Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http //www lrc tnu edu vn BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT =============***============= NG[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT =============***============= NGÔ CAO CƢỜNG PHÂN LẬP VÀ NGHIÊN CƢ́U ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÁC CHỦNG NẤM GÂY HẠI TRÊN CHI TIẾT KÍNH CỦA THIẾT BỊ QUAN SÁT QUÂN SỰ LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Hà Nợi - 2015 Số hố Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT =============***============= PHÂN LẬP VÀ NGHIÊN CƢ́U ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÁC CHỦNG NẤM GÂY HẠI TRÊN CHI TIẾT KÍNH CỦA THIẾT BỊ QUAN SÁ T QUÂN SƢ̣ LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Chuyên ngành: Vi sinh vâ ̣t Mã số: 62 42 40 Ngƣời hƣớng dẫn khoa ho ̣c: TS PHÍ QÚT TIẾN Học viên: NGƠ CAO CƢỜNG Hà Nợi - 2015 Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan là công trin ̀ h nghiên cứu của riêng Các số liệu và kết quả thí nghiê ̣m triǹ h bày luâ ̣n văn là trung thực và chưa từng đươ ̣c công bố bấ t kỳ công trình nào khác Mô ̣t vài số liê ̣u đã đươ ̣c đăng các ta ̣p chí khoa ho ̣c chuyên ngành trong: “Danh mu ̣c công trin ̀ h khoa ho ̣c đã công bố có liên quan đế n luâ ̣n văn”, đã đươ ̣c sự đồ ng ý cho phép sử du ̣ng các số liê ̣u của các đồ ng tác giả và phầ n còn lại là các kết quả luâ ̣n văn Hà nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Ngơ Cao Cường Số hố Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Trước hế t, xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắ c tới TS Phí Quyết Tiến – Phó Viê ̣n trưởng Viê ̣n Công nghê ̣ sinh ho ̣c, Viê ̣n Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã truyền thụ cho những kiến thức chuyên ngành, tâ ̣n tin ̀ h giúp đỡ và hướng dẫn suố t quá trình nghiên cứu thực hiê ̣n luâ ̣n văn Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tá TS Nguyễn Thu Hoài – Phân Viê ̣n trưởng Phân viê ̣n Công nghê ̣ sinh ho ̣c - Trung tâm nhiê ̣t đới Viê ̣t Nga; Phòng Vi sinh nơi làm viê ̣c đã ta ̣o điề u kiê ̣n cho suố t quá trình ho ̣c tâ ̣p, nghiên cứu và hoàn thiê ̣n luâ ̣n văn Xin chân thành cảm ơn các thầ y , cô thuô ̣c Viê ̣n Công nghê ̣ Sinh ho ̣c – Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vật đã giúp đỡ và chỉ bảo quá trình học tập Xin chân thành cảm ơn Đa ̣i tá Vũ Quố c Hải – Cục Quân Khí, Tổ ng cu ̣c Kỹ thuâ ̣t đã giúp đỡ quá trình khảo sát thực địa và thu thập mẫu Cuố i cùng, xin bày tỏ lòng biế t ơn đế n gia đin ̀ h và ba ̣n bè , những người đã quan tâm giúp đỡ và đô ̣ng viên đường sự nghiê ̣p khoa ho ̣c để có thành quả ngày hôm Hà nội, ngày tháng năm 2015 Học viên Ngơ Cao Cường Số hố Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHƢ̃ VIẾT TẮT STT Tƣ̀ viế t tắ t Tên đầ y đủ Bio-A Chế phẩ m chố ng nấ m mố c khí tài quang ho ̣c GOST Tiêu chuẩ n thử nghiê ̣m gia tố c Cộng hòa Liên bang Nga (ГОСТ) PCR Phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase Chain Reaction) PDA Môi trường nuôi cấ y nấ m sơ ̣i (Potato Dextrose Agar) DNA Deoxyribonucleic acid rDNA DNA ribosom ITS Vùng đệm được mã (Internal Transcribed Spacer) Bp Că ̣p bazơ (base pair) Atm Đơn vi ̣đo áp suấ t (atmosphere ) 10 TCVN Tiêu chuẩ n Viê ̣t Nam 11 Kb Kilo bazơ 12 SSC Sodium clorua sodium citrate 13 EtBr Ethidium bromide 14 dNTP Deoxynucleotide 15 cs Cô ̣ng sự Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang 1.1 Các cặp mồi sử dụng cho phản ứng PCR 10 1.2 Lươ ̣ng axit hữu ta ̣o thành (mg.g-1 chấ t) bởi hai chủng 14 Aspergillus niger và Penicillium chrysogenum 1.3 Mô ̣t số bioxxit đã sử du ̣ng để kháng nấm sợi 18 2.1 Trình tự cặp mồi được sử dụng phản ứng PCR khuếch 22 đa ̣i đoa ̣n ITS-18S rDNA 2.2 Các chủng nấm sợi được sử dụng thử nghiê ̣m hiệu quả 24 kháng nấm chế phẩm Bio-A 3.1 Số lượng chủng nấm phân lập từ kính quang học nhiễm nấm 27 3.2 Đặc điểm hình thái các chủng nấm phân lập từ thiết bị quan 28 sát tại Xuân Mai 3.3 Đặc điểm hình thái các chủng nấm phân lập từ thiết bị quan 32 sát tại Nghê ̣ An 3.4 Đặc điểm hình thái các chủng nấm phân lập từ thiế t bị quan 35 sát tại Đồng Nai 3.5 Phân bố thành phần các chi nấm phân lập mẫu thiết bị 38 quan sát quân sự tại kho Xuân Mai 3.6 Phân bố thành phần các chi nấm phân lập mẫu thiết bị 39 quan sát quân sự tại kho Nghê ̣ An 3.7 Phân bố thành phần các chi nấm phân lập mẫu thiết bị 40 quan sát quân sự tại kho Đồ ng Nai 3.8 Kết quả so sánh trình tự ITS-18S rDNA các chủng nấ m 45 sơ ̣i thuô ̣c kho Xuân Mai với gen tương ứng các chủng vi nấm được đăng ký GenBank 3.9 Kết quả so sánh trình tự ITS-18S rDNA các chủng nấ m Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 48 sơ ̣i thuô ̣c kho Nghê ̣ An với gen tương ứng các chủng vi nấm được đăng ký GenBank 3.19 Kết quả so sánh trình tự ITS-18S rDNA các chủng nấ m 51 sơ ̣i thuô ̣c kho Đồ ng Nai với gen tương ứng các chủng vi nấm được đăng ký GenBank 3.11 Khả sinh axit hữu một số chủng nấm sợi phân lập 53 từ thiết bị quan sát tại ba kho Xuân Mai, Nghê ̣ An, Đồng Nai 3.12 Khả ức chế Bio-A đối với 05 chủng nấm sợi gây hại 56 thiết bị quan sát 3.13 Khả kháng nấm và bảo vệ kính quang học Bio-A theo tiêu chuẩn ISO 9022-11 Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 57 DANH MỤC CÁC HÌ NH Hình Tên hin ̀ h Trang 1.1 Sự tán xạ ánh sáng gây nên sợi nấm 11 3.1 Lăng kính thiết bị quan sát quân sự bị nhiễm nấm 26 3.2 Tỷ lệ phân bố các chủng nấm đại diện phân lập từ thiết bị 41 quan sát quân sự tại ba kho Xuân Mai, Nghê ̣ An, Biên Hòa 3.3 Điện di đồ sản phẩm PCR khuếch đại đoa ̣n ITS-18S rDNA 42 gel agarose 1,0% 3.4 Cây phát sinh chủng loa ̣i của các chủng nấ m thiết bị 44 quan sát thu thập tại kho Xuân Mai 3.5 Cây phát sinh chủng loa ̣i của các chủng nấ m thiết bị 47 quan sát thu thập tại kho Nghê ̣ An 3.6 Cây phát sinh chủng loa ̣i của các chủng nấ m thiết bị quan sát thu thập tại kho Đồ ng Nai Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 50 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀ I LIỆU 1.1 Bảo quản thiết bị quan sát quân sự điều kiện nhiệt đới Việt Nam 1.1.1 Khu vực Xuân Mai – Hà Nội 1.1.2 Khu vực Nghê ̣ An 1.1.3 Khu vực Đồ ng Nai 1.2 Nấ m sơ ̣i gây phá hủy thiế t bi ̣quang ho ̣c 1.2.1 Tác động nấm sợi lên vật liệu kính 1.2.2 Phân lâ ̣p và phân loa ̣i nấ m sơ ̣i 1.2.3 Ảnh hưởng đến tính thiết bị 11 1.2.4 Đa da ̣ng nấ m sơ ̣i thiế t bi ̣quang ho ̣c 12 1.2.5 Khả sinh axit nấm sợi 13 1.3 Các biện pháp bảo vệ chi tiết kính và thiết bị quang học 15 1.3.1 Phương pháp cách ly 15 1.3.2 Phương pháp điề u khiể n thông số nhiê ̣t ẩ m 16 1.3.3 Phương pháp bảo quản bằ ng khí khô và chân không 17 1.3.4 Phương pháp sử du ̣ng bioxit 17 1.3.5 Chế phẩ m Bio-A 19 CHƢƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U 20 2.1 Vâ ̣t liê ̣u nghiên cứu 20 2.1.1 Mẫu vật phân lập nấm và chế phẩm kháng nấm 20 2.1.2 Hóa chất, thiết bị nghiên cứu 20 2.1.3 Môi trường nuôi cấ y 20 2.2 Phương pháp nghiên cứu 21 2.2.1 Phương pháp lấy mẫu, phân lập 21 2.2.2 Phương pháp giữ giố ng 21 2.2.3 Quan sát đặc điểm hình thái và cấu trúc sinh bào tử nấm 21 2.2.4 Tách DNA tổng số vàPCR 22 2.2.5 Phân loại nấm dựa phân tích trình tự đoa ̣n ITS-18S rDNA 22 2.2.6 Xác định khả sinh axit các chủng nấm sợi 23 2.2.7 Thử nghiê ̣m gia tố c khả ức chế sự sinh trưởng của nấ m sơ ̣i của BioA theo TCVN 7699-2-10-2007 23 Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 2.2.8 Khả kháng nấm bảo vệ kính quang học chế phẩm Bio-A theo tiêu chuẩn ISO 9022-11 23 CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 3.1 Phân lập nấm sơ ̣i chi tiết kính thiế t bi ̣quan sát quân sự tại Viê ̣t Nam 25 3.2 Đặc trưng nấm sợi gây phá hủy thiết bị quan sátở các miền khí hậu 27 3.2.1 Đặc trưng nấm sợi gây phá hủy chi tiế t kính thi ết bị quan sát tại Xuân Mai 27 3.2.2 Đặc trưng nấm sợi gây phá hủy chi tiết kiń h thiết bị quan sát tại Nghê ̣ An 30 3.2.3 Đặc trưng nấm sợi gây phá hủy chi tiế t kiń h thiế t bi ̣quan sát Đồ ng Nai 34 3.3 Phân bố nấ m sơ ̣i phát triển thiế t bi quan sát quân sự 36 ̣ 3.3.1 Phân bố nấ m sơ ̣i thiết bị quan sát quân sự tại kho lưu trữ Xuân Mai– Hà Nô ̣i 37 3.3.2 Phân bố nấ m sơ ̣i thiết bị quan sát quân sự tại kho lưu trữ Nghê ̣ An 38 3.3.3 Phân bố nấ m sơ ̣i thiết bị quan sát quân sự tại kho lưu trữ Đồ ng Nai 39 3.3.4 Phân bố nấ m sơ ̣i theo ba kho Xuân Mai, Nghê ̣ An, Đồng Nai 39 3.4 Phân loại nấm dựa xác định trình tự đoạn ITS-18S rDNA 41 3.4.1 Tách ADN tổng số và khuếch đại đoa ̣n ITS-18S rDNA nấm sợi 41 3.4.2 Giải trình tự đoa ̣n ITS-18S rDNA nấm sợi 42 3.4.3 Phân loa ̣i các chủng nấ m sơ ̣i từ thiết bị quan sát tại kho Xuân Mai 42 3.4.4 Phân loại các chủng nấm sợi từ thiết bị quan sát tại kho Nghê ̣ An 44 3.4.5 Phân loa ̣i các chủng nấ m sơ ̣i từ thiết bị quan sát tại kho Đồ ng Nai 47 3.5 Khả sinh axit một số chủng nấm sợi đại diện ba kho lưu trữ 50 3.6 Đánh giá khả ức chế của Bio-A đố i với mô ̣t số chủng nấ m sơ ̣i gây hại chi tiết kính quan sát 53 3.7 Khả kháng nấm và bảo vệ kính quang học chế phẩm Bio-A theo tiêu chuẩn ISO 9022-11 54 CHƢƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI 56 ̣ TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 62 Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Ngô Cao Cường – K17 MỞ ĐẦU Viê ̣t Nam có khí hâ ̣u nhiê ̣t đớ,i nóng ẩm mưa nhiều, là điều kiện thuâ ̣n lơ ̣i cho sinh trưởng và phát triể n của vi sinh vâ ̣t nói chung có nấ m sơ ̣i (fungi) Ngoài tác dụng có lợi, mợt sớ vi sinh vật gây tác hại không nhỏ tới đời sống kinh tế-xã hội quá trình gây bệnh, phá hủy sinh học thiết bị và vật dụng Nhìn chung, sự sinh trưởng hệ sợi nấm bề mặt vật liệu, các chi tiết làm ảnh hưởng không nhỏ đến các chỉ tiêu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm Tại Việt Nam, đa số các thiết bị quân sự và dân dụng sử dụng nước nhập từ các nước Đơng Âu hoặc các nước có khí hậu ôn đới, cận ôn đới cần phải được nhiệt đới hóa hoặc có chế đợ bảo quản thích hợp Thiết bị quang học là một bộ phận cấu thành nhiều thiết bị phục vụ quan sát mục tiêu, sử dụng điều kiện khí hâu nhiệt đới nóng ẩm thường có bị nấm mớc sinh trưởng Theo Tổ chức Quố c tế về tiêu chuẩ n hóa (ISO- International Organisation for Standardisation), nấ m không thể mo ̣c bề mă ̣t kiń h trơn bóng sa ̣ch nế u không tiế p câ ̣n nguồ n dinh dưỡng như: sơ ̣i vải, bụi, dầ u mỡ, dấ u vân tay hoă ̣c sơn Nấ m mố c sinh trưởng dạng sợi và lan tỏa bề mặt kính nhờ ngu ồn chất o o hữu từ mép kin ́ h điề u kiê ̣n nhiệt độ 28 C – 30 C, đô ̣ ẩ m từ 75% trở lên Sự tán xạ hay hấp thụ ánh sáng những sợi nấm mọc lan bề mặt kính là nguyên nhân làm giảm đô ̣ truyề n dẫn ánh sáng và chấ t lươ ̣ng hiǹ h ảnh của thiế t bị quang học Nghiên cứu về ảnh hưởng của nấ m sơ ̣i đế n các thiế t bi ̣quang ho ̣c đã đươ ̣c nhiều chuyên gia thế giới quan tâm Các chủng nấm sợi thiết bị quang ho ̣c đươ ̣c xác đinh ̣ thuô ̣c h ọ Phycomycetes, Ascomycetes gồm một số chi như: Aspergillus, Penicillium, Paecilomyces, Cladosporium… Trong công tác quân sự các khí tài quan sát quan trọng là ống nhòm được trang bị Quân đội, quá trình sử dụng điều kiện khí hậu nhiệt đới theo thời gian một số lượng lớn bị hỏng tình trạng nhiễm nấm, gây hạn chế khả quan sát và phải thải loại Ở Việt Nam , từ thâ ̣p niên 80 trở về trước , Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vâ ̣t Ngô Cao Cường – K17 nghiên cứu về chố ng mố c chế phẩ m Thymol cho kiń h quang ho ̣c đã đươ ̣c đề câ ̣p bởi tác giả Đă ̣ng Hồ ng Miên, Phạm Hồ Trương Tuy nhiên bảo quản chế phẩ m Thymol vẫn gây mờ kiń h quang ho ̣c sau mô ̣t thời gian sử du ̣ng Hiện nay, nghiên cứu phân lập nấm mốc kính quang học, đánh giá phân bố và đề xuất các biện pháp bảo vệ là một những nhiệm vụ nghiên cứu Trung tâm nhiệt đới Việt – Nga Trên sở đó, chúng tơi đã thực đề tài Luận văn “Phân lập nghiên cứu đặc điểm sinh học các chủng nấ m gây haị chi tiế t kính của thiết bị quan sát quân sự” gồm một số nội dung chính sau: - Phân lâ ̣p, nghiên cứu phân bố và đặc điểm hình thái nấm sơ ̣i thi ết bị quan sát quân sự tại kho lưu trữ đại diện ở Xuân Mai-Hà Nội, Thái HòaNghê ̣ An và Biên Hòa-Đồng Nai - Định danh các chủng nấm sợi phân lập quan sát hình thái và phân tích trình tự đoạn gen ITS-18S rDNA nấm - Đánh giá khả sinh axit hữu (tác nhân gây hỏng chi tiết kính) một số chủng nấm sợi phân lập - Thử nghiệm khả kháng nấm Bio-A đối với một số chủng nấm phân lập được theo tiêu chuẩn ISO 9022-11 và định hướng bảo vệ thiết bị quan sát quân sự khỏi bị tác động nấm sơ ̣i điều kiện nhiệt đới Đề tài được thực tại Phân viện Công nghệ sinh học-Trung tâm nhiệt đới Việt – Nga và Phòng Công nghệ lên men-Viện Công nghệ sinh học Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vâ ̣t Ngô Cao Cường – K17 CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀ I LIỆU 1.1 Bảo quản thiết bị quan sát quân sự điều kiện nhiệt đới Việt Nam Viê ̣t Nam là nước nằ m khí hâ ̣u nhiê ̣t đới gió mùa , thời tiế t nóng ẩ m và có mùa đơng la ̣nh ở miề n Bắ c , miền Trung Miề n Nam Viê ̣t Nam có khí hâ ̣u ôn hòa và chia l àm mùa khô và mùa mưa Đây là điề u kiê ̣n rấ t thuâ ̣n lơ ̣i cho vi sinh vâ ̣t nói chung và nấ m sơ ̣i nói riêng phát triể n Trên sở nhâ ̣n thức đươ ̣c sự ảnh hưởng vi sinh vật tác động đến trang thiết bị quân sự và thiết bị quan sát, Quân đô ̣i nhân dân Vi ệt Nam đã xây dựng các kho lưu trữ nhằ m làm giảm thiể u ảnh hưởng gây hại vi sinh vật nói chung, chủ yếu là nấm mốc (còn gọi là nấm sợi) đến vật liệu và các thiết bị kỹ thuật Ở mỡi vùng khí hậu đặc tr ưng có các khu hệ nấm sợi khác nên ảnh hưởng gây hại nấm sợi đến tính chấ t vâ ̣t liê ̣u , đă ̣c tin ́ h kỹ thuâ ̣t cu ̣m chi tiế t cũng không đồ ng nhấ t Vì vậy cần thiế t phải biế t đươ ̣c đă ̣c điể m khí hâ ̣u từng vùng có kho lư u trữ thiế t bi ̣quan sát và khu hệ nấm sợi đặc trưng nhiễm vào các thiết bị gây phá hủy vật liệu để đưa phương pháp bảo quản phù hơ ̣p Qua khảo sát Trung tâm nhiệt đới ViệtNga, các kho lưu trữ thiế t bi ̣quan sát quân s ự tại Xuân Mai-Hà Nội, Nghệ An, Biên Hòa-Đồng Nai được lựa chọn để đánh giá ảnh hưởng khí hậu ba miền Bắc, Trung, Nam tới phân bố nấm sợi thiết bị quan sát quân sự và các khí tài khác 1.1.1 Khu vƣ̣c Xuân Mai – Hà Nội Xuân Mai hiê ̣n thuô ̣c điạ giới h ành chính Hà Nội mang đặc điể m khí hâ ̣u của t ỉnh Hòa Biǹ h Xuân Mai đă ̣c trưng khí hâ ̣u nóng ẩ m có mùa đông la ̣nh, nhiê ̣t đô ̣ trung biǹ h năm khoảng 23oC, lươ ̣ng mưa trung biǹ h 1800 mm/năm, đô ̣ ẩ m tương đố i 85% Khí hậu tr ong năm chia làm thành b ốn mùa và sai khác nhiệt độ thể rõ nhất vào hai mùa hè và mùa đông Mùa hè bắ t đầ u từ tháng kế t thúc vào tháng 9, nhiê ̣t đô ̣ trung biǹ h 25oC, ngày cao điể m lên đế n 43oC Mùa đông tháng 10 năm trước đế n tháng năm Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vâ ̣t Ngô Cao Cường – K17 o o sau Nhiê ̣t đô ̣ trung bin ̀ h tháng dao đô ̣ng khoảng 10 C - 20 C, ngày xuố ng thấ p nhấ t là 3oC Qua đánh giá tổng hợp về khí hậu, Xuân Mai-Hà Nội mang một phần khí hâ ̣u đă ̣c trưng của vùng núi phiá Tây Bắ c , mùa hè nóng ẩm thuận lợi cho nấm sơ ̣i phát triể n , biên đô ̣ dao đô ̣ng nhiê ̣t ngày và đêm lớn gây nên hiê ̣n tươ ̣ng nứt ̣ thố ng gioăng đê ̣m , tạo điều kiện thuận lợi cho bào tử nấm xâm nhiễm vào thiế t bi ̣quang ho ̣c [45] 1.1.2 Khu vƣ̣c Nghê ̣An Nghê ̣ An nằ m vùng khí hâ ̣u nhiê ̣t đới gió mùa, mang khí hâ ̣u chuyể n tiế p của miề n Bắ c và miề n Nam Nhiê ̣t đô ̣ trung biǹ h năm khoảng 23oC, cao nhấ t là 42oC và thấ p nhấ t là 4oC, lươ ̣ng mưa trung biǹ h năm là 1800 – 2000 mm/năm, đô ̣ ẩ m trung bin ̀ h là 85% - 90% Tuy nhiên hàng năm Nghê ̣ An còn chiụ ảnh hưởng của những ̣t gió Tây Nam khô nóng và thiên tai baõ lu ̣t Sự chênh lê ̣ch nhiê ̣t đô ̣ từ 4oC đế n 42oC ta ̣i Nghê ̣ An ảnh hưởng đế n ̣ thố ng gioăng đê ̣m thiế t b ị quang ho ̣c gây nên hiê ̣n tươ ̣ng nứt , vênh… không đươ ̣c bảo ôn tố t Độ ẩm cao cùng với khí hậu chuyển tiếp sẽ tạo nên sự đa dạng nấm sợi đặc trưng vùng Đây cũng là mô ̣t điề u cầ n hế t sức chú ý quá trình niêm cất và vận chuyển thiết bị năm [46] 1.1.3 Khu vƣ̣c Đồng Nai Đờng Nai nằm khu vực nhiệt đới gió mùa cận xích đạo , khí hậu ôn hòa ít chịu ảnh hưởng thiên tai Nhiê ̣t đô ̣ cao quanh năm biǹ h quân khoả ng 25oC - 27oC, lươ ̣ng mưa tương đố i lớn, phân bố theo vùng và theo khu vực 2080 mm, đô ̣ ẩ m trung bin ̀ h khoảng 80-82% Trong năm có hai mùa rõ rê ̣t : mùa mưa từ tháng đến tháng 11, lươ ̣ng mưa tương đố i lớn khoảng 1700 – 1800 mm; mùa khô từ tháng 12 đến tháng năm sau Thời tiế t nóng ẩ m mưa mùa rấ t đă ̣c trưng cho khí hâ ̣u của miề n Nam , mùa mưa chiếm phần lớn lượng mưa năm Chính vì thế mùa mưa sẽ tạo độ ẩm tương đối không khí lớn , cùng với Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vâ ̣t Ngô Cao Cường – K17 nhiê ̣t đô ̣ nắ ng nóng sẽ ta ̣o điề u kiê ̣n thuâ ̣n lơ ̣i cho nấ m sơ ̣i phát triể n Sự phát triể n của nấ m sơ ̣i cũng đồ ng nghiã với bào tử nấ m không khí lớn , là thời điể m bào tử nấ m xâm nhiễm vào thiế t bi quang ho ̣c nế u không có ̣ cách phòng tránh hiệu quả [47] 1.2 Nấ m sơ ̣i gây phá hủy thiế t bi quang ho ̣c ̣ 1.2.1 Tác động của nấm sợi lên vật liệu kính Thuâ ̣t ngữ phá hủy sinh ho ̣c chỉ sự thay đổ i tiń h chấ t vâ ̣t liê ̣u ngoài ý muố n các hoa ̣t đô ̣ng số ng của của các thể sinh vật gây nên , gồ m có đô ̣ng vâ ̣t, thực vâ ̣t và nhấ t là vi sinh vâ ̣t Quá trình phá hủy vi sinh vật diễn theo sáu giai đoạn [43]: Giai đoạn đầ u : Vi sinh vâ ̣t từ không khí , nước hoă ̣c đấ t nhiễm lên bề mă ̣t vâ ̣t liệu, chi tiế t, thiế t bi.̣ Giai đoa ̣n này go ̣i là tiề n phá hủy sinh ho ̣c và phu ̣ thuô ̣c vào vị trí đặt thiết bị, yế u tố môi trường và bề mă ̣t thiế t bi.̣ Giai đoạn hai: Sự hấ p phu ̣ của vi sinh vâ ̣t và bu ̣i bẩ n bề mă ̣t thiế t b ị, là giai đoa ̣n quan tro ̣ng chế phá hủy sinh ho ̣c Các yếu tố quyết định giai đoạn này là hoạt tính sinh enzym vi sinh vật, yế u tố môi trường, tính chấ t vâ ̣t liê ̣u và điề u kiê ̣n tiế p xúc giữa vi sinh vâ ̣t với bề mặt vật liệu Giai đoạn ba: Hình thành, phát triển các khuẩn lạc vi sinh vật và thay đổi tính chất vật liệu đến nhìn thấy mắt thường Quá trình này xuất các sản phẩm trao đổi chất gây ăn mòn và t hay đổ i tiń h chấ t vâ ̣t liê ̣u dẫn đế n giảm tính tác dụng thiết bị Giai đoạn bố n: Tác động sản phẩm trao đổi chất được tạo thành hoạt động sống vi sinh vật Các sản phẩm này có thể là axit , kiề m, chấ t oxy hóa và enzym Giai đoạn năm : có sự tác đợng tởng hợp quá trình phá hủy hóa học và lão hóa Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vâ ̣t Ngô Cao Cường – K17 Giai đoạn sáu : Quá trình phá hủy sinh học được biểu tác động tổ ng hơ ̣p của hàng loa ̣t các yế u tố và thúc đẩ y quá triǹ h phá hủy tở ng thể gờ m lão hóa ăn mòn… [43] Sự phát triể n của nấ m mố c vâ ̣t liê ̣u đươ ̣c chia các da ̣ng sau: Bào tử nấm có đất và không khí gặp điều kiện thích hợp về nhiệt đô ̣, đô ̣ ẩ m và nguồ n dinh dưỡng, bào tử nấm sinh trưởng nhanh tạo thành các hệ sơ ̣i Đối với mỗi loại vật liệu hay chi tiết thì cách thức sinh trưởng nấm khác Có thể chia hai dạng bản sau: Nấ m sinh trưởng bụi bám ở b ề mặt vật liệu : môi trường bu ̣i theo không khí bám din ́ h bề mă ̣t vâ ̣t liê ̣u và mang theo vi sinh vâ ̣t Chúng gây phá hủy trực tiế p bằ ng cách sử du ̣ng vâ ̣t liê ̣u làm chấ t hoă ̣c làm giá thể sinh trưởng Sự sinh trưởng nấm sợi cũng phát sinh nhiệt , khó thể cảm nhận đươ ̣c sự viê ̣c này là tổ ng tić h nhiê ̣t sinh nhỏ mà không gian nghiên cứu lớn Tuy nhiên mô ̣t vi tiể u vùng của vâ ̣t liê ̣u thì nhiê ̣t đô ̣ tăng lên là đáng kể , cũng là một nguyên nhân làm giảm tuổi thọ vật liệu [41] Nấ m sinh trưởng bề mặt của vật liê ̣u và ăn sâu vào vật liê ̣u : trường hơ ̣p nấ m dùng vâ ̣t liê ̣u làm chấ t cho sự sinh trưởng Nấ m sinh các enzym ngoa ̣i bào là m biế n đổ i thành phầ n cấ u ta ̣o nên vâ ̣t liê ̣u Sự phát triể n về số lươ ̣ng của nấ m đồ ng nghiã với nhu cầ u về chấ t tăng lên , điề u này dẫn đế n tăng quá trin ̀ h phá hủy vâ ̣t liê ̣u [43] Các nghiên cứu thế giới cho thấ y hiê ̣n tươ ̣ng xuấ t hiê ̣n của nấ m sơ ̣i các t hiế t bi ̣quang ho ̣c đươ ̣c mô tả mây mù , sơ ̣i tóc hay các nhánh rễ đươ ̣c phát triể n từ mô ̣t điể m trung tâm mă ̣t kiń h lan tỏa các phiá [27, 29] Khi quân đội Úc hoạt động New Guinea năm 1939 ghi nhâ ̣n điề u kiê ̣n ẩ m ướt sau – tuầ n các dụng cụ quang học ống nhòm và máy ảnh bị nhiễm nấ m sơ ̣i Năm 1943 các nhà khoa học Úc thành lập một tiểu ban để nghiên cứu về vấ n đề Các loại nấm phân lâ ̣p đươ ̣c các du ̣ng cu ̣ quang Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vâ ̣t Ngơ Cao Cường – K17 học tḥc nhóm Phycomycetes, Ascomycetes và Imperfecti Các loài thường xuyên bắ t gă ̣p Penicillium spinulosum, Penicillium citrinum, Aspergillus niger, Trichoderma viride, Mucor racemosus Sợi nấm thườ ng bắ t nguồ n từ các phầ n ẩ m ướt của thiế t bi ,̣ các loại giăng đệm, keo nhựa gắ n giữa các thi ̣kiń h và vâ ̣t kính với thân thiế t bi ̣ hoă ̣c các mảnh vu ̣ hữu sau đó lan mă ̣t kính Khi sơ ̣i nấ m phát triể n khoảng vài tháng bề mă ̣t kính thì sau loa ̣i bỏ sơ ̣i nấ m vẫn còn các vế t mờ in hình sợi nấm bề mặt [48] Năm 1959 cuô ̣c hô ̣i thảo về thiế t bi ̣quang ho ̣c đươ ̣c tổ chức ở thành phố Dehradun thuô ̣c Ấn Đô ̣ sự sâm nhiễm của nấ m sơ ̣i vào các thiế t bi ̣đã đươ ̣c nghiên cứu Các chủng nấm được phân lập và xác định bao gồm: Aspergillus niger, Aspergillus fumigatus, Aspergillus candidus, Penicillium spp., Paecilomyces spp., Syncephalastrum spp., Sepedonium spp., Curvularia spp., Fusarium spp., Monilia spp và Cladosporium spp [29] Trong các vùng khí hâ ̣u nhiê ̣t đới với nhiê ̣t đô ̣ cao cùng đô ̣ ẩ m lớn là điề u kiê ̣n thuâ ̣n lơ ̣i cho nấ m xâm nhiễm vào thiế t bi ̣quang ho ̣c Đặc biệt về đêm sự ngưng tu ̣ h nước xảy mạnh làm độ ẩm khoang thiết bị tăng lên cũng làm gia tăng sự phát triể n của các bào tử nấ m xâm nhiễm vào thiế t bi ̣ Tuy có cấ u ta ̣o khác giữa các thiế t bi ̣quang ho ̣c ố ng nhòm , kính thiê n văn hay máy ảnh đã phát hiê ̣n sự có mă ̣t của nấ m sơ ̣i các chi tiế t kiń h khác (thị kính, vâ ̣t kính, lăng kính) Trong các chi tiế t kính thì lăng kính đươ ̣c cho là có nhiề u nấ m sơ ̣i cả Ngoài nấm sợi c òn phát tán các bộ phận khác thiế t bị sơn, keo và gioăng [29, 48] Trước thấ y hiê ̣n tươ ̣ng mố c của thiế t bi ̣quang ho ̣c, thông thường quan sát thấy tượng mờ sương xảy bề mặt kính Tuy nhiên nấ m thườn g phát triển các phần khác thiết bị quang học là từ các chi tiết kính[27] Mặc dù nấ m sơ ̣i mọc hầu hết các điều kiện môi trường số ng, đa số đều thích nhiệt độ từ 20°C - 30°C và độ ẩm tương đới lớn 90% Nấ m sơ ̣i có thể nảy mầm từ các chất dinh dưỡng được lưu trữ các bào tử, để tăng trưởng, nấ m sơ ̣i c ần nguồn bổ sung các chất dinh dưỡng protein , Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vâ ̣t Ngô Cao Cường – K17 carbohydrate, cellulose và các nguồ n khoáng Các khoang thiế t bi ̣quang học tạo một vùng để giữ lại các hạt bụi có chứa chất dinh dưỡng, và có thể trì các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm cần thiết cho sự tăng trưởng Theo Tở chức Tiêu chuẩn hóa q́c tế, mơ ̣t bào tử không th ể phát triển bề mặt quang kính thấu kính, lăng kính, gương và những bộ lọc mà không bám vào các ngu ồn dinh dưỡng - chẳng hạn các loại sợi dệt và bụi, dầu mỡ và dấu vân tay, hoặc ̣ thố ng gioăng đê ̣m [30, 32, 38] Theo nghiên cứu của Magdalena và cs thử nghiê ̣m tác đô ̣ng của chủng Aspergillus niger đố i với vâ ̣t liê ̣u cấ u ta ̣o nên kính quang ho ̣c đã cho thấ y ảnh hưởng của nấ m sơ ̣i lên vâ ̣t liê ̣u kính theo thời gian [22] Với thành phầ n hóa ho ̣c đă ̣c trưng của vâ ̣t liê ̣u kin ́ h quang ho ̣c ( SiO2-59,6%; B2O3-3%; Na2O-3%; K2O10%; ZnO-4,8%; BaO-19%; As2O3-0,6%; PbO-0,3%), nấ m sơ ̣i đươ ̣c cấ y môi trường tha ̣ch có 0,1% glucose sau thời gian 3, 6, 12 tháng thử nghiệm mẫu đươ ̣c tẩ y sa ̣ch bằ ng cồ n 70% và đánh giá kết quả Kế t quả cho thấ y sau và tháng thử nghiệm chưa có dấ u hiê ̣u gây ̣i, nhiên sau 12 tháng thử nghiệm bắ t đầ u có dấ u hiê ̣u thay đổ i về cấ u trúc của vâ ̣t liê ̣u Như vâ ̣y nấ m sơ ̣i có thể tác đô ̣ng đế n kế t cấ u của vâ ̣t liê ̣u quá triǹ h sinh trưởng vaphát triển bề mă ̣t ̀ Thời gian để hiê ̣n tươ ̣ng này xảy thường lâu , có thể là khả tạo axit các điều kiện khác các chủng nấm sợi Ở Việt Nam chỉ chú ý đến hiê ̣n tươ ̣ng nấ m sơ ̣i gây ̣i đố i với các chi tiế t kiń h , chưa có nghiên cứu chuyên sâu nào về chế gây phá hủy tới vât ̣ liê ̣u kiń h của nấ m sơ ̣i [3, 22] 1.2.2 Phân lâ ̣p và phân loa ̣i nấ m sơ ̣i Phân lâ ̣p vi sinh vâ ̣t là bước đầ u tiên và quan tro ̣ng nghiên cứu đa dạng vi sinh vật và nghiên cứu đă ̣c điể m của các chủng đơn Tùy vào mỗi đối tươ ̣ng vi sinh vâ ̣t (vi khuẩ n , nấ m sơ ̣i, nấ m men , xạ khuẩn) có thể lựa chọn mơi trường phân lâ ̣p cho phù hơ ̣p Tuy nhiên viê ̣c phân lâ ̣p đươ ̣c các vi sinh vâ ̣t này còn phụ thuộ c vào đă ̣c tính mẫu mang vi sinh vâ ̣t Các phương pháp phân lập thông thường sử du ̣ng là mẫu đươ ̣c cho vào dung dich ̣ muố i sinh lí vô trùng sau Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vâ ̣t Ngô Cao Cường – K17 đó lắ c đề u và cấ y trải môi trường đă ̣c trưng [2] Mô ̣t số tác giả phân lâ ̣p nấ m sơ ̣i các vâ ̣t liê ̣u hay thiế t bi ̣bằ ng cách để các mảnh vụn nhiễm nấm vào đĩa Petri chứa môi trường PDA hay Czapeck Áp dụng phương pháp phân lập để phân lập nấm sợi nhiễm chi tiết kính đó bề mă ̣t các mảnh kiń h có nấ m sơ ̣i tiế p xúc với môi trường thì nấ m bắ t đầ u phát triể n Tuy nhiên phương pháp này dẫn đế n sự phát triể n không đề u của các chủng nấ m ở phiá không tiế p xúc với môi trường Trong thực tế không phải lúc nào cũng có thể lấy được mẫu kính mang về phòng thí nghiệm để phân lập [12] Qua nghiêm cứu và cải tiế n từ các hướng dẫn lấ y mẫu vi sinh vâ ̣t gây phá hủy vật liệu theo GOST Nga , tác giả Nguyễn Thu Hoài và cs đã xây dự ng phương pháp lấ y mẫu nấ m sơ ̣i các thiế t bi ̣quang ho ̣c đảm bảo giữ nguyên đươ ̣c hiê ̣n tra ̣ng các chi tiế t kính, không phải mang các chi tiế t kính về phòng thí nghiê ̣m, đảm bảo đô ̣ chin ́ h xác và đồng nhất mẫu phân lập [3] Phân loa ̣i vi sinh vâ ̣t nói chung và nấ m sơ ̣i nói riêng hiê ̣n có thể chia thành hai loại bản: Phương pháp truyề n thố ng và phương pháp hiê ̣n đa ̣i Phương pháp truyề n thố ng là sử du ̣ng các phương pháp đã đươ ̣c áp du ̣ng từ lâu để phân loa ̣i vi sinh vâ ̣t Riêng đố i với nấ m sơ ̣i thì quan sát hình thái khuẩ n lạc, hình dạng bào tử và cuống sinh bào tử từ sử dụng các khóa phân loại (Workshop on Taxonomy and Identification of Fungi) Katsuhiko (2003) để đinh ̣ tên đươ ̣c coi là phương phaṕ phân loa ̣i truyề n thố ng [19] Hiê ̣n phân loa ̣i vi sinh vâ ̣t theo phương pháp truyề n thố ng cầ n nhiề u thời gian và đô ̣ chiń h xác không cao Cùng với sự phát triển các ngành khoa học khác và công nghệ thông tin thì phân loa ̣i vi sinh vâ ̣t bằ ng phương pháp hiê ̣n đa ̣i ngày càng phổ biế n đô ̣ chính xác cao [16, 25] Phân loa ̣i nấ m sơ ̣i bằ ng phương pháp hiê ̣n đa ̣i đã và đươ ̣c nhiề u nhà khoa ho ̣c thế giới và Việt Nam sử dụng để đánh giá đa dạng loài hay nghiên cứu các đă ̣c tin ́ h của các chủng nấ m Theo nghiên cứu của Yuko và mô ̣t số nhà khoa ho ̣c khác , xác định thành phần loài các chủng nấm việc nhân và phân Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vâ ̣t Ngô Cao Cường – K17 tích trình tự A ND của các đoa ̣n 18S rDNA hay vùng ITS (Internal Transcribed Spacer) Vùng đê ̣m không mang mã [5, 6, 8, 10, 42] phổ biế n , ngoài 28S rDNA và các đoa ̣n gen chức mã hóa cho protein nào đó cũng đươ ̣c sử du ̣ng để phân loại Bảng 1.1 Các cặp mồi sử dụng cho phản ứng PCR Gen lƣ ̣a chọn 18S rDNA ITS Mồ i Trình tự mồi (5’ – 3’) Tài liệu tham khảo NS1 NS2 NS3 NS8 EF3 EF4 Fung5 nu-SSU-0817 nu-SSU-1196 nu-SSU-1536 FR1 FF390 Fun18S1 Fun18S2 Fung ITS1 ITS2 ITS4 ITS1F ITS4B ITS4A 2234C 3126T PN3 PN34 GTAGTCATATGCTTGTCTC GGCTGCTGGCACCAGACTTGC GCAAGTCTGGTGCCAGCAGCC TCCGCAGGTTCACCTACGGA TCCTCTAAATGACCAAGTTTG GGAAGGGRTGTATTTATTAG GTAAAAGTCCTGGTTCCCC TTAGCATGGAATAATRRAATAGGA TCTGGACCTGGTGAGTTTCC ATTGCAATGCYCTATCCCCA AICCATTCAATCGGTAIT CGATAACGAACGAGACCT CCATGCATGTCTAAGTWTAA GCTGGCACCAGACTTGCCCTCC ATTCCCCGTTACCCGTTG TCCGTAGGTGAACCTGCGG GCTGCGTTCTTCATCGATGC TCCTCCGCTTATTGATATGC CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA CAGGAGACTTGTACACGGTCCAG CGCCGTTACTGGGGCAATCCCTG GTTTCCGTAGGTGAACCTGC ATATGCTTAAGTTCAGCGGGT CCGTTGGTGAACCAGCGGAGGGATC TTGCCGCTTCACTCGCCGTT [40] [33] [10] [36] [21] [23] [40] [14] [20] [31] [37] Viê ̣c lựa cho ̣n că ̣p mồ i cho phản ứng PCR và dùng sản phẩ m PCR để giải trình là viê ̣c làm quan tro ̣ng , vì một số cặp mồi này đặc hiệu cho ngành sinh vật này cặp mồi khác lại đặc hiệu với nghành Các cặp mồi để nhân gen 18S rDNA và vùng ITS đươ ̣c thiế t kế cho phổ rô ̣ng các chủng nấ m sợi Viê ̣c sử du ̣ng phản ứng PCR để nhân đoa ̣n gen 18S rDNA hay vùng ITS bằ ng các mời đặc hiệu có thể cho biết vị trí phát sinh chủng loại các mẫu nấm sợi 10 Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vâ ̣t ... đới Việt – Nga Trên sở đó, chúng tơi đã thực đề tài Ḷn văn ? ?Phân lập nghiên cứu đặc điểm sinh học các chủng nấ m gây haị chi tiế t kính của thiết bị quan sát quân sự? ?? gồm một... 1.1 Sự tán xạ ánh sáng gây nên sợi nấm 11 3.1 Lăng kính thiết bị quan sát quân sự bị nhiễm nấm 26 3.2 Tỷ lệ phân bố các chủng nấm đại diện phân lập từ thiết bị 41 quan sát. .. thành phần các chi nấm phân lập mẫu thiết bị 39 quan sát quân sự tại kho Nghê ̣ An 3.7 Phân bố thành phần các chi nấm phân lập mẫu thiết bị 40 quan sát quân sự tại kho Đồ ng