3.2 LỰA CHỌN NGUỒN VI SINH VẬT PHÙ HỢP ĐỂ LÀM GIÀU HỆ VI
3.2.5 Kết quả phân tích trình tự các băng DNA thu đƣợc từ các quần xã trên
Nhằm hiểu rõ hơn về thành phần vi khuẩn có trong quần xã của các MFC cũng như quần xã nguồn trước làm giàu, chúng tôi tiến hành thôi gel các băng DNA (phụ lục 4.3) thu đƣợc từ gel điện di DGGE (Hình 32). Sau đó chúng tôi tiến hành giải trình tự mẫu DNA thu đƣợc và sử dụng công cụ BLAST của NCBI để phân tích các trình tự thu đƣợc.
64
Bảng 22: Bảng so sánh trình tự các băng DNA đƣợc thôi gel từ gel DGGE với dữ liệu trình tự DNA trên NCBI
Băng DNA trên DGGE Tên chủng vi khuẩn Hệ số tương đồng
TD 1 Pauludibacter propionicigenes 93 %
Parabacteroides chinchillae 91%
TD 4 Tolumonas auensis DSM 9187 100%
Aeromonas tecta 96%
Shewanella amazonensis 94%
TD 5 Psychromonas aquimarina 99%
Tolumonas auensis DSM 9187 98%
Aeromonas hydrophila 96%
Shewanella algae 95%
TD 8 Pseudomonas fluorescens Pfo-1 100%
Pseudomonas punonensis 100%
TD 9 Flavobacterium xusehanense 98%
Flavobacterium myungsuense 98%
TD 11 Geothrix fermentans 99%
TD 12 Tolumonas auensis 99%
Shewanella amazonensis 96%
TD 16 Aeromonas media 99 %
Desulfomicrobium baculatum 96 % Desulfomicrobium hypogeium 96 %
TD 17 Cellulophaga tyrosinoxydans 99%
TD 18 Pseudomonas punonensis 97%
65
TD 19 Geobacter propionicus 99%
Geobacter luticola 98%
TD 21 Geobacter uraniireducens 100%
Geobacter toluenoxydans 100%
TD 23 Geothrix fermentans 99%
TD 24 Aeromonas hydrophila 99%
Aeromonas tecta 99%
Các băng DNA xuất hiện trong bảng gel điện di biến tính (Phụ lục 4.4) đều có trình tự (Bảng 22) đa phần giống với trình tự DNA của các loài vi khuẩn điện hóa đã đƣợc phát hiện trong các hệ thống MFC nói chung nhƣ Geobacter sp.;
Aeromonas sp.; Shewanella amazonensis; Pseudomonas sp.: Geothrix fermentans;
Paludibacter sp; Parabacteroides sp.; Tolumonas sp.; Flavobacterium sp.;
Clostridium sp.; Desulfomicrobium sp [11, 22, 28, 39, 43, 68].
Theo kết quả thu đƣợc đƣợc ở mục 3.2.2 về độ ổn định của các quần xã, quần xã đất tự nhiên sau một thời gian dài hoạt động vẫn giữ đƣợc dòng điện phát sinh ổn định và có giá trị cao (0,4-0,45 mA). Phân tích DGGE cho thấy: có một băng đậm duy nhất (TD8) tại MFC làm giầu từ nguồn đất tự nhiên – với trình tự tương ứng với đoạn trình tự gen 16S rRNA của vi khuẩn thuộc chi Pseudomonas - có mặt ở hầu hết các mô hình băng của các nguồn nhƣng băng này hầu nhƣ bị mờ đi ở các mô hình băng của các quần xã đƣợc làm giàu, trừ quần xã làm giàu từ nguồn đất tự nhiên (Hình 31). Quan sát này, kết hợp với các kết quả phân tích quần xã vi khuẩn bằng phương pháp phân lập truyền thống, dẫn đến một giả thuyết rằng: Sự hoạt động ổn định của MFC đƣợc làm giàu từ nguồn đất tự nhiên có thể liên quan đến sự chiếm ưu thế của loài Pseudomonas sp. (tương ứng với băng TD 8 ở Hình 31). Pseudomonas nói chung là các vi khuẩn biến dƣỡng, có khả năng sống linh hoạt tại các môi trường khác nhau. Nhờ đó, chúng sẽ dễ dàng thích nghi với điều kiện sống trong khoang anode hơn so với các chủng vi khuẩn khác [44]. Ngoài ra,
66
từ kết quả phân lập vi khuẩn từ các MFC khoang hình hộp 5 ml và 7,5 ml) với hệ vi sinh vật đƣợc làm giàu tự nguồn đất tự nhiên, trong số ba chủng vi khuẩn phân lập đƣợc, chủng chiếm ƣu thế là Pantoea agglomerans là một vi khuẩn điện hóa mạnh.
Hơn nữa, so sánh trình tự DNA khác thu đƣợc từ các băng DGGE của MFC làm giàu từ nguồn đất tự nhiên đều thấy có độ tương đồng cao với các chủng vi khuẩn điện hóa nhƣ Geobacter sp.; Shewanella amazonensis …Vì vậy, giả thuyết mà chúng tôi đƣa ra là: Các vi khuẩn điện hóa trong khoang anode của các MFC làm giàu từ nguồn đất tự nhiên có tương tác tốt với Pseudomonas sp. và vẫn cho phép loài này chiếm ƣu thế, trong khi loài này có khả năng sử dụng cơ chất và thích nghi linh hoạt; qua đó quần xã vi khuẩn sẽ ít bị biến động hơn, dẫn đến sự phát sinh dòng điện ổn định hơn của các MFC này so với của các MFC làm giàu từ các nguồn khác [58, 59]. Trong trường hợp các quần xã làm giàu từ các nguồn khác, sự mất ưu thế của Pseudomonas sp. có lẽ liên quan đến tính bất ổn định của dòng điện sinh ra.
Tổng hợp các kết quả nghiên cứu nói trên, chúng tôi quyết định lựa chọn nguồn đất tự nhiên là nguồn tối ƣu cho việc làm giàu hệ vi sinh vật điện hóa trong các MFC để sử dụng thử nghiệm đánh giá chất lượng nước thải