Khảo sát đặc điểm sinh học của một số chủng nấm sợi thuộc hai chi trichoderma và fusarium từ rừng ngập mặn cần giờ tp hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN CẢNH TRÍ ĐỀ TÀI : KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA MỘT SỐ CHỦNG NẤM SỢI THƯỘC HAI CHI TRICHODERMA VÀ FUSARIUM TỪ RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ - TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC TP.HỒ CHÍ MINH ,THÁNG - 2010 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Thanh Thủy, người tận tình hướng dẫn, bảo, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Sở giáo dục Đào tạo Bình Dương, ban Giám đốc tồn thể giáo viên Trung tâm GDTX – KT- HN Phú Giáo – Bình Dương động viên, giúp đỡ trình học Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy, quý cô khoa Sinh học, học viên cao học K17 K18, tận tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Biền Văn Minh chủ nhiệm khoa SP-KTNL Đại học Sư phạm Huế giúp đỡ trình học tập Tơi xin chân thành cảm ơn người thân đại gia đình động viên giúp đỡ tơi q trình học tập Cuối tơi xin cảm ơn tất người giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tp HCM, tháng năm 2010 Nguyễn Cảnh Trí DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CMC Carboxyl methyl cellulose KL Khuẩn lạc RNM Rừng ngập mặn NXB Nhà xuất VSV Vi sinh vật MT Môi trường NS Nấm sợi HST Hệ sinh thái VK Vi khuẩn KS Kháng sinh TV Thực vật ĐV Động vật PHẦN I : MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Rừng ngập mặn hệ sinh thái đặc biệt có nước nhiệt đới, nhiệt đới, có nhiều tác dụng bảo vệ mơi trường, đặc biệt việc ứng phó với biến đổi khí hậu, nước biển dâng Nhờ đặc trưng riêng tầng tán dày, hệ thống rễ chằng chịt rừng ngập mặn đánh giá “bức tường xanh” vững chống gió bão, sóng thần, xói lở, làm môi trường ven biển, hạn chế xâm nhập mặn, bảo vệ nước ngầm Ngồi ra, RNM cịn tích lũy carbon, hấp thụ làm giảm khí CO2 sinh khí O2, ngưng tụ bụi, làm giảm tác hại bụi, làm giảm tiếng ồn…chính lý mà rừng ngập măn trở thành "lá phổi" đồng thời "quả thận" bảo vệ mơi trường Ngồi chức RNM cịn nơi bảo tồn lưu giữ nguồn gen quý VSV đặc biệt NS Trước đây, người ta cho với điều kiện khắc nghiệt RNM khơng thích hợp cho VSV phát triển Nhưng nay, người ta xác định điều kiện khắc nghiệt làm cho VSV có khả sinh chất có hoạt tính sinh học đặc biệt có NS Nấm sợi nhóm VSV có tiềm lớn sinh chất có hoạt tính sinh học quý, có chất enzim, kháng sinh với ý nghĩa thực tiễn cao Trong năm gần đây, người ta đặc biệt quan tâm đến nhóm NS chúng có khả sinh loại enzim ngoại bào (như cellulase, protease, amylase, kitinase ) Đặc biệt hệ thống enzim phân giải cellulase Trichoderma (T.reseei, T.viride, Tkonigii…) có hoạt độ mạnh, sản xuất quy mô công nghiệp ứng dụng rộng rãi vào ngành công nghiệp công nghiệp dệt, giấy, thực phẩm,… Ngồi ra, Trichoderma cịn có khả đối kháng mạnh với vi khuẩn, vi nấm số loài NS khác gây bệnh TV, động vật người Bản chất hóa học kháng sinh từ Trichoderma có phổ tác động rộng, khơng gây hại cho người Ngoài việc sản xuất enzim, kháng sinh từ NS, người ta cịn sản xuất kích tố sinh trưởng giberellin từ NS Fusarium Chính lẽ mà việc nghiên cứu Trichoderma Fusarium nhiều nhà nấm học quan tâm Tuy nhiên Việt Nam có số cơng trình nghiên cứu nhóm NS này, Trichoderma Fusarium từ RNM vai trị chúng Để góp phần tìm hiểu thêm khu hệ NS RNM nói chung hai chi Trichodermar Fusarium nói riêng tiến hành nghiên cứu đề tài “ Khảo sát điểm sinh học số chủng nấm sợi thuộc hai chi Trichoderma Fusarium từ rừng ngập mặn Cần Giờ TP Hồ Chí Minh “ để tìm hiểu đa dạng vai trò chúng hệ sinh thái rừng ngập mặn * Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu đa dạng, đặc điểm, vai trị NS hệ sinh thái RNM Cần Giờ * Đối tượng nghiên cứu Một số chủng NS thuộc hai chi Trichoderma Fusarium Rừng ngập mặn Cần Giờ TP Hồ Chí Minh * Nhiệm vụ nghiên cứu + Phân lập chủng NS từ RNM Cần Giờ + Nghiên cứu đặc điểm phân loại để chọn chủng thuộc hai chi Trichoderma Fusarium + Nhận định phân bố hai chi Trichoderma Fusarium RNM Cần Giờ + Khảo sát số đặc điểm sinh học chủng NS phân lập hai chi Trichoderma Fusarium + Khảo sát ảnh hưởng độ mặn lên ST, khả sinh enzim ngoại bào khả đối kháng số chủng có đặc điểm sinh học bật + Lựa chọn địa điểm thời gian nghiên cứu PHẦN II : NỘI DUNG CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan rừng ngập mặn Cần Giờ 1.1.1 Vị trí địa lí Khu dự trữ sinh RNM Cần Giờ hình thành hạ lưu sơng Đồng Nai – Sài Gịn nằm cửa ngõ Đơng Nam thành phố Hồ Chí Minh tọa độ: 10°22’ – 10°40’ độ vĩ Bắc 106°46’ – 107°01’ kinh độ Đông, cách trung tâm thành phố Hồ Chí Minh khoảng 70km Vị trí địa lí khu dự trữ sinh Cần Giờ: - Phía Tây giáp tỉnh Tiền Giang Long An - Phía Bắc giáp tỉnh Đồng Nai - Phía Đơng giáp tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu - Phía Nam giáp biển Đơng Tổng diện tích khu dự trữ sinh RNM Cần Giờ 75,740 ha, đó: vùng lõi 4,721 ha, vùng đệm 41,139 vùng chuyển tiếp 29,880 [56], [57] Hình : Vị trí địa lý RNM Cần Giờ 1.1.2 Đặc điểm khí hậu, thủy văn * Khí hậu Cần Giờ nằm khu vực nhiệt đới gió mùa, cận xích đạo với hai mùa rõ rệt Mùa mưa tháng đến tháng 10 Trong thời gian thời tiết ơn hịa, ẩm mưa nhiều Mùa khô tháng 11 đến tháng năm sau Trong thời gian khí hậu khô, nắng ẩm độ thấp  Nhiệt độ : Nhiệt độ trung bình ngày khoảng 25,8o C Nhiệt độ có giảm dần từ phía Bắc xuống phía Nam RNM khơng đáng kể Biên độ nhiệt ngày dao động từ 5oC – 7oC, tháng thường nhỏ 4oC Nhiệt độ trung bình cao thường xảy từ tháng – thấp vào khoảng tháng 12 đến tháng năm sau [3]  Độ ẩm Độ ẩm Cần Giờ cao nơi khác khu vực TP Hồ Chí Minh từ 4-8% Trong mùa mưa, độ ẩm từ 79- 83 % Độ ẩm cao vào tháng đạt 83 % Trong mùa khô độ ẩm đạt từ 74 – 77%, khô vào tháng khoảng 74% Lượng nước bốc cao vào tháng (173,2 mm/ tháng ) thấp vào tháng ( 83,4mm/tháng)  Lượng mưa : Độ ẩm Cần Giờ cao lượng mưa lại thấp so với vùng thành phố Hồ Chí Minh, lượng mưa trung bình hàng năm Cần Giờ từ 1300mm – 1400mm Lượng mưa phân bố khơng từ phía Nam lên phía Bắc từ phía Đơng sang phía Tây  Gió Cần Giờ chịu ảnh hưởng hai hướng gió - Gió Nam- Tây Nam, xuất từ tháng đến tháng 10 trùng với mùa mưa, sức gió mạnh thường vào tháng tháng - Gió mùa Bắc – Đơng Bắc , xuất tháng 11 đến tháng năm sau, trùng với mùa khơ, sức gió mạnh vào thành tháng 3[3]  Chế độ thủy văn RNM Cần Giờ nằm vùng chế độ bán nhật triều không ( hai lần nước lớn hai lần nước ròng ngày ) Biên độ triều khoảng 2m triều trung bình 4m triều cường Theo quan sát, hai đỉnh triều thường hai chân triều lệch Biên độ triều cực đại RNM từ 4,0 – 4,2m vào loại cao quan sát thấy Việt Nam Biên độ triều có xu hướng giảm dần từ phía Nam tiếp giáp với biển Đơng Thời gian có biên độ triều lớn thường từ tháng đến tháng năm sau, với biên độ từ 3,6 - 4,0 m vùng phía Nam 2,8 – 3,3m vùng phía Bắc Cần Giờ Đỉnh triều cao năm thường xuất vào tháng 10 tháng 11, thấp vào tháng tháng Cần Giờ chịu chế độ bán nhật triều không đều, ngày xuất hai lần nước lớn hai lần nước rịng Theo âm lịch hàng tháng có hai kỳ triều cường hai kỳ triều Biên độ thời kỳ triều cường từ – 4m, thời kỳ triều từ 1,5 – 2m Theo âm lịch vào ngày 29, 30,1, 2, ngày 14, 15, 16, 17, 18 ngày có hai nước lớn ngập toàn RNM Cần Giờ triều cường có ngày thủy triều thấp tháng ngày ngày 25 âm lịch [3]  Độ mặn Qua số liệu đo độ mặn từ năm 1997 đến năm 2000, cho thấy độ mặn lớn triều cường nhỏ triều Diễn biến độ mặn phụ thuộc vào kết hợp thủy triều biển Đông lưu lượng nước thượng nguồn sơng Sài Gịn sơng Đồng Nai Vào khoảng tháng 4, nước biển chiếm ưu mối tương tác biển – sông nước biển xâm nhập sâu vào vùng đất liền, độ mặn rừng nâng lên cao Ngược lại, vào thời kỳ tháng đến tháng 10 sơng giữ vai trị ưu tương tác sơng – biển, lúc nước từ sông đẩy lùi nước biển làm cho độ mặn giảm xuống Từ thủy điện Trị An thức đưa vào hoạt động, nhà mày có ảnh hưởng đến biến đổi độ mặn vùng Cần Giờ rõ rệt Trong mùa mưa lượng nước xả cao nên độ mặn giảm so với trước Tại mũi Nhà Bè ( đất liền ) trước độ mặn từ 40/00 đến 90/00 40/00và lùi xa phía nam xã Tam Thơn Hiệp ( gần biển ), độ mặn đạt 180/00 Ngược lại, mùa khơ độ mặn sơng Sồi Rạp thấp hẳn so với sơng Long Tàu dạng dịng sơng hình thành khác Sơng Sồi rạp có mặt cắt cạn sông Long Tàu nên tác động từ biển vào sơng Sồi Rạp yếu sơng Long Tàu [3] 1.1.3 Địa chất, thổ nhưỡng Đất huyện Cần Giờ có đặc điểm đất nhiễm phèn mặn mặn yếu tố chủ đạo Hầu toàn đất địa bàn tầng sét chứa pirite ( tầng sinh phèn) nằm độ sâu khác nhau, khoảng 20 – 80 cm Các nhóm đất gồm : Đất giồng cát dọc bờ biển có diện tích khoảng 680 ha, khơng bị ngập, đất có phản ứng chua, nghèo hữu cơ, hàm lượng chất dinh dưỡng nghèo Vùng đất giồng cát chủ yếu dùng làm đất thổ cư, trồng ăn trái, hoa màu, … Đất phù sa phèn tiềm có lớp bùn cao, phân bố xã Bình Khánh, Lý Nhơn có diện tích 1.385 sử dụng trồng lúa, ăn trái Ngồi ra, cịn phần đất phù sa có tầng loang lỗ đỏ vàng, nhiễm mặn mùa khơ, độ cao m Bình Khánh Đất phèn tiềm tàng nhiễm mặn vào mùa khô phía Nam, xã Bình Khánh xã An Thới Đông, tầng sinh phèn xuất nông Đất sét thịt chiếm ưu có lớp phù sa tầng mặt dày khoảng 15 -20 cm nên mùa mưa trồng lúa Đất phèn mặn + Vùng mặn phèn tiềm tàng, tầng sinh phèn nông, nhiều mùn hữu cơ, ngập mặn thường xun có diện tích 27.280 ha, phân bố trung tập trung lòng chảo huyện Cần Giờ, đất sét thịt chiếm 85 – 95 % Đất hình thành chưa ổn định, nhảo tồn phẩu diện, giàu mùn, đất mặn nhiều, vùng Đước phát triển tốt + Vùng đất mặn phèn tiềm tàng, tầng sinh phèn nơng, nhiều hữu cơ, ngập mặn theo nước có diện tích 4.780 ha, phân bố chủ yếu theo thềm lịng chảo, đầm lầy ngập mặn, có độ cao khoảng 1m Đất sét thịt chiếm 94 – 95%, tầng mặt đất chặt cứng + Vùng đất phèn tiềm tàng, tầng sinh phèn sâu, nhiều cát, ngập mặn theo nước phân bố giồng cát xã Long Hòa, cát chiếm ưu từ 65 -80% + Đất than bùn, phèn tiềm tàng có diện tích 210 phân bố An Nghĩa, tiểu khu 5, tiểu khu 9, cù lao Phú Lợi, bên bờ vịnh Gành Rái, Thiềng Liềng, Ngã Bảy Than bùn chất lượng kém, đất chua vừa, độ mặn cao [3] 1.1.4 Động vật thực vật Về thực vật : Việc nghiên cứu thực vật RNM Cần Giờ Viên Ngọc Nam cộng thực năm 1990 bổ sung năm 1997 thống kê 159 loài thuộc 79 họ : Lồi thực ngập mặn : 36 loài thuộc 15 họ Loài chịu mặn : 33 loài thuộc 19 họ Loài đất cao : 90 loài 42 họ Những loại trồng Đước ( Rhizophora apiculata), Trang ( Kendelia candel), Dà vôi ( Ceriops tagal), Dà quánh ( Ceriops decandra), Gõ biển ( Intsia bijuga), Tra ( Thespesia polulnea), Vẹt đen ( Bruguiera sexangula)…Trong có lồi trồng nhiều Đước, Dà vơi Cóc trắng Các quần xã tự nhiên đại diện Quần xã Bần chua, Mấn Quần xã Mấn, Chà là, Gõ biển Quần xã Ráng, Chà là, Tam mộc Nam, Lức Quần xã Cóc kèn, Ơ rơ Quần xã Đước, Dà, Mấm…[3] Về động vật thủy sinh vật RNM Cần Giờ với hệ thống sông rạch chằng chịt, bãi bồi, ao đầm nhận nước từ sơng Sài Gịn, sơng Đồng Nai giàu chất dinh dưỡng tạo điều kiện cho lồi thủy sinh vật có nguồn gốc biển, nước lợ theo thủy triều vào sinh sống Thành phần động vật thủy sinh vật đa dạng phong phú ĐV thủy sinh không xương sống với 700 loài thuộc ngành chân khớp ( Arthropoda), Giun đất ( Anneldes), Giun tròn ( Nermathelninthes ), thân mềm ( Molusce); Khu hệ động vật có xương sống gồm có cá 120 lồi (cá nước lợ, cá nước mặn) thuộc cá Nhám chuột (Lamnivormes), cá Đuối ( Rajifermes ), cá Trích (Cluppeiformes), cá đối ( Mungilliformes)… lồi lưỡng thê, 31 lồi bị sát, lồi có vú Nai, Heo rừng, Khỉ, Rái cá Trong có 11 lồi bị sát có tên sách đỏ Việt Nam như: tắc kè (gekko gekko), kỳ đà nước (varanus salvator), trăn đất (python molurus), trăn gấm (python reticulatus), rắn cạp nong (bungarus fasciatus), rắn hổ mang (naja naja), rắn hổ chúa (ophiophagus hannah), vích (chelonia mydas), cá sấu hoa cà (crocodylus porosus)… Khu hệ chim có khoảng 130 lồi thuộc 47 họ, 17 Trong có 51 lồi chim nước 79 lồi khơng phải chim nước sống nhiều sinh cảnh khác Trong số động vật sống đây, có lồi Rái cá thường ( Lutra lutra), Rái cá vuốt bé ( Aonux cinerea), Bồ nông chân xám hay gọi Chàng bè( Pelecanus philippinensis), Cò lạo Ấn Độ hay gọi Giang sen ( Mycteria leucocephala), Cò lạo xám ( Mycteria cinerea), choắt lớn mỏ vàng ( Tringa guttifer), Ác la (Pica pica ) [3] 1.1.5 Khu hệ vi sinh vật Vi khuẩn Trong hệ sinh thái RNM khu hệ vi khuẩn có vai trị vơ quan trọng chu trình tuần hồn vật chất lượng hệ sinh thái Số lượng VK RNM chiếm tỉ lệ lớn, đặc biệt trầm tích RNM Quần thể VK dị dưỡng nhiều gấp hai đến ba lần bùn lẫn lớp nước mặt, gấp vài lần cát Sự tạo thành lớp mỏng bùn tạo điều kiện cho loài tảo, cỏ biển, ngập mặn phát triển Theo nghiên cứu Nguyễn Thị Thu Hà vi khuẩn dị dưỡng hệ sinh thái RNM số vùng thuộc Nam Định Thái Bình phân loại 80% số chủng phân lập thuộc chi: Pseudomonas, Photphobacterium, Flavobacterium, Bacillus, xanthomanas, Alcaligenes, Lucibacterium, Vibrio, Aeromonas, Micrococcus, Chromobacterium với tỷ lệ khác tùy vùng; chi có số lượng nhiều Pseudomonas, Photphobacterium, Flavobacterium Bacillus Trong đất độ sâu 2cm chi Pseudomonas chiếm số lượng nhiều [18] Ở Ấn Độ người ta xác định loài vi khuẩn Cyanobacteria có khả khử mặn nước biển với độ mặn 250g/l, Phụ lục : Hình ảnh số chủng có khả sinh amylase Phu lục Hình số chủng có khả sinh cellulase Phụ lục Hình ảnh số chủng có khả sinh chitinase Phụ lục : Bản đồ xác định vị trí lấy mẫu đợt Bản đồ xác định vị trí lấy mẫu đợt Phụ lục Hình ảnh số chủng có khả sinh protease ... hai chi Trichodermar Fusarium nói riêng chúng tơi tiến hành nghiên cứu đề tài “ Khảo sát điểm sinh học số chủng nấm sợi thuộc hai chi Trichoderma Fusarium từ rừng ngập mặn Cần Giờ TP Hồ Chí Minh. .. Viên, khảo sát đặc điểm sinh học số chủng nấm sợi thuộc chi Aspergillus Penicillium từ RNM Cần Giờ TP Hồ Chí Minh Năm 2009, Nguyễn Thị Lan Hương, Nghiên cứu khả sinh enzym amylase số chủng nấm sợi. .. chi Trichoderma Fusarium RNM Cần Giờ + Khảo sát số đặc điểm sinh học chủng NS phân lập hai chi Trichoderma Fusarium + Khảo sát ảnh hưởng độ mặn lên ST, khả sinh enzim ngoại bào khả đối kháng số