Sự đa dạng các loài vi khuẩn đóng vai trò chủ đạo phân hủy chất hữu cơ trong nước sông Cái

Vi khuẩn đóng vai trò chính phân hủy chất hữu cơ trong nước sông. Kết quả nghiên cứu cho đối tượng sông Cái, là một nhánh của sông Đồng Nai, có vai trò hết sức quan trọng đối với Căn cứ 696, Vùng 2 Hải quân, thông qua phương pháp Maldi-Tof xác định 6 loài vi khuẩn hiếu khí đóng vai trò chủ đạo phân hủy chất hữu cơ trong nước sông.

Nghiên cứu khoa học công nghệ SỰ ĐA DẠNG CÁC LỒI VI KHUẨN ĐĨNG VAI TRỊ CHỦ ĐẠO PHÂN HỦY CHẤT HỮU CƠ TRONG NƯỚC SÔNG CÁI Nguyễn Văn Sơn* Tóm tắt: Vi khuẩn đóng vai trị phân hủy chất hữu nước sông Kết nghiên cứu cho đối tượng sông Cái, nhánh sông Đồng Nai, có vai trị quan trọng Căn 696, Vùng Hải quân, thông qua phương pháp Maldi-Tof xác định loài vi khuẩn hiếu khí đóng vai trị chủ đạo phân hủy chất hữu nước sơng Từ khóa: Vi khuẩn; Maldi-Top; Sơng Cái ĐẶT VẤN ĐỀ Vi sinh vật xem nhân tố q trình tự làm nước tự nhiên Chúng phân hủy sử dụng chất hữu hòa tan để xây dựng tế bào cho thể biến thành chất vô nước Trong nước có nhiều loại vi sinh vật như: vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, xạ khuẩn, vi rút (siêu vi khuẩn) Trong loại này, vi khuẩn, đặc biệt vi khuẩn hiếu khí đóng vai trị phân hủy chất hữu nước sơng [1] Sông Cái nhánh sông Đồng Nai, chảy qua địa bàn xã Đại Phước, Long Tân Phú Thạnh huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai Sông Cái với chiều dài khoảng 10km, chiều rộng 220-380m, độ sâu dịng 15-20m tùy theo vị trí Sơng Cái có chức năng: vận tải (giao thơng thủy, vận chuyển phù sa), sản xuất (cung cấp nước cho sinh hoạt tưới tiêu), bảo vệ (thoát lũ, tiếp nhận đồng hóa chất nhiễm, điều hịa vi khí hậu) Sơng Cái có vai trị quan trọng Căn 696, Vùng Hải quân Việc định danh loài vi khuẩn hiếu khí chủ đạo nhằm minh chứng rõ ràng cho q trình phân hủy chất hữu nước sơng vi khuẩn VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu Chủng vi khuẩn thu qua mẫu nước lấy từ sông Cái, mẫu thu vị trí, vị trí cách khoảng 2,0-2,5 km (kí hiệu từ N1-N5) Tại vị trí lấy mẫu: dòng lấy mẫu theo độ sâu, bờ phải lấy mẫu theo độ sâu, bờ trái lấy mẫu theo độ sâu, bờ phải lấy mẫu bờ trái lấy mẫu Các mẫu lấy sau trộn chung với tạo thành mẫu tổ hợp để phân tích Các mẫu lấy can nhựa, bảo quản lạnh nhiệt độ 1-5 oC, sau vận chuyển phịng thí nghiệm Mơi trường nuôi cấy (NA) sử dụng Nutrient Agar M001 (HiMedia, India) Hình Vị trí điểm lấy mẫu sơng Cái Hình Phương thức lấy mẫu tổ hợp vị trí sơng Cái 2.2 Phương pháp nghiên cứu Việc xác định số loài vi khuẩn hiếu khí thực phương pháp phân lập vi Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, - 2020 255 Hóa học Kỹ thuật mơi trường sinh xác định mật độ vi khuẩn hiếu khí phương pháp đếm khuẩn lạc Quy trình kỹ thuật thực gồm bước: chuẩn bị thạch đĩa, pha loãng mẫu, phân lập, định lượng vi khuẩn, lưu trữ mẫu [2] Việc định danh vi khuẩn thực nhiều phương pháp khác như: phương pháp sinh hóa, phương pháp giải trình tự 16S rRNA, phương pháp khối phổ Maldi-Top,… Trong đó, cơng nghệ phối phổ Mandi-Top có nhiều ưu điểm so với phương pháp lại tính đại đặc thù với vi khuẩn Các loài vi khuẩn cấy chuyển mơi trường thạch đĩa NA để làm sau định danh phương pháp khối phổ Maldi-Tof (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization - Time of Flight) [3] Vi khuẩn định danh cách so sánh khối phổ protein ribosome đặc trưng loài với ngân hàng liệu khối phổ Đây phương pháp đại, thực quy trình máy móc khép kín nên cho kết nhanh so với phương pháp cịn lại có độ xác cao Qui trình kỹ thuật thực gồm bước: phết mẫu thêm matrix, đưa mẫu vào hệ thống tạo phổ, so sánh phổ với liệu, xem kết [3] KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Mẫu nước lấy từ sông Cái trang môi trường NA với nồng độ 10 -1, 10-2, 10-3, sau mẫu trang ủ nhiệt độ 32oC 48 Kết xác định số lồi vi khuẩn hiếu khí nước sông Cái phương pháp phân lập vi sinh cho thấy tổng số lồi vi khuẩn hiếu khí nước sơng Cái 25 lồi Tại thời điểm, số lồi vi khuẩn hiếu khí dao động khoảng 8-10 loài Tháng 6/2019 Tháng 8/2019 Tháng 10/2019 Tháng 12/2019 Tháng 2/2020 Tháng 4/2020 Hình Số lồi vi khuẩn hiếu khí nước sơng Cái Kết xác định mật độ vi khuẩn hiếu khí nước sơng Cái phương pháp đếm trực tiếp khuẩn lạc cho thấy mật độ vi khuẩn hiếu khí nước sơng Cái trung bình 15.860.006 CFU/ml 256 Nguyễn Văn Sơn, “Sự đa dạng loài vi khuẩn … chất hữu nước sông Cái.” Nghiên cứu khoa học công nghệ Tháng 6/2019 Tháng 8/2019 Tháng 10/2019 Tháng 12/2019 Tháng 2/2020 Tháng 4/2020 Hình Mật độ vi khuẩn hiếu khí nước sơng Cái Trên sở số lồi vi khuẩn xác định, định danh lồi vi khuẩn hiếu khí phương pháp Maldi-Tof sau: Bảng Định danh lồi vi khuẩn hiếu khí vào tháng 6/2019 Mẫu nước sơng Cái TT Lồi vi khuẩn hiếu khí N1 N2 N3 N4 N5 Achromobacter xylosoxidans X X X Aeromonas caviae X X X Bacillus cerecus X Enterobacter kobei X X X X X Lactobacillus amylovorus X Pseudomonanas mendocia X X X X X Pseudomonanas putida X X X Pseudomonas otitidis X X X X X Rheinheimera soli X X Bảng Định danh lồi vi khuẩn hiếu khí vào tháng 8/2019 Mẫu nước sơng Cái TT Lồi vi khuẩn hiếu khí N1 N2 N3 N4 N5 Achromobacter xylosoxidans X Aeromonas caviae X X X X X Bacillus sonorensis X Enterobacter kobei X X X X Lactobacillus amylovorus X X Pseudomonanas mendocia X X Pseudomonanas putida X X Pseudomonas otitidis X X X X X Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, - 2020 257 Hóa học Kỹ thuật mơi trường 10 Bảng Định danh lồi vi khuẩn hiếu khí vào tháng 10/2019 Mẫu nước sơng Cái Lồi vi khuẩn hiếu khí N1 N2 N3 N4 N5 Achromobacter xylosoxidans X X X Acinetobacter radioresistens X X X X Arthrobacter gangotriensis X X X Bacillus cerecus X X X X Bacillus megaterium X X Comamonas testosterroni X X X X Neisseria meningitidis X X Pseudomonanas mendocia X Rheinheimera soli X Stenotrophomonas nitritireducens X X X Bảng Định danh loài vi khuẩn hiếu khí vào tháng 12/2019 Mẫu nước sơng Cái Lồi vi khuẩn hiếu khí N1 N2 N3 N4 N5 Achromobacter xylosoxidans X X Acinetobacter radioresistens X X X Arthrobacter gangotriensis X X Bacillus cerecus X X X X X Bacillus megaterium X X Comamonas testosterroni X X X X X Pseudomonas otitidis X Stenotrophomonas nitritireducens X X X X Bảng Định danh loài vi khuẩn hiếu khí vào tháng 2/2020 Mẫu nước sơng Cái Lồi vi khuẩn hiếu khí N1 N2 N3 N4 N5 Aeromonas enteropelogenes X X Bacillus pumilus X X X X Escherichia coli X X X X X Klebsiella pneumoniae X X X X X Pantoea agglomerans X X X X X Pseudomonas libanensis X X X X X Pseudomonas otitidis X X Sphingomonas adhaesiva X X Bảng Định danh loài vi khuẩn hiếu khí vào tháng 4/2020 Mẫu nước sơng Cái Lồi vi khuẩn hiếu khí N1 N2 N3 N4 N5 Aeromonas enteropelogenes X Bacillus atrophaeus X Bacillus pumilus X X X X Chromobacterium violaceum X Escherichia coli X X X X Klebsiella pneumoniae X X X X Pantoea agglomerans X X X X Pseudomonas libanensis X X X X Pseudomonas otitidis X X Sphingomonas adhaesiva X X X 258 Nguyễn Văn Sơn, “Sự đa dạng loài vi khuẩn … chất hữu nước sông Cái.” TT 10 TT TT TT Nghiên cứu khoa học công nghệ Bảng Mô tả đặc điểm hình thái lồi vi khuẩn hiếu khí TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Lồi vi khuẩn hiếu khí Bacillus cereus Bacillus megaterium Bacillus pumilus Lactobacillus amylovorus Pseudomonas putida Pseudomonas libanensis Achromobacter xylosoxidans Acinetobacter radioresistens Bacillus atrophaeus Bacillus sonorensis Comamonas testosterroni Enterobacter kobei Pseudomonas otitidis Stenotrophomonas nitritireducens Aeromonas caviae Aeromonas enteropelogenes Arthrobacter gangotriensis Chromobacterium violaceum Escherichia coli Klebsiella pneumoniae Neisseria meningitidis Pantoea agglomerans Pseudomonanas mendocia Rheinheimera soli Sphingomonas adhaesiva Đặc điểm hình thái Trịn, trắng ngà, phẳng, rìa trịn Trịn nhỏ, trắng ngà, phẳng, rìa cưa Trịn, trắng đục, tâm lồi, rìa trịn Trịn nhỏ, trắng trong, khơng tâm, cầu, rìa trịn Trịn nhỏ, đỏ gạch, cầu, rìa trịn Trịn, vàng ngà, phẳng, rìa cưa Trịn, trắng đục, nhầy, cầu, rìa trịn Trịn, trắng đục, cầu, rìa trịn Bất định, trắng ngà, phẳng, rìa trịn Trịn, đỏ nâu, phẳng, rìa bất định Trịn, trắng trong, nhầy, cầu, rìa trịn Trịn, trắng đục, phẳng, rìa trịn Trịn, trắng đục, phẳng, rìa trịn Bất định, trong, phẳng, rìa trịn Bất định, nâu đất, phẳng, rìa cưa Trịn, trắng ngà, phẳng, rìa trịn Trịn, nâu đất, cầu, rìa trịn Trịn, tím than, cầu, rìa cưa Bất định, trắng đục, lõm, tâm trong, rìa cưa Trịn, trắng đục, phẳng, rìa cưa lan Trịn, đục, cầu, rìa trịn Trịn, vàng chanh, phẳng, rìa cưa lan Trịn, đục nhầy, cầu, rìa cưa Trịn nhỏ, vàng nâu, cầu, rìa trịn Trịn , hồng nhạt, phẳng, rìa cưa lan Trên sở đặc tính, hình thái mật độ vi khuẩn loài, loài vi khuẩn hiếu khí đóng vai trị phân hủy chất hữu nước sơng Cái xác định: - Nhóm lồi có vai trị cao phân hủy chất hữu cơ: Bacillus cerecus, Bacillus megaterium, Bacillus pumilus, Lactobacillus amylovorus, Pseudomonanas putida, Pseudomonas libanensis - Nhóm lồi có vai trị trung bình phân hủy chất hữu cơ: Achromobacter xylosoxidans, Acinetobacter radioresistens, Bacillus atrophaeus, Bacillus sonorensis, Comamonas testosterroni, Enterobacter kobei, Pseudomonas otitidis, Stenotrophomonas nitritireducens - Nhóm lồi có vai trò thấp phân hủy chất hữu cơ: Aeromonas caviae, Aeromonas enteropelogenes, Arthrobacter gangotriensis, Chromobacterium violaceum, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Neisseria meningitidis, Pantoea agglomerans, Pseudomonanas mendocia, Rheinheimera soli, Sphingomonas adhaesiva KẾT LUẬN Kết nghiên cứu xác định lồi vi khuẩn hiếu khí có vai trò chủ đạo phân hủy chất hữu nước sông Cái Bacillus cerecus, Bacillus megaterium, Bacillus pumilus, Lactobacillus amylovorus, Pseudomonanas putida, Pseudomonas libanensis Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, - 2020 259 Hóa học Kỹ thuật môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lương Đức Phẩm “Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học” NXB Giáo dục, 2007 [2] Vũ Thị Minh Đức “Thực tập vi sinh vật học” NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2001 [3] Neelja S, et al “Maldi-Tof mass spectrometry: an emerging technology for microbial identification and diagnosis” Frotier in microbiology, 6-791, 2015 ABSTRACT DIVERSITY OF BACTERIA KEY SPECIES IN ORGANIC MATTER DECOMPOSITION OF CAI RIVER Bateria is a key role in organic matter decomposition for a river Research result for Cai river, which is a branch of Dong Nai river, has an important role for Base 696, Region Navy, has determined aerobe bacteria species playing a key role in organic matter decomposition for the river by Maldi-Tof method Keywords: Bacteria; Maldi-Tof; Cai river Nhận ngày 17 tháng năm 2020 Hoàn thiện ngày 14 tháng năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 24 tháng năm 2020 Địa chỉ: Viện Nhiệt đới môi trường *Email: sonvittep@gmail.com 260 Nguyễn Văn Sơn, “Sự đa dạng lồi vi khuẩn … chất hữu nước sơng Cái.” ... đặc tính, hình thái mật độ vi khuẩn loài, loài vi khuẩn hiếu khí đóng vai trị phân hủy chất hữu nước sơng Cái xác định: - Nhóm lồi có vai trị cao phân hủy chất hữu cơ: Bacillus cerecus, Bacillus... Văn Sơn, ? ?Sự đa dạng loài vi khuẩn … chất hữu nước sông Cái. ” Nghiên cứu khoa học công nghệ Tháng 6/2019 Tháng 8/2019 Tháng 10/2019 Tháng 12/2019 Tháng 2/2020 Tháng 4/2020 Hình Mật độ vi khuẩn hiếu... adhaesiva X X X 258 Nguyễn Văn Sơn, ? ?Sự đa dạng loài vi khuẩn … chất hữu nước sông Cái. ” TT 10 TT TT TT Nghiên cứu khoa học công nghệ Bảng Mô tả đặc điểm hình thái lồi vi khuẩn hiếu khí TT 10 11 12 13