Xây dựng quy trình nhân nuôi tảo chaetoceros muelleri bản địa phục vụ nuôi trồng thủy sản

TÓM TẮT Hiện nay, để phục vụ cho sản xuất giống nuôi trồng thủy sản, vi tảo nguồn thức ăn quan trọng ấu trùng nhiều lồi thủy sản Vì thế, việc ni trồng tảo có giá trị dinh dƣỡng cao phù hợp với điều kiện Việt Nam để thu sinh khối phục vụ công tác giống điều đƣợc quan tâm Trong đó, tảo Chaetoceros sp giống tảo đƣợc ƣa dùng có kích thƣớc nhỏ chất lƣợng dinh dƣỡng cao, đặc biệt tảo Chaetoceros muelleri Trong nghiên cứu này, tảo Chaetoceros muelleri giàu chất khoáng đa lƣợng vi lƣợng, hàm lƣợng protein tổng số hàm lƣợng lipid tổng số lần lƣợt chiếm 37,85%, 6,37% trọng lƣợng khô hàm lƣợng acid eicosapentaenoic cao, chiếm 12,49% tổng số acid béo Tảo Chaetoceros muelleri sinh trƣởng tốt mơi trƣờng Wanle có pH 8, độ mặn 25‰, mật độ tế bào ban đầu 106 tế bào/mL với điều kiện nuôi trồng nhiệt độ 25 ± 2°C, cƣờng độ ánh sáng 5000 ± 500 lux chu kì sáng: tối 12:12 Tảo Chaetoceros muelleri đƣợc nhân thể tích ni lớn dần từ 250 mL, L, L đến 20 L tƣơng ứng với mật độ tế bào cao trọng lƣợng khô 6,28 x 106 tế bào/mL, 3,70 mg/mL sau ngày nuôi cấy; 7,35 x 106 tế bào/mL, 4,84 mg/mL sau ngày nuôi cấy; 6,87 x 106 tế bào/mL, 4,07 mg/mL sau ngày nuôi cấy 5,49 x 106 tế bào/mL, 3,37 mg/mL sau ngày nuôi cấy BM20-QT.QLKH Trang i MỤC LỤC Trang TÓM TẮT i MỤC LỤC .ii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH SÁCH BẢNG v DANH SÁCH HÌNH vi DANH SÁCH SƠ ĐỒ vi THÔNG TIN ĐỀ TÀI MỞ ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tảo Chaetoceros muelleri 1.2 Nhu cầu dinh dƣỡng yếu tố ảnh hƣởng đến phát triển tảo 1.3 Đƣờng cong sinh trƣởng tảo 1.4 Giá trị dinh dƣỡng tảo 1.5 Vai trị tảo Chaetoceros ni trồng thủy sản 1.6 Một số phƣơng pháp nuôi vi tảo 10 1.7 Tình hình nghiên cứu nƣớc 11 CHƢƠNG II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 14 2.1 Nội dung 1: Đánh giá thành phần dinh dƣỡng tảo Chaetoceros muelleri 14 2.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát sinh trƣởng tảo Chaetoceros muelleri 14 2.1.2 Thí nghiệm 2: Đánh giá thành phần dinh dƣỡng tảo Chaetoceros muelleri 15 2.2 Nội dung 2: Xây dựng quy trình nhân ni sinh khối tảo Chaetoceros muelleri quy mơ 20 lít 16 2.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát điều kiện ni cấy lên phát triển Chaetoceros muelleri 16 2.2.2 Thí nghiệm 2: Nhân ni tảo Chaetoceros muelleri quy mơ 20 lít 18 CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 Nội dung 1: Đánh giá thành phần dinh dƣỡng tảo Chaetoceros muelleri 21 BM20-QT.QLKH Trang ii 3.1.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát sinh trƣởng tảo Chaetoceros muelleri 21 3.1.2 Thí nghiệm 2: Đánh giá thành phần dinh dƣỡng tảo Chaetoceros muelleri 23 3.2 Nội dung 2: Xây dựng quy trình nhân ni sinh khối tảo Chaetoceros muelleri quy mô 20 L 26 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát điều kiện nuôi cấy lên phát triển Chaetoceros muelleri 26 3.2.2 Thí nghiệm 2: Nhân ni tảo Chaetoceros muelleri quy mơ 20 lít 32 CHƢƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 4.1 Kết luận 38 4.2 Kiến nghị 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 PHỤ LỤC BM20-QT.QLKH Trang iii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt ARA Arachidonic acid ctv Cộng tác viên CV Coefficient of variation DHA Docosahexaenoic acid EPA Eicosapentaenoic acid HUFA LSD MĐTB MT BM20-QT.QLKH Thuật ngữ Highly unsaturated fatty acid Least significant difference Mật độ tế bào Môi trƣờng PUFA Polyunsaturated fatty acids rRNA Ribosomal deoxyribonucleic acid TLK Trọng lƣợng khô Trang iv DANH SÁCH BẢNG Bảng Tựa bảng Trang 3.1 Mật độ tế bào trung bình tảo Chaetoceros muelleri 22 3.2 Thành phần dinh dƣỡng tảo Chaetoceros muelleri 23 3.3 Các nguyên tố kim loại nặng tảo Chaetoceros muelleri 24 3.4 Thành phần acid béo tảo Chaetoceros muelleri 25 3.5 MĐTB TLK tảo Chaetoceros muelleri thể tích bình ni 250 mL 33 3.6 MĐTB TLK tảo Chaetoceros muelleri thể tích bình ni L 34 3.7 MĐTB TLK tảo Chaetoceros muelleri thể tích bình ni L 34 3.8 MĐTB TLK tảo Chaetoceros muelleri thể tích bình ni 20 L 35 BM20-QT.QLKH Trang v DANH SÁCH HÌNH Hình Tựa hình Trang 1.1 Tảo Chaetoceros muelleri (Phạm Mỹ Dung, 2009) 1.2 Các pha sinh trƣởng vi tảo môi trƣờng nuôi cấy (Lavens Sorgeloos, 1996) 3.1 Đƣờng cong sinh trƣởng tảo Chaetoceros muelleri 3.2 Hình thái tế bào tảo Chaetoceros muelleri chụp dƣới kính hiển vi 21 quang học vật kính E40 22 3.3 Tảo Chaetoceros muelleri ngày nuôi thứ 10 môi trƣờng F/2 23 3.4 Mật độ tế bào tảo Chaetoceros muelleri 26 3.5 Tảo Chaetoceros muelleri pha log môi trƣờng nuôi cấy 27 3.6 Mật độ tế bào tảo Chaetoceros muelleri độ mặn 28 3.7 Mật độ tế bào tảo Chaetoceros muelleri pH khác 29 3.8 Tảo Chaetoceros muelleri ngày nuôi thứ pH khác 30 3.9 Mật độ tế bào tảo Chaetoceros muelleri mật độ đầu vào 31 3.10 Tảo Chaetoceros muelleri pha log với MĐTB ban đầu khác 32 3.11 Tảo Chaetoceros muelleri pha log thể tích bình ni khác 36 DANH SÁCH SƠ ĐỒ Sơ đồ 3.1 Tựa sơ đồ Quy trình nhân ni tảo Chaetoceros muelleri quy mô 20 L BM20-QT.QLKH Trang 36 Trang vi THÔNG TIN ĐỀ TÀI Tên đề tài: Xây dựng quy trình nhân ni tảo Chaetoceros muelleri địa phục vụ nuôi trồng thủy sản Chủ nhiệm đề tài: Trần Hải My Nguyễn Thùy Trang Cơ quan chủ trì: Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Nông nghiệp Công nghệ cao – Ban Quản lý Khu Nơng nghiệp Cơng nghệ cao Tp Hồ Chí Minh Thời gian thực hiện: Từ tháng 01 / 2015 đến tháng 12 / 2015 Kinh phí đƣợc duyệt: 173.000.000 đồng Mục tiêu: Xây dựng quy trình nhân sinh khối từ giống tảo Chaetoceros muelleri phân lập nội địa Nội dung đề tài: Nội dung 1: Đánh giá thành phần dinh dƣỡng tảo Chaetoceros muelleri Nội dung 2: Xây dựng quy trình nhân ni sinh khối tảo Chaetoceros muelleri quy mơ 20 lít Sản phẩm đề tài: Giống tảo Chaetoceros muelleri quy trình nhân ni tảo Chaetoceros muelleri quy mơ 20 lít Bài báo cáo khoa học BM20-QT.QLKH Trang MỞ ĐẦU Hiện nay, ngành nuôi trồng thủy sản phát triển nhanh nhiệm vụ quan trọng sản xuất đƣợc số lƣợng lớn giống để phục vụ nuôi trồng thủy sản Trong sản xuất giống, thức ăn kỹ thuật cho ăn ƣơng ấu trùng đƣợc xem vấn đề quan trọng Trong giai đoạn ƣơng nuôi ấu trùng thủy sản, vi tảo nguồn cung cấp chất dinh dƣỡng quan trọng, lồi có vai trị riêng biệt lồi thủy sản có tác động khơng nhỏ đến mơi trƣờng ni thủy sản Ngồi ra, vi tảo hạn chế phát triển vi khuẩn bể ni, đặc biệt lồi thuộc nhóm Vibro thƣờng tác nhân gây bệnh (Spolaore ctv, 2006) Vì thế, việc nghiên cứu, phát triển chủ động nguồn thức ăn từ vi tảo góp phần giải vấn đề Khoảng 40 lồi vi tảo đƣợc ni sử dụng làm thức ăn ni trồng thủy sản Trong đó, giống Chaetoceros giống đƣợc ƣa dùng có kích thƣớc nhỏ chất lƣợng dinh dƣỡng cao, đặc biệt tảo Chaetoceros muelleri Tảo Chaetoceros muelleri chứa hàm lƣợng EPA cao đƣợc nuôi để làm thức ăn cho luân trùng, ấu trùng hai mảnh vỏ, ấu trùng tơm cá (Nguyễn Anh Tuấn ctv, 2014) Ngồi ra, việc sử dụng tảo nuôi luân trùng nhƣ ấu trùng số đối tƣợng nhƣ: tôm, cua, điệp quạt, điệp seo, bào ngƣ, trai ngọc, ốc hƣơng, tu hài, sị huyết, hải sâm… cịn có tác dụng tạo mơi trƣờng nƣớc xanh, điều hịa khí hịa tan, cân độ đục cần thiết ổn định pH môi trƣờng nuôi Mặt khác, nƣớc ta việc chủ động sản xuất vi tảo phục vụ cho ni trồng thủy sản cịn gặp nhiều khó khăn Nghiên cứu quy trình nhân ni tảo phân lập nội địa phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam cịn nhiều hạn chế Vì thế, việc xây dựng quy trình nhân ni tảo phân lập nội địa giúp đem lại hiệu cao, sinh khối đạt cao hơn, bị tạp nhiễm chủ động đƣợc nguồn giống sơ cấp Vì lý trên, nội dung nghiên cứu “Xây dựng quy trình nhân nuôi tảo Chaetoceros muelleri địa phục vụ nuôi trồng thủy sản” đƣợc thực BM20-QT.QLKH Trang CHƢƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tảo Chaetoceros muelleri 1.1.1 Vị trí phân loại Theo Trƣơng Ngọc An (1993), vị trí phân loại vi tảo Chaetoceros muelleri hệ thống phân loại nhƣ sau: Ngành: Bacillariophyta Lớp: Bacillariophyceae Bộ: Centrales Họ: Chaetoceraceae Giống: Chaetoceros Loài: Chaetoceros muelleri 1.1.2 Đặc điểm sinh học Giống tảo Chaetoceros thuộc ngành tảo lông roi lệch, đƣợc xem nhƣ giống có nhiều lồi lớp tảo silic phù du biển với gần 400 lồi đƣợc mơ tả, chúng phân bố rộng từ vùng biển lạnh đến vùng biển nhiệt đới, từ vùng biển xa đến vùng ven bờ Số lƣợng tảo thuộc giống Chaetoceros vùng biển Việt Nam thƣờng chiếm tới 40% tảo silic, chừng mực định chúng đại diện cho đặc điểm sinh thái tình hình phân bố tảo silic (Nguyễn Ngọc Tuyền, 2010) Trong đó, Chaetoceros muelleri đƣợc phân lập số vùng biển Việt Nam nhƣ Hải Phòng, Nam Định… (Phạm Mỹ Dung, 2009; Nguyễn Ngọc Tuyền, 2010) Tảo Chaetoceros muelleri thuộc nhóm tảo nhân thực có hệ lƣới nội chất, có cấu tạo đơn bào sống đơn độc hay thành tập đoàn dạng chuỗi (Hasle Syvertsen, 1997) Tảo Chaetoceros muelleri có kích thƣớc 5-9 µm (Trƣơng Ngọc An, 1993; Brown ctv, 1997) Tế bào tảo hình chữ nhật, vng trịn, có lơng gai góc tế bào, có màu nâu vàng có nhân lƣỡng bội (Phạm Mỹ Dung, 2009) Chaetoceros muelleri thƣờng sinh sản vơ tính hay phân đơi Tảo Chaetoceros muelleri (Hình 1.1) có hình dạng đặc trƣng Mặt vỏ tế bào hình bầu dục, gần trịn lồi lên Mặt vịng vỏ rộng, hình chữ nhật gần vuông BM20-QT.QLKH Trang Lông gai nhỏ, dài thẳng mọc mép mặt vỏ vƣơn gần song song với mặt phẳng vỏ Mỗi tế bào có thể sắc tố hình hạt hình trịn (Nguyễn Ngọc Tuyền, 2010) a b Hình 1.1 Tảo Chaetoceros muelleri (Phạm Mỹ Dung, 2009) (a) dƣới kính hiển vi quang học với độ phóng đại 400 lần (b) dƣới kính hiển vi điện tử quét (SEM) với độ phóng đại 5000 lần 1.2 Nhu cầu dinh dƣỡng yếu tố ảnh hƣởng đến phát triển tảo + Môi trƣờng nuôi chất dinh dƣỡng Nhìn chung, đa số vi tảo có nhu cầu bắt buộc C, N, P Si (Đặng Đình Kim Đặng Hồng Phƣớc Hiền, 1999) Chất dinh dƣỡng đa lƣợng bao gồm nitrate, phosphate (trong tỷ lệ xấp xỉ 6: 1) silic Silic có mặt vách tế bào tảo chất dinh dƣỡng thiết yếu đƣợc sử dụng cho sinh trƣởng phát triển tảo để tạo lớp vỏ bên (Lavens Sorgeloos, 1996) Chất dinh dƣỡng vi lƣợng bao gồm nhiều kim loại khác cần cho tảo với số lƣợng nhỏ nhƣng lại có ý nghĩa quan trọng hoạt động sống tảo nhƣ quang tổng hợp, trao đổi nitrogen hoạt động biến dƣỡng khác Ngoài ra, vitamin nhƣ thiamin (B1), cyanocobalamin (B12) biotin đƣợc sử dụng phổ biến để bổ sung vào môi trƣờng ni tảo, lƣợng nhỏ nhƣng thúc đẩy gia tăng sinh khối tảo Hai môi trƣờng đƣợc sử dụng rộng rãi phù hợp với phát triển hầu hết lồi tảo mơi trƣờng Walne mơi trƣờng F/2 Guillard BM20-QT.QLKH Trang R-Square Coeff Var Root MSE Ngay1 Mean 0.141942 0.951416 0.054569 5.735556 Dependent Variable: Ngay2 Sum of Source DF Squares Mean Square F Value Pr > F Model 0.00506667 0.00253333 9.91 0.0125 Error 0.00153333 0.00025556 Corrected Total 0.00660000 R-Square Coeff Var Root MSE Ngay2 Mean 0.767677 0.268524 0.015986 5.953333 t Tests (LSD) for Ngay2 Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.000256 Critical Value of t 2.44691 Least Significant Difference 0.0319 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N pH A 5.98667 B 5.94000 B 5.93333 Dependent Variable: Ngay3 Sum of Source DF Squares Mean Square F Value Pr > F Model 0.00148889 0.00074444 5.15 0.0498 Error 0.00086667 0.00014444 Corrected Total 0.00235556 R-Square 0.632075 Coeff Var 0.196953 Root MSE 0.012019 Ngay3 Mean 6.102222 t Tests (LSD) for Ngay3 Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.000144 Critical Value of t 2.44691 Least Significant Difference 0.024 Means with the same letter are not significantly different Grouping Mean N pH A 6.120000 B A 6.096667 B 6.090000 Dependent Variable: Ngay4 Sum of Source DF Squares Mean Square F Value Pr > F Model 0.00140000 0.00070000 21.00 0.0020 Error 0.00020000 0.00003333 Corrected Total 0.00160000 R-Square Coeff Var Root MSE Ngay4 Mean 0.875000 0.093675 0.005774 6.163333 t Tests (LSD) for Ngay4 Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.000033 Critical Value of t 2.44691 Least Significant Difference 0.0115 Means with the same letter are not significantly different t Grouping A A B Mean 6.176667 6.166667 6.146667 N 3 pH Dependent Variable: Ngay5 Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F 0.00015556 0.00007778 1.40 0.3170 0.00033333 0.00005556 0.00048889 R-Square Coeff Var Root MSE Ngay5 Mean 0.318182 0.118520 0.007454 6.288889 Dependent Variable: Ngay6 Sum of Source DF Squares Mean Square F Value Pr > F Model 0.00095556 0.00047778 4.78 0.0574 Error 0.00060000 0.00010000 Corrected Total 0.00155556 R-Square Coeff Var Root MSE Ngay6 Mean 0.614286 0.156196 0.010000 6.402222 t Tests (LSD) for Ngay6 Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.0001 Critical Value of t 2.44691 Least Significant Difference 0.02 Means with the same letter are not significantly different Source Model Error Corrected Total DF t Grouping A B B Mean 6.416667 6.396667 6.393333 N 3 pH Dependent Variable: Ngay7 Source Model Error Corrected Total DF Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F 0.00346667 0.00173333 78.00 F Model 0.00482222 0.00241111 217.00 F Model 0.00495556 0.00247778 74.33 F Model 0.00206667 0.00103333 11.62 0.0086 Error 0.00053333 0.00008889 Corrected Total 0.00260000 R-Square Coeff Var Root MSE Ngay10 Mean 0.794872 0.144825 0.009428 6.510000 t Tests (LSD) for Ngay10 Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.000089 Critical Value of t 2.44691 Least Significant Difference 0.0188 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N pH A 6.526667 A 6.513333 B 6.490000 Dependent Variable: Ngay11 Sum of Source DF Squares Mean Square F Value Pr > F Model 0.00175556 0.00087778 19.75 0.0023 Error 0.00026667 0.00004444 Corrected Total 0.00202222 R-Square Coeff Var Root MSE Ngay11 Mean 0.868132 0.102652 0.006667 6.494444 t Tests (LSD) for Ngay11 Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.000044 Critical Value of t 2.44691 Least Significant Difference 0.0133 Means with the same letter are not significantly different t Grouping Mean N pH A 6.513333 B 6.490000 B 6.480000 Dependent Variable: Ngay12 Sum of Source DF Squares Mean Square F Value Pr > F Model 0.00268889 0.00134444 60.50 0.0001 Error 0.00013333 0.00002222 Corrected Total 0.00282222 R-Square Coeff Var Root MSE Ngay12 Mean 0.952756 0.072685 0.004714 6.485556 t Tests (LSD) for Ngay12 Alpha 0.05 Error Degrees of Freedom Error Mean Square 0.000022 Critical Value of t 2.44691 Least Significant Difference 0.0094 Means with the same letter are not significantly different t Grouping A B B Mean 6.510000 6.473333 6.473333 N 3 pH Dependent Variable: Ngay13 Sum of Squares Mean Square F Value Pr > F 0.00295556 0.00147778 133.00 F 0.00382222 0.00191111 172.00 F 0.00420000 0.00210000 63.00 F Model 5.55126667 2.77563333 600.50 F Model 5.81795556 2.90897778 1830.83 F Model 5.43722222 2.71861111 2522.42 F Model 4.94882222 2.47441111 1936.50 F Model 4.19548889 2.09774444 1887.97 F Model 3.60095556 1.80047778 11574.5 F Model 3.02095556 1.51047778 16992.9 F Model 2.41735556 1.20867778 13597.6 F Model 1.87326667 0.93663333 16859.4 F Model 1.39046667 0.69523333 5688.27 F Model 1.05468889 0.52734444 6780.14 F Model 1.00886667 0.50443333 22699.5 F Model 1.03895556 0.51947778 46753.0 F Model 1.12986667 0.56493333 25422.0 F Model 1.21762222 0.60881111 54793.0 F Model 1.26926667 0.63463333 4079.79 F 1.18391667 0.23678333 2507.12 F F Model 1.01833333 0.25458333 454.61 F F Model 0.81182500 0.27060833 1082.43 F Model 17.06856667 5.68952222 1204.13 F Model 0.54936667 0.18312222 1464.98 F Model 9.28830000 3.09610000 7582.29