Phân lập, định tên khoa họ một số vi sinh vật gây bệnh trắng nhũn thân (ie ie disease) ở rong sụn (kappaphyus alvarezii, kappaphyus striatum) bị bệnh ở việt nam

Hiện nay, nghề nuôi trồng Rong Sụn ở quy mô công nghiệp ở một số nước như Philippines, Indonesia, Malaysia…đang rất phát triển nhằm cung cấp đủ nguyên liệu cho ngành công nghiệp, chế biế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-BÙI ĐÌNH LÃM

PHÂN LẬP, ĐỊNH TÊN KHOA HỌC MỘT SỐ VI SINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Hà Nội - Năm 2011

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-BÙI ĐÌNH LÃM

PHÂN LẬP, ĐỊNH TÊN KHOA HỌC MỘT SỐ VI SINH

Chuyên ngành: Công nghệ sinh học

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC

PGS TS Đặ ng Di m Hồng ễ

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Đặng Diễm Hồng, Trưởng phòng Công nghệ tảo Viện Công nghệ Sinh học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt - Nam, người đã định hướng và tận tình chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận

v ăn

Tôi muốn gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Các thầy cô giáo cùng toàn thể cán bộ trong Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tham gia giảng dạy và tạo mọi – điều kiện giúp đỡ, truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Qua đây, tôi cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể cán bộ Phòng Công nghệ Tảo Viện Công nghệ sinh học, đã ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình - thực hiện luận văn.

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn ở bên cạnh chia sẻ, động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luân văn của mình.

Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2011

Học viên

Bùi Đình Lãm

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu luận văn khoa học của tôi Các số liệu được sử dụng tham khảo có nguồn trích dẫn rõ ràng, các kết quả nghiên cứu trong luận văn là hoàn toàn trung thực

Bùi Đình Lãm

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ……… i

LỜI CAM ĐOAN ……… ii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ……… iii

MỤC LỤC……… ……… iv

MỞ ĐẦU ……… 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU……… 3

1.1 Giới thiệu về Rong Sụn……… 3

1.2 Đặc điểm sinh học của Rong Sụn……… 3

1.3 Nguồn gốc của Rong Sụn ở Việt Nam……… 7

1.4 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của Rong Sụn……… 7

1.4.1 Thành phần hóa học của Rong Sụn……… 7

1.4.1.1 Nước……… 8

1.4.1.2 Gluxit……… 8

1 4.1.3. Protein………. 10

1 4.1.3. Lipit……… 10

1.4.1.5. Sắc tố ……… 10

1.4.1.6. Chất khoáng ……… 10

1.4.1.7 Enzyme……… 11

1.4.2 Giá trị dinh dưỡng của Rong Sụn……… 11

1.5 Tình hình nghiên cứu và phát triển nghề trồng Rong Sụn 12

1.5.1 Tình hình nghiên cứu và phát triển nghề trồng Rong Sụn…… … 12

1.5.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển nghề trồng Rong Sụn……… 15

1.6 Ứng dụng của Rong Sụn……… 17

1.6.1 Trong lĩnh vực thực phẩm……… 17

1B 1.6.2 Trong y dược và dược phẩm……… 19

2B 1.6.3 Trong công nghiệp……… 20

3B 1.6.4 Rong Sụn và tác dụng xử lý môi trường……… 20

1.7 Các yếu tố tác động đến sản lượng Rong Sụn 21

1.7.1 Dấu hiệu của bệnh……… 22

1.7.2 Các nhóm nguyên nhân 22

1.7.2.1 Y ế u tố ngo ạ i sinh 22

1.7.2.2 Yếu tố nội sinh 26

1.8 Các biện pháp phòng ngừa bệnh ice-ice disease……… 28

1.8.1 Chọn và tạo giống khác chịu bệnh và sạch bệnh……… 28

1.8.2 Các biện pháp trong kỹ thuật trồng……… 28

1.8.3 Biện pháp xử lý khi rong bị bệnh……… 29

1.8.4 Sử dụng vi sinh vật hữu hiệu 30

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………… 32

2.1 Mẫu Rong và nước biển……… 32

2.2 Phân lập vi khuẩn……… 32

2.2.1 Môi trường phân lập……… 32

2.2.2 Phân lập vi khuẩn từ mẫu Rong Sụn……… 33

2.3 Phương pháp giữ giống……… 33

2.3.1 Giữ giống ở 4P 0 P C……… 33

2.3.2 Phương pháp giữ giống ở -20P 0 P C……… 33

2.4 Phương pháp xác định Gram của vi khuẩn bằng KOH 3% 33

2.5 Phương pháp sốc nhiệt để kiểm tra khả năng sinh bào tử……… 34

2.6 Phương pháp phân loại vi khuẩn bằng kít chuẩn sinh hóa……… 34

2.6.1 Phương pháp phân loại vi khuẩn bằng kít chuẩn sinh hóa API20NE ……… 34 2.6.2 Phương pháp Phân loại vi khuẩn bằng kít chuẩn sinh hóa 36

API50CH ………

2.7 Phân tích trình tự nucleotide của một phần gen 1 S rRNA6 ……… 37

2.7.1 Phương pháp tách chiết ADN tổng số……… 38

2.7.1.1 Phương pháp không sử dụng Kit……… 38

2.7.1.2 Tách chiết ADN theo kít……… 40

2.7.2 Điều kiện cho phản ứng PCR……… 41

2.7.3 Tinh sạch sản phẩm PCR 41

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……… 44

3.1 Kết quả phân lập 44

3.2 Kết quả phân loại các chủng vi khuẩn phân lập được……… 53

3.3 Kết quả định tên bằng kỹ thuật đọc và so sánh trình tự nucleotit…… 57

3.3.1 Tách chiết ADN tổng số của các chủng vi khuẩn……… 57

3.3.2 Kết quả nhân đoạn gen 16S rRNA ……… 59

3.3.3 Kết quả nhân gen 16S rRNA của mẫu 4(2)6LG……… 60

3.4 Kết quả xử lý trình tự nucleotit……… 61

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 65

PHỤ LỤC……… 73

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ……… 93

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2 Sự thay đổi hàm lượng protein theo tháng trong năm 10

Bảng 4 Sản lượng Rong Sụn Kappaphycus alvarezii và Kappaphycus

Bảng 5 Diện tích, số hộ trồng và sản lượng Rong Sụn ở Ninh thuận 16 Bảng 6 Một số ứng dụng điển hình của carageenan trong công nghiệp

Bảng 13 Bảng tổng kết tần suất xuất hiện các chủng vi khuẩn phân lập

Bảng 14 Danh sách các chủng được tách chiết ADN tổng số bằng kit 57 Bảng 15 Kết quả định tên khoa học các chủng phân lập được bằng kít

chuẩn sinh hóa API v ằà b ng kỹ thuật đọc và so sánh trình tự

nucleotit của đoạn gen 16S rRNA được sử dụng trong nghiên cứu

62

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 4 Hình ảnh mẫu Rong Sụn bị bệnh trắng nhũn thân (ice-ice diease) 22 Hình 5 Hình ảnh các thực vật phụ sinh phát triển kí sinh trên cây Rong Sụn 26 Hình 6 Quy trình tách ADN tổng số từ sinh khối VSV không sử dụng Kit 39

Hình 11 Kết quả nhân đoạn gen 16S rRNA của mẫu 2(5)-13 LG, 1(1)8 LG

số nước như Philippines, Indonesia, Malaysia…đang rất phát triển nhằm cung cấp đủ nguyên liệu cho ngành công nghiệp, chế biến thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm Trong quá trình nuôi trồng, nhiều loại bệnh xuất hiện đã gây ảnh hưởng xấu đến năng suất và chất lượng Rong Sụn và là một vấn đề thực tế đang được các nhà nghiên cứu quan tâm Bệnh trắng nhũn thân (ice ice disease) là loại bệnh rất phổ biến trên - thân Rong Sụn (Kappaphycus alvarezii, Kappaphycus striatum) do vi khuẩn cơ hội gây

ra đi kèm với các biểu hiện như thân rong từng đoạn bị mất sắc tố, trở nên trắng, mủn

và cuối cùng bị đứt gãy [47] Nhóm vi khuẩn cơ hội thường gặp nhất trên các cây rong

bị bệnh là Vibrio, Aeromonas, Cytophaga Flavobacterium, Pseudomonas - [28, 29,

63] Các vi khuẩn gây bệnh cơ hội này có số lượng tăng đột biến khi điều kiện môi trường tại vị trí nuôi trồng không thích hợp như nhiệt độ, cường độ ánh sáng cao và độ mặn thấp [26, 27] Tuy nhiên, cũng giống như ở các nước có nghề nuôi trồng rong biển phát triển nói chung và trồng Rong Sụn nói riêng, một số bệnh do vi sinh vật gây

ra trong đó có bệnh trắng nhũn thân đã ảnh hưởng đáng kể đến năng xuất và chất lượng

của rong thành phẩm Việc giảm thiểu tác hại do bệnh này gây ra ở cây Rong Sụn đang

là một yêu cầu thực tế cần các nhà khoa học gấp rút giải quyết

Với mong muốn góp một phần nhỏ vào việc tạo ra các chế phẩm sinh học có tác dụng phòng trừ bệnh trắng nhũn thân (ice – ice disease) chúng tôi đã tiến hành thực

hiện đề tài: “Phân lập, định tên khoa học một số vi sinh vật gây bệnh trắng nhũn

thân (ice – ice disease) ở Rong Sụn (Kappaphycus alvarezii, Kappaphycus striatum)

5 Định tên khoa học một số chủng vi sinh vật phân lập được bằng Kit sinh hóa

và bằng kỹ thuật đọc và so sánh trình tự nucleotit của một phần gen 16S rRNA;

6 Bước đầu nghiên cứu sự biến động loài gây bệnh trắng nhũn thân trên Rong sụn ở một số tỉnh như Khánh Hòa, Ninh Thuận

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU1.1 Giới thiệu về Rong Sụn

Rong Sụn tên thương mại là Cottonii, bao gồm hai loài chính là: Kappaphycus

được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế như chế biến thực phẩm, y dược,

Tông (Tribus): Eucheumatoideade,

Chi (Genus): Kappaphycus,

Loài: alvarezii, striatum,

1.2 Đặc điểm sinh học của Rong Sụn

Rong Sụn là loại rong biển nhiệt đới có một số đặc điểm sinh học chính như sau:

* Hình thái cấu tạo

Rong Sụn có thân dạng trụ tròn, nhiều trục chính, mọc lên từ bàn bám dạng đĩa Những trục chính mới có thể mọc từ cùng gốc với trục chính ban đầu hay ngay từ trên trục chính, ở dưới phần gốc của trục chính ban đầu Nhánh dạng trụ tròn hình thành ngay gần gốc thân, lúc đầu chia không quy luật hoặc một bên, sau đó mọc và uốn

cong theo hướng ánh sáng và phát triển thành bụi rậm [15].

- Loài Kappaphycus alvarezii

Rong thô, dòn như sụn Thân rong hình trụ, có màu xanh đến màu nâu đỏ, mọc đứng, cao 20 60cm, với đường kính của thân chính và nhánh 1 2cm Phân nhánh thưa - -Khoảng cách giữa hai lần phân nhánh từ 4 10cm Nhánh chót hơi cong, dài 5- -15cm, thon dần về ngọn Khi mọc ở vùng nước có dòng chảy tốt cây rong phát triển dài có thể tới 2m/cá thể, trọng lượng cá thể từ 20 56kg/cá thể Nhánh thường có đường kính lớn -(trung bình 2,5mm), thon dần về phía đỉnh nhánh Thường không có hoặc ít nhánh thứ cấp Nhánh cong, phình rộng, thon dần và kéo dài (hình 1A)

Nhìn trên bề mặt cắt ngang thân: Kích thước tế bào từ lớp vỏ vào nhu mô lõi tăng từ từ Lớp vỏ bao gồm 3 5 lớp tế bào chứa sắc tố, hình bầu dục, đường kính 7- -15µm Lớp nhu mô ngoài gồm 7 12 lớp tế bào hình bầu dục hoặc hình cầu, đường kính -120-200µm, vách dày 7-10µm Nhu mô lõi bao gồm những tế bào lớn xen lẫn với những tế bào nhỏ có đường kính 15-20µm [15]

- Loài Kappaphycus striatum

Rong thô, sần sùi, cao 20 25cm, màu nâu đen đến nâu đỏ Phân nhánh dày,theo kiểu đối nhau, mọc vòng, chạc hai không đều Khoảng cách giữa hai lần phân nhánh ngắn từ 1 3cm, nhánh chót ngắn, đầu cùn hoặc tròn (hình 1B).-

-Nhìn trên bề mặt cắt ngang thân: Kích thước tế bào từ lớp vỏ vào lớp lõi tăng từ

từ Lớp vỏ bao gồm 2 3 lớp tế bào chứa sắc tố, hình bầu dục, đường kính 7- -10µm Lớp nhu mô ngoài gồm 7 10 lớp tế bào hình bầu dục hoặc hình cầu đường kính 120- -250µm, vách dày 10-15µm Lớp nhu mô lõi bao gồm những tế bào lớn xen kẽ với những sợi trục, đường kính 25 30µm, với vách dày 10- -15µm [15]

A Hình ảnh loài Kappaphycu s alvarezii [64].

B Hình ảnh loài Kappaphycus striatum [65]

* Đặc tính sinh sản, vòng đời

Theo các nhà nghiên cứu về rong biển [17, 21, 30, 40, 54] tồn tại ba loại cây, thể hiện ba giai đoạn trong vòng đời của cây rong, đó là: cây giao tử-gametophyte (thể đơn bội 1N) cái (female gametophyte) và đực (male gametophyte), cây bào tử bốn (tetrasporophyte, thể lưỡng bội 2N) và thể bào tử quả (carposporophyte, thể lưỡng bội 2N), hình thành trên cây giao tử cái Cây giao tử bốn sinh ra các bào tủ bốn (tetraspore, đơn bội 1N, vì quá trình phân bào giảm nhiễm) nằm trong các túi bào tử bốn (tetra sporangium, hình thành trong lớp tế bào vỏ của cây bào tử bốn) Các bào tử bốn, sau khi được phóng thích và bám vào vật bám, sinh trưởng và phát triển thành các cây giao

tử đực và cây giao tử cái Cây giao tử cái sinh sản ra các túi trứng (oogonium, có chứa trứng ooplast) Cây giao tử đực sinh sản ra các túi tinh tử (spermatangia) có chứa các tinh tử (spermatogonia) Tinh tử của cây giao tử đực sau khi phóng thích giao hợp với các chứng trong các túi trứng của cây giao tử cái để phát triển và hình thành thể bào tử quả túi bào tử quả (carposporangium) trên cây giao tử cái Các bào tử quả -

Hình 1 Hình ảnh của hai loài Rong Sụn chính

(carpospores, thể lưỡng bội 2N) sau khi được phóng thích sẽ phát triển thành cây bào

-tử bốn Như vậy trong tự nhiên tồn tại ba loại cây (bào -tử bốn, giao -tử đực, giao -tử cái)

có cấu tạo di truyền và chức năng sinh sản khác nhau, nhưng hình thái bên ngoài lại gần giống nhau, không phân biệt được về mặt hình thái ngoài, trước khi chúng hình thành các cơ quan sinh sản (xem hình 2 Vòng đời của cây Rong Sụn)

Ngoài hình thức sinh sản hữu tính (sexual reproduction) như trên đã trình bầy, các loài Rong Sụn còn một kiểu sinh sản khác đó là sinh sản vô tính (unisexual reproduction) bằng hình thức dinh dưỡng (vegetative reproduction), nghĩa là từ một đoạn thân hay nhánh của cây Rong Sụn có thể phát triển thành một cây rong hoàn chỉnh

* Phân bố, sinh học

Trong tự nhiên Rong Sụn mọc bám trên các vật bám cứng có chất vôi (trên rạn san hô chết hoặc trên đá), phân bố chủ yếu ở phần trên của vùng dưới triều (ngay bên dưới của mực chiều thấp), nơi nước chảy nhẹ đến vừa phải

Hình 2 Sơ đồ vòng đời của cây Rong Sụn [ ].53

Phân bố: Rong Sụn là loại rong biển nhiệt đới, trong tự nhiên nó phân bố chủ yếu ở vùng biển nhiệt đới trong khu vực Châu Á và Tây Thái Bình Dương, đặc biệt phổ biến ở vùng biển một số nước Đông Nam Á (Philippines, Indonesia, Maylaysia…).

* Các yêu cầu sinh thái cơ bản:

- Là loại rong hẹp muối, chỉ sinh trưởng và phát triển tốt ở độ mặn 28 34‰ Độ mặn dưới 20‰ kéo dài nhiều ngày, rong ngừng phát triển và chết Độ mặn cao 35-40‰ sinh trưởng của rong bị ức chế

Nhiệt độ nước thích hợp nhất cho rong sinh trưởng và phát triển là 25-30P

- Nhu cầu muối dinh dưỡng chỉ thể hiện rõ trong điều kiện nhiệt độ cao và ánh sáng mạnh Trong điều kiện nước biển tự nhiên và trao đổi thường xuyên, hàm lượng các muối đã đủ cho rong sinh trưởng và phát triển [15]

1.3 Nguồn gốc của Rong Sụn ở Việt Nam

Rong Sụn ở Việt Nam là loài rong biển nhiệt đới có nguồn gốc từ Philippines Tháng 2 năm 1993 trong chương trình hợp tác khoa học Việt Nam và Nhật Bản phân Viện khoa học vật liệu Nha Trang đã nhập về Việt Nam một bụi Rong Sụn 240g Tháng 10 năm 1993 với sự giúp đỡ của Phân Viện khoa học vật liệu Nha Trang, Trung tâm khuyến ngư Ninh Thuận đã nhận 5kg Rong Sụn về trồng thử nghiệm tại đầm Sơn Hải Hiện nay Rong Sụn được trồng rộng rãi tại một số vùng trong tỉnh và các tỉnh khác như Khánh Hoà, Phú Yên, Phú Quốc, Bình Thuận Ðến nay có thể khẳng định Rong Sụn là đối tượng trồng tương đối phù hợp với mọi loại hình mặt nước và được đánh giá là có nhiều ưu thế hơn hẳn một số loài rong biển kinh tế hiện có ở địa phương tạo ra nguồn nguyên liệu cho chế biến và xuất khẩu [14]

1.4 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của Rong Sụn

1.4.1 Thành phần hóa học của Rong Sụn

Thành phần hoá học của Rong Sụn luôn thay đổi phụ thuộc trạng thái sinh lý, thời gian sinh trưởng, điều kiện sống (cường độ bức xạ, thành phần hoá học của môi trường)

Trong Rong Sụn hàm lượng nước chiếm 77 91% còn lại vài phần trăm chất khô Trong chất khô chứa chủ yếu là gluxit, protein, chất khoáng, lipit, sắc tố, các enzyme

-…[3, 8, 33]

Bảng 1 Thành phần hoá học của Rong Sụn

nhau Các gốc D galactoza được sunfate hoá với tỷ lệ cao Các loại carrageenan khác nhau về mức độ sulfate hoá [3, 8]

-Mạch polysaccharide của các carrageenan có cấu trúc xoắn kép Mỗi vòng xoắn do 3 đơn gốc disaccharide tạo nên Carrageenan có ba dạng phổ biến là kappa-, iota , lambra- -: kappa-carrageenan là một loại polymer có cấu trúc gồm hai đơn vị của D-galactoza-4 sunfate và 3,6 anhydro D- -galactoza xen kẽ luân phiên nhau (bằng hai liên kết 1,3 và 1,4); iota-carrageenan cũng có cấu tạo tương tự kappa carrageenan, ngoại trừ 3,6- -anhydro-galactose bị sulfate hóa ở C số 2; lambda-carrageenan có monomer hầu hết là các D-galactose-2-sulfate (liên kết 1,3) và D-galactose-2,6-disulfate (liên kết 1,4) [3, 4,

8, 49]

Hình 3 Cấu trúc phân tử của các dạng carrageenan [41]

1 4.1.3. Protein

Hàm lượng protein của Rong Sụn dao động trong khoảng 5 22% (công bố của Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang) Hàm lượng protein của Rong Sụn giao động với biên độ khá lớn phụ thuộc giai đoạn sinh trưởng, vị trí địa lý, môi trường sống

Theo nghiên cứu hàm lượng protein tăng dần theo thời gian sinh trưởng và đạt giá trị cực đại ở giai đoạn sinh sản (bảng 2) [3, 8]

Bảng 2: Sự thay đổi hàm lượng protein theo tháng trong năm (theo Viện

nghiên cứu công nghệ và ứng dụng Nha Trang)

1.4.1.4 Lipit

Hàm lượng lipit trong Rong Sụn không đáng kể và cũng chưa có nhiều dẫn liệu nghiên cứu, nhưng một số nhà nghiên cứu cho rằng mùi tanh của rong là do lipit gây ra [3, 8] Sterol là một loại lipit quan trọng trong thành phần thành tế bào [33], 33Tcholesterol

28T33Tcó trong 28T33T 28T33Tcấu trúc28T33T màng tế bào [50].28T

Trong số chất khoáng có trong Rong Sụn thì 70 80% là muối hòa tan trong nước ngọt như: NaCl, KCl, KR 2 RSOR 4 R, NaI, MgClR 2 R, NaR 2 RSOR 4 R, MgCOR 3 R…còn muối không hòa tan thường là muối carbonat, sunphat hay photphat canxi hoặc magiê: CaSOR 4 R, CaR 3 R(POR 4 R)2 R, CaCOR 3 R, MgCOR 3 R, MgR 3 R(POR 4 R)2 R…Ngoài ra, trong tro của Rong Sụn còn thấy: CaO, MgO,

-NaR 2 RO và SiOR 2 R…

Hàm lượng chất khoáng phụ thuộc vào điều kiện sống, giai đoạn sinh trưởng của rong Rong sống trong đầm thường có hàm lượng khoáng thấp hơn rong trồng trên biển vì trong nước biển hàm lượng các chất khoáng nhiều hơn nước trong đầm [3, 8]

1.4.1.7 Enzyme

Từ sinh khối Rong Sụn có thể chiết tách được enzyme proteaza phân giải protein Dựa vào sự hoạt động của proteaza trong Rong Sụn trên nhiều cơ chất khác nhau người ta xếp nó vào nhóm enzyme papain hay cathepxin [3, 8]

Ngoài ra trong Rong Sụn còn chứa enzyme thuỷ phân gluxit gồm hai loại men oxydaza: Một loại chuyển hoá đường đơn thành axit tương ứng như: glucoza thành gluconic galctose thành axit galactonic ; Loại thứ hai chuyển đường thành ozon [3, 8]

1.4.2 Giá trị dinh dưỡng của Rong Sụn

Rong Sụn có hàm lượng chất khoáng rất phong phú Thực tế các nhà khoa học

đã chứng minh rằng rong biển đã hấp thụ từ nước biển hơn 90 loại chất khoáng với hàm lượng muối thấp và canxi cao chính vì vậy, rong biển được coi là thực phẩm được ưu tiên hàng đầu đối với những người bị cao huyết áp

Rong Sụn có thành phần chủ yếu là carrageenan chiếm 40-50% Carrageenan có tính chất tương tự như agar Dịch keo carrageenan có thể đông thành thạch như agar nhưng ở nồng độ cao hơn agar, thạch carrageenan có nhiệt độ nóng chảy cao hơn thạch agar, ngoài ra carrageenan còn có đặc tính liên kết rất tốt các phân tử protein của động, thực vật do đó, carrageenan được ứng dụng rộng rãi làm chất phụ gia trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và nhiều ngành kinh tế khác [3, 8]

1.5 Tình hình nghiên cứu và phát triển nghề trồng Rong Sụn trên thế giới và Việt Nam

1.5.1 Tình hình nghiên cứu và phát triển nghề trồng Rong Sụn trên thế giới

Rong Sụn đã và đang được phát triển trồng với quy mô lớn ở một số nước vùng nhiệt đới, đặc biệt là Philippines (bắt đầu từ năm 1970), Indonesia (bắt đầu 1985), sau đó

là Malaysia, Tanzania (từ năm 1989)…Do sự thiếu hụt nguồn nguyên liệu Rong Sụn, ngoài các quốc gia nói trên, hiện đã có khoảng hơn 20 nước khác nữa cũng bắt đầu thử nghiệm và phát triển trồng Rong Sụn ở các quy mô khác nhau (bảng 3)

Bảng 3 Các nước trồng Rong Sụn trên thế giới [16]

Bảng 4 Sản lượng Rong Sụn Kappaphycus alvarezii và Kappaphycus striatum

của các nước trên thế giới [46]

* Về nghiên cứu: Trong thời gian qua đã có nhiều nghiên cứu về đặc điểm sinh học (cường độ quang hợp, cường độ hấp thụ, tốc độ tăng trọng…), hàm lượng và chất lượng carrageenan dưới tác động của điều kiện môi trường: nhiệt độ, cường độ ánh sáng, độ muối, các chất dinh dưỡng…Cũng như nghiên cứu một số lĩnh vực liên quan đến loài rong này trong nuôi trồng như: sàng lọc các dòng (strain) Rong Sụn có chất lượng cây giống tốt; bệnh rong (trắng nhũn thân ice-ice disease)…được tiến hành ở nhiều nước trên thế giới và nhất là ở Philippines.

* Về nuôi trồng:

Nhìn chung trên thế giới, Rong Sụn có thể trồng ở các thủy vực và mặt nước khác nhau, ven biển và các đảo từ độ sâu 0,5m khi chiều cạn đến 5 10m, có thể trồng -quanh năm hoặc theo mùa Các mô hình kỹ thuật nuôi trồng phổ biến là:

- Mô hình dây đơn ngang cố định trên đáy: Trồng ở vùng nước cạn;

- Mô hình dây đơn ngang nổi: Trồng ở vùng nước sâu;

- Mô hình dàn bè nổi: Trồng ở vùng nước cạn hoặc sâu;

- Mô hình dàn bè nổi ghép: Trồng ở vùng nước sâu

Năng xuất và sản lượng phụ thuộc vào mô hình trồng và thời gian trồng Năng xuất bình quân giao động trong khoảng 15 18 tấn rong khô/ha/năm, cao nhất đạt 30 tấn -rong khô/ha/năm [16, 32, 53, 55, 60].

Theo số liệu của hội công nghiệp cỏ biển Phillippines, vào năm 2004 đã có tới

116000 gia đình cư dân với khoảng hơn 1 triệu lao động canh tác trên 58000ha rong biển, thu về sản lượng rong biển khô khoảng 125000 tấn, có trị giá khoảng 139 triệu USD Hơn thế nữa, sản lượng hàng năm còn tăng lũy tiến khoảng 10% Với ưu thế nuôi trồng dễ, kỹ thuật canh tác đơn giản, công nghệ chế biến ít tốn kém, lợi nhuận cao

và giải quyết công ăn việc làm cho người dân ven biển cải thiện đời sống, do vậy, nghề nuôi trồng rong biển nói chung và nghề nuôi Rong Sụn nói riêng sẽ ngày càng phát triển, mang lại lợi ích to lớn cho con người [43]

1.5.2 Tình hình nghiên cứu và phát triển nghề trồng Rong Sụn ở Việt Nam

Việt Nam có hơn 3200km bờ biển, nước ta là một quốc gia ven biển, chịu tác động mạnh mẽ, trực tiếp từ các chiến lược khai thác biển của các nước trên thế giới và nhất là của các nước trong khu vực Chúng ta đã có nhiều nỗ lực bảo vệ và quản lý vùng

bờ biển theo hướng hiệu quả và bền vững, với quan điểm là “nguồn lợi biển và tài nguyên bờ” phải được sử dụng dài lâu, vừa thỏa mãn được nhu cầu kinh tế trước mắt trong sức chống chịu của các hệ sinh thái, vừa duy trì được nguồn tài nguyên cho các thế

hệ mai sau Đối với một nước có vùng biển rộng gấp 3 lần đất liền, có 28 trong 64 tỉnh, thành phố có biển và khoảng 30% dân số sống ở vùng ven biển với hơn 17 triệu dân sống ở các huyện ven biển và các đảo ven bờ thì các nguồn tài nguyên môi trường biển

và vùng bờ của đất nước có tầm quan trọng đặc biệt đối với sự phát triển kinh tế [67]

Nghề trồng Rong Sụn bắt đầu từ năm 1993 tại Ninh Thuận sau khi phân viện Vật liệu, nay là Viện Nghiên cứu và ứng dụng Công nghệ Nha Trang di trồng loài rong này vào Việt Nam và trồng thử nghiệm thành công Các mô hình trồng Rong Sụn đã được ứng dụng và triển khai vào thực tế sản xuất của các địa phương, đặc biệt là Ninh Thuận, Khánh Hòa, Kiên Giang và Phú Yên Từ năm 2002 đã mở được việc xuất khẩu

nguyên liệu Rong Sụn khô ra thị trường thế giới, với số lượng không hạn chế do chất lượng nguyên liệu Rong Sụn của ta đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng Quốc tế [9] Riêng ở Ninh Thuận, từ tháng 6/1993, Phân Viện Khoa học Vật liệu đã tiến hành nghiên cứu thử nghiệm di trồng Rong Sụn vào các vùng nước ven biển Ninh thuận Từ

đó đến nay, nghề trồng Rong Sụn dần phát triển cả về diện tích, sản lượng và phương thức nuôi Năm 2000, toàn tỉnh mới chỉ có 15ha trồng rong, chủ yếu ở đầm Sơn Hải, đến năm 2003 toàn tỉnh đã có 200ha trồng rong, tăng 13 lần so với năm 2000 Năm

2005, diện tích trồng rong của toàn tỉnh là 500ha, tăng 125% so với năm 2004 và gấp

33 lần so với năm 2000 Hiện nay toàn tỉnh có hơn 800 hộ tham gia trồng Rong Sụn ở các khu vực ven biển trải dài từ Hòn Cò – Cà Ná – Ninh Phước đến Mỹ Hòa – Ninh Hải Về sản lượng, năm 2000 thu hoạch 5 tấn, năm 2003 thu hoạch 2.200 tấn, tăng 440 lần so với năm 2000 Tám tháng đầu năm 2005, sản lượng rong thu hoạch toàn tỉnh là 7.800 tấn, tăng 195% so với năm 2004 và gấp 1.560 lần so với năm 2000 Cùng với việc phát triển về diện tích và sản lượng, các mô hình trồng rong cũng phong phú và đa dạng hơn như: trồng rong trong ao nuôi tôm, trồng rong ở những đầm, vịnh kín gió, trồng rong ở các vùng ven biển với các phương pháp trồng khác nhau như trồng cây đơn căng trên đáy, trồng rong có lưới bao…Đến nay việc trồng Rong Sụn ở Khánh Hòa đã phát triển mạnh, năm 2005 đã xuất khẩu được 3000 tấn rong khô/năm, chủ yếu

để sản xuất carrageenan [9, 51]

Hiện nay hoạt động trồng Rong Sụn ở Ninh Thuận tập trung chủ yếu tại Đầm Nại, ven biển Khánh Hội và Mỹ Hiệp, Đầm Sơn Hải và ven biển Sơn Hải, Cá Ná [3] Diện tích, số hộ trồng và sản lượng Rong Sụn ở Ninh Thuận qua các năm gần đây thể hiện ở bảng 5

Bảng 5 Diện tích, số hộ trồng và sản lượng Rong Sụn ở Ninh thuận [3]

Các mô hình trồng Rong Sụn ở Việt Nam tại các thủy vực đặc trưng ven biển đã được thử nghiệm và đưa vào triển khai nuôi trồng rất thành công như:

- Dàn cố định trên đáy: Mô hình này thích hợp cho trồng Rong Sụn ở các vùng bãi ngang, vùng triều đầy cát, cát bùn, sỏi đá nhỏ trên nền cát…ven các đầm phá, vũng vịnh, ven biển và ven đảo…khi nước triều rút thấp mực nước còn lại từ 0,5-1,2m

- Dàn phao nổi: Mô hình này thích hợp cho trồng Rong Sụn ở các vùng nước sâu (trên 3-10m) ở trong các đầm phá lớn, ven biển hở và các đảo

- Mô hình trồng luân canh Rong Sụn trong ao nuôi tôm sú ven biển trong thời kỳ nghỉ nuôi (thường từ thàng 10 đến tháng 3 năm sau)

Các mô hình trên trong những năm qua đã được ứng dụng và triển khai vào thực

tế sản xuất ở địa phương như Ninh Thuận, Khánh Hòa, Phú Yên, Kiên Giang…[11, 12 ,

Echeuma denticulatum, K alvarezii và K striatum Trong đó loài E denticulatum cho

sản phẩm dạng iota – carrageenan, loài K alvarezii và K striatum chủ yếu cho sản phẩm kappa – carrageenan Carrageenan của các loài này là polysaccharide, có tác dụng tạo đông keo (gelling), làm dai (thickening), kết dính ( binder), ổn định và ổn nhũ

(stabilizer) Vì vậy, nó được ứng dụng rộng rãi vào lĩnh vực sản xuất hàng hóa các

ngành công nghiệp thực phẩm (chiếm 70%), công nghiệp nhẹ…[46]

Các dạng sản phẩm chế biến từ Rong Sụn như: các món thạch; carrageenan; trà rong biển; mứt; kẹo; Rong Sụn dầm dấm; siro từ Rong Sụn

* Ứng dụng trong công nghiệp sữa

Carrageenan có hoạt độ đáng kể với protein của sữa, làm cho chúng có giá trị keo tụ trong môi trường nước để sử dụng trong công nghiệp chế biến sữa Sữa nóng chứa carrageenan được làm lạnh sẽ tạo gel Gel giữ cho nhũ tương của sữa với nước được bền vững, không bị phân lớp Tạo gel chính là sự tương tác giữa các ion sulphat với các đuôi mang điện tích của các phân tử protein và các cation CaP

* Ứng dụng để bổ sung vào một số sản phẩm thực phẩm khác

Carrageenan có trong thành phần các loại thực phẩm khác nhau mà chúng ta thấy hàng ngày (như bảng 6) như: kem, sữa, phomat, bánh kẹo, siro, nước mắm, đồ uống lạnh, mứt, sữa chua…Các công ty chế biến thịt cũng đã sử dụng carrageenan trong quá trình chế biến các món thịt thông thường và ít béo, bởi vì nó có khả năng tăng hiệu suất các sản phẩm của họ bằng việc giữ nước Điều này cũng cho phép cắt thành miếng theo khuôn cứng và khô

Bảng 6 Một số ứng dụng điển hình của carageenan trong công nghiệp thực phẩm [4].

1.6.2 Trong y dược và dược phẩm

Carrageenan được dùng để sản xuất các loại dược phẩm quan trọng Carrageenan là chất nhũ hoá trong ngành dược phẩm để sản xuất các loại sản phẩm như các loại thuốc nhờn, nhũ tương để thoa lên các vết thương mau lành, làm màng bao cho thuốc Cũng dựa vào tính chất là carrageenan mang điện tích âm nên được ứng dụng trong việc điều chế thuốc loét dạ dày và đường ruột Khi thành dạ dày bị men pepsin tấn công protein tại chỗ loét làm cho độ axít tăng lên nhưng khi có mặt của

carrageenan thì nó tương tác với pepsin và làm ức chế tác dụng của pepsin [31TU 66 U]

Hoạt tính kháng virus:Khả năng chống virus của carrageenan đã được nhiều tác giả mô tả đã cho thấy iota – carrageenan có hoạt tính chống virus HSV – 1 bằng cách ức chế một giai đoạn của quá trình sao chép virus Nakashima và cs., đã xác nhận hiệu ứng ức chế của lamda – carrageenan đối với hoạt tính phiên mã ngược của virus HIV cũng như ức chế giai đoạn sao chép in vitro của virus De Clerq trong bài tổng quan về hoạt tính chống virus của các sulphat polysaccharid đã cho thấy khả năng đề kháng của các dạng carrgeenan đối với nhiều loại virus có vỏ bọc như herpesvirus, poxvirus, togavirus, paramyxovirus, và đặc biệt là rotavirus gây bệnh tiêu chảy [18]

Hoạt tính chống u bướu : Nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng các sulphat oligosaccharide từ kappa – carrageenan thể hiện rõ hoạt tính chống u bướu đối với một số dạng ung thư Sekiya và cs., đã nghiên cứu hoạt tính kháng u đối với ung thư tuyến vú và cổ trướng của các oligosaccharide đã được trùng hợp và sulphat hóa

Do khả năng tiêu thụ gần như vô hạn của các sản phẩm dịch keo rong biển tại các thị trường Châu Á Thái Bình Dương và trên thế giới nên các nhà khoa học cũng –

đã nghiên cứu thử tổng hợp các polysacharide giống keo rong biển, tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa có một sản phẩm nào tổng hợp ra có được tính chất keo cũng như độ nhớt tương đương các keo rong biển [46] Sản lượng các polysacaride rong biển trên toàn thế giới là vào khoảng 10.000 tấn agar và agarose, 32.000 39.000 tấn alginat và – 70.000 – 80.000 tấn carrageenan Hai sản phẩm chính được thương mại hóa từ rong là carageenan bán tinh khiết và carageenan tinh khiết Giá của sản phẩm dao động từ 0,55$/kg cho sản phẩm thô, 3,55$/kg cho sản phẩm carageenan bán tinh và 8,68$/kg cho sản phẩm tinh vào năm 2004 Thị trường tiêu thụ carageenan chính là Châu Âu, Bắc Mĩ, Nam Mĩ, New Zealand và Australia [46]

1.6.3 Trong công nghiệp

Hỗn hợp I- carrageenan và -K carrageenan và các chất tạo nhũ tương được bổ sung vào dung dịch sơn nước carrageenan để tạo độ đồng nhất khả năng nhũ hoá tốt hơn cho sơn [4]

Bổ sung vào kem đánh răng để chống lại sự tách lỏng, sự bào mòn trạng thái tạo các đặc tính tốt cho sản phẩm Carrageenan được ứng dụng trong công nghiệp sợi nhân tạo, phim ảnh sản xuất giấy Ngoài ra carrageenan là môi trường cố định enzyme, là chất xúc tác trong công nghiệp tổng hợp và chuyển hoá các chất khác [4]

1.6.4 Rong Sụn và tác dụng xử lý môi trường nuôi tôm, cá ở Việt Nam

Các nghiên cứu ban đầu cho thấy việc phát triển trồng Rong Sụn là một trong những giải pháp xử lý sinh học có hiệu quả nhằm cải thiện chất lượng nước các vùng

nuôi trồng thuỷ hải sản do có tác dụng làm giảm lượng vật chất hữu cơ trong nước Kết quả nghiên cứu khả năng xử lý môi trường ưu dưỡng của Rong Sụn trong các ao nuôi tôm sú chuyên canh tại 2 địa điểm Vạn Ninh Khánh Hoà và Ninh Hải (Ninh Thuận) - Kết quả nghiên cứu cho thấy: Rong Sụn có khả năng hấp thụ một lượng muối amôn rất lớn với tốc độ cao Chỉ sau 24 giờ, hàm lượng amôn trong nước từ 1070,49 mg/l giảm xuống còn 830,10 mg/l đối với mật độ rong 400 g/m2, tương ứng trên 20% Đến ngày thứ 5 thì ở mọi mật độ rong thí nghiệm hàm lượng amôn trong nước giảm đi hơn 80% ,

và nó giữ ở mức đó cho tới khi kết thúc thí nghiệm ngày thứ 10, hàm lượng amôn chỉ còn 10 % so với ngày đầu Trong khi đó, ở bể đối chứng hàm lượng amôn trong nước tuy có giảm nhưng không đáng kể ở 1001,18 mg/l xuống 950,02 mg/l ở ngày thứ 7 và giữ ở mức đó cho tới khi kết thúc thí nghiệm [6]

Đặc biệt trồng luân canh Rong Sụn trong các ao đìa nuôi thủy hải sản và trồng Rong Sụn kết hợp với các đối tượng thủy sản khác trong các thủy vực ven biển hiện nay đang được quan tâm rất nhiều, vì nó không chỉ cho thu nhập kép mà còn là một giải pháp tối ưu góp phần ổn định sự cân bằng động hệ sinh thái qua việc Rong Sụn hấp thụ để giải tỏa sự ô nhiễm môi trường do hiện tượng phú dưỡng xảy ra ở trong thủy vực [7, 22, 45]

1.7 Các yếu tố tác động đến sản lượng Rong Sụn và bệnh trắng nhũn thân (ice-ice disease)

Theo tổng kết của tổ chức FAO, có ba yếu tố làm giảm năng suất Rong Sụn, đó là: yếu tố dịch hại do cá sử dụng Rong Sụn làm thức ăn, yếu tố thứ hai là các epiphyte sống cạnh tranh và ký sinh trên rong và yếu tố gây bệnh do các vi sinh vật gây ra bệnh trắng nhũn thân (ice ice disease – ) Trong số các địch hại cho Rong Sụn, bệnh trắng nhũn thân (ice – ice disease) là một bệnh chủ yếu và phổ biến nhất đối với Rong Sụn,

nó gây thiệt hại ở nhiều mức độ khác nhau về sản lượng cũng như chất lượng [47, 19]

1.7.1 Dấu hiệu của bệnh

Dấu hiệu đầu tiên của bệnh là trên thân rong, đặc biệt là những đoạn thân chính và chỗ buộc bụi rong vào dây, chỗ bị cá ăn mất lớp da (tế bào vỏ) xuất hiện một số vùng bị mất màu (sắc tố) và trở nên trắng (hình 4), thường những chỗ bị trắng sau đó phủ lớp nhầy (do một số loài vi sinh vật sống trong nước biển bám vào và phát triển) và mềm nhũn, cây rong bị đứt gẫy ngay tại các chỗ bị bệnh Bệnh có thể phát triển nhanh và dễ lây lan [47]

1.7.2 Các nhóm nguyên nhân

Ta có thể phân chia thành hai nhóm tác nhân chính gây ra bệnh trắng nhũn thân (TNT) ở Rong sụn, đó là yếu tố ngoại sinh và yếu tố nội sinh

1.7.2.1 Y ế u tố ngo ạ i sinh

* Các yếu tố thủy lý, thủy hóa của môi trường

Các tác giả trên thế giới cho rằng bệnh TNT thường xuất hiện khi có những sốc

về điều kiện môi trường, hay trong điều kiện môi trường nuôi có nhiệt độ nước cao (33-35P

- Nước không lưu chuyển tốt (nước yên hay nước tù)

- Cường độ ánh sáng quá cao (trên 50000 lux)

Hình 4 Hình ảnh mẫu Rong Sụn bị bệnh trắng nhũn thân (ice-ice diease) [39]

- Nhiệt độ nước cao (trên 32P

từ tháng 5 đến tháng 8, mùa khô nóng; ven biển Nam bộ từ tháng 4 5), ở những vùng - nước tù hay kín, nước không lưu thông tốt [38T15, 38T16, 2838T 38T, 4338T].

-Mặc dù chưa có các bằng chứng cụ thể về việc xuất hiện bệnh TNT khi hàm lượng dinh dưỡng trong môi trường suy giảm Tuy nhiên, một số tác giả Uyenco (1981) [61] đã chỉ ra mối liên quan dương tính giữa nồng độ phophat thấp và sự xuất hiện bệnh TNT Hay bệnh xuất hiện có liên quan đến hiện tượng nở hoa của tảo cũng là vấn đề cần được nghiên cứu và làm sáng tỏ [61]

* Các vi sinh v t gây b ậ ệ nh

Các vi sinh vật phân lập được trên Rong Sụn bình thường và rong bị bệnh ở Philippines đều có vai trò dương tính đến sự nhiễm và phát triển bệnh TNT của Rong Sụn Tuy nhiên, sự khác nhau khi số lượng các vi khuẩn trong các cây rong bị bệnh tăng 10 100 lần so với ở các cây rong bình thường đang khỏe mạnh Các vi khuẩn -Gram (+) có mặt thường xuyên trong các cây rong khỏe mạnh, nhưng bị lấn át khi rong

bị bệnh do sự tăng vọt về số lượng các vi khuẩn Gram ( ), đặc biệt là các vi khuẩn phân giải agar

-Vi khuẩn phân giải agar này được hình thành từ các khuẩn lạc không mang tinh thể, màu vàng được xác định là hỗn hợp của Cytophaga - Flavobacterium và nhóm

sp., có khả năng gây bệnh Các chủng này gây ra bệnh màu trắng ở giai đoạn sớm, đặc biệt khi xuất hiện các hiện tượng gây sốc của môi trường như sự giảm nồng độ muối,

độ chiếu sáng…Điều này gợi ý rằng các vi khuẩn ở đây là những vi sinh vật gây bệnh

cơ hội [26, 27] Nh ng s li u th ng kê m i nh t cho th y s ữ ố ệ ố ớ ấ ấ ố lượng vi khu n lo i ẩ ạ

gấp 300% so với cây khỏe mạnh [19, 47]

Ở Việt Nam, trong các năm 2005-2006, Phân viện Khoa học Vật liệu Nha Trang phối hợp với Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II, đã tiến hành điều tra, thu mẫu, phân lập vi khuẩn từ hàng loạt các mẫu rong nhiễm bệnh và đã tìm ra nhiều chủng vi khuẩn gây bệnh cho Rong Sụn

Điều đáng nói ở đây là các chủng vi khuẩn hay gặp nhất trong các mẫu rong nhiễm bệnh là Vibrio sp., Vibrio fluvialis và Cytophagasp và nhóm vi khuẩn hiếu khí

của tác giả Phillipines [38T28] 38T

Theo nghiên cứu của các tác giả Mỹ, chủng vi khuẩn thuộc nhóm Vibrio được

chia thành hai nhóm chính: Vibrio cholera và Vibrio không thuộc nhóm Cholera

Nhóm Cholera là nhóm gây bệnh tả nổi tiếng mà cả thế giới đều đã biết Tuy nhiên,

trong môi trường nước biển thường chỉ gặp đại diện của nhóm còn lại Trong họ

họ này là các cư trú tự nhiên trong nước biển, là các vi khuẩn Gram ( ) hiếu khí, ưa mặn ( trừ Vibrio cholera)

-Các loài thuộc chi Vibrio có thể sản sinh hàng loạt các ngoại độc tố và enzyme liên quan đến việc làm thương tổn các trung mô và có thể đóng vai trò quan trọng trong quá trình viêm Điều đáng chú ý là các loài V fluvialis và V furnissii được tìm thấy và thường gặp ở trên 70% các trường hợp viêm ruột và dạ dày do nhiễm từ thức ăn đồ biển, loài V flurnissii còn được tìm thấy ở 10% bệnh nhân nhiễm trùng vết thương do nước biển và trong 6% trường hợp nhiễm trùng máu [56] Tương tự như chi Vibrio, chi

-và cá A caviae gây xuất huyết nhiễm trùng có thể gây tử vong, nhẹ có thể gây viêm

ruột, nhiễm trùng huyết, nhiễm trùng các vết thương và nhiễm trùng các nhu mô [56]

Nhóm Pseudomonas ũng được biết đến là các vi khuẩn Gram ( ), hiếu khí và c gây bệnh cho người và cá ở các mức độ khác nhau [56]

Gram (-) Vai trò của chúng trong môi trường biển được chú ý theo xu hướng phân giải các chất hữu cơ, một số đại diện nhóm này sinh enzyme phân giải xenlulo và hấp thu làm giảm hàm lượng sulphua trong môi trường

Như vậy có thể thấy rằng các nhóm vi sinh vật thuộc chi Cytophaga và

nhóm làm thối rữa cây rong, chủ yếu là chi Vibrio Cả hai chi này có lẽ đều là các vi

sinh vật cơ hội đã có mặt trong môi trường nước biển Khi các mô của cây rong trở nên yếu, tạo điều kiện cho nhóm vi sinh vật phân giải chất hữu cơ xâm nhập (Cytophaga- Falavobacterium), giải phóng các enzym phân giải agar và carragenan và các cấu trúc

cao phân khác của rong, các sản phẩm phân giải này trở thành cơ chất (nguồn dinh dưỡng) cho các vi sinh vật khác (Vibrio, Pseudomanas …) tiếp tục phát triển và gây thối rữa, điều này có thể thấy rõ thêm vai trò quan trong trọng của các yếu tố nội sinh của bản thân cây rong là vô cùng quan trọng, sau đó là các yếu tố ngoại sinh tác động

từ môi trường vào sự phát triển của cây rong

Bên c nh c vi sinh v t gây bạ ác ậ ệnh cơ hội kể trên, người ta c n nh n th y cò ậ ấ ác

thực vật thủy sinh c quan hó ệ ộ c ng sinh (epiphyte) với Rong S n c ng làm gi m s ụ ũ ả ựphát triển của c c c nh rong do cá à ó s cự ạnh tranh v quang hề ợp và dinh dưỡng với cây rong ch Khi x y ra biủ ả ến động môi trường( như giông, b o, mưa to kã é ào d i), sẽ ạ t o điều ki n cho m t s th c v t ph sinh (ệ ộ ố ự ậ ụ epiphyte) ph t tri n k sinh trên cây rong Hiá ể í ện nay c c nh khoa há à ọc đã phát hiện một số loà hi t ực vật phụ sinh trên cây Rong Sụn,

vật phụ sinh n y l ự ất hiện những nốt đen nhỏ trên lớp vỏ, hay chíà à s xu nh l giai đoạn à

các tứ o tử ủa n ắ ầ bà c ó b t đ u b m v o vỏ cây rong Sau khoảng 2 tuần, ch ng dần ph t á à ú átriển th nh dạng “cây”, với k ch thướ ấà í c r t nh (ngỏ ắn hơn 0,5mm), mật độ dày đặc trên thân cây rong (25 epi/cmP

2

P

), và có rất nhi u rề ễ gi ả(hình 5) Ở ạng trưở d ng thành, chúng gây nh ng vữ ết sưng phồng trên vỏ cây Đ n cuối giai đoạế n xâm nhi m, thễ ực vật phụsinh để ạ l i nh ng h c nh trên ch ữ ố ỏ ỗ sưng phồng c a v ủ ỏ cây Ch nh nh ng h c nh ó s í ữ ố ỏ đ ẽgiú áp c c vi khuẩn gây bệnh cơ hội xâm nhập và gây bệnh cho cây rong [19]

1.7.2.2 Yếu tố nội sinh

Như chúng ta đã biết, cấu tạo, sinh lí, sinh hóa, đặc điểm sinh trưởng, sinh sản… của cây có ý nghĩa quan trọng trong việc ngăn ngừa, hạn chế các tác nhân gây bệnh Tùy theo tính chất, sự chốngchịu bệnh được chia thành hai nhóm:

Yếu tố chống chịu thụ động: bao gồm các đặc điểm giải phẫu, hình thái của lớp mô tế bào bao bọc cơ thể, còn gọi là yếu tố chống chịu cơ giới Các đặc điểm chức năng sinh lý của cây (quang hợp, hô hấp, tích lũy chất…) ngăn ngừa sự lấy bệnh và phát triển của các yếu tố kí sinh Rong có cường độ quang hợp và tốc độ tăng trọng cao thường ít bị bệnh hơn Quá trình tổng hợp trong cây mạnh, ít các chất phân giải cũng tăng tính chịu bệnh

Yếu tố kháng chịu chủ động: là những yếu tố không xuất hiện trong đời sống bình thường của thực vật nhưng được hình thành từ khi có sự xâm nhiễm của vi sinh vật gây bệnh chống lại cây chủ Tế bào các giống chống bệnh rất nhạy cảm đối với chất độc do vi sinh vật gây bệnh tiết ra Dưới tác động của các chất này, tế bào thực vật chết

đi và làm cho vi sinh vật chết theo Phản ứng chết đi để bảo vệ cây có thể xảy ra ngay Hình 5 Hình ảnh các thực vật phụ sinh (epiphyte) phát triển kí sinh trên cây Rong Sụn [39]

từ khi vật gây bệnh xâm nhiễm, nhưng cũng có khi xảy ra muộn hơn Ở một số cây, khi vật gây bệnh xâm nhiễm, các hệ thống oxy hóa trong cây hoạt động mạnh hẳn lên, tạo nên các phản ứng bảo vệ như phản ứng chất độc, trung hòa các chất độc do vật gây bệnh tiết ra Các phản ứng oxi hóa các chất độc đó và biến chúng thành các hợp chất vô hai, tăng cường các quá trình tổng hợp, làm tê liệt các hoạt động phân hủy của men do vật gây bệnh tiết ra Ở các giống cây chống bệnh, phần lớn các loại men oxi hóa tương đối bền đối với tác động của các chất độc, không những thế chúng cũng tăng hoạt tính lên Ở một số loài cây khác, dưới tác động của vật gây bệnh, trong cây hình thành một

số mô tế bào cơ giới, tạo nên chướng ngại vật ngăn cản tác động của vât gây hại Trong một số trường hợp, người ta nhận thấy tế bào cây có thể chủ động bao vây vật gây bệnh khi chúng xâm nhập vào cây và tiêu hủy chúng Hiện tượng này tương tự như hiện tượng đại thực bào ở động vật Tuy nhiên trong giới thực vật hiện tượng này ít xảy ra Dựa vào yếu tố kháng chịu chủ động, người ta có thể áp dụng một số biện pháp ngăn ngừa, chẳng hạn như gây miễn dịch chủ động cho cây bằng cách cho tiếp xúc với nguồn bệnh theo liều nhỏ hoặc các chủng vi sinh lành tính có cùng cấu trúc với các chủng gây bệnh, giúp cây sản xuất ra các chất có khả năng kháng lại chủng đó, trong suốt thời gian sống của cây, khi gặp tác nhân gây bệnh đó, cây có khả năng kháng chịu bệnh và có thể sống sót

Như vây có thể thấy ở Rong Sụn, quá trình diễn biến bệnh TNT bao gồm nhiều yếu tố kết hợp Bắt đầu từ cơ chế nội sinh như đã phân tích ở trên Khi điều kiện môi trường trở nên không thuận lợi, ảnh hưởng trực tiếp đến các thành phần cấu trúc của cây rong Cây trở nên yếu và rất dễ bị tác động Thêm vào đó, các yếu tố môi trường lúc này lại thuận lợi cho sự phát triển của các vi sinh vật gây bệnh và các vi sinh vật phân giải chất hữu cơ nêu trên Lúc này, cây rong trở thành cơ chất dinh dưỡng cho các

vi sinh vật cơ hội, đó cũng chính là hiện tượng phát triển của bệnh TNT

1.8 Các biện pháp phòng ngừa bệnh ice-ice disease

Xuất phát từ nguyên nhân gây bệnh đã nêu trên Để nghiên cứu và đề xuất các biện pháp phòng và chống bệnh TNT của Rong Sun, cần tập trung vào các hướng sau:

1.8.1 Chọn và tạo giống khác chịu bệnh và sạch bệnh

Việc chọn giống và phát triển các giống kháng chịu bệnh ở Rong Sụn vẫn còn là vấn đề còn phải bàn cãi do thiếu các thông tin về giới tính giữa các loài khác nhau Tuy nhiên có một số biện pháp có thể tham khảo sau:

- Áp dụng các kỹ thuật di truyền và chọn giống cơ bản, bao gồm cả áp dụng nuôi cấy mô sạch bệnh và tạo miễn dịch đối với một số loài vi khuẩn thường gặp

- Tạo ngân hàng giống có khả năng kháng bệnh và sạch bệnh

Theo hướng này kết quả điều tra nghiên cứu so sánh (với các chỉ tiêu về tốc độ tăng trọng TĐTT), hàm lượng và sức đông, độ nhớt của carrageenan trong các điều – kiện môi trường: nhiệt độ, độ mặn, hàm lượng các muối dinh dưỡng và sự lưu động của nước, cũng như đặc trưng ADN bằng phương pháp RAPD PCR của các dòng của -Rong Sụn ở Philippines đã cho thấy: có tổng cộng 12 dòng của 2 loài Rong Sụn (K alvarezii và K striatum) trong tự nhiên, trong đó các dòng tambalang của K alvarezii

và Sacol Tawi, Sacol Bohol, Payaka của K striatum có chất lượng cây giống tốt (có

tốc độ sinh trưởng, hàm lượng và chất lượng carrageenan, khả năng kháng bệnh….cao) [14]

Trong năm 2005, Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang đã chọn lọc và di nhập loài Kappaphycus striatum (dòng Pakaya màu nâu, dòng Sacol màu nâu,

dòng Sacol màu xanh) Kết quả khảo nghiệm nhân giống và trồng các dòng này cho thấy chúng có tính chịu nhiệt cao và ít bị bệnh hơn loài K alvarezii, điều đó cho phép dùng cây giống của loài này trồng trong mùa nắng nóng sẽ hạn chế bớt bệnh rong.-

1.8.2 Các biện pháp trong kỹ thuật trồng

Để tạo ra môi trường tốt cho Rong Sụn phát triển cũng như hạn chế tối đa các tác nhân gây bệnh, các nguyên tắc và biện pháp kỹ thuật sau đây cần được lưu ý:

- Trong mùa nắng nóng (từ tháng 4 đến tháng 9 ở vùng ven biển Nam Trung Bộ) nên chọn và trồng Rong Sụn ở những vùng đảm bảo có dòng nước chảy tốt hoặc thoáng, không kín sóng gió, xa nguồn nước ngọt, tránh vùng nước quá cạn và quá kín gió Sự lưu chuyển tốt của nước (tạo ra do các dòng chảy thường trực, dòng triều và có gió…) luôn là nhân tố quan trọng nhất trong trồng Rong Sụn, cũng như hạn chế bệnh trắng nhũn thân, đặc biệt trong mùa nắng nóng, vì nó không chỉ tạo cho cây rong phát -triển tốt trong điều kiện không thuận (nhiệt độ cao, ánh sáng cao…) mà còn không tạo điều kiện cho các vi sinh vật, rong tạp…trong nước phát triển và bám vào mặt cây rong gây ra bệnh.

Các dàn rong cần có kích thước nhỏ đến vừa (mỗi dàn trồng chỉ nên có kích thước tối đa 2000-3000 mP

2

P

), để có thể dễ dàng trong việc điều chỉnh độ sâu của dàn cũng như xử lý khi bệnh xuất hiện

- Các dàn rong nên đặt cách nhau (phải, trái, trên, dưới) ít nhất từ 1 2 m, tạo ra

-sự tiếp xúc với nguồn nước của các dàn đều nhau (thường diện tích thực trồng chỉ nên chiếm từ 60 70% diện tích mặt nước chung).-

- Mật độ rong không nên quá cao (khoảng cách buộc giống 20 25 cm, khoảng cách các dây rong từ 35-40 cm)

Ở các vùng trồng nước lưu chuyển tốt, có sóng gió, dàn rong nên đặt cách mặt nước từ 20-40 cm, ở các vùng trồng nước tương đối yên hay kín gió sóng nên đặt dàn -rong sâu hơn, cách mặt nước 0,6-0,8 m

- Có thể hạn chế các thực vật cộng sinh bằng cách trồng Rong ở vùng nước sâu

và xa bờ

1.8.3 Biện pháp xử lý khi rong bị bệnh

Bệnh xuất hiện phát triển nhanh và thường hay lây lan vì vậy, khi thấy bệnh xuất hiện cần phải xử lý ngay bằng cách:

- Thu và cắt bỏ các phần bị bệnh, chọn phần rong khỏe mạnh buộc giống trở lại;

- Hạ dàn rong xuống sâu (0,6-0,8m cách mặt nước), trong giai đoạn nhiệt độ cao

và nước yên (lặng gió) (vùng trồng có mực nước sâu);

- Di chuyển dàn trồng đến vùng dòng chảy tốt, thường xuyên có gió và sóng Nhìn chung trong trồng Rong Sụn nhất là trong mùa nắng nóng (thời kỳ Rong -Sụn dễ bị bệnh) trước hết phải thực hiện việc trồng theo các biện pháp và nguyên tắc (như đã trình bày ở phần trên) để phòng ngừa và hạn chế bệnh xảy ra là chính Còn khi

đã để cho bệnh xuất hiện thì ngoài biện pháp cắt bỏ và cách ly những phần bị bệnh ra khỏi rong chưa bị bệnh và điều chỉnh dàn rong để tránh các tác nhân có thể gây bệnh (nhiệt độ cao, ánh sáng cao, nước lưu chuyển yếu) là các biện pháp duy nhất có thể làm hiện nay ở nước ta cũng như ở các nước trên thế giới

1.8.4 Sử dụng vi sinh vật hữu hiệu (Effective Microorganisms – EM)

Sử dụng các vi sinh vật hữu hiệu ( Effective Microorganisms EM) phối hợp – với các enzym và các yếu tố vi lượng nhằm tăng cường tính kháng chịu cho cây rong

Hiệp hội các công ty sản xuất chế phẩm EM đã dùng chế phẩm vi sinh và bổ sung vào môi trường nuôi các nguyên tố vi lượng và chất hữu cơ đã làm tăng năng suất nuôi trồng Rong Sụn Kappaphycus alvarezii lên tới 20% Đây là biện pháp tích cực và chủ động, dựa vào yếu tố nội sinh của chính cây rong là các yếu tố kháng bệnh thụ động và chủ động nhằm tăng năng suất và tạo ra các giống cây khỏe mạnh cho việc phát triển nuôi trồng bền vững Rong Sụn và các đối tượng thủy sinh khác

Ở Việt Nam, vấn đề áp dụng sản xuất các chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu phục

vụ nông nghiệp đã và đang ngày càng phát triển Người ta đã sử dụng vi sinh vật để bổ sung vào thức ăn chăn nuôi nhằm làm tăng hàm lượng các chất dinh dưỡng và kích thích sinh trưởng nhờ vào việc các vi sinh vật này có hàm lượng protein cao (chiếm 50- 70% hàm lượng sinh khối khô) [2]

Trên cơ sở kết quả điều tra nghiên cứu các nguyên nhân gây bệnh trắng nhũn thân trên Rong Sụn ở Việt Nam, Phòng Sinh học thực nghiệm, Viện hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã hợp tác với một số cơ sở