Nghiên cứu của nhóm vi khuẩn có khả năng cải thiện chất lượng nước ao nuôi cá tra (pangasianodon hypophthalmus) thương phẩm ở đồng bằng sông cửu long

B I H NG QUÂN

NGHIÊN C U S
KH

NG C A NH M VI KHU N C

I THI N CH

C AO NUÔI C

TRA (Pangasianodon hypophthalmus

M

NG B NG SÔNG C U LONG

1


B I H NG QUÂN

NGHIÊN C U S
KH

NG C A NH M VI KHU N C

I THI N CH

C AO NUÔI C

TRA (Pangasianodon hypophthalmus
NG B NG SÔNG C U LONG
Chuyên ngành: Công ngh sinh h c

62.42.

.0

PGS. TS. Lê Hùng Anh

PGS. TS. Lê Phi Nga

PGS. TS. Nguy

ng

M


u c a b n thân tôi. Các k t qu nghiên c u
và các k t lu n trong lu n án này là trung th c và không sao chép t b t k m t ngu n
nào và

i b t k hình th c nào. Vi c tham kh o các ngu n tài li

trích d n và ghi ngu n tài li u tham kh

nh.

Tác gi lu n án

B i H ng Quân

i

c th c hi n


TĨM T T LU N ÁN
Nghiên c

phân l

ni c

c 148 ch ng vi khu n t 11 m u b

mc

51 ao

tu i tính theo tháng 1,3,5,7,8 d c theo sơng Mekong

u ngu n, gi a ngu n, cu i ngu n)
ch ng vi khu

c

ng B ng sông C

c

c mô t h nh th i v gi i tr nh t gen 16S rRNA. K t qu so s nh

tr nh t 16S rRNA c a 148 ch

x

nh s

c i thi

ng c a h vi khu n có kh

c phân v o 38 gi ng. Các gi ng vi khu n

bao g m: Acidovorax (1), Acinetobacter (1), Aeromnas (3), Alcaligenes (1), Bacillus
(34), Brevibacillus (2), Burkholderia (2), Chryseobacterium (1), Cytobacillus (1),
Fictibacillus (3), Geobacillus (2), Hafnia (1), Jeotgalibacillus (1), Klebsiella (1),
Kocuria (1), Lysinibacillus (3), Methylobacterium (1), Micrococcus (2), Nitrobacter (3),
Nitrosococcus

(1),

Nitrosomonas

(4),

Nitrospira

(1),

Obesumbacterium (1),

Ochrobactrum (1), Paenibacillus (39), Pantoea (2), Paracoccus (3), Pragia (1), Proteus
(1), Pseudomonas (14), Rhodococcus (2), Rhodopseudomonas (1), Rothia (2),
Solibacillus (2), Stenotrophomonas (1), Streptomyces (2), Vogesella (1), Xanthomonas
(5). Ch ng thu c v 27 h , 16 b , 5 ngành Actinobacteria, Firmicutes, Proteobacteria,
Bacteroidetes, Nitrospirae.

, ng nh Firmicutes chi m 58,78% s ch ng v

thu c v b Bacillales. L

u tiên s

ng c a gi ng Paenibacillus v i 28 lo i

ng ao nuôi c
t

x

cx

nh s

u

nh.

ng c a các lo i vi khu n theo t ng ch

ng chuy

cc a

u ki n hi u khí phân v o 17 gi ng 3

ng nh; 9 ch ng chuy n hóa h p ch

u ki n k khí phân v o 6 gi ng

1 ng nh; 11 ch ng chuy n hóa H2S phân v o 6 gi ng 2 ng nh; 24 ch ng sinh t ng h p
ch t k t t sinh h c phân v o 10 gi ng 4 ng nh; 9 ch ng sinh t ng h p protease phân
v o 8 gi ng 2 ng nh; 17 ch ng sinh t ng h p amylase 17 ch ng phân v o 6 gi ng 3
ng nh; 21 ch ng sinh t ng h p cellulase 7 gi ng 2 ng nh; 21 ch ng sinh t ng h p lipase
phân v o 9 gi ng 2 ng nh.
nh s
th
b

ng c a 148 ch ng phân l p theo s
ng v

ng v s
c bi

ng v phân

a lý d c theo sông Mekong. M t s ch ng vi khu n Paenibacillus l
c x c nh n c m t trong ao nuôi c

ng theo
u tiên

m

T t c c c ch ng phân l

c ki m tra ho t tính c i thi

M t s c ho t t nh m

c công b

ii

c ao nuôi c tra.
ng NH5 Nitrosomonas


marina;

H2SB115

Xanthomonas

bromi;

PO2

Bacillus

ehimensis;

PR5

B.

amyloliquefaciens; EP6 Paenibacillus humicus; (7) EC13 Pantoea eucalypti; EL6
Paenibacillus polymyxa c ho t t nh c i thi
c kh

c ao nuôi c

m nguyên li u ng d ng v o c i thi
ng v

Plackett- Burman v

u ki n nuôi c y t
p ng b m t

m n i tr i

c ao nuôi c

m
i s d ng ma tr n

thi t k c u tr c c tâm.

Ch ph m vi khu n ch a NH5 Nitrosomonas marina GBDTS135 và NH28 Nitrobacter
winogradskyi GBDTS027 có kh

c ao ni cá tra th c t

quy mơ 10 lít là 84,52%.

iii


SUMMARY OF THE DISSERTATION
There were 148 bacterial strains isolated from 11 sediment samples which were
obtained from 51 commercial pangasius ponds with growing ages of 1,3,5,7, and 8
months along the Mekong River (upstream, midstream, downstream) in the Mekong
Delta. These bacterial strains were morphologically described and 16S rRNA gene
sequenced. The results when comparing 16S rRNA sequences of the 148 strains have
identifiled 38 genera in this diverse bacterial flora, which could improve the water of
commercial catfish ponds. These bacterial genera include: Acidovorax (1),
Acinetobacter (1), Aeromnas (3), Alcaligenes (1), Bacillus (34), Brevibacillus (2),
Burkholderia (2), Chryseobacterium (1), Cytobacillus (1), Fictibacillus (3), Geobacillus
(2), Hafnia (1), Jeotgalibacillus (1), Klebsiella (1), Kocuria (1), Lysinibacillus (3),
Methylobacterium (1),

Micrococcus (2), Nitrobacter

Nitrosomonas (4), Nitrospira

(3), Nitrosococcus

(1),

(1), Obesumbacterium (1), Ochrobactrum (1),

Paenibacillus (39), Pantoea (2), Paracoccus (3), Pragia (1), Proteus (1), Pseudomonas
(14), Rhodococcus (2), Rhodopseudomonas (1), Rothia (2), Solibacillus (2),
Stenotrophomonas (1), Streptomyces (2), Vogesella (1), and Xanthomonas (5). They
belong to 27 families, 16 orders, and 5 phyla including Actinobacteria, Firmicutes,
Proteobacteria, Bacteroidetes, and Nitrospirae. Among which, the Firmicutes phylum
accounted for 58.78% of the strains and all belonged to the order Bacillales. For the first
time, the diversity of the genus Paenibacillus with 28 species in commercial catfish
ponds was determined.
This research has determined the biodiversity of bacterial species according to their
biological functions as listed: 36 strains capable of TAN metabolization in aerobic
conditions were classified into 17 genera of 3 phyla; 9 strains that metabolize inorganic
nitrogen compounds under anaerobic conditions were classified into 6 genera of 1
phylum; 11 H2S-reducing strains were classified into 6 genera of 2 phyla; 24 strains
capable of synthesizing bioflocculants were classified into 10 genera of 4 phyla; 9
strains synthesizing proteases were classified into 8 genera of 2 phyla; 17 strains
synthesizing amylases were classified into 6 genera of 3 phyla; 21 cellulase biosynthetic
strains belonged to 7 genera of 2 phyla; and 21 lipase biosynthetic strains are classified
into 9 genera of 2 phyla.
The research identified the diversity of 148 isolates according to the diversity in
quantity over time of pangasius farming, diversity in nutrition and especially diversity

iv

in geographical distribution along the Mekong River. Some strains of Paenibacillus
bacteria were first identified to be present in commercial catfish ponds in the Mekong
Delta.
All isolates were tested for their water-improvement activity in pangasius ponds. Some
showed activities that have not been reported previously. 7 strains, including NH5
Nitrosomonas marina, H2SB115 Xanthomonas bromium, PO2 Bacillus ehimensis, PR5
B. amyloliquefaciens, EP6 Paenibacillus humicus; EC13 Pantoea eucalypti, and EL6
Paenibacillus polymyxa, have presented outstanding activity which can be applied as
materials or preparations in improving the water quality of commercial catfish ponds.
These strains have had their biomass recovery optimized through optimization of their
culture media ingredients and their culture conditions using Packett-Burman matrix and
Response Surface Methodology (RSM)

Central Composite Design (CCD).

Bacterial preparations containing NH5 N. marina GBDTS135 and NH28 N.
winogradskyi GBDTS027 have 84.52% ability to treat TAN in real catfish pond water at
the scale of 10 liters.

v


Lu

c th c hi n trong m t th i gian dài v i nhi
c nh

hoàn thành.

ti p s c r t l n t nh

quanh. Không th nào k ra h

c nh ng s

c at tc m

trình th c hi n lu n án. Xin dành ph n trang tr ng nh t c a lu
m

i xung
i trong quá

c

nt tc

i.

L i tri ân trân tr ng nh t xin g

n Th y PGS. TS. Nguy

ng d n lu n án này cho con. Th y không ch

i Th y

ng d n lu n án, Th y cịn là

i dìu d t con v khoa h

Th y luôn m r ng t m lịng

bao dung, hi u và thơng c m nh

hồn thành lu n án

này. Con ln t hào là h c trị c a Th y!
Tơi xin g i l i c

h nh ch nh c

i h c Qu

t

th i, Tôi xin g i l i c
B

i h c B ch Khoa Tp.HCM,

u ki n trong qu tr nh h c t p t

ng.

y Cô b môn Công ngh sinh h c

ih c

tr trong su t quá trình h c t p v nghiên c u t

Em xin c

ng góp ý c a Q Th y, Cơ trong h

ng c c c p;

ng.
c bi t PGS.

TS. Nguy n Ti n Th ng, PGS. TS. Nguy
nh

,

u l n góp ý và ch b o cho em s a ch a lu n án này.

Tôi xin c

o, c

ph
C

ng

ng nghi p t i Vi n Công ngh sinh h c và th c

i h c công nghi

t

u ki

tôi ho n th nh lu n n.

c em sinh viên ngành công ngh sinh h c các khóa SH3, SH4, SH5, SH6,
tr tơi trong qu tr nh th c hi

Cu i c ng, xin c

t i n y.

là h

ng h tinh th n v c ng l

cho tôi c g ng ho n th nh lu n n n y.
Trân tr ng!
Nghiên c u sinh

Bùi H ng Quân

vi

ng l c


...................................................................................................ii
SUMMARY OF THE DISSERTATION ...................................................................... iv

................................................................................... xi
........................................................................................ xiii
............................................................................. xvi
M
1.1

tv

U ............................................................................................ 1
........................................................................................................ 1

1.2

N i dung nghiên c u ........................................................................................ 2

1.3

......................................................................................... 2

1.4

Gi i h n c

t i ............................................................................................ 2

1.5

ngh a khoa h c .............................................................................................. 3

1.6

ngh a th c ti n .............................................................................................. 3

1.7

T nh m i c a lu n n ........................................................................................ 3
T NG QUAN ..................................................................................... 4

2.1

Nuôi c

2.2

Vi khu n trong nuôi th y s n ............................................................................ 5

2.3

c ao nuôi th y s n................................................................... 12

2.4

m

.................................................................. 4

i thi n ch

c ao nuôi th y s n .............................. 16
P NGHIÊN C U ........... 19

3.1

V t li u ........................................................................................................... 19

3.1.1

V t li u nghiên c u ......................................................................................... 19

3.1.2

d

t i ............................................................... 20

3.1.3

.......................................................................................... 22

3.1.4

............................................ 23

3.2

p nghiên c u ................................................................................ 24

3.2.1

n t m u b n ao nuôi c tra .............................. 25

vii


3.2.1.1. Phân l p nh m vi khu n chuy

u ki n hi u kh ................. 25

3.2.1.2. Phân l p nh m vi khu n chuy n hóa h p ch

u ki n k kh

.................................................................................................................................... 25
3.2.1.3. Phân l p nh m vi khu n chuy n h a sulfide .................................................... 26
p phân l p nh m vi khu n chuy n h a tinh b t, cellulose, lipid v
protein ......................................................................................................................... 26
3.2.1.5. Phân l p nh m vi khu n t o ch t keo t sinh h c ............................................ 26

3.2.2

nh danh vi khu n .................................................................... 27

3.2.3

p th nghi m kh

i thi n ch

3.2.3.1. Th nghi m kh

3.2.4

c ao nuôi ............ 27
u ki n hi u kh .................... 27

3.2.3.2. Th nghi m kh

n hóa h p ch

u ki n k kh . 28

3.2.3.3. Th nghi m kh

n h a sulfide ....................................................... 28

3.2.3.4. Th nghi m kh

ng h p ch t k t t sinh h c................................. 29

3.2.3.5. Th nghi m kh

n h a protein ....................................................... 29

3.2.3.6. Th nghi m kh

n h a tinh b t ...................................................... 30

3.2.3.7. Th nghi m kh

n h a cellulose .................................................... 30

3.2.3.8. Th nghi m kh

n h a lipid ........................................................... 31

T

ng nuôi c y thu sinh kh i m t s ch ng n i b t c kh

ng d ng c i thi

c ao nuôi c tra ......................................................................... 32

3.2.4.1. T

ng thu sinh kh i ch ng NH5 ............................................ 34

3.2.4.2. T

ng nuôi c y thu sinh kh i vi khu n H2SB115................... 36

3.2.4.3. T

ng thu sinh kh i PO2 và PR5 ........................................... 38

3.2.4.4. T

a sinh kh i vi khu n EP6.................................................................. 39

3.2.4.5. T

ng nuôi c y thu sinh kh i vi khu n EC13 ......................... 41

3.2.4.6. T

ng nuôi c y thu sinh kh i ch ng EL6 ............................... 42

3.2.5

N. winogradskyi
................................................................ 43

3.2.6

p x l s li

........................................................ 43
.............................................................. 45

viii


4.1

K t qu phân l p c c nh m vi khu n

... 45

4.2

K t qu

4.3

K t qu s

ng v lo i theo v tr

4.4

K t qu s

ng lo i theo t ng nh m vi khu n ........................................... 78

4.5

K t qu th nghi

s

ng v lo i c a c c vi khu n.... 62

a l v tu i ao nuôi ............................ 72

a c c ch ng vi khu n phân l
4.5.1

K t qu x l

4.5.2

K t qu

u ki n hi u kh .................................................... 87
p ch

u ki n k kh ....................... 89

4.5.2.1. K t qu th nghi m chuy n hóa NO34.5.2.2 K t qu kh NO2- khi c m t NH4+

4.5.3

c....................... 87

u ki n k khí .......................... 89
u ki n k kh ................................ 93

l H2S ........................................................................................... 95

4.5.4

K t qu x

nh kh

4.5.5

K t qu th nghi m kh

c....................................................... 96

th

.................................... 98

4.5.5.1 K t qu th nghi m chuy n hóa protein ........................................................... 98
4.5.5.2 K t qu chuy n hóa tinh b t........................................................................... 100
4.5.5.3 K t qu chuy n hóa CMC .............................................................................. 101
4.5.5.4 K t qu th nghi n kh

4.6

K t qu t

y lipid .................................................. 103

a sinh kh

ng c ho t t nh n t b
.......................................................................... 105

4.6.1

K t qu t

i NH5 Nitrosomonas marina .... 105

4.6.2

K t qu t

ng nhân sinh kh i vi khu n H2SB115 Xanthomonas

bromi 108
4.6.3

K t qu t

ng nhân sinh kh i PO2 B. ehimensis .................. 111

4.6.4

K t qu t

ng nhân sinh kh i PR5 B. amyloliquefaciens ..... 114

4.6.5

K t qu

4.6.6

K t qu t

ng nhân sinh kh i P. eucalypti............................ 120

4.6.7

K t qu t

ng nhân sinh kh i P. polymyxa ................................. 123

P. humicus .............. 117

4.6.8

N. winogradskyi
................................................................... 125
ix


K T LU N V KI N NGH ......................................................... 127
5.1

........................................................................................................ 127

5.2

Ki n ngh ...................................................................................................... 127

DANH M

............................................................ 129
.......................................................................................... 130

x


DANH M C CÁC HÌNH NH
H nh 2.1 B

phân b ao ni c tra v

.......................... 4

Hình 3.1 V trí thu nh n m
H

m

..................... 20

ti n tr nh thí nghi m ............................................................................ 24

Hình 4.1 Hình d ng khu n l c và t bào (x1.000) c
hóa TAN

i di n nhóm vi khu n chuy n

u ki n hi u khí. ..................................................................................... 48

Hình 4.2 Hình d ng khu n l c ch

i di n nhóm t o ch t k t t sinh h c ............... 50

Hình 4.3 Khu n l c và hình d ng t bào nhu m gram (x1.000 l n) c a nhóm vi khu n
chuy n hóa h p ch

u ki n k khí. ............................................... 52
i di n các ch ng vi khu n sinh t ng h p protease ....................... 54
i di n nhóm vi khu n chuy n hóa S2- .... 56

Hình 4.5. Khu n l c và t bào (x1.000) c

i di n c a nhóm vi khu n sinh t ng h p lipase ........................... 58
Hình 4.7 Hình

i th và vi th c

i di n nhóm vi khu n phân gi i cellulose .... 60

i di n nhóm vi khu n sinh t ng h p amylase ............................. 61
H nh 4.9 C c gi ng vi khu n

c phân l p t m u b n ao nuôi c

m

..................................................................................................................... 67
H nh 4.10 Cây ph t sinh lo i c a c c ch ng vi khu n phân l

c............................ 68

H nh 4.11 Cây ph t sinh lo i ng nh Firmicutes ............................................................ 71
H nh 4.12 Cây ph t sinh lo i nh m vi khu n chuy n h a TAN tro

u ki n hi u kh

.................................................................................................................................... 79
H nh 4.13 Cây ph t sinh lo i nh m vi khu n chuy n h a h p ch

kh ... 80

H nh 4.14 Cây ph t sinh lo i nh m vi khu n chuy n h a sulfide ................................. 81
H nh 4.15 Cây ph t sinh lo i nh m vi khu n sinh t ng h p ch t k t t sinh h c .......... 82
H nh 4.16 Cây ph t sinh lo i c c ch ng phân h y protein ............................................ 83
H nh 4.17 Cây ph t sinh lo i nh m vi khu n phân h y tinh b t ................................... 84
H nh 4.18 Cây ph t sinh lo i nh m vi khu n phân h y cellulose.................................. 84
H nh 4.19 Cây ph t sinh lo i nh m vi khu n phân h y lipid ........................................ 86
Hình 4.20 V ng phân gi i casein c

i di n nh m vi khu n phân gi i protein .......... 99

H nh 4.21 V ng phân gi i tinh b t c

i di n nh m vi khu n phân h y tinh b t ..... 100

H nh 4.22 V ng phân gi i CMC c

i di n nh m vi khu n phân h y cellulose....... 103

H nh 4.23 V ng phân gi i d u oliu nh h a c c ch ng vi khu n phân h y lipid ......... 104
H nh 4.24 B m
H nh 4.25 M

ng sinh kh i N. marina ......................................................... 107
ng sinh kh i ch ng H2SB115 X. bromi...................................... 110

xi

H nh 4.26 b m

p ng m

B.ehimensis [lg(MPN/ml)] .................................... 113

H nh 4.27 b m

p ng sinh kh i B.amyloliquefaciens .......................................... 116

H nh 4.28 b m

ng sinh kh i P.humicus (WB mg/100mL) ...................... 119

H nh 4.29 B m

p

c gi a 2 y u t lên sinh kh i P.eucalypti ............. 122

H nh 4.30 b m

p

c gi a 2 y u t lên sinh kh i c a P. polymyxa ...... 124

H nh 4.31 S

i TAN (A), pH (B), NO2- (C), và NO3-(D) trong x

c ao nuôi

cá tra th c t .............................................................................................................. 126

xii


DANH M C B NG BI U
B ng 3.1 B ng thông tin v m u trong nghiên c u ....................................................... 19
B ng 3.2 Ma tr n Plackett-Burnman x p theo th t chu n cho 11 y u t .................... 32
B ng 3.3 Ma tr n RSM-

cho 3 y u t ....................................................... 33

B ng 3.4 Ma tr n RSM-CCD rút g n cho 4 y u t ....................................................... 34
B ng 3.5 Các bi n trong ma tr n Plackett-Burnman cho ch ng NH5 ........................... 35
B ng 3.6 Kho ng kh o sát c a 4 y u t dùng trong RSM-CCD cho NH5 .................... 36
B ng 3.7 Các y u t trong ma tr n PB cho sinh kh i vi khu n H2SB115 ..................... 37
B ng 3.8 C c m c c a c c y u t trong ma tr n RSM - CCD ...................................... 37
B ng 3.9 B ng y u t

c ch n và kho ng kh o sát cho PO2 v PR5 ........................ 38

B ng 3.10 Các y u t trong ma tr n RSM-CCD cho sinh kh i PO2 ............................. 39
B ng 3.11 C c y u t trong ma tr n RSM-CCD cho sinh kh i ch ng PR5 ................... 39
B ng 3.12 Các y u t s d ng trong ma tr n PB s ng l c sinh kh i EP6...................... 40
B ng 3.13 Các y u t s d ng trong ma tr n RSM
B ng 3.14 Các y u t s d ng trong Plackett
B ng 3.15 Các y u t s d ng trong RSM

CCD cho sinh kh i EP6.............. 40

Burman cho sinh kh i EC13 ............... 41

CCD t

i EC13 .................... 42

B ng 3.16 Các y u t s d ng trong PB cho s ng l c sinh kh i EL6............................ 42
B ng 3.17 C c y u t kh o sát trong thi t k RSM
B ng 4.1 S

ng ch ng vi khu n phân l

CCD cho sinh kh i EL6 ............. 43

c trong b n ao nuôi c tra

m

..................................................................................................................... 45
B ng 4.2 S

ng ch ng vi khu n phân l

c theo v tr trên sơng Mekong .......... 46

B ng 4.3 Hình thái c a nhóm vi khu n chuy n hóa TAN hi u khí ............................... 46
B ng 4.4 Hình thái nhóm vi khu n t o k t t sinh h c có b n ch t là polysaccharide ... 49
B ng 4.5. Hình thái nhóm vi khu n t o k t t sinh h c có b n ch t là protein .............. 49

B ng 4.6 H nh th i các ch ng vi khu n k khí chuy n hóa h p ch

............ 51

B

m hình thái c a nhóm vi khu n sinh t ng h p protease ..................... 53

B

m hình thái các ch ng vi khu n chuy n hóa sulfide .......................... 55

B

i th và vi th nhóm vi khu n sinh t ng h p lipase .................... 57

B

i th và vi th nhóm vi khu n sinh t ng h p cellulase .............. 59

B

i th và vi th nhóm vi khu n sinh t ng h p amylase ............... 61

B ng 4.12 Thành ph n ch ng vi khu n trong c c nh m phân l p t bùn ao nuôi cá tra
mt

............................................................................................. 63

B ng 4.13 Phân lo i c c gi ng vi khu n phân l p t b n ao nuôi c

xiii

m .. 69


B ng 4.14 Ch ng vi khu n theo m u v ch tiêu c i thi n ch
m

c ao nuôi c tra

............................................................................................... 72

B ng 4.15 Kh

n h a TAN hi u kh c a c c ch ng vi khu n phân l

c88

B ng 4.16 H

ng NH4+, NO2-, NO3- trong th nghi m chuy n h a NO3- k kh .... 90

B ng 4.17 H

ng NH4+, NO2-, NO3- trong th nghi m chuy n h a k kh ............ 94

B ng 4.18 H

ng S2-

ng nuôi c y ................................................... 95

B ng 4.19 K t qu t l k t t v i Kaolin c a d ch vi khu n sau nuôi c y.................... 97
B ng 4.20 Ho t t nh phân gi i casein c a các ch ng vi khu n kh o sát ........................ 99
B

ng kính vịng phân gi i tinh b t c a các ch ng vi khu n kh o sát ....... 101

B ng 4.22 ho t t nh cellulase c a các ch ng vi khu n phân l
B ng 4.23 ho t t nh lipase c a c c ch ng vi khu n phân l
B ng 4.24 K t qu th c nghi m m
B ng 4.25 Các y u t v

c ......................... 102
c.............................. 104

t bào NH5 N. marina theo ma tr n PB ........ 105
n sinh kh i N. marina .................................... 106

B ng 4.26 K t qu th c nghi m sinh kh i N. marina trong ma tr n RSM-CCD ......... 106
B ng 4.27 K t qu th c nghi m sinh kh i trong ma tr n PB b i H2SB115 ................ 108
B ng 4.28 Các bi n trong ma tr n PB sinh kh i c a H2SB115 Xanthomonas bromi .. 109
B ng 4.29 k t qu th c nghi m sinh kh i H2SB115 X. bromi trong ma tr n RSM
CCD .......................................................................................................................... 110
B ng 4.30 K t qu th c nghi m m
B ng 4.31 M c

B. ehimensis theo ma tr n PB ....................... 111

ng c a các y u t lên sinh kh i c a vi khu n PO2 B. ehimensis

.................................................................................................................................. 112
B ng 4.32 K t qu th c nghi m sinh kh i PO2 B. ehimensis trong ma tr n RSM-CCD
.................................................................................................................................. 112
B ng 4.33 k t qu th c nghi m m
B ng 4.34 m c
B ng 4.35 k t qu m

PR5 B. amyloliquefaciens theo ma tr n PB ... 114

ng c a các y u t lên m

B. amyloliquefaciens ............... 114

B. amyloliquefaciens ma tr n RSM-CCD .......................... 115

B ng 4.36 k t qu th c nghi m sinh kh i P. humicus trong ma tr n PB ..................... 117
B ng 4.37 m c

ng c a các y u t lên sinh kh i P. humicus ........................... 117

B ng 4.38 k t qu th c nghi m sinh kh i P. humicus theo RSM-CCD ...................... 118
B ng 4.39 k t qu th c nghi m m
B ng 4.40 m c

P. eucalypti theo ma tr n PB......................... 120

ng c a các y u t lên m

B ng 4.41 K t qu th c nghi m m

c a P. eucalypti ....................... 120

P. eucalypti trong ma tr n RSM-CCD .......... 121

B ng 4.42 K t qu sinh kh i P. polymyxa theo ma tr n PB ........................................ 123
B ng 4.43 M c

ng c a các y u t lên sinh kh i P. polymyxa ......................... 123

xiv


B ng 4.44 K t qu th c nghi m sinh kh i P. polymyxa ma tr n RSM-CCD .............. 124
B ng 4.45 K t qu gi m TAN (%) khi x lý b ng ch ph m sinh h c........................ 125

xv


DANH M C CÁC T

VI T T T

ng b ng sông C u Long
VASEP

Hi p h i ch bi n v xu t kh u th y s n Vi t Nam

BOD

Nhu c u oxi sinh h c (Biochemical oxygen demand)

COD

Nhu c u oxi h a h c (Chemical oxygen demand)

DO

Oxi h a tan (Disolve Oxygen)

TNK

T

FCR

H s chuy

RAS

H th ng nuôi th y s n tu n ho n (Recirculation aquaculture system)

TAN

T

TSS

T ng ch t r

RAS

H th ng nuôi th y s n tu n ho n (Recirculating Aquaculture System)

PB

Ma tr n s ng l c Plackett

Kjeldahl (Total Kjeldahl Nitrogen )
i th

(Feed conversion ratio)

m NH3 (Total NH3 Nitrogen)

RSM

ng (Total solid suspended)
Burman

ng b m t (Response Surface Methodology)

CCD

Thi t k c u trúc có tâm (Central Composite Design)

TCVN

Tiêu chu n Vi t Nam

NCBI

National Center for Biotechnology Information

DNS

Acid dinitrosalicylic

CMC

Carboxymethyl Cellulose

CFU

h nh th nh khu n l c (Colony Forming Unit)

MPN

S

ng x c su t l n nh t c th c (Most Probable Number)

MEGA

Ph n m m MEGA (Molecular Evolutionary Genetics Analysis)

LAB

Vi khu n lactic (Lactic Acid Bacteria)

GRAS

General Recognized As Safe

PB

Ma tr n Plackett

RSM

Response Surface Methodology

CCD

Central Composite Design

Tên vi sinh v t vi t t t

Burman

c qu c t

ng theo SI

xvi


1.1

v n

C tra (Pangasianodon hypophthalmus) l m t trong nh ng lo i c

c

nuôi ph bi n

c

ng b ng sông C

t 5.700 ha, s

ng c

i t ng di n t

t 1,56 tri u t n c (VASEP, 2021). Ch

trong nuôi c tra không ch

nc m c n

c

n t t c c c sinh v t

n ngu
[1]

m c n 7,4m3

s n xu t 1kg c

b n, cá ch h p th

c v sinh ra 19,7 l t

c 38,5%, trong b n 1,17%

v vi sinh v t h p th 26,7% [2]

i v i v t ch t khô, c h

c 9,4%,

c 17,3%, trong b n 4,93% v phân h y do vi sinh v t v y u t kh c chi m
68,3% [2]
v t

y, qu tr nh nuôi c tra t

ng vai tr

ng l n ch t th i. V

vi sinh

ng trong chuy n h

tra

m.
duy tr ch

c ao nuôi c

và

i nuôi c

c t bên ngo i c th

nh vào ao v vi c x

c th i gây ô nhi m khu v c xung quanh [2]. Nghiên c u s d ng vi sinh v

c i

thi n ch

tr th nh m t xu th t t y u c a qu tr nh nuôi th y s n b n

v ng [3].

ib

m trong mô

ng [4], lo i b H2S [5], t o enzyme

[3], t o ch t k t t sinh h c lo i b ô nhi m [6] v c i thi n ch

c [7].

và
[4], vi sinh v t t ng h p enzyme trong ao nuôi c
nghiên c u
nh m vi khu n có kh

i thi n ch

ph m

Th a Thiên Hu [8]
s

ng c a c c

c trong ao nuôi c

hân l p c c ch ng vi khu n t ao nuôi c

m

khoa h c quan tr ng trong vi c
ki m so t ch

c trong ao nuôi

[9][10].
t
c i thi n ch
ph m

Nghiên c u s

ng c a nhóm vi khu n có kh

c ao ni cá tra (Pangasianodon hypophthalmus

ng b ng sông C

.

1


1.2

u
(1) Phân l p nh m vi khu n chuy

u ki n hi u kh , h p ch t

u ki n k kh , H2S, protein, tinh b t, cellulose, lipid v nh m vi
khu n t o ch t keo t sinh h c.
(2)

c ch ng vi khu n b

(3)

p gi i tr nh t gen 16S rRNA.

ng c a c c ch ng vi khu n phân l

cv s

ng gi ng

lo i; th nh ph n gi ng lo i theo v tr , tu i ao v nh m ho t t nh.
(4)

nh kh

u ki n hi u kh , chuy n h a h p

ch

u ki n k kh

lipid v kh

nh, protein, tinh b t, cellulose,

o ch t keo t c a các ch ng phân l

(5)

ng v

c.

u ki n nuôi c y ch ng c ho t t nh c i thi n ch t

c ao nuôi c

m n i tr i.

(6) Th nghi m kh

c ao ni cá tra th c t

lít c a 02 ch ng phân l

quy mô 10

c trong nh m vi khu n x l TAN hi u kh .

1.3 M c tiêu c a lu n án
Phân l

nh s

ng sinh h c c a c c ch ng vi khu n t ao nuôi c tra

mt

,t

u ki n nuôi c y thu sinh kh i

các ch ng vi khu n có ho t tính cao

ng th

nh kh

c ao nuôi

cá tra th c t .
1.4 Gi i h n c
t i phân l p, x

t i
nh s

ng

và

và
ng
vi khu n c kh

i thi n ch

c ao nuôi c

trong 11 m u b
Mekong t
(14 ao

51 ao nuôi c

u ngu n 3 m u (15 ao

Cao L

m hi n di n

ng Th p)

Thanh B

m d c theo sông
ng Th p)

cu i ngu n 5 m u (22 ao

2

gi a ngu n 3 m u

Ti u C n, Tr Vinh).


1.5 Ý ngh a khoa h c

Lu n n x

cs

ng và phân b
thi

ng v s

ng và ch ng lo

ng hình th c dinh

a lý d c sông Mekong c a c c nh m vi khu n c kh

c ao nuôi c

m

Lu n n x

ng v

c ho t t nh c i thi n ch

i

t h p gi i tr nh t gen 16S rRNA.
u ki n nuôi c y t

i 7 ch ng

c trong ao nuôi c

mn ib tl

s cho qu tr nh s n xu t sinh kh i c c ch ng n y.
Lu

c kh

i thi

m thông qua

thí nghi m x lý TAN b ng ch ph m s n xu t t sinh kh i vi khu
nh trên ch

c ao nuôi th c t

u ki n phịng thí nghi m (10 lít).

1.6 Ý ngh a th c ti n
Lu n

c1b

p ch ng vi khu

ml

ng d ng trong th c ti n.

Lu n n x
l

c ao nuôi c tra

u ki n nuôi c y t
ng ng d

i c a 7 ch ng vi khu n ch n

c i thi n ch

c trong ao ni c tra.

1.7 Tính m i c a lu n n
t i l nghiên c

u tiên

s

ng

nuôi cá tra và
c a c c nh m vi khu n c kh
ao nuôi c

i thi n ch

m
c 28 lo i Paenibacillus l
ng ao nuôi c tra v 10 lo i l

h

c trong

c công b hi n di n
c công b c kh

u ki n hi u kh .
u ki n nuôi c y t

ch ng vi khu n ch n l

ng ng d

nuôi c tra.

3

ng lên men t i thu sinh kh i c a 7
c i thi n ch

c trong ao

T NG QUAN
2.1 Nuôi c

m

C tra (P. hypophthalmus)

i dân v

nh ng th p k

1960. Vi c nuôi c tra ng y c ng tr nên ph bi n
b nh 293 ngày/ch

nh khi

t ch nuôi c tra
(VASEP,

2021).

t 952

t 5.700 ha, s
Theo

th ng

kê

c a

Hi p

t 1,56 tri u t n c
h i

( t
2

tra v i di n t

tra

Vi t

Nam

kho ng 1.085 ao nuôi cá

tra v

ng nuôi c

c

c

phân b d c 2 bên sông ti n v sông h u (h nh 2.1).

H nh 2.1 B
Ho

[2]. Di n

p ph

ng k v o ngu n thu ngân s ch v thu nh p

i s ng v t ch t c

i dân ng y c

nh p t nuôi c

c c i thi n do thu
c

c tra ng y c ng b ô nhi

c c khu v c ao nuôi

ch (2009), sau 11 tháng nuôi c tra

m c t ch l

[9].

4

C nl
và
và
,2% (1,8% trong
và

[9]
và

v

ng l

Vi c x th

ng l

2 g), phospho (12,6 g) [9].

c nuôi n y v

ng xung quanh s

ng c a khu v c. Nuôi c v

n

c ô nhi m kèm theo

i c

sinh tr ng (Trichodina sp.,

Apinosoma sp., Ichthyophthyrius multifiliis

Saprolegnia, Achlya,

) [10] v vi khu
và gây ra nh
c i thi n ch
b

[10]. Vi c
c ao nuôi c

t v ch

ml

u ki n tiên quy

ng c tra c

m

ng xung quanh [11].

2.2 Vi khu n trong nuôi th y s n
cá ch a các th nh ph n vô sinh v h u sinh. Trong c c th nh ph n

h u sinh c c c vi sinh v t g m vi khu n c , vi khu n, n m, nguyên sinh v t. Vi sinh
v

c ao nuôi th c hi n nhi u ch

nhau v

c. Ch ng t

c v i v t ch [12]

thông qua chu tr

c vai tr

c bi t l

s c kh e c a cá nuôi.
p x c tr c ti p v

c bi t trong h sinh th i

[13].

Ng y c ng c nhi u b ng ch ng v s t
lên

ng qua l i l n

ng c ng h p c a t p h p c c vi sinh v t

c , da, niêm m c, vây, mang v ru t l nh ng

ng ngo i v vi sinh v
ng ao nuôi

c th

ng. K
xâm nh p v ph t tri n

ph nnói trên. Theo Moriarty [14], vi sinh v t
v t ch

ng c a cá nuôi , ch
c th

v tu n ho

t, s tu n ho n
c, ki m so t d ch b nh v t

u ra. Vi c ki m so t ho

ng c a vi sinh v t trong m

ng trong ao nuôi r t c n thi t cho vi c t
u v h vi khu n trong

nghiên c u

th y s

vào [15]:

vi sinh v
5

b
ng

i th
s n xu t.

c th c hi n. C c


và
cá.
B m t mang c l v tr ch nh c a qu tr
ch t nh

i kh trong c

c ph l p

c l m m i liên t c. L p ch t nh y n y ch

histone, lectin, lysozyme, mucin và

o, c c

peptide kh ng khu n, lysozyme v c c th nh ph n enzyme bao g m c protease [16].
C c phi n mang ch a nhi u vi sinh v t th
trong mang c th

tr

c t i t o thông qu qu tr nh n i sinh v /ho c ngo i sinh [17].

Vì c b i ti t NH3 v c c h p ch

c qua mang. Vi khu n

t nh y c

Nitrosomonas

NH3 th nh NO2h ng [18].

i kh . H vi sinh v t

[17]

quá trình

un yc

c ghi nh n

mang c ch p c c vi khu n chuy n h a NH3 th nh kh

chung, h vi sinh v t trong mang c

u ki

d ng b ng h vi sinh v t trong da v

c

[19]. Nh n
ng v

c [17], [20].

Da c ti p x c tr c ti p v

c
và

bên ngoài. Gi

cá, l p nh y trên da c ch a nhi u ch t b o

v c kh i s xâm nh p c a m m b nh [21]. Vi sinh v t trên da c kh c v i vi sinh v t
c

c xung quanh v th nh ph n v s

ng. Vi sinh v

i trên da c . Tuy nhiên, Actinobacter
v i

[20]. T

c ao nuôi
da c l

c ao nuôi c ng t n t i m t s nh m vi khu n t

do không khu tr trên b m t. i u n y gi i th ch s kh c bi t v vi sinh v t gi a da c
v

c [22]. S

ng c a vi khu n trong ao nuôi cá c ng kh c nhau

m n. [23].
khu n phân l

Vi
c t

m u swab da c

thu c l p Alphaproteobacteria (12%),

Actinobacteria (11%), Gammaproteobacteria (10%), Bacilli (3%), Bacteroidia (3%) v
Fusobacteriia (3%) v

trên m u da c

Bacilli (7%), Fusobacteria (4%), (6%),

Bacteroidia (0%) v

Alphaproteobacteria (8%) [12]. Trong

n i b t l

Cetobacterium sp.; Anaerobacillus sp. v Skermanella sp. Nhi u ch ng vi khu
p t tr ng c không ch

b m tm c n

trong mô v i m

t 103-

106 CFU/g bao g m Aeromonas, Alteromonas, Arthrobacter, Flavobacterium,
Moraxella, Pseudomonas [24].

6


H vi sinh v t trong ru t c ph thu c v o lo i c , th
[26]. H vi sinh v t trong ru t c
c

ng [25],

c quan tâm. Nghiên c u h vi sinh trong ru t

c th c hi n [27]. Nhi u lo i vi khu n trong h vi sinh ru t c

ph . H vi sinh ru t c c vai tr quan tr ng trong ch
M t v i lo i vi sinh v t c a ru t c kh

c kh m

n d ch c a c [23].

ng l i c c t c nhân gây b nh.

Carnobacterium spp. phân l p t c h i c kh

ng 7 lo i vi khu n gây b nh in

vivo [28]. Kho ng 28% trong s 400 vi khu n t ru t c Turbot c kh
Vibrio anguillarum trong khi 60% kh ng v i c c t c nhân gây b nh kh c
[29]. H vi sinh v t ru t c

ng

ng. Nhi u lo i vi khu

ng b i d ng th

c phân l p t ru t c

ng r t l

chuy n h a dinh

Bacillus v Aeromonas c

th s n sinh c c enzyme ngo i b
môi t

[30]. C

m n, nhi

ng v

trên c

u ki n

ng oxy h a tan c ng c

nh

n h vi sinh trong ru t c [23].

Vi sinh v t trong ao nuôi c tra c

c nghiên c

và

[4]

vào 4 nhóm là

Arthrobacter, Corynebacterium, Rhodococcus, Bacillus và
Pseudomonas [4]. Li v

x

nh c c c c vi khu

c ao nuôi c

trôi tr ng trong 5 th ng v i th nh ph

i theo th ng. K t qu th ng 07 c

Flavobacterium (9,5%), Haliscomenobacter

(8,1%), Exiguobacterium (7,5%),

Caldilinea (4,9 %), v Dechloromonas (3,6 %); trong khi th ng 8 c

vi khu n

Roseomonas (10,2%), Caldilinea (5,4%), Deinococcus (5,0%), Emticicia (4,4%) v
Flavobacterium (3,7 %); th ng 9: Caldilinea

(9,6%), Clostridium (5,5%),

Hyphomicrobium (4,8%), Exiguobacterium (4,0%), v Agromyces (3,8%); th ng 10:
Anoxybacillus

(15,3%),

Exiguobacterium

(11,9%),

Roseomonas

(11,6%),

Flavobacterium (7,5%), and Brachybacterium (3,0%); th ng 11: Roseomonas (22,9%),
Exiguobacterium

(10,3%),

Flavobacterium (4,5%) [31]

Emticicia

(5,3%),

Anoxybacillus

(5,1%),

v

Pseudomonas stutzeri
[32].
và

[33].

khác nhau
và
phosphatase, lysozyme,

và cytokine [34]. Các

minh

thông qua

7

và