Methane Axetat, H2, CO
3.2.1. Mẫu làm giàu bằng methanol và acetate
VSVSMT có khả năng sinh trưởng với đa dạng cơ chất như methanol, acetate, trimethylamin, H2 và CO2, do vậy việc sử dụng các chất hữu cơ khác nhau trong q trình làm giàu là nhằm mục đích tạo ra các quần thể VSVSMT có khả năng thích ứng cao nhất với nguồn cơ chất phổ biến trong các điều kiện môi trường nước lợ và nước mặn.
Các mẫu làm giàu VSVSMT bằng methanol và acetate trong điều kiện môi trường nước lợ hoặc nước mặn sau 3 lần cấy truyền đều thể hiện khả năng sinh khí cao và mật độ tế bào ổn định. Để xác định các nhóm VSVSMT đã thích ứng cao nhất và chiếm ưu thế trong điều kiện làm giàu, kỹ thuật PCR-DGGE phân tích đoạn 16S rDNA ( 350 bp) khuếch đại từ DNA tổng số của các mẫu làm giàu tại các lần cấy truyền thứ 1 và 3 đã được thực hiện (Hình 3.3).
Lần cấy truyền I Lần cấy truyền III
Hình 3.3. Gel điện di biến tính DGGE phân tích 16S rDNA của VSVSMT
trong các mẫu làm giàu từ trầm tích biển Nha Trang và Cát Bà. A – Các mẫu làm giàu ở lần cấy truyền 1 (E1); B – Các mẫu làm giàu ở lần cấy truyền 3 (E3); b1 – Methanolobus sp., b2 – Methanosarcina sp. 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 8.1 3.3 4.3 5.3 6.3 8.3 B NTLM eE1 NTMAcE1 NTMM eE1
CBLAcE1 CBLMeE1 CBMMeE1
b1 b2 b2 A b1 1 2 3 4 5 6 NTLM eE 3 NTMAcE 3 NTMM eE 3 CBLAcE 3 CBLMeE 3 CBMMeE 3 7 8 9 10 11 12
Như vậy qua ba bước làm giàu ở điều kiện phân hủy kỵ khí sinh methane, các quần xã VSVSMT đã được xác định và có mức đa dạng tương đối cao. Có thể thấy quá trình làm giàu đã tạo điều kiện cho một số nhóm VSVSMT có tính thích nghi cao nhất được duy trì và tích lũy trở thành nhóm chiếm đa số trong quần xã (các băng điện di b1 và b2).
Ở đây chưa thể hiện sự khác biệt rõ ràng giữa các mẫu làm giàu từ trầm tích biển Nha Trang (NT) và Cát Bà (CB) hay giữa điều kiện nước lợ (L) và nước mặn (M).
Mối liên hệ khá rõ được nhận thấy là nhóm chiếm ưu thế trong quần xã VSVSMT thu được có liên quan với nguồn cơ chất làm giàu. Cụ thể, với cơ chất methanol (đường điện di số 1, 3, 5, 6, 7, 11, 12) nhóm đại diện băng b1 chiếm ưu thế, trong khi đó với cơ chất acetate (đường điện di số 2, 4, 8, 10) thì nhóm đại diện băng b2 chiếm ưu thế. Các nhóm này đã có mặt trong mẫu làm giàu ở lần cấy truyền 1 nhưng với số lượng thấp (băng điện di mờ) và được tăng thêm về số lượng sau lần cấy truyền 3 (băng điện di đậm nét). Trường hợp ngoại lệ là mẫu NTMMeE1, tại thời điểm ban đầu có băng b1 (Hình 3.3A, đường điện di số 3) nhưng sau quá trình làm giàu với methanol băng này biến mất, thay vào đó là băng b2 xuất hiện (đường điện di số 9). Hai băng b1 và b2 được cắt, thơi gel và giải trình tự. Kết quả so sánh với các trình tự tại GenBank cho thấy băng b1 và b2 tương ứng đại diện cho các loài VSVSMT thuộc các chi Methanolobus spp. và Methanosarcina spp.
Đặc tính sinh học của chi Methanosarcina gồm các lồi VSVSMT có
khả năng chuyển hóa H2 và CO2, methanol, methylamines, acetate, sinh methane, trong khi đó các lồi VSVSMT thuộc chi Methanolobus chỉ sử dụng methanol, methylamines (Whitman et al, 2006). Methanosarcina spp. cũng đã được tìm thấy trong quá trình làm giàu VSVSMT ở điều kiện môi trường
nước mặn có bổ sung các axit béo bay hơi (acetate, propionate) và thể hiện hoạt tính cao trong việc loại COD ở điều kiện này (Woodford, 2004).
Sử dụng kỹ thuật PCR-DGGE với đoạn 16S rDNA, quần xã VSVSMT trong mẫu làm giàu từ trầm tích biển Nha Trang và Cát Bà đã được tích lũy với mật độ lớn nhờ sự thích nghi cao trong điều kiện nuôi cấy với cơ chất khác nhau. VSVSMT tập trung bởi hai chi Methanolobus spp. và Methanosarcina spp. phù hợp với đặc tính sinh học tương ứng của nhóm
VSVSMT sử dụng methanol và VSVSMT sử dụng acetate, không phụ thuộc vào điều kiện môi trường nước lợ hay nước mặn.