Phân loại một số loài rong biển thuộc chi ulva (chlorophyta) phân bố tại khu vực hải phòng

VIỆN HÀN LÂM BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ Nguyễn Mạnh Linh PHÂN LOẠI MỘT SỐ LỒI RONG BIỂN THUỘC CHI ULVA (CHLOROPHYTA) PHÂN BỐ TẠI KHU VỰC HẢI PHÒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ: SINH HỌC THỰC NGHIỆM Hà Nội - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Mạnh Linh PHÂN LOẠI MỘT SỐ LOÀI RONG BIỂN THUỘC CHI ULVA (CHLOROPHYTA) PHÂN BỐ TẠI KHU VỰC HẢI PHÒNG Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 42 01 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH: SINH HỌC THỰC NGHIỆM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Đàm Đức Tiến Hà Nội - 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu luận văn cơng trình nghiên cứu tơi dựa tài liệu, số liệu tơi tự tìm hiểu nghiên cứu Chính vậy, kết nghiên cứu đảm bảo trung thực khách quan Đồng thời, kết chưa xuất nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực sai tơi hồn chịu trách nhiệm Hải Phòng, ngày 25 tháng 10 năm 2021 Người cam đoan Nguyễn Mạnh Linh ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn cao học này, xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới PGS TS Đàm Đức Tiến trực tiếp định hướng, tận tình hướng dẫn tơi Tơi xin cảm ơn Lãnh đạo Viện Tài nguyên Môi trường biển cán Phòng Sinh thái Tài nguyên Thực vật biển - Viện Tài nguyên Môi trường biển tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập làm nghiên cứu đề tài Tôi xin cảm ơn Ban chủ nhiệm chuyến khảo sát hỗn hợp lần thứ Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Viện Hàn lâm Khoa học Nga tàu “Viện sĩ Oparin” vùng biển Việt Nam; đề tài Nafosted: “Nghiên cứu đa dạng sinh học Sinh vật phù du biển Việt Nam: đa dạng hình thái di truyền chi tảo Hai roi sống đáy: Gambierdiscus, Ostreopsis, Coolia Prorocentrum”, mã số: NCCB.106.06-2017.305 tạo điều kiện cho tham gia thu mẫu nghiên cứu luận văn, tặng cho tài liệu chuyên khảo phân loại rong biển Tơi xin cảm ơn cán Phịng Cơng nghệ Tế bào Thực vật – Viện Công nghệ Sinh học tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình làm nghiên cứu Sinh học phân tử Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới ban lãnh đạo thầy cô giáo Khoa Công nghệ sinh học, Học viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam truyền đạt kiến thức giúp đỡ suốt trình học tập thực luận văn Cuối tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến Gia đình, người thân, bạn bè đồng nghiệp - người động viên, tạo điều kiện cho hồn thành khóa học này./ Học viên Nguyễn Mạnh Linh iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG .vii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục tiêu nghiên cứu Mục đích nghiên cứu 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3.3 Những điểm luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ RONG BIỂN 1.1.1 Định nghĩa phân loại 1.1.2 Đặc điểm sinh thái rong biển 1.1.2.1 Khái quát điều điện tự nhiên, môi trường sống rong biển 1.1.2.2 Phân bố rong biển 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU RONG BIỂN CHI ULVA .9 1.2.1 Hệ thống phân loại đa dạng thành phần loài 1.2.1.1 Quan điểm tình hình nghiên cứu phân loại rong biển chi Ulva giới 1.2.1.2 Tình hình nghiên cứu hệ thống phân loại rong biển chi Ulva Việt Nam 12 1.2.2 Giá trị sinh thái kinh tế chi Ulva 15 1.2.2.1 Sinh thái giá trị sinh thái rong biển Ulva .15 1.2.2.2 Các hoạt chất sinh học giá trị kinh tế chi Ulva 16 1.3 ỨNG DỤNG KỸ THUẬT DNA BARCODING TRONG NGHIÊN CỨU RONG BIỂN 18 1.3.1 Sơ lược hệ gen Lạp thể (Plastome) gen mã hóa yếu tố kéo dài EF-Tu (tufA) rong Lục .18 1.3.2 Ứng dụng thị DNA barcoding (tufA) nghiên cứu phân loại rong biển 20 1.4 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 22 iv 1.4.1 Vị trí địa lý 22 1.4.2 Khí hậu điều kiện thủy, hải văn 22 1.4.2.1 Khí hậu .22 1.4.2.2 Thủy văn 23 1.4.2.3 Chế độ thuỷ triều 23 1.4.2.4 Chế độ sóng 24 1.4.3 Hệ sinh thái 24 1.4.4 Hiện trạng chất lượng môi trường 24 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ TRANG THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 25 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 25 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 25 2.1.3 Trang thiết bị sử dụng 27 2.1.4 Hóa chất sử dụng .27 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .28 2.2.1 Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập mẫu vật 28 2.2.2 Phương pháp phân loại hình thái .28 2.2.3 Phương pháp nghiên cứu phân bố 29 2.2.4 Phương pháp sinh học phân tử DNA barcoding 30 2.2.4.1 Phương pháp tách chiết DNA tổng số 30 2.2.4.2 Phương pháp điện di Gel agarose 30 2.2.4.3 Phương pháp khuếch đại gen PCR 31 2.2.4.4 Phương pháp tinh sản phẩm PCR giải trình tự gen 32 2.2.4.5 Phương pháp xử lý số liệu 33 2.2.5 Xây dựng khóa phân loại lồi rong biển chi Ulva phân bố Hải Phòng 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 34 3.1.1 Kết nghiên cứu phân loại hình thái 34 3.1.1.1 Thành phần loài phân bố rong biển chi Ulva Hải Phòng 34 3.1.1.2 Đặc điểm hình thái số lồi rong biển thuộc chi Ulva phân bố Hải Phòng 39 3.1.2 Kết sinh học phân tử DNA barcoding 53 v 3.1.2.1 Kết tách chiết DNA tổng số .53 3.1.2.2 Kết nhân gen (PCR) 55 3.1.2.3 Kết giải trình tự gen 56 3.2 LỰA CHỌN HỆ THỐNG PHÂN LOẠI RONG BIỂN CHI ULVA TẠI HẢI PHÒNG 59 3.3 THẢO LUẬN 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 KẾT LUẬN 63 KIẾN NGHỊ .63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 76 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT Ý nghĩa Từ viết tắt BLAST CTAB Basic Local Alignment Search Tool DNA Deoxyribonucleic acid DW Dry Weight EF-Tu Elongation Factor Thermo unstable GBIF Global Biodiversity Information Facility HST Hệ sinh thái ISI Institute for Scientific Information ITS Internal transcribed spacer matK Maturase K NCBI National Center for Biotechnology Information PCR Polemerase Chain Reaction PSU Practical Salinity Units QCVN Quy chuẩn Việt Nam rbcL Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase RNA Acid ribonucleic tufA Gen mã hóa yếu tố kéo dài UV Ultraviolet WQI Water Quality Index Cetyl trimethyl ammonium bromide Bảng 1 Thành phần sắc Bảng Các loài rong b chỉnh lý Bảng Thông tin m Bảng 2 Dụng cụ thiế Bảng Các loại hóa ch Bảng Các dung dịch Bảng Trình tự mồi sử Bảng Chu trình nhiệt Bảng Một số mẫu ron nghiên cứu Bảng Thành phần loà Bảng So sánh tươn Bảng 3 Phân bố rong b Bảng Kết tách ch Bảng Đa dạng thành Mẫu vật tự nhiên; Mẫu vật tươi; Mẫu tiêu khô; Lát cắt ngang; 6-7 Tế bào bề mặt 80 10cm 50 m 50 m Phụ lục Ulva fenestrata Postels & Ruprecht 1840 – Rong Cải biển lỗ Mẫu vật tự nhiên; Mẫu vật tươi; Mẫu tiêu khô; 4-5 Lát cắt ngang; 6-7 Tế bào bề mặt 81 1cm 1cm 20 m Phụ lục Ulva flexuosa Wulfen 1803 – Rong Bún gấp khúc Mẫu vật tự nhiên; Mẫu vật tươi; Mẫu tiêu khô; 4-7 Tế bào bề mặt 82 3cm 1cm 50 m 50 m Phụ lục Ulva intestinalis Linnaeus 1753 – Rong Bún ruột Mẫu vật tự nhiên; Mẫu vật tươi; Mẫu tiêu khô; 4-7 Tế bào bề mặt 83 3cm 50 m Phụ lục Ulva kylinii (Bliding) HSHayden, Blomster, Maggs , PC Silva , Stanhope & Waaland 2003 – Rong bún kilin Mẫu vật tự nhiên; Mẫu vật tươi; Mẫu tiêu khô; 4-5 Tế bào bề mặt 84 5cm 50 m 50 m Phụ lục Ulva lactuca Linnaeus 1753 – Rong Cải biển nhăn Mẫu vật tự nhiên; Mẫu vật tươi; Mẫu tiêu khô; 4-5 Lát cắt ngang; 6-7 Tế bào bề mặt 85 1cm 1cm 1mm 50 m Phụ lục Ulva prolifera O F Müller 1778 – Rong Bún dài Mẫu vật tự nhiên; Mẫu vật tươi; Mẫu tiêu khô; 4-7 Tế bào bề mặt 86 1cm 5mm 50 m 1mm 1mm Phụ lục 10 Ulva ralfsii (Harvey) Le Jolis 1863 – Rong Bún tóc Mẫu vật ngồi tự nhiên; Mẫu vật tươi; Mẫu tiêu khô; 4-7 Tế bào bề mặt 87 200 m 50 m Phụ lục 11 Ulva spinulosa Okamura & Segawa 1936 – Rong Cải biển gai Mẫu vật tự nhiên; Mẫu vật tươi; Mẫu tiêu khô; 4-5 Lát cắt ngang; 6-7 Tế bào bề mặt 88 A C Phụ lục 12 Ảnh mẫu chuẩn B D A Ulva conglobata Kjellman 1897; B Ulva clathrata (Roth) C Agardh 1811; C Ulva compressa Linnaeus 1753; D Ulva lactuca Linnaeus 1753 (1) 89 A C Phụ lục 13 Ảnh mẫu chuẩn B D A Ulva fenestrata Postels & Ruprecht 1840; B Ulva flexuosa Wulfen 1803; C Ulva intestinalis Linnaeus 1753; D Ulva kylinii (Bliding) HSHayden et al., 2003 90 A B C Phụ lục 14 Ảnh mẫu chuẩn D A Ulva lactuca Linnaeus 1753 (2); B Ulva prolifera O F Müller 1778; C Ulva ralfsii (Harvey) Le Jolis 1863; D Ulva spinulosa Okamura & Segawa 1936 ... phân loại rong biển chi Ulva Việt Nam Ở Việt Nam, nghiên cứu rong biển chi Ulva phải kể tới cơng trình Loureico (1790) [66] cơng bố số loài rong biển Việt Nam gồm loài thuộc chi Fucus, loài thuộc. .. Halimeda tuna 2.2.5 Xây dựng khóa phân loại lồi rong biển chi Ulva phân bố Hải Phịng Xây dựng khóa định loại loài rong biển thuộc chi Ulva phân bố Hải Phòng theo kiểu lưỡng phân  ... học Góp phần bổ sung dẫn liệu khoa học phân loại số loài rong biển thuộc chi Ulva Bổ sung thông tin thành phần loài phân bố số loài rong biển thuộc chi Ulva Việt Nam 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết