Khảo sát ảnh hưởng của ph đến sự sinh trưởng và sinh lý của tảo silic entomoneis sp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Huỳnh Như KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ SINH LÝ CỦA TẢO SILIC Entomoneis sp LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Nguyễn Huỳnh Như KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ SINH LÝ CỦA TẢO SILIC Entomoneis sp Chuyên ngành: Sinh thái học Mã số: 8420120 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN ĐỨC HƯNG Thành phố Hồ Chí Minh - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu thân tơi thực hiện, số liệu, kết trình bày luận văn hồn tồn xác, trung thực chưa có cơng bố Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm kết nêu luận văn Tác giả Nguyễn Huỳnh Như LỜI CẢM ƠN Để có kết ngày hôm nay, trước tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban chủ nhiệm Khoa quý thầy cô Khoa Sinh học - Trường Đại học Sư phạm Tp Hồ Chí Minh giúp đỡ tơi hồn thành chương trình học thực cơng tác nghiên cứu Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến TS Nguyễn Đức Hưng - người tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình thực đề tài Đồng thời, xin chân thành cảm ơn đến em Nguyễn Văn Duy em sinh viên phịng thí nghiệm Sinh học - Khoa Sư phạm Khoa học Tự nhiên Trường Đại học Sài Gòn hết lòng giúp đỡ chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm cho tơi thực đề tài Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới tất người thân gia đình, bạn bè lớp giúp đỡ, động viên mặt vật chất tinh thần để tơi hồn thành đề tài TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 HỌC VIÊN Nguyễn Huỳnh Như MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục Danh mục từ viết tắt Danh mục hình MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tảo silic 1.1.1 Đặc điểm hình thái cấu tạo tế bào 1.1.2 Đặc điểm sinh trưởng 1.1.3 Các hình thức sinh sản 1.1.4 Sự thích ứng phù du tảo silic 10 1.1.5 Tính sinh thái số tảo silic tiêu biểu 10 1.1.6 Vai trò tảo silic 11 1.2 Một số yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển tảo silic 12 1.2.1 Ánh sáng 12 1.2.2 Nhiệt độ 12 1.2.3 Thành phần dinh dưỡng 13 1.2.4 Độ mặn 14 1.2.5 Yếu tố pH 15 1.3 Tổng quan chi tảo Entomoneis 16 1.3.1 Vị trí phân loại chi tảo Entomoneis 16 1.3.2 Lược sử nghiên cứu vi tảo 17 1.3.3 Ứng dụng thực tiễn số loài thuộc chi tảo Entomoneis 20 Chương VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Thời gian, địa điểm vật liệu nghiên cứu 21 2.1.1 Thời gian nghiên cứu 21 2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 21 2.1.3 Vật liệu nghiên cứu 21 2.2 Phương pháp nghiên cứu 22 2.2.1 Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu 22 2.2.2 Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, mơi trường nguồn giống 22 2.2.3 Định danh phân tử tảo Entomoneis sp mã vạch ADN 23 2.2.4 Xác định mật độ tế bào tảo silic Entomoneis sp 26 2.2.5 Xác định thời gian hệ tốc độ tăng trưởng 28 2.2.6 Đo hiệu suất lượng tử tối đa quang hệ II 29 2.2.7 Xác định pH dịch nuôi tảo 30 2.2.8 Bố trí thí nghiệm 30 2.2.9 Phương pháp xử lý số liệu 31 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Kết phân tích trình tự vùng gen rbcL-3P Entomoneis sp 32 3.1.1 Kết tách chiết ADN tổng số khuếch đại vùng gen rbcL-3P kĩ thuật PCR 32 3.1.2 Kết phân tích trình tự sau hiệu chỉnh 33 3.1.3 Xây dựng phát sinh chủng lồi trình tự rbcL-3P 35 3.2 Ảnh hưởng mật độ ban đầu đến sinh trưởng tảo silic Entomoneis sp môi trường F/2 36 3.2.1 Đường cong tăng trưởng tảo silic Entomoneis sp 36 3.2.2 Màu sắc dịch nuôi tảo silic Entomoneis sp môi trường F/2 39 3.2.3 Tốc độ tăng trưởng, suất sinh khối Entomoneis sp 40 3.3 Ảnh hưởng pH đến sinh trưởng sinh lý Entomoneis sp 42 3.3.1 Ảnh hưởng pH đến sinh trưởng Entomoneis sp .42 3.3.2 Sự biến thiên pH qua ngày với giá trị pH ban đầu khác 48 3.3.3 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất lượng tử tối đa Entomoneis sp 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT 10 11 12 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc vỏ tảo silic Hình 1.2 Các pha tăng trưởng tảo .6 Hình 1.3 Sơ đồ biểu diễn thay đổi huỳnh quang Hình 1.4 Vịng đời tảo silic với sinh sản vơ tính hữu tính Hình 2.1 Hình thái tảo Entomoneis sp., thước tỉ lệ ứng với 10 μm 21 Hình 2.2 Sơ đồ mô tả bước nghiên cứu đề tài 22 Hình 2.3 Thiết bị thu sinh khối tảo 23 Hình 2.4 Sơ đồ thiết kế mồi để khuếch đại trình tự gen rbcL-3P 24 Hình 2.5 Thiết bị buồng đếm hồng cầu xác định mật độ tảo 27 Hình 2.6 Mối tương quan tuyến tính mật độ tế bào độ hấp thụ 28 Hình 2.7 Thiết bị đo hiệu suất lượng tử tối đa quang hệ II 30 Hình 2.8 Thiết bị đo pH 30 Hình 3.1 Kết kiểm tra độ tinh ADN Nanodrop 32 Hình.3.2 Kết điện di sản phẩm PCR vùng rbcL-3P tảo silic Entomoneis sp (1) thang ADN chuẩn (2) 33 Hình 3.3 Kết tra cứu kĩ thuật BLAST GenBank 34 Hình 3.4 Mơ hình phát sinh Entomoneis sp phân tích trình tự vùng gen rbcL-3P nghiên cứu 36 Hình 3.5 Đường cong tăng trưởng Entomoneis sp mật độ ban đầu khác 38 Hình 3.6 Màu sắc dịch nuôi Entomoneis sp từ ngày đến ngày 14 40 Hình 3.7 Màu sắc dịch ni qua ngày ảnh hưởng mức pH khác (từ trái sang phải mức pH tăng dần từ 6,0 - 8,5) 44 Hình 3.8 Đường cong sinh trưởng tảo Entomoneis sp với giá trị pH khác 45 Hình 3.9 Tốc độ tăng trưởng suất sinh khối Entomoneis sp giá trị pH ban đầu khác 47 Hình 3.10 Giá trị pH thay đổi qua ngày 49 Hình 3.11 Chỉ số Fv/ Fm thay đổi qua ngày 51 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Danh sách chất dinh dưỡng cần thiết cấu tạo nên tảo silic 14 Bảng 2.1 Các thành phần có phản ứng khuếch đại trình tự rbcL-3P 25 Bảng 2.2 Chu kì nhiệt khuếch đại trình tự rbcL-3P 25 Bảng 3.1 Kết BLAST vùng gen rbcL-3P mẫu tương đồng sở liệu ngân hàng gen quốc gia Hoa Kì 35 Bảng 3.2 Mật độ tế bào tảo silic Entomoneis sp ảnh hưởng mật độ ban đầu khác 37 Bảng 3.3 Mật độ tế bào cực đại tảo silic Entomoneis sp môi trường DAM F/2 39 Bảng 3.4 Tốc độ tăng trưởng, thời gian phân chia ngày, thời gian hệ suất sinh khối Entomoneis sp mật độ khác 40 Bảng 3.5 Mật độ tế bào Entomoneis sp với giá trị pH khác 42 Bảng 3.6 Tốc độ tăng trưởng, suất sinh khối thời gian phân chia tảo silic Entomoneis sp tác động pH khác 46 Bảng 3.7 Giá trị pH biến thiên qua ngày 48 Bảng 3.8 Chỉ số Fv/ Fm thay đổi qua ngày với pH ban đầu khác 50 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Vi tảo biển loài tảo đơn bào sống trơi nước, có khả quang hợp tạo chất hữu Vì vậy, vi tảo xem mắt xích quan trọng chuỗi thức ăn tự nhiên giữ vai trò hệ thống lọc sinh học giúp ổn định thông số môi trường Trong nuôi trồng thủy sản, vi tảo vô quan trọng nguồn thức ăn cho động vật phù du, loại ấu trùng, động vật thân mềm ăn lọc, cá bột số loài cá trưởng thành Nếu thiếu vi tảo, nguồn lợi hải sản khơng thể tồn khơng có nguồn thức ăn hữu ban đầu [1] Ngồi ra, cịn góp phần bảo vệ mơi trường ni thủy sản cách tiêu thụ bớt lượng muối khoáng dư thừa nuôi trồng công nghiệp để tạo nguồn thức ăn nuôi tôm hay thuốc bổ trợ giàu protein, vitamine, carotenoid, astaxanthine, acid béo khơng bão hịa vi khống dùng cho người,… Trong số lồi vi tảo biển, tảo silic chiếm khoảng 60% - 70% thành phần lồi sinh khối [1] Vì vậy, phân bố tảo silic thường phản ánh đầy đủ xu chung toàn sinh vật phù du Vỏ silic tảo bền không bị phân hủy sau tảo chết, số lượng lớn mảnh vỏ dần tích lũy đáy thủy vực tạo thành lớp diatomid dày Diatomid loại nguyên liệu xốp, nhẹ, mịn khai thác sử dụng vận chuyển chất lỏng nitroglycerin, làm vật liệu lọc, xử lý ô nhiễm môi trường, vật liệu cách nhiệt, làm chất phụ gia sản xuất kem đánh răng, xi măng, phân bón,…[2] Các tầng diatomid cịn sở để xác định tuổi lớp địa tầng lịch sử vỏ Trái đất từ cuối kỷ Jura Ngày nay, vật liệu từ tảo silic cung cấp nhiều mặt hàng khác từ sơn móng tay, vật liệu xây dựng, nhiên liệu sinh học kiểm sốt dịch hại Ngồi ra, tảo silic cịn nhiều ứng dụng khác khám phá dầu, kiểm tra pháp y, thị mơi trường, tạo mơ hình sinh học, kiểm tra độc tính dinh dưỡng hệ sinh thái nước [3] Đặc biệt, loài chi tảo Entomoneis có giá trị kinh tế lớn, ứng dụng ngành dược phẩm, thực phẩm chứng minh có nguồn acid eicosapentaenoic (EPA) acid arachidonic (ARA, 20:4ω6) cao [4] Vì vậy, chi PL N2 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 PL N5 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 PL N8 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 PL N11 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 PL N14 Duncan Mật độ Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Phụ lục Phân tích phương sai yếu tố ảnh hưởng pH đến mật độ tảo silic Entomoneis sp N1 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 PL 10 N3 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed PL 11 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size=4.000 Phụ lục Phân tích phương sai nhân tố thay đổi pH qua ngày mức pH ban đầu khác N1 Duncan Mức 4 4 Sig Mức Sig a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000 PL 12 N3 Duncan Mức Sig Duncan Mức Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000 Duncan Mức Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000 PL 13 N6 Duncan Mức N 4 4 Sig Mean Mức N 4 4 Sig Mean Mức N 4 4 Sig Mean Phụ lục Ảnh hưởng pH đến Fv/ Fm Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000 PL 15 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000 N5 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000 PL 16 N7 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000 Duncan pH Sig Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 4.000 ... (DAM), khảo sát ảnh hưởng chất kháng sinh - kháng nấm đến sinh trưởng [6] Mục tiêu nghiên cứu Định danh tảo silic Entomoneis sp Khảo sát ảnh hưởng mật độ ban đầu đến sinh trưởng sinh lý tảo silic Entomoneis. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PH? ??M THÀNH PH? ?? HỒ CHÍ MINH Nguyễn Huỳnh Như KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN SỰ SINH TRƯỞNG VÀ SINH LÝ CỦA TẢO SILIC Entomoneis sp Chuyên ngành: Sinh thái... pH đến sinh trưởng sinh lý Entomoneis sp 42 3.3.1 Ảnh hưởng pH đến sinh trưởng Entomoneis sp .42 3.3.2 Sự biến thiên pH qua ngày với giá trị pH ban đầu khác 48 3.3.3 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất