Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng và nồng độ NaCl đến sự sinh trưởng của hai loài vi tảo biển độc hại Prorocentrum Rhathymum và Lexandrium Tamarense

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của cường độ ánh sáng và nồng độ muối NaCl đến sự sinh trưởng của hai loài vi tảo biển có tiềm ẩn độc hại là Prorocentrum Rhathymum và Lexandrium Tamarense thuộc ngành Tảo giáp (Dinophyta).

28(3): 43-48 9-2006 Tạp chí Sinh học ảnh hởng cờng độ ánh sáng nồng độ NaCl đến sinh trởng hai loài vi tảo biển độc hại Prorocentrum rhathymum Alexandrium tamarense Trần Văn Tựa, Đặng Thị Thanh Xuyên, Nguyễn Tiến C, Đặng Đình Kim Viện Công nghệ môi trờng Tảo độc gây ảnh hởng lớn đến hệ sinh thái nớc, bao gồm nớc nớc mặn, đặc biệt nghiêm trọng chúng bùng phát với mật độ cao Tảo độc làm thiệt hại lớn cho việc nuôi trồng thủy sản, ảnh hởng xấu ®Õn m«i tr−êng còng nh− søc kháe cđa ng−êi Đáng ý số loài tảo độc gây hại mật độ cá thể thấp ®éc tè cđa chóng Prorocentrum rhathymum Loeblich Sherley et Schmidt, 1979 Alexandrium tamarense (Lebour) Balech thuộc ngành Tảo giáp (Dinophyta) nớc phát triển nh Nhật Bản, Canađa, nớc thuộc khối EU , vấn đề tảo độc đợc quan tâm nghiên cứu từ vài ba chục năm [4, 5, 7, 9]; đó, Việt Nam mơi năm gần đây, tiến hành nghiên cứu Một số đề tài, dự án nớc hợp tác quốc tế đựơc tiến hành Thành phần loài tảo độc gây hại vùng ven biển Việt Nam biến động chúng số địa điểm nghiên cứu đợc đa Đây kết quan trọng có ý nghĩa khoa học thực tiễn [8] Tuy nhiên, nhiều nguyên nhân, công việc nghiên cứu sâu vào phân loại phân bố tảo độc; nghiên cứu thực nghiệm tìm hiểu ảnh hởng môi trờng tới phát triển tảo độc, nh chế bùng phát chúng ỏi Để góp phần tìm hiểu vấn đề này, Phòng Thủy sinh học môi trờng thuộc Viện Công nghệ môi trờng tiến hành số nội dung nghiên cứu sinh lý sinh thái vi tảo biển độc điều kiện phòng thí nghiệm Trong báo này, trình bày kết nghiên cứu ảnh hởng cờng độ ánh sáng (CĐAS) nồng ®é mi NaCl ®Õn sù sinh tr−ëng cđa hai loµi vi tảo biển có tiềm ẩn độc hại - Hai loài vi tảo biển thí nghiệm (gọi tắt tảo) Prorocentrum rhathymum Alexandrium tamarense thuộc ngành Tảo giáp (Dinophyta) Các mẫu tảo nhận đợc từ Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật biển Hải Phòng với mã hiệu Pro sp3: CB 111104 Alex sp12: DS 181204 I Phơng pháp nghiên cứu Nguyên liệu Phơng pháp - Đếm số tế bào buồng đếm SedgwickRefter tích ml Số tế bào đợc xác định theo công thức: Số TB/ml = C 1000 A D F Ghi chó: C số tế bào đếm đợc; A diện tích ô đếm (1mm2); D chiều cao ô ®Õm; F sè « ®Õm - Bè trÝ thÝ nghiƯm: tảo đợc nuôi bình tam giác thủy tinh 100 ml có chứa 50 ml môi trờng IMK Mỗi công thức đợc lặp lại lần Thí nghiệm đợc đặt tủ nuôi cấy có nhiệt độ 25 1oC, chu kỳ sáng/tối 12h/12h Các CĐAS khác đợc tạo khoảng cách bình tảo với nguồn sáng đợc đo máy Luxmeter Công trình đợc hỗ trợ kinh phí đề tài KC-09-19 43 Thí nghiệm đợc tiến hành nồng độ NaCl 20, 25, 30 35; CĐAS 1000 lux, 2000 lux, 3000 lux, 4000 lux 5000 lux Để đánh giá yếu tố thí nghiệm có ảnh A hởng thật đến sinh trởng tảo thí nghiệm hay không, sử dụng phơng pháp phân tích phơng sai (ANOVA) [2] B Hình Tế bào hai loài tảo Prorocentrum rhathymum (A) Alexandrium tamarense (B) với độ phóng đại 1000X, đợc chụp kính hiển vi Olympus BX51 (Nhật Bản) II Kết thảo luận ảnh hởng CĐAS đến sinh trởng tảo a Thực nghiệm với loài tảo Prorocentrum rhathymum Kết thí nghiệm (hình 2) cho thấy CĐAS có tác động rõ đến sinh trởng tảo Sau pha tiềm sinh kéo dài ngày tất chế độ chiếu sáng, tảo phát triển mạnh từ ngày thứ đến ngày thứ 18 Những ngày tiếp theo, tảo phát triển chậm lại có chiều hớng suy giảm Riêng CĐAS 1000 lux, tảo phát triển kém; sau 24 ngày nuôi, mật độ tảo đạt 13.800 tb/ml; CĐAS từ 2000 lux đến 5000 lux, mật độ tảo đạt 30.000 tb/ml Tảo phát triển tốt CĐAS từ 2000 - 3000 lux 45000 Mật độ tế bào [Tb/ml] 40000 35000 1000 LUX lux 30000 2000 LUX lux 25000 3000 LUX lux 20000 15000 4000 LUX lux 10000 5000 LUX lux 5000 0 10 12 14 16 18 20 22 24 Thêi gian [ng±y] Hình ảnh hởng CĐAS đến sinh trởng loài tảo Prorocentrum rhathymum Kết phân tích ANOVA nhân tố bảng cho thấy giá trị F tính toán (4,438217) lớn giá trị F tra bảng 44 (2,368267); nh vậy, CĐAS có ảnh hởng thực tới trình sinh trởng loài tảo Prorocentrum rhathymum Bảng Kết tính ANOVA nhân tố Nguồn biến sai Giữa nhóm Trong nhãm Tæng SS 2,91 E ± 7,86 E ± 1,08 E ± 10 dt 60 65 MS 5,82E ± 1,31E ± F 4,438217 P-value Fcrit 0,001663 2,368267 Ghi chó: SS tỉng biÕn sai; dt bËc tự do; MS phơng sai; F F tính toán; P-value xác suất; Fcrit F tra bảng Mật độ tế bào [tb/ml] b Thực nghiệm với loài tảo Alexandrium tamarense 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 1000 lux 2000 lux 3000 lux 4000 lux 5000 lux 11 14 16 Thêi gian [ngµy] Hình ảnh hởng CĐAS đến sinh trởng loài tảo Alexandrium tamarense Bảng Kết tính ANOVA nhân tố Nguồn biến sai Giữa nhóm Trong nhãm Tæng SS 4,71 E ± 7,01 E ± 1,17 E ± dt 42 47 MS 94216253 16684791 F 5,646834 P-value 0,000455 F crit 2,437694 Ghi chú: nh bảng Kết hình cho thấy CĐAS 1000 lux, loài tảo Alexandrium tamarense sinh trởng kém, mật độ tảo tối đa đạt 5125 tb/ml CĐAS khác, ảnh hởng ánh sáng đến sinh trởng tảo ngày đầu nuôi cấy không rõ rệt Từ ngày thứ trở đi, sinh trởng tảo có khác biệt; CĐAS 2000 lux 3000 lux, tảo tăng trởng nhanh mật độ tảo đạt tối đa 15680 tb/ml 16900 tb/ml sau 16 ngày nuôi; CĐAS 4000 lux 5000 lux, tốc độ tăng trởng tảo có phần chậm hơn, mật độ tối đa tảo đạt 14000 tb/ml 14360 tb/ml Nh vậy, CĐAS 3000 lux không thích hợp với loài tảo Alexandrium tamarense Kết phân tích ANOVA nhân tố bảng cho thấy giá trị F tính toán (5,646834) lớn so với giá trị F tra bảng (2,437694); điều chứng tỏ CĐAS có tác động đến sinh trởng loài tảo Alexandrium tamarense Nh vậy, với loài tảo thử nghiệm, CĐAS ảnh hởng rõ rệt đến tốc độ tăng trởng tảo; cụ thể CĐAS thấp (1000 lux), tảo phát triển; tăng dần CĐAS lên từ 2000 lux đến 3000 lux, tảo phát triển tốt; nhng tăng tiếp lên 4000 lux đến 5000 lux, phát triển tảo lại giảm dần ảnh hởng nồng độ NaCl (0/00) đến sinh trởng tảo a Thực nghiệm với loài tảo Prorocentrum rhathymum 45 60000 Mật độ tÕ bµo [Tb/ml] 50000 40000 30000 20‰ 20%o 25‰ 25%o 20000 30‰ 30%o 10000 35‰ 35%o 0 11 13 16 Thời gian [ngày] Hình ¶nh h−ëng cđa nång ®é NaCl ®Õn sù sinh tr−ëng loài tảo Prorocentrum rhathymum môi trờng IMK Đồ thị biểu diễn ảnh hởng nồng độ NaCl đến sinh trởng loài tảo Prorocentrum rhathymum (hình 4) cho thấy sinh trởng tảo ngày đầu nuôi cấy tơng đối giống nhau, ngoại trừ nồng độ 35 Từ ngày thứ đến ngày thứ 11, tảo phát triển pha logarit, sau dừng lại dần suy giảm Nhìn chung, ta thấy tảo sinh trởng tốt khoảng nồng độ NaCl từ 20 đến 30; riêng nồng độ 35, tảo phát triển hẳn Tuy vậy, tăng trởng nồng độ NaCl 20 nhanh Bảng Kết tính ANOVA nhân tố Nguồn biến sai SS dt MS F P-value Fcrit Giữa nhóm 3,78 E ± 9,45E ± 08 2,946628 0,033664 2,641464 Trong nhãm 1,12 E ± 10 35 3,21E ± 08 Tỉng 1,5 E ± 10 39 Ghi chó: nh− bảng Kết phân tích theo phơng pháp ANOVA nhân tố trình bày bảng cho thấy F tính toán (2,946628) lớn so với F tra bảng (2,641464), nên thí nghiệm này, nồng độ NaCl có ảnh hởng thật đến phát triển tảo b Thực nghiệm với loài tảo Alexandrium tamarense Đờng cong sinh trởng loài tảo Alexandrium tamarense thu đợc hình cho thấy ảnh hởng nồng độ NaCl đến loài tảo tơng tự nh với loài tảo 46 Prorocentrum rhathymum Pha tiềm sinh kéo dài tới ngày tất nồng độ NaCl thí nghiệm; kể từ ngày thứ trở đi, tảo phát triển nhanh bắt đầu có khác biệt nồng độ NaCl; sau 18 ngày nuôi, mật độ tế bào đạt giá trị cao nồng độ NaCl 20, với 6900 tb/ml, tăng gấp 7,17 lần; tiếp đến nồng độ NaCl 25, đạt 5321tb/ml, tăng gấp 5,24 lần nồng độ NaCl 30 35, số liệu tơng ứng 3320 tb/ml, 3,28 lần 1700 tb/ml, 1,97 lần Nh vậy, tốc độ tăng trởng nồng độ NaCl 20 nhanh Số lợng tế bào [Tb/ml] 8000 6000 20 4000 25‰ 30‰ 2000 35‰ 0 11 14 16 18 Thời gian [ngày] Hình ảnh hởng nồng độ NaCl đến sinh trởng loài t¶o Alexandrium tamarense B¶ng KÕt qu¶ tÝnh ANOVA mét nhân tố Nguồn biến sai Giữa nhóm Trong nhóm Tæng SS 48842384 54174145 1,03 E ± dt 30 34 MS 12210596 1805805 F 6,761858 P-value 0,000528 Fcrit 2,689632 Ghi chú: nh bảng Kết phân tích ANOVA nhân tố từ bảng cho thấy giá trị F tính toán cao hẳn giá trị F tra bảng, chứng tỏ yếu tố độ mặn có tác động đến trình sinh trởng loài tảo Alexandrium tamarense Khi nghiên cứu với loài Alexandrium tamarense, số tác giả [3] cho thấy tảo sinh tr−ëng nhanh ë C§AS 3000 lux so víi C§AS u Tuy nhiên, tác giả dừng 3000 lux Với nghiên cứu này, mở rộng biên độ CĐAS CĐAS cao (trªn 3000 lux) øc chÕ râ sù sinh tr−ëng cđa loài tảo nghiên cứu Đặc tính thích nghi với ¸nh s¸ng u còng thÊy ë loµi Prorocentrum lima [10] NÕu so víi t¶o lơc hay t¶o lam Spirulina [1], Prorocentrum rhathymum Alexandrium tamarense loài vi tảo chịu ánh sáng yếu vùng cửa sông St Lawrence (Canada), loài tảo Alexandrium tamarense thấy nồng độ NaCl tõ 20,8‰ ®Õn 29,5‰ nh−ng mËt ®é cao chØ xuất nồng độ NaCl nhỏ 24,5 [6] Nghiên cứu Morton cs., 1990 [10] lại cho thấy loài tảo P lima sinh trởng tối u nồng độ NaCl 32 Rõ ràng, khác không loài mà liên quan đến nơi sống Vì thế, việc nghiên cứu cụ thể đối tợng quan tâm cần thiết III Kết luận Cờng độ ánh sáng có ảnh hởng thực đến sinh trổng hai loài tảo Alaxandrium tamarense Prorocentrum rhathymum CĐAS thích hợp cho phát triển hai loài tảo khoảng từ 2000 lux đến 3000 lux CĐAS cao dới vùng thích hợp kìm hãm sinh trởng tảo CĐAS 3000 lux nhiệt độ 25oC, hai loài tảo Alaxandrium tamarense Prorocentrum rhathymum sinh trởng tốt nồng độ NaCl 20 Nếu tăng nồng độ NaCl làm giảm sinh trởng tảo tài liệu tham khảo Nguyễn Tiến C cs., 1986: Tạp chí Sinh vật học, 8(4): 19-25 Chu Văn Mẫn, 2003: ứng dụng tin học sinh học: 154-163 Đại học Quốc gia Hà Nội Chu Văn Thuộc, Nguyễn Thị Minh Hun, 2003: T¹p chÝ Sinh häc, 25(2): 44-48 Balech E., 1995: The genus Alexandrium halim (Dinoflagellata) Sherkin Island Marine Station, Sherkin Island, Co Cork, Ireland 47 Emsholm H., Andersen P and Hald B., 1996: Results of the Danish monotoring programme on toxic algae and algal toxins relation to the mussel fisheries 1991-1994 Harmful and Toxic Algal blooms, IOC of UNESCO: 15-18 Fauchot J et al., 2005: J Phycol., 41: 263272 Fukuyo Y., 1981: Bull Jap Soc Sci Fish., 47(8): 967-978 Larson J and Nguyen N L (Eds), 2004: Potentially toxic microalgae of Vietnamese waters, Opera Botanica 140, Copenhagen Martin J., 1997: Canada's monitoring programme for toxic algae Proc of the ASEAN-Canada Tech Conf on Mar Sc Malaysia: 1-8 10 Morton S L and Norris D R., 1990: Role of temperature, salinity and light on the seasonality of Prorocentrum lima (Ehr.) Dodge in toxic phytoplankton: 201-205 Ed: E Graneli, B Sundstrom, Elsevier, New York Influences of the light intensity and the NaCl concentration on the growth of two harmful marine microalgae species Prorocentrum rhathymum and Alexandrium tamarense Tran Van Tua, Dang Thi Thanh Xuyen, Nguyen Tien Cu, Dang Dinh Kim Summary In Vietnam, among more than 70 harmful marine microalgae species which have been identified [6], Prorocentrum rhathymum and Alexandruim tamarense were two species of Dinophyta that had a very wide distribution on the coastal waters This study investigated the influences of the light intensity and the NaCl concentration on the growth of these two isolated species in laboratory conditions The experiment had been carried out in bath cultures in the IMK medium using these two species The obtained results showed that the light intensity and the NaCl concentration have obviously effects on the growth of these studied species Both two species prefered low light and their optimum growth required about 2000 - 3000 lux The NaCl concentration at 20‰ has better effect on the growth of these species in comparison with the other NaCl concentrations at 25‰, 30‰ and 35‰ The conclusion had been affirmed by the analysis of variance (ANOVA) one way of experimental data The research results have contributed to understand the influences of the environmental factors on the growth of the harmful marine microalgae species Ngµy nhËn bµi: 4-5-2006 48 ... này, nồng độ NaCl có ảnh hởng thật đến phát triển tảo b Thực nghiệm với loài tảo Alexandrium tamarense Đờng cong sinh trởng loài tảo Alexandrium tamarense thu đợc hình cho thấy ảnh hởng nồng độ NaCl. .. kìm hãm sinh trởng tảo CĐAS 3000 lux nhiệt độ 25oC, hai loài tảo Alaxandrium tamarense Prorocentrum rhathymum sinh trởng tốt nồng độ NaCl 20 Nếu tăng nồng độ NaCl làm giảm sinh trởng tảo tài... Kết luận Cờng độ ánh sáng có ảnh hởng thực đến sinh trổng hai loài tảo Alaxandrium tamarense Prorocentrum rhathymum CĐAS thích hợp cho phát triển hai loài tảo khoảng từ 2000 lux đến 3000 lux CĐAS