3.2 LỰA CHỌN NGUỒN VI SINH VẬT PHÙ HỢP ĐỂ LÀM GIÀU HỆ
3.2.4 Kết quả phân tích quần xã vi khuẩn bằng phƣơng pháp DGGE
Dựa trên kết quả nuôi cấy, và căn cứ vào các cơng bố trƣớc đây, có thể thấy giả thuyết thuyết phục nhất là: Vi sinh vật trong anode của các MFC chỉ bao gồm vi khuẩn. Để so sánh các quần xã vi khuẩn đƣợc làm giàu từ nguồn khác nhau trong các MFC, chúng tôi tiến hành tách DNA tổng số của vi khuẩn từ mẫu nguồn quần xã làm giàu ban đầu và mẫu điện cực anode và sau đó phân tích sự biến đổi quần xã của sau khi đƣợc làm giàu trong MFC bằng phƣơng pháp DGGE.
Hình 30: Kết quả kiểm tra sản phẩm PCR vùng V3 thuộc gen 16s rRNA
NT-nguồn nƣớc thải; BH- nguồn bùn hoạt tính; TX-MFC khoang hình hộp chữ nhật 5 ml; BO-MFC khoang hình hộp chữ nhật 7,5 ml
Khi so sánh mẫu quần xã vi khuẩn trƣớc khi làm giàu và sau khi làm giàu thành cơng trong MFC tại Hình 31; 32 ta có thể nhận thấy có sự biến đổi quần xã đƣợc làm giàu tại MFC. Điển hình nhất là tại hai quần xã làm giàu từ nguồn nƣớc thải và nguồn hỗn hợp, có độ tƣơng đồng với mẫu quần xã trong MFC sau khi làm giàu thành cơng là 0,64. Thêm vào đó, ta có thể nhận thấy nguồn bùn tự nhiên và đất tự nhiên ban đầu là khá tƣơng đồng nhau (hệ số tƣơng đồng là 0,93) tuy nhiên sau khi làm giàu trong MFC quần xã của hai nguồn đất tự nhiên và bùn hoạt tính chỉ có hệ số tƣơng đồng khoảng 0,68. Ngồi ra, trừ hai dạng thiết kế MFC đƣợc làm giàu từ nguồn quần xã hỗn hợp ra, quần xã của hai MFC với thiết kế khác nhau đƣợc làm giàu từ cùng một quần xã ban đầu đều có hệ số tƣơng đồng nhỏ hơn 0,83. Mặt khác, khi nhìn vào Hình 31 ta có thể thấy, một số băng DNA tại nguồn quần xã ban đầu sau quá trình làm giàu trong MFC có thể bị mờ đi hoặc khơng xuất hiện
(không chiếm ƣu thế) tại mẫu DNA đƣợc khuếch đại từ điện cực. Và ngƣợc lại một số băng DNA xuất hiện tại quần xã trong điện cực anode sau giai đoạn làm giàu trong MFC lại không xuất hiện trong nguồn quần xã ban đầu. Những kết quả này cho thấy, mỗi quần xã vi khuẩn anode ở trong các MFC đều có sự biến đổi lớn so với quần xã nguồn để thích nghi với điều kiện trong khoang anode. Đây là một minh chứng cho thấy điều kiện trong mỗi MFC đã giúp làm giàu các vi sinh vật điện hóa thích nghi cao từ quần xã nguồn.
Sự thay đổi quần xã trong MFC tại các thời gian khác nhau cũng đƣợc nhận thấy trong nghiên cứu của Kim và cộng sự, tại đây tác giả nhận thấy quần xã ban đầu sử dụng cho MFC (bùn kỵ khí) và quần xã đƣợc làm giàu sau 97 ngày có mức độ tƣơng đồng rất thấp (khoảng 0,1). Ngồi ra các MFC có thời gian làm giàu càng lâu thì độ tƣơng đơng quần xã giữa các MFC càng cao, nhƣ: mẫu phân tích lẫy sau 21 ngày làm giàu chỉ có độ tƣơng đồng khoảng 0,38; cịn mẫu lấy sau 97 ngày làm giàu có hệ số tƣơng đồng lớn hơn là 0,7 [28].
Hình 31: Kết quả phân tích gen 16S rRNA bằng DGGE của các mẫu quần xã vi khuẩn trong các nguồn khác nhau và các mẫu quần xã vi khuẩn từ điện cực anode của các MFC làm giàu từ các nguồn
1-nguồn nước thải; 2, 3 -MFC khoang 5 ml và 7,5 ml làm giàu từ nguồn nước thải 4-nguồn bùn hoạt tính; 5, 6-MFC khoang 5 ml và 7,5 ml làm giàu từ nguồn bùn hoạt tính 7- nguồn hỗn hợp; 8, 9-MFC khoang 5 ml và 7,5 ml làm giàu từ nguồn hỗn hợp
10-nguồn đất tự nhiên; 11, 12-MFC khoang 5 ml và 7,5 ml làm giàu từ nguồn đất tự nhiên 13-nguồn bùn tự nhiên; 14, 15-MFC khoang 5 ml và 7,5 ml làm giàu từ nguồn bùn tự nhiên
Hình 32: Kết quả phân tích tƣơng quan của các quần xã vi khuẩn đƣợc nghiên