CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
3.2. Đặc điểm quần xã vi khuẩn trong lớp chấtnhầy của san hô bị bệnh
3.2.6. Hình thái của vi khuẩn phân bố trong lớp chấtnhầy san hô bị bệnh
Ngoài các dấu hiệu thay đổi về số lƣợng, cấu trúc và hoạt động chức năng của quần xã vi khuẩn giữa san hô khỏe mạnh và san hô bị bệnh đã đƣợc phân tích, một số đặc điểm về hình thái vi khuẩn dƣới kính hiển vi điện tử truyền qua cũng đã đƣợc xác định, kết quả đƣợc trình bày trên Hình 3.24a; 3.24b.
Hình 3.24a. Hình ảnh lát cắt mỏng của mô san hô Acropora hyacinthus khỏe mạnh trên kính hiển vi điện tử
Hình 3.24b. Hình ảnh lát cắt mỏng của mô san hô Acropora hyacinthus bị bệnh dải trắng trên kính hiển vi điện tử
Hình 3.24a cho thấy, trên san hơ khỏe mạnh, các tế bào vi khuẩn (B) sắp xếp gần gủi với nhau trong khối mơ của san hơ, hình thái của các tế bào tƣơng đối giống nhau, có dạng trực khuẩn và cầu khuẩn điển hình. Trái lại, trên san hơ bị bệnh dải trắng (Hình 3.24b), các tế bào vi khuẩn phân bố rời rạc, không sắp xếp thành nhóm và tế bào có kích thƣớc khác nhau. Điều này cho thấy, thành phần vi khuẩn trong mơ san hơ bị bệnh có khả năng đã bị thay đổi, hoặc đã bị xáo trộn trong sự phân bố của hệ vi khuẩn trên san hô bị bệnh.
Mặt khác, bên cạnh việc xem xét hình thái và phân bố của vi khuẩn thì kết quả việc kiểm tra mô học trên các mô san hô ở các trạng thái bị bệnh và khỏe mạnh trên kính hiển vi điện tử truyền qua (hình 3.25) cịn cho thấy hình ảnh nội bào và ngoại bào của vi khuẩn, vi tảo zooxanthellae và san hô.
Hình 3.25a. Hình ảnh hiển vi điện tử của tế bào Zooxanthellae trên san hô
Goniopora pectinata khỏe và bị bệnh dải trắng (k - khỏe, b - bệnh)
Hình 3.25b. Hình ảnh hiển vi điện tử của tế bào vi khuẩn trên Goniopora
pectinata bị bệnh dải trắng
Hình 3.25c. Hình ảnh hiển vi điện tử của vi rút có trong mẫu san hơ
Goniopora pectinata bị bệnh dải trắng
k b b
b b b
Kết quả trên Hình 3.25a cho thấy, ở các tế bào vi tảo zooxanthellae trên san hô khỏe mạnh chƣa thấy sự tồn tại của các hạt vi rút nội bào, nhƣng ở trên san hô bị bệnh dải trắng đã có. Điều này gợi ý rằng, vi rút có thể cũng có vai trị nào đó với sức khỏe của vi tảo cộng sinh, hay liên quan tới sức khỏe san hơ. Trên Hình 3.25b cho thấy, trên san hô bị bệnh, không thấy sự hiện diện của các hạt vi rút trong nội bào của vi khuẩn, mà chỉ thấy các hạt vi rút tồn tại ở ngoại bào (hình 3.25c). Mặt khác, các tế bào vi khuẩn nằm tập trung xung quanh các tế bào vi tảo zooxanthellae. Mật độ vi rút trong lớp chất nhầy của san hô đã đƣợc xác định là rất cao (Hình 3.1; Bảng 3.1), và chúng là ký sinh bắt buộc nên chắc chắn phải tồn tại ―sự ký sinh‖ của chúng trong vật chủ là vi khuẩn hoặc vi tảo ở môi trƣờng chất nhầy san hơ. Do vậy, hình ảnh của hạt vi rút nội bào vi tảo zooxanthellae là một minh chứng cho sự ký sinh của chúng, cũng nhƣ phản ánh tiềm năng về vai trò của chúng trong sự tồn tại của vi tảo, đặc biệt có liên quan trực tiếp hay gián tiếp tới sức khỏe của san hô. Hơn nữa, vi khuẩn là vật chủ tiềm năng cho vi rút nhƣng chƣa thấy sự hiện diện của vi rút bên trong, ở cả trạng thái san hô khỏe mạnh và san hô bị bệnh dải trắng. Tuy nhiên, khả năng vi rút tồn tại bên trong tế bào vi khuẩn ở giai đoạn tiềm tan là có thể, đây cũng là một phƣơng thức phát tán trong quần xã vi khuẩn. Hình thức tồn tại bằng pha tiềm tan của vi rút có vai trị quan trọng, bảo đảm sự ổn định/cân bằng sinh học giữa quần xã vi sinh vật với vật chủ san hô trong điều kiện môi trƣờng nhất định. Do vậy, để có thêm những minh chứng làm sáng tỏ vai trò của vi rút liên quan tới vi khuẩn và với sức khỏe san hơ thì cần có những nghiên cứu tiếp theo, đặc biệt là các nghiên cứu liên quan tới quá trình tiềm tan và sinh tan của vi rút.
Nhƣ vậy, các kết quả có đƣợc từ đặc điểm của quần xã vi khuẩn (số lƣợng, đa dạng, chức năng, hình thái, phân bố) cho ta thấy, khi san hơ bị bệnh hay có biểu hiện bệnh thì quần xã vi khuẩn sống trong lớp chất nhầy có sự thay đổi
rất lớn, cả về số lƣợng (vi khuẩn, mật độ vi khuẩn dị dƣỡng và nhóm Vibrio), cả về cấu trúc (số lƣợng đơn vị phân loại di truyền) hay cả về chức năng (hoạt động hơ hấp và chuyển hóa chất hữu cơ). Các kết quả này cũng phù hợp với giả thuyết probiotic san hô của Reshef và cộng sự (2006), và kết quả này cũng góp phần trả lời cho giả thuyết (vấn đề thứ tƣ) đƣợc đặt ra của luận án, rằng q trình hình thành bệnh trên san hơ là kết quả của quá trình xáo trộn mạnh trong quần xã vi sinh vật của lớp chất nhầy dƣới tác động của điều kiện môi trƣờng. Kết quả trong nghiên cứu này cũng phù hợp với một số kết quả nghiên cứu đã đƣợc cơng bố gần đây, ví dụ, Bourne và cộng sự (2008) cùng với Littman và cộng sự (2011) đã chỉ ra rằng, có sự thay đổi mạnh mẽ về thành phần vi sinh vật (thơng qua phân tích profile DGGE và metagenomics) của san hô Acropora millepora trong một lần bệnh tẩy trắng diễn ra nghiêm
trọng trên rạn san hô ở Great Barrier (Bourne và cs, 2008; Littman và cs, 2011). Điều này còn đƣợc chứng thực từ kết quả thí nghiệm kiểm soát ―stress‖ nhiệt dẫn đến sự tẩy trắng san hô, của Vega-Thurber và cộng sự (2009), theo đó, độc lực gen gây bệnh và các sinh vật có khả năng gây bệnh có xu hƣớng tăng lên theo xu hƣớng tăng ―stress‖. Tƣơng tự, Lins-de- Barros và cộng sự (2012) sử dụng thƣ viện gen 16S rRNA, cũng quan sát thấy quần xã vi khuẩn có sự thay đổi mạnh về thành phần khi lồi san hơ Sidastrea stellata bị bệnh tẩy trắng (Lins-de-Barros, 2012). Do đó, các đặc điểm của
quần xã vi sinh vật đƣợc nghiên cứu (mật độ vi khuẩn tổng số, mật độ vi khuẩn dị dƣỡng và vi khuẩn Vibrio, số lƣợng đơn vị phân loại di truyền, tỉ lệ tế bào hoạt động hô hấp hay khả năng chuyển hóa chất hữu cơ) có sự biến động theo trạng thái sức khỏe của san hô (khỏe mạnh và bị bệnh dải trắng) là cơ sở để tin rằng, vi khuẩn có liên quan mật thiết tới sức khỏe của san hô. Mặt khác, các đặc điểm quần xã vi khuẩn trong nghiên cứu này có thể đƣợc xem xét, và sử dụng nhƣ là những chỉ thị cho tình trạng sức khỏe của san hơ.