Phân lập, chọn lọc và định danh các chủng vi khuẩn quang hợp có khả năng hấp thu carbon dioxide và định hướng làm giảm hiệu ứng nhà kính

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LẬP, CHỌN LỌC VÀ ĐỊNH DANH CÁC CHỦNG VI KHUẨN QUANG HỢP CÓ KHẢ NĂNG HẤP THỤ CO2 VÀ ĐỊNH HƯỚNG LÀM GIẢM HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH Ngành : CƠNG NGHỆ SINH HỌC Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Giảng viên hướng dẫn: TS HỒNG QUỐC KHÁNH HVCH NGƠ ĐỨC DUY Sinh viên thực MSSV: 1411100262 : CHÂU TUẤN VĂN Lớp: 14DSH01 TP Hồ Chí Minh, 2018 LỜI CAM ĐOAN Đồ án tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu thân hướng dẫn thầy Ngô Đức Duy, thực Viện Sinh học Nhiệt đới Những số liệu kết phân tích đề tài hồn tồn trung thực, khơng chép từ nguồn tài liệu tham khảo khác hình thức Một số nội dung đồ án tốt nghiệp có tham khảo sử dụng liệu trích dẫn cơng bố cơng khai báo khoa học, website, tác phẩm theo danh mục tài liệu tham khảo đồ án Nếu có chép khơng trung thực báo này, người thực đề tài xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Viện Khoa học ứng dụng Hutech trước ban giám hiệu trường Đại học Cơng nghệ Thành phố Hồ Chí Minh Ngày … tháng … năm 2018 Sinh viên thực Châu Tuấn Văn LỜI CÁM ƠN Trong thời gian thực đồ án tốt nghiệp Viện Sinh Học Nhiệt Đới Thủ Đức, hướng dẫn tận tình Thầy cô, anh chị bạn , em hoàn thành tốt báo cáo Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: TS Hoàng Quốc Khánh, Trưởng phòng Vi Sinh ứng dụng, Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam, Thầy tạo điều kiện cho em làm đề tài Thầy Ngơ Đức Duy, TS Nguyễn Hồng Dũng chị Loan phòng Vi Sinh ứng dụng, Viện Sinh Học Nhiệt Đới, Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam tận tình bảo, giảng dạy giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án tốt nghiệp Các bạn lớp 14DSH01 đồng hành, chia sẻ giúp đỡ em suốt thời gian học tập thực đề tài Cuối cùng, xin cám ơn Ba Mẹ, nuôi nấng, chăm sóc tạo điều kiện cho ăn học thành người có ích cho xã hội Đồ Án Tốt Nghiệp MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT i DANH MỤC HÌNH ẢNH ii DANH MỤC BẢNG iii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Tình hình nghiên cứu nước Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Các kết đạt đề tài Kết cấu đề tài CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan khí CO2 (Carbon dioxide) 1.1.1 Khái niệm nguồn gốc khí CO2 1.1.2 Lợi ích khí CO2 1.1.3 Tác hại khí CO2 1.1.4 Tình hình phát thải khí CO2 giới Việt Nam 1.1.5 Các biện pháp giảm thiểu khí thải CO2 10 1.2 Tổng quan vi khuẩn quang hợp 12 1.2.1 Giới thiệu chung vi khuẩn quang hợp 12 1.2.2 Nguyên lý chung trình quang hợp khả cố định CO 14 1.2.3 Ảnh hưởng nhân tố hóa lý đến sinh trưởng vi khuẩn quang hợp 16 1.2.4 Ứng dụng vi khuẩn quang hợp 16 1.3 Phương pháp định danh kỹ thuật sinh học phân tử………………………….18 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 19 2.1 Thời gian, địa điểm đối tượng nghiên cứu 19 2.1.1 Địa điểm nghiên cứu 19 2.1.2 Thời gian nghiên cứu 19 2.1.3 Đối tưởng nghiên cứu 19 Đồ Án Tốt Nghiệp 2.1.4 Nguồn mẫu 19 2.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 20 2.2.1 Hóa chất 20 2.2.2 Dụng cụ 21 2.2.3 Thiết bị 21 2.3 Phương pháp nghiên cứu 21 2.3.1 Phương pháp lấy mẫu 21 2.3.2 Quy trình phân lập định danh 23 2.3.3 Phương pháp tăng sinh mẫu 23 2.3.4 Phương pháp phân lập mẫu 23 2.3.5 Phương pháp, kỹ thuật nhuộm Gram 23 2.3.6 Phương pháp khảo sát tăng trưởng vi khuẩn nồng độ muối khác nhau……………………………………………………………………………… 24 2.3.7 Phương pháp khảo sát tăng trưởng sử dụng nguồn CO2 vi khuẩn quang hợp………………………………………………………………………….24 2.3.8 Phương pháp tách chiết DNA vi khuẩn……………………… …………….25 2.3.9 Khuyếch tán DNA phương pháp Polymerase Chain Reaction (PCR)…………………………………………………………………………… 26 2.3.10 Gỉai trình tự DNA định danh…………………………… ………….….27 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN………………………………………….28 3.1 Kết thu mẫu……………………………………………………………….….33 3.2 Kết tăng sinh mẫu 33 3.3 Kết phân lập đặc điểm hình thái 36 3.4 Kết quan sát hình thái vi khuẩn 38 3.5 Kết khảo sát khả chịu mặn 41 3.6 Kết khảo sát khả hấp thụ CO2 …………………………………………46 3.7 Định danh 49 3.7.1Ly trích, thu nhận DNA 49 3.7.2Kết PCR 49 3.8 kết định danh………………………………………………………………….50 3.8.1 Trình tự vung gene chủng RL1, CM23, CM24, CM34.3………….… 50 Đồ Án Tốt Nghiệp 3.8.2 Thiết lập phát sinh loài……………………………………………….….52 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 4.1 Kết luận 53 4.2 Kiến nghị 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH 56 Đồ Án Tốt Nghiệp Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BIM : Basic Isolation Media LHQ : Liên Hợp Quốc NCBI : National Center for Biotechnology Information PCR : Polymerase Chain Reaction rDNA : Ribosomal Deoxyribo Nucleic Acid rRNA : Ribosomal Ribonucleic Acid i Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1 Sơ đồ chu trình Calvin………………………………………………… 15 Hình 2.1 Mơ vị trí lấy mẫu Đức Hòa (A) Ngọc Hiển (B)………………19 Hình 2.2 Quy trình phân lập định danh vi khuẩn quang hợp…………………… 22 Hình 2.3 Mơ hình thí nghiệm thổi khí vào mơi trường lỏng………………………….25 Hình 2.4 Chu trình phản ứng PCR 16S rRNA……………………………………… 27 Hình 3.1 Hình thái khuẩn lạc số chủng vi khuẩn phân lập làm môi trường BIM agar…………………………………………………… 38 Hình 3.2 Đặc điểm hình thái số chủng vi khuẩn quan sát ống kính hiển vi với vật kính 100X…………………………………………………………… 40 Hình 3.3 Giá trị OD660nm nồng độ muối 5‰ chủng vi khuẩn sau ngày .41 Hình 3.4 Giá trị OD660nm nồng độ muối 10‰ chủng vi khuẩn sau ngày .42 Hình 3.5 Giá trị OD660nm nồng độ muối 15‰ chủng vi khuẩn sau ngày 42 Hình 3.6 Giá trị OD660nm nồng độ muối 20‰ chủng vi khuẩn sau ngày .43 Hình 3.7 Giá trị OD660nm nồng độ muối 25‰ chủng vi khuẩn sau ngày 43 Hình 3.8 Giá trị OD660nm nồng độ muối 30‰ chủng vi khuẩn sau ngày 44 Hình 3.9 Giá trị OD660nm nồng độ muối 35‰ chủng vi khuẩn sau ngày 44 Hình 3.10 Giá trị OD660nm nồng độ muối 40‰ chủng vi khuẩn sau ngày.45 Hình 3.11 Kết ly trích DNA chủng CM24.1, CM23.1, CM34.3, RL1, RL8 gel agarose 1% 49 Hình 3.12 Kết điện di sản phẩm PCR chủng CM24.1, CM23.1, CM34.3, RL1 gel agarose 1% 49 Hình 3.13 Kết điện di sản phẩm PCR sau tinh kit chủng CM24.1, CM23.1, CM34.3, RL1 gel agarose 1% 50 Hình 3.14 Cây phát sinh lồi dựa phân tích trình tự vùng gene…………….……52 ii Đồ Án Tốt Nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Khí thải CO2 tồn cầu, giai đoạn 2000 – 2017……………………….……9 Bảng 1.2 Một số đặc điểm vi khuẩn tía lưu huỳnh khơng lưu huỳnh ……….13 Bảng 2.1 Các thành phần môi trường nuôi cấy………………………….21 Bảng 3.1 Danh sách nguồn mẫu từ Long An Cà Mau………………….… 29 Bảng 3.2 Danh sách mẫu tăng sinh từ nguồn mẫu Long An Cà Mau…… ….33 Bảng 3.3 Hình ảnh số ống mẫu tăng sinh có thay đổi màu rõ rệt……… … 34 Bảng 3.4 Danh sách chủng phân lập từ 38 ống mẫu tăng sinh…….… 36 Bảng 3.5 Kết đặc điểm hình thái vi khuẩn…………………………………… 38 Bảng 3.6 Giá trị OD660nm chủng cao 0,3 nồng độ 4% sau ngày….…46 Bảng 3.7 Giá trị OD660nm, khả hấp thụ CO2 chủng vi khuẩn ngày 1… 46 Bảng 3.8 Giá trị OD660nm, khả hấp thụ CO2 chủng vi khuẩn ngày 3… 47 Bảng 3.9 Giá trị OD660nm, khả hấp thụ CO2 chủng vi khuẩn ngày 5… 48 iii ... Chính lý trên, tiến hành nghiên cứu: Phân lập, chọn lọc định danh chủng vi khuẩn quang hợp có khả hấp thu Carbon dioxide định hướng làm giảm hiệu ứng nhà kính Tình hình nghiên cứu nước ngồi... Mục tiêu đề tài Xây dựng sưu tập vi khuẩn quang hợp định danh tới mức loài vi khuẩn quang hợp có khả hấp thụ CO2 Nội dung nghiên cứu − Phân lập vi khuẩn quang hợp, gram âm, hiếu kị khí, hóa tự... quang hợp khả cố định CO 14 1.2.3 Ảnh hưởng nhân tố hóa lý đến sinh trưởng vi khuẩn quang hợp 16 1.2.4 Ứng dụng vi khuẩn quang hợp 16 1.3 Phương pháp định danh kỹ thu t sinh học phân