Sự thay đổi hình thái tế bào theo chu kì tăng trưởng của vi tảo Silic Thalassiosira sp. nuôi trong môi trường nước biển nhân tạo

Khi nuôi cấy Thalassiosira sp. trong môi trường nước biển nhân tạo Harrison (Harrison P. J., et al., 1980), kết quả cho thấy Thalassiosira sp. đạt được đường cong tăng trưởng điển hình với mật độ xuất phát 5 000 tb/ml và những biểu hiện rõ nét về mặt hình thái như kích thước, hình dạng, số lượng tế bào, tình trạng kết chuỗi tế bào và sắc tố. Mời các bạn cùng tham khảo.

Số 21 năm 2010 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TP HCM _ SỰ THAY ĐỔI HÌNH THÁI TẾ BÀO THEO CHU KÌ TĂNG TRƯỞNG CỦA VI TẢO SILIC THALASSIOSIRA SP NUÔI TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BIỂN NHÂN TẠO HUỲNH THỊ NGỌC NHƯ * , LÊ THỊ TRUNG ** TÓM TẮT Thalassiosira sp số lồi vi tảo có phát triển phong phú tìm thấy vùng biển Cần Giờ Khi ni cấy Thalassiosira sp môi trường nước biển nhân tạo Harrison (Harrison P J., et al., 1980), kết cho thấy Thalassiosira sp đạt đường cong tăng trưởng điển hình với mật độ xuất phát 000 tb/ml biểu rõ nét mặt hình thái kích thước, hình dạng, số lượng tế bào, tình trạng kết chuỗi tế bào sắc tố ABSTRACT Changes of cell morphology on growing of the marine diatom thalassiosira sp cultured in an artificial seawater medium Thalassiosira sp is one of microalgae developing abundantly in Can Gio When they were cultured in an artificial seawater Harrison medium (Harrison P J., et al., 1980), with some modifications, the results showed that Thalassiosira sp gained the typical growth curve with the initial cell density at 000 cell/ml and their morphological characteristics such as cell size, form, cell quantity, chain status and pigment body etc were also clearly observable according to their growth cycle Mở đầu Tảo Silic phù du lồi tảo đơn bào có kích thước hiển vi Ở nhiều loài tế bào nối với thành chuỗi dài, số lồi khác có tế bào sống riêng lẻ, cịn số lồi tiết chất keo bám vào vật thể khác sống cố định, tác động học bị đứt gãy theo dịng nước trơi sống phù du (Trương Ngọc An, 1993) Đây ngành * Học viên Cao học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TP HCM ** TS, Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm TP HCM 132 chiếm ưu nhóm thực vật phiêu sinh Vi tảo với số lượng khổng lồ diện khắp nơi góp phần quan trọng kinh tế người Vai trò chúng thể rõ chuỗi thức ăn thủy động vật (Brow M.R., 2002) Mặc dù vi tảo có vai trị quan trọng nước ta có nghiên cứu sinh lý nghiên cứu phịng thí nghiệm để thay đổi chất lượng vi tảo cho ngày tốt Hơn việc nghiên cứu vi tảo Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TP HCM Huỳnh Thị Ngọc Như, Lê Thị Trung _ môi trường nước biển nhân tạo (NBNT) chưa áp dụng rộng rãi, phụ thuộc nhiều vào nước biển tự nhiên Mục đích nghiên cứu tìm hiểu tăng trưởng vi tảo mơi trường NBNT thơng qua việc quan sát hình thái tế bào đếm số lượng tế bào Vật liệu - phương pháp 2.1 Vật liệu Vi tảo Thalassiosira sp thu từ nước biển Cần Giờ (vùng biển ven bờ Đồng Hòa, xã Long Hòa, huyện Cần Giờ, TP Hồ Chí Minh, vùng tọa độ 10,4o vĩ bắc 106,9o k inh đông) lưu giữ phịng thí nghiệm Sinh lý thực vật trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh Q trình nghiên cứu thực Thí nghiệm thực từ tháng 05/2009 đến tháng 06/2009 2.2 Phương pháp 2.2.1 Chuẩn bị môi trường Môi trường NBNT sử dụng môi trường Harrison (Harrison P J., et al., 1980) Các dung dịch gốc vitamin khoáng vi lượng giữ nhiệt độ lạnh Mơi trường có pH = ± 0,3 sử dụng vòng 24 sau pha 2.2.2 Điều kiện nuôi cấy Các tế bào Thalassiosira sp ni phịng thí nghiệm theo phương pháp bán liên tục bình tam giác 250 ml chứa môi trường NBNT Cường độ sáng 000 lux ± 500 lux, chu kì sáng: tối 12:12, nhiệt độ 25 oC ± oC (Nguyễn Tấn Đại, 2007) Các tế bào vi tảo nuôi cấy qua hệ điều kiện đạt tốc độ chu kì tăng trưởng ổn định Loài vi tảo xem thích nghi với điều kiện mơi trường NBNT dùng để bố trí thí nghiệm 2.2.3 Quan sát hình thái tế bào Quan sát chụp hình tế bào vi tảo Thalassiosira sp ngày kính hiển vi quang học 2.2.4 Xác định mật độ ni cấy thích hợp Mật độ tế bào xác định thông qua việc đếm số lượng tế bào ngày Cố định Lugol lượng mẫu ml, sau bổ sung lượng môi trường tương đương với lượng mẫu lấy Số lượng tế bào đếm buồng đếm hồng cầu có độ sâu 0,1 mm diện tích vng nhỏ 1/400 mm2 Mẫu đếm kính hiển vi quang học Zeiss (Guillard G.R.L., et al., 2005) độ phóng đại X10 tính tốn theo cơng thức Andersen P, Throndsen J (2004) Đường cong tăng trưởng vi tảo xác định thông qua việc đếm số lượng tế bào ngày Các mật độ xuất phát khảo sát thí nghiệm 500 tb/ml; 000 tb/ml; 500 tb/ml; 10 000 tb/ml Kết 3.1 Quan sát hình thái tế bào Hình thái tế bào vi tảo kính hiển vi quang học từ ngày thứ đến ngày thứ cho thấy: 133 Số 21 năm 2010 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TP HCM _ - Ở mật độ xuất phát 500 tb/ml: tế bào kết chuỗi dài vào ngày thứ 4, thứ 5, thể sắc tố chiếm trọn thể tích tế bào, màu sắc đẹp (hình 3.1 A, B) Qua ngày thứ 6, số lượng chuỗi giảm đồng thời màu sắc tế bào nhạt dần (hình 3.1 C) đến ngày thứ tế bào khơng cịn kết chuỗi mà tách riêng biệt thành tế bào đơn kèm theo tượng giảm sắc tố tế bào Tế bào chất dồn sát vách tế bào thoát khỏi tế bào Tế bào vào pha suy vong (hình 3.1 D) - Mật độ xuất phát 000 tb/ml: chuỗi tế bào dài vào ngày thứ 4, thể sắc tố to, kích thước tế bào nhỏ (hình 3.2 A) Sang ngày thứ 6, tế bào to, thể sắc tố chiếm trọn thể tích tế bào, số lượng tế bào chuỗi giảm (hình 3.2 B, C) Đến ngày thứ 7, số tế bào bắt đầu thoát sắc tố ngoài, số tế bào giữ màu sắc đẹp nhiên khơng cịn kết chuỗi bước vào pha suy vong (hình 3.2 D) - Mật độ xuất phát 500 tb/ml: chuỗi tế bào hình thành vào ngày thứ thể sắc tố to rõ (hình 3.3 A) sang ngày thứ màu sắc tế bào bắt đầu giảm kèm theo giảm số lượng tế bào chuỗi (hình 3.3 B) Đến ngày thứ 6, tế bào hoàn toàn rời rạc sắc tố vào ngày thứ (hình 3.3 C, D) - Ở mật độ xuất phát 10 000 tb/ml: chuỗi tế bào ngắn, màu sắc tế bào đẹp, tế bào to rõ (hình 3.4 A), sang ngày thứ tế bào hồn tồn rời (hình 3.4 B) bắt đầu suy vào ngày thứ 6, thứ (hình 3.4 C, D) 134 20µm 20µm A B 20µm 20µm C D Hình 3.1 Hình dạng tế bào Thalassiosira sp mật độ xuất phát 500 tb/ml kính hiển vi quang học từ ngày thứ đến ngày (từ trái sang, từ xuống dưới) A C 20µm B 20µm D 20µm 20µm Hình 3.2 Hình dạng tế bào Thalassiosira sp mật độ xuất phát 000 tb/ml kính hiển vi quang học từ ngày thứ đến ngày (từ trái sang phải, từ xuống) A 20µm B 20µm C 20µm D 20µm Hình 3.3 Hình dạng tế bào Thalassiosira sp mật độ xuất phát 500 tb/ml kính hiển vi quang học từ ngày thứ đến ngày thứ (từ trái sang phải, từ xuống dưới) Huỳnh Thị Ngọc Như, Lê Thị Trung Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TP HCM _ 20µm A C mật độ tế bào tăng vọt nhanh đạt cực đại vào ngày thứ sau bước vào pha suy vong Ở mật độ xuất phát 10 000 tb/ml, số lượng tế bào ban đầu cao mật độ lại Nhưng giá trị cực đại vào ngày thứ lại thấp hơn, sau tế bào bước vào pha suy vong Các mật độ xuất phát 000 tb/ml 500 tb/ml cho đường cong tăng trưởng ổn định Tuy nhiên, pha tăng trưởng mạnh mật độ 000 tb/ml nhanh cho số lượng tế bào cao mật độ 500 tb/ml Cả hai mật độ đạt cực đại vào ngày thứ sau bước vào pha suy vong (hình 3.5) Như vậy, mật độ thích hợp cho tăng trưởng Thalassiosira sp 000 tb/ml 20µm B D 20µm 20µm Hình 3.4 Hình dạng tế bào Thalassiosira sp mật độ xuất phát 10 000 tb/ml kính hiển vi quang học từ ngày thứ đến ngày thứ (từ trái sang phải, từ xuống dưới) 3.2 Đường cong tăng trưởng Cả bốn mật độ xuất phát có pha cảm ứng ngày sau cấy chuyền Ở mật độ xuất phát 500 tb/ml, tế bào bước vào pha tăng trưởng mạnh nhanh, mật độ tế bào thấp so với mật độ lại sang ngày thứ Mật độ tế bào (x10.000 tb/ml) 90 80 70 60 Mật độ 2.500 tb/ml 50 Mật độ 5.000 tb/ml 40 Mật độ 7.500 tb/ml 30 Mật độ 10.000 tb/ml 20 10 N0 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 Thời gian tăng trưởng (Ngày) Hình 3.5 Đường cong tăng trưởng Thalassiosira sp môi trường NBNT với mật độ xuất phát khác 135 Số 21 năm 2010 Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TP HCM _ Thảo luận Trong môi trường NBNT, vi tảo Thalassiosira sp phát triển tốt điều kiện nghiên cứu phịng thí nghiệm Đường cong tăng trưởng có hình chữ S điển hình với pha tăng trưởng mạnh ngày thứ kéo dài khoảng 4-5 ngày sau vào pha suy vong Thể sắc tố đầy đặn chiếm trọn thể tích tế bào ngày đầu pha tăng trưởng mạnh sau nhạt dần màu Đây dấu hiệu tế bào bị suy yếu Mật độ ni cấy vi tảo điều kiện phịng thí nghiệm ảnh hưởng rõ nét đến tăng trưởng nó, biểu qua đường cong tăng trưởng Mật độ xuất phát cao chu kì tăng trưởng vi tảo ngắn với tốc độ tăng trưởng diễn nhanh chúng nhanh chóng vào pha suy vong Bên cạnh hình thái tế bào có kết chuỗi, chuỗi ngắn Có thể mật độ cao, số lượng tế bào nhiều lượng chất dinh dưỡng không đủ cho tăng trưởng vi tảo không đủ để kết chuỗi dẫn đến phần lớn tế bào trạng thái rời rạc Hoặc trạng thái sinh lý vi tảo, giúp cho chúng thích nghi với điều kiện thiếu 136 dinh dưỡng cạnh tranh tế bào Mật độ xuất phát 000 tb/ml cho đường cong tăng trưởng hình chữ S cho hình thái tế bào qua ngày tốt so với mật độ lại Điều chứng tỏ mật độ tế bào ảnh hưởng lớn đến tăng trưởng vi tảo tình trạng sinh lý tế bào môi trường NBNT Khi môi trường thiếu chất dinh dưỡng, tế bào có xu hướng tạo thành bào tử để trì sống Kết luận Sự tăng trưởng vi tảo biển Thalassiosira sp môi trường NBNT cho kết tốt với đường cong tăng trưởng hình chữ S điển hình Mật độ thích hợp cho tăng trưởng vi tảo Thalassiosira sp điều kiện phịng thí nghiệm 000 tb/ml Ở giai đoạn tăng trưởng với tốc độ cao, tế bào vi tảo thường kết thành chuỗi dài, thể sắc tố phát triển đầy đủ Khi suy giảm tăng trưởng suy vong, tế bào thường tách khỏi chuỗi, thể sắc tố tiêu biến dần tế bào chết hẳn TÀI LIỆU THAM KHẢO Trương Ngọc An (1993), Phân loại tảo Silic phù du biển Việt Nam, Hà Nội: Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Tấn Đại (2007), Khảo sát ảnh hưởng số điều kiện nuôi trồng tăng trưởng số loài tảo silic thủy vực ven bờ biển Cần Giờ, TP Hồ Chí Minh, Luận văn Cao học Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TP HCM Huỳnh Thị Ngọc Như, Lê Thị Trung _ Andersen P, Throndsen J (2004), Estimating cell numbers, In: Hallegraef GM, Anderson Brow M.R (2002), Nutrional value and use of microalgae in aquaculture Guillard G.R.L., Sieracki M.S (2005), Counting cells in cultures with the light microscope, In: Andersen R.A (ed.) Algal culturing techniques, Amsterdam: Elsevier Academic Press, pp 239-252 Harrison P J., Waters R E., Taylor F J R., (1980), A broad spectrum artificial seawater medium for coastal and open ocean phytoplankton, J Phycol 16: 28-35 137 ... trạng sinh lý tế bào mơi trường NBNT Khi môi trường thiếu chất dinh dưỡng, tế bào có xu hướng tạo thành bào tử để trì sống Kết luận Sự tăng trưởng vi tảo biển Thalassiosira sp môi trường NBNT cho... ngày thứ tế bào khơng cịn kết chu? ??i mà tách riêng biệt thành tế bào đơn kèm theo tượng giảm sắc tố tế bào Tế bào chất dồn sát vách tế bào thoát khỏi tế bào Tế bào vào pha suy vong (hình 3.1 D)... _ môi trường nước biển nhân tạo (NBNT) chưa áp dụng rộng rãi, phụ thuộc nhiều vào nước biển tự nhiên Mục đích nghiên cứu tìm hiểu tăng trưởng vi tảo môi trường NBNT thơng qua vi? ??c quan sát hình