvinova (1982)  Tảo vịng (Charophyta) : M.M Gollerbakh L.K.Krasavina (1983) Ngồi cần tham khảo thêm tài liệu sau : - A Shirota (1966) : The plankton of South Vietnam, fresh water and marine water plankton Oversea Technical Coopertion Agency Japan - Dương Đức Tiến (1996): Phân loại vi khuẩn lam Việt Nam Nhà xuất Nơng nghiệp, Hà Nội Các khóa thiết lập đối lập dấu hiệu đặc trưng tảo để chọn “có” “khơng” dẫn đến tên gọi đắn lồi tảo Khi làm việc với khóa định loại cần ý:  Do khóa lập phải ngắn xác nên người nghiên cứu phải luôn sử dụng từ điển Đừng cho biết thuật ngữ đầy đủ, cho dù quen, kiểm tra ý nghĩa  Đối tượng định loại cần phải cịn ngun vẹn  Ln ln phải ý đọc thuận tính đối tính, cảm thấy mục đầu thích hợp, mục thứ hai lại tỏ thích hợp  Khơng đốn nghĩa thuật ngữ tìm nghĩa từ điển  Không xác định độ dài mắt thường mà phải sử dụng thước đo (cần phải có trắc vi thị kính, trắc vi vật kính) Thước đo tùy thuộc vào đối tượng nghiên cứu mà sử dụng cho thích hợp  Ln ln kiểm tra lại dấu hiệu vài cá thể  Cuối cùng, tìm câu trả lời thích đáng, đọc cách chăm bảng mơ tả lồi xác định lồi khơng phạm lỗi Một số đặc điểm cần ý phân loại vi tảo: - Để cơng việc định loại có hiệu quả, trước tiên cần nắm vững kiến thức ngành tảo; nắm khái niệm dấu hiệu định loại Do kích thước tảo bé nên cần phải kiên trì, chịu khó Thiếu kiên nhẫn phương hại đến kết kế hoạch nghiên cứu thường bị đổ - Cần ý đến màu sắc tảo để sớm nhận chúng thuộc ngành Quan sát dạng sống: đơn bào hay tập đoàn (colonie), cộng tộc (xenobie), sống bám, tự hay cộng sinh… - Chú ý đến màng tế bào nguyên hay xẻ thùy, có gai, lơng, hạt khơng hình dạng chúng - Hình dạng sắc thể (hình sao, hình chén, hình chng, hình chữ H, hình xoắn, hình bản, hình hạt…), vị trí số lượng chúng tế bào 5.1 Ngành vi khuẩn lam (Cyanobacteria) Đối với ngành Vi khuẩn lam cần lưu ý đến: - Trichom: tồn tế bào nối tiếp - Bao: lớp màng nhầy mềm cứng bao quanh trichom (các tri chom xếp riêng rẽ hay thành nhiều dãy) - Sợi: thuật ngữ dung để hay nhiều trichom có bao quanh Trong trường hợp bao có nhiều tri chom tập đồn (colonie) có nhiều trichom khơng xem thể riêng biệt Các tế bào trichom đối xứng khơng đối xứng - Tế bào dị hình hay dị nang (heterocyst): số lượng vị trí chúng - Sự phân nhánh sợi: nhánh thực, nhánh giả, nhánh chữ V 5.2 Ngành Dinophyta Đối với ngành tảo giáp (Dinophyta) ý đến rãnh ngang, rãnh dọc, điểm mắt, mảnh giáp 5.3 Ngành Heterokontophyta 5.3.1 Lớp tảo vàng ánh (Chrysophyceae) Hầu hết đơn bào hay tập đồn, gặp dạng amip, monat, hạt, có số dạng sợi hay đa bào Dạng chuyển động thường có – roi không Roi nằm gần đỉnh tế bào Điểm mắt nằm sắc thể Khi môi trường không thuận hợp, tế bào chống chịu cách tạo nang thủng (cystes) có vỏ dày silic, có cửa có nút đậy Trước tạo nang thủng, roi rụng đi, tế bào trở thành biến hình vách nang thủng tạo nguyên sinh chất (nang thủng nội sinh). Nhiều loài hoại sinh 5.3.2 Lớp tảo vàng lục (Xanthophyceae) Phần lớn đơn bào tập đoàn, dạng hạt Một số đa bào dạng sợi đơn giản hay phân nhánh, dạng ống nhiều nhân Chỉ có dạng mơ nát        Vách tế bào khơng có cellulose Vách tế bào nguyên vẹn, trừ Tribonema vách tế bào gồm hai mảnh có hình chữ H bao lấy hai phân hai tế bào liên tiếp Các đơn vị hình chữ H chồng vào cho sợi (có thể dùng KOH đậm đặc để tách vỏ rời nhau) Các lồi mơ nát hay động bào tử dạng mô nát thường có hai roi khơng nhau, có hay nhiều roi xếp thành đôi khơng đính đầu trước Roi dài thường có lơng dài roi ngắn 4- lần thường hướng phía trước, roi ngắn nhẵn hướng xiên so với trục dọc tế bào hướng hẳn sau Cấu tạo roi giống với Chrysophyta vùng chuyển tiếp thân roi chân roi có vịng xoắn, khác với Chrysophyta Phaeophyta roi nằm đỉnh tế bào (ở Chrysophyta gần đỉnh, Phaeophyta roi nằm phía bên) Tản có màu xanh vàng xanh nên khó phân biệt với tảo lục Về hình dạng ngồi, có số chi ngành Tảo lục giống với số chi ngành Tảo vàng lục Cách loại trừ trước hết dùng thuốc thử KI Đối với tảo thuộc ngành Chlorophyta có tinh bột nên ngả màu xanh đen, cịn Xanthophyta tinh bột nên khơng ngả màu 5.3.3 Lớp tảo silic (Bacillariophyceae) Đối với lớp tảo silic (Bacillariophyceae): để phân loại phải xử lý mẫu cách đốt bếp điện khoảng -5 h, sau dung bom Canada để cố định mẫu Khi phân loại cần ý: - Cấu tạo mặt vỏ: hình dạng, đường sống (có khơng) vị trí nó; kiểu đường vân (vạch liền, ngắt quãng, dạng buồng nhỏ (areola); số lượng đường vân 10μm; mặt vỏ có u lồi, gai, cánh phù du hay khơng - Rãnh thật rãnh giả: Rãnh thật dùng để chuyển động, nối u với nhau, u phản quang mạnh Rãnh giả (gặp ít) – tuyến mặt vỏ chạy theo trục dài, hoàn toàn trơn nhẵn, khơng có điểm vân Hai bên rãnh giả tuyến vân xếp đối xứng - Đai xen kẽ, màng ngăn: Đai xen kẽ đường cong bao quanh mặt vịng vỏ tế bào (có loại đai: đai vẩy cá đai cổ áo) - Màng ngăn (Cent) đai xen kẽ dạng cổ áo hướng vào phía tế bào phát triển kéo dài tạo nên (toàn ặt vỏ phía) 5.3.4 Ngành tảo mắt (Euglenophyta) Đối với ngành tảo mắt (Euglenophyta) cần ý đến hạt Paramilon, số lượng, hình dạng cách xếp chúng tế bào Chú ý lồi biến đổi hình dạng tế bào hay giữ nguyên hình dạng, có lớp vỏ cứng bao ngồi hay khơng? 5.3.5 Ngành tảo lục (Chlorophyta) Đối với ngành tảo lục (Chlorophyta) đa dạng phong phú nhất, cần lưu ý đến hình dạng tế bào, sắc thể vị trí chúng Các kiểu xếp roi (4 kiểu xếp) Có ba đặc điểm quan trọng mà khoảng 20 năm trở lại sử dụng để phân loại tảo lục, : Dựa vào cấu trúc tế bào mang roi, điều xuất phát từ ý tưởng cho rằng, tế bào mang roi nơi lưu trữ đặc điểm nguyên thủy nhất.Ví dụ, cấu tạo roi kiểu “9 +2” gặp hầu hết thể có nhân thật (tảo, số nấm, rêu, dương xỉ, tuế động vật), theo truyền thống tảo Chlamydomonas xem đại diện có roi nguyên thủy ngành tảo lục Thực tế, ngành tảo lục có kiểu tế bào mang roi khác Dựa vào trình nguyên phân (mitosis) phân bào (cytokinesis) Quá trình nguyên phân tảo lục nguyên phân mở (open mitosis) nguyên phân đóng (closed mitosis) Nguyên phân mở - nghĩa nhân phân chia màng nhân bị phá vỡ biến kỳ đầu tái lập vào kỳ cuối, ví dụ Pyramimonas Ngun phân đóng - ngược lại, màng nhân cịn ngun vẹn q trình mitosis, ví dụ Chlamydomonas Sự phân bào (cytokinesis) - phân chia tế bào chất (cytoplasm), thường xẩy sau nhân phân chia xong Tuỳ thuộc vào loài mà phân bào thực khe cắt (cleavage furow - hình thành vào màng nguyên sinh chất lấn vào, việc xảy vào đầu kỳ – metaphase kết thúc với đứt thoi tơ vô sắc kỳ cuối – telophase), tế bào (cell plate túi lưới nội chất nhẵn nằm mặt phân chia tế bào thực hiện) Ví dụ, Chlamydomonas (thuộc Volvocales) phân bào khe cắt, Cylindrocapsa (thuộc Chlorococcales) lại tế bào Dựa vào mức độ cấu trúc hình thái tản, cấu trúc sắc thể (lục lạp), tổ hợp sắc tố quang hợp, chất dự trữ, cấu tạo vách tế bào chu trình sống tảo lục gặp mức độ cấu trúc hình thái sau: - Kiểu đơn bào có roi - monad (ví dụ, Chlamydomonas ) - Kiểu tập đồn có roi ( Volvox, Gonium, Eudorina) - Kiểu tập đoàn palmelloid, tetrasporal ( Sphaerocystis, Coccomyxa ) - Kiểu coccoid ( Chlorococcum, Chlorella, Oocystis ) - Kiểu sarcinoid (giống bó, gói) Chlorosarcinopsis - Kiểu sợi ( Ulothrix, Oedogonium, Spirogyra ) - Kiểu ( Ulva ) - Kiểu ống - siphonous ( Bryopsis, Codium, Caulerpa ) Theo truyền thống, nguyên tắc đựoc sử dụng để phân loại tảo lục dựa vào kiểu cấu trúc hình thái tản Phân tích kết Kết phân tích định tính định lượng nhập vào bảng tính Excel Sau xếp theo ngành – lớp – – họ (nếu cần) thống kê có ngành, lớp, bộ, họ Đơn vị tính mật độ tảo bám (số tảo/đơn vị diện tích bề mặt bám), mật độ theo lồi đơn vị diện tích, tỷ lệ tương quan thành phầnlồi Phương pháp ni trồng tảo Phương pháp ni tảo phịng thí nghiệm q trình phức tạp Có thể tạm chia làm bước:  Thu mẫu nước mẫu đất, nơi có đối tượng mà người nghiên cứu quan tâm  Thu gom lượng tảo đủ lớn vực nước dựa vào thời kỳ sinh trưởng phát triển mạnh (nhất “nở hoa nước” )  Phân lập loài khiết theo mục đích nghiên cứu  Loại vi khuẩn khỏi đối tượng nuôi trồng  Nuôi trồng tảo điều kiện tối ưu điều kiện khống chế, tùy thuộc vào mục đích thí nghiệm  Lưu bảo quản giống  Khi thực bước cần ý: mẫu tảo nên thu xa bờ để tránh bẩn (trừ cần nghiên cứu loài nơi nước bẩn) Về phịng thí nghiệm để mẫu ánh sáng trắng 2000 – 5000 lux, tảo Protococcales – 5.000 – 10 000 lux Trong trường hợp cần nghiên cứu lồi chịu nhiệt để t 0: 30 – 400C, lồi ưa lạnh (ví dụ tảo silic) hạ t xuống 12 – 150C Thời gian thu mẫu tốt từ tháng đến tháng cần sử dụng mơi trường ni cấy thích hợp để chúng phát triển tốt Phân lập loài khiết Từ mẫu thu gom bước 2, ta phân lập mẫu khiết (chỉ lồi tảo theo u cầu thí nghiệm) Lồi nuôi cấy tốt từ tế bào Đây bước khó khăn Thơng thường người ta sử dụng phương pháp cấy truyền môi trường thạch agar – agar Qua nhiều lần cấy truyền phân lập lồi cần thiết Cơng việc làm cách: * Chuẩn bị môi trường thạch agar, đổ vào đĩa Petri lấy ml nước mẫu đổ vào, để giàn đèn, sau thời gian tập đồn tảo phát triển, dung kính lúp que cấy lấy số chuyển sang cấy tiếp Vàcứ tiếp tục tuyển loài cần thiết * Dùng ống hút micro (micro pipet) tự tạo cách đun ống thủy tinh mỏng đèn cồn đèn hơi, thủy tinh nóng chảy dùng tay kéo đầu ống, ta ống hút nhỏ Đem mẫu nước có tảo lên kính hai mắt, quan sát phát loài cần phân lập, dung ống hút, hút chuyển vào mơi trường thạch nuôi cấy Nên làm nhiều đĩa Petri (và vào môi trường nuôi cấy lỏng) Sau thời gian tảo phát triển, kiểm tra qua kính dung que cấy lấy loài cần thiết lại tiếp tục cấy truyền (cả loại mơi trường) Từ ta quần thể loài mong muốn Sau chuyển vào mơi trường cấy để nhân giống Để có cá thể kích thước cần lọc qua giấy lọc thường phễu lọc Sotte (N0 - 4) Khi nuôi cấy tảo ngày cần lắc bình ni – lần để tránh tảo vón vào Môi trường nuôi cấy: tùy đối tượng nghiên cứu có mơi trường ni cấy phù hợp  ... vững nguyên tắc phân loại phải xác định tên khoa học số loài thực vật thường gặp Hiệu trưởng Trưởng Khoa Giảng viên PGS TS Phạm Hồng Ban TS Lê Thị Thúy Hà NGUYÊN TẮC PHÂN LOẠI THỰC VẬT NGUYÊN TẮC... phép phân loại kiểu khoá phân loại Những luật Quốc tế danh pháp thực vật, nguyên tắc công bố tên gọi loài, nguyên tắc ưu tiên danh pháp taxon Vĩ trí phân loại số phương pháp nghiên cứu ngành thực. .. Dựa vào trình nguyên phân (mitosis) phân bào (cytokinesis) Quá trình nguyên phân tảo lục nguyên phân mở (open mitosis) nguyên phân đóng (closed mitosis) Nguyên phân mở - nghĩa nhân phân chia màng