KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NITROGEN VÀ PHOSPHOR LÊN SỰ TĂNG TRƯỞNG CỦA VI TẢO CHAETOCEROS SUBTILIS VAR. ABNORMIS PROSCHKINALAVRENKO ĐƯỢC PHÂN LẬP Ở HUYỆN CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
#"


VÕ HỒNG TRUNG


KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NITROGEN VÀ PHOSPHOR LÊN SỰ
TĂNG TRƯỞNG CỦA VI TẢO CHAETOCEROS SUBTILIS VAR.
ABNORMIS PROSCHKINA-LAVRENKO ĐƯỢC PHÂN LẬP Ở HUYỆN
CẦN GIỜ, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH


Luận văn thạc sĩ
Chuyên ngành Sinh học thực nghiệm – Hướng Sinh lý thực vật
Mã ngành: 60.42.30

Người h
ướng dẫn khoa học:
TS. Lê Thị Trung



TP. HỒ CHÍ MINH, 09/2011

LỜI CẢM ƠN


Tôi xin gửi lời cảm ơn thật chân thành đến:
¾ Giáo viên hướng dẫn – TS. Lê Thị Trung. Cô đã tận tâm chỉ bảo, hướng
dẫn, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu trong thực hành thí nghiệm cũng như
trong cuộc sống và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận văn.
¾ Cố GS. TS. Mai Trần Ngọc Tiếng – Ng
ười đã sáng lập ra bộ môn Sinh lý
thực vật và truyền đạt kiến thức vô cùng bổ ích cho tôi làm hành trang bước vào con
đường nghiên cứu.
¾ PGS. TS. Bùi Trang Việt – Trưởng Bộ môn, Trưởng Chuyên ngành Sinh lý
thực vật, đã tận tình truyền đạt những tri thức khoa học quí báu, đã nhiệt tình cố
vấn, chỉ dẫn trong những lúc khó khăn trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
¾ PGS. TS. Võ Thị Bạch Mai, TS. Nguyễn Du Sanh và tất cả các quý Thầ
y
cô đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức và tạo niềm tin vững chắc cho tôi để
tôi có thể tự tin bước vào quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
¾ TS. Trần Thanh Hương, ThS. Phan Ngô Hoang, ThS. Trịnh Cẩm Tú,
ThS. Đỗ Thường Kiệt cùng quý Thầy, Cô, Anh, Chị và các em sinh viên ở bộ
môn Sinh lý thực vật trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã nhiệt tình giúp đỡ hóa
chất cũng như trang thiế
t bị thí nghiệm và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá
trình học cũng như thực hành.
¾ TS. Nguyễn Thị Lệ Nhung (Pháp), GS. Mourice Loir (Pháp) đã giúp đỡ
và tư vấn cho tôi trong việc định danh.
¾ BCN khoa Sinh, bộ môn SLTV-SH-VS, ThS. Lương Thị Lệ Thơ, CN. Hồ
Thị Mỹ Linh – Phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật trường Đại học Sư phạm, Thành
phố Hồ Chí Minh, đã tạo điều kiện thuậ
n lợi cho tôi làm việc tại phòng thí nghiệm.

¾ ThS. Huỳnh Thị Ngọc Như, CN. Đào Huy Mạnh, CN. Lý Thị Thùy
Duyên, CN. Trần Thị Vẻ, CN. Võ Thị Ngọc Thành, CN. Hồ Thị Diễm Thúy,
CN. Nguyễn Thị Thanh Tâm; các em sinh viên Phạm Thị Hồng, Lê Diễm Kiều,
Khoa Sinh học – Trường Đại học Sư phạm Thành Phố Hồ Chí Minh đã chia sẻ
những khó khăn cũng như giúp đỡ tôi rất nhiệt tình trong quá trình thực hiện đề tài.
¾ Chú Mười M
ẫm, thôn Đồng Hòa, xã Long Hòa, huyện Cần Giờ, Tp. Hồ Chí
Minh, người đã không ngại nắng mưa gió bão trong các chuyến ghe chở tôi đi thu
mẫu phục vụ nghiên cứu.
¾ Tập thể lớp cao học khóa 18 đã cùng tôi học tập nghiên cứu, cùng giúp đỡ
lẫn nhau, và chia sẻ kinh nghiệm quý báu để cùng nhau hoàn thành tốt công việc.
¾ Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Cha, Mẹ, Anh, Chị,
Em trong gia đình và B
ạn bè đã luôn theo sát, động viên, ủng hộ tôi về mọi mặt, là
chỗ dựa cho tôi tự tin trong học tập, thực hiện đề tài và trong cuộc sống.


Tp. Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2011
Võ Hồng Trung

1

MỞ ĐẦU
Thực vật phù du ở biển là những loài tảo đơn bào sống lơ lửng trôi nổi trong
nước, có khả năng hấp thụ muối dinh dưỡng vô cơ hòa tan và tiến hành quang hợp
tạo ra chất hữu cơ. Thực vật phù du là mồi ăn của động vật phù du, các loại ấu
trùng, các loại động vật thân mềm ăn lọc, các loài cá bột và một số loài cá trưởng
thành, chúng là mắ
t xích rất quan trọng trong chuỗi thức ăn của sinh vật biển
(Trương Ngọc An, 1993).
Trong thực vật phù du, tảo silic thường chiếm khoảng 60 – 70% về số loài cũng
như sinh vật lượng, nhất là ở những vùng biển ven bờ, chúng luôn luôn chiếm ưu
thế tuyệt đối, có nơi tới trên 84% về số loài và tới 99% về sinh vật lượng. Tình hình
phân bố của tảo silic thường phản ánh khá đầy đủ xu thế
chung của toàn bộ thực vật
phù du (Trương Ngọc An, 1993).
Tảo có vị trí quan trọng trong việc phát triển các nguồn chất hữu cơ mới. Những
năm gần đây, các loài tảo đã thu hút sự chú ý ngày càng tăng của các nhà khoa học,
công nghệ và thương mại do những ưu thế của cơ thể này so với thực vật bậc cao
như sự phát triển đơn giản, vòng đời ngắn, năng suấ
t cao, hệ số sử dụng năng lượng
ánh sáng cao, thành phần sinh hóa dễ được điều khiển tùy điều kiện nuôi cấy và nhờ
kỹ thuật di truyền, nuôi trồng đơn giản, thích hợp với qui mô sản xuất công nghiệp
(Đặng Đình Kim và Đặng Hoàng Phước Hiền, 1999).
Hiện nay, có hơn 40 loài khác nhau được phân lập và nuôi thuần giống với
phương thức thâm canh trên thế giới. Các loài tảo silic sử dụng phổ
biến làm thức
ăn tươi sống trong nuôi trồng thủy sản là Chaetoceros calcitrans, Skeletonema
costatum, Isochrysis sp., Thalassiosira pseudonana (Đặng Đình Kim và Đặng
Hoàng Phước Hiền, 1999).

Ở nước ta từ những năm đầu thập kỷ 70, việc sản xuất các loài hải sản quí mới
bắt đầu được quan tâm. Do đó, việc nuôi tảo cũng được chú ý, mục tiêu là tìm loài
thích hợp cho điều kiện Việt Nam để cho sinh khối nhanh phục v
ụ công tác giống.
Hiện nay, nghề nuôi trồng tôm phát triển rất nhanh. Vì vậy, việc nghiên cứu và phát
2

triển tảo silic để cung cấp nguồn thức ăn có chất lượng cao giúp tạo ra số lượng lớn
tôm giống và có sức sống cao đang phát triển mạnh (Nguyễn Thanh Mai và cộng
sự, 2009).
Nitrogen (N) và phosphor (P) là các chất dinh dưỡng quan trọng góp phần vào
sản xuất sinh khối của vi tảo, có thể giới hạn sự tăng trưởng của thực vật phù du
trong môi trường tự nhiên, đóng một vai trò thiết yếu trong các quá trình bi
ến
dưỡng tế bào, là một phần của các quá trình sinh hóa. N được sử dụng chủ yếu để
cấu trúc protein, amino acid và acid nucleic. Trong khi đó, P chủ yếu trong thành
phần của acid nucleic và phospholipid, ATP và NADP đóng vai trò quan trọng
trong các quá trình truyền năng lượng trong tế bào. Sự tương tác giữa các chất dinh
dưỡng có thể ảnh hưởng lên sự tăng trưởng của thực vật phù du (Richmond, 2004;
Sheek and Rady, 1995).
Ngoài ra, sự có mặt của phosphate cũng cần thiết cho sự vận chuyển tích c
ực các
kim loại vào tế bào. Vì thế, sự giới hạn phosphate làm giảm sự hấp thu của các kim
loại như nikel ở Phaeodactylum tricornutum. Phosphate có thể tạo phức hay kết tủa
các kim loại làm cho các kim loại độc và phosphate không thể hấp thụ vào tế bào.
Khi nồng độ phosphate tăng, kim loại dư thừa bị tạo phức làm giảm tính độc và các
phosphate dư thừa sẽ kích thích tăng trưởng (Said, 2009).
Xuất phát từ tình hình thực tế trên và để
tìm hiểu thêm về sinh lý vi tảo, chúng tôi
chọn đề tài: “Khảo sát ảnh hưởng của nitrogen và phosphor lên sự tăng trưởng

của vi tảo Chaetoceros subtilis var. abnormis Proschkina-Lavrenko được phân
lập ở huyện Cần Giờ, Thành phố Hồ Chí Minh”.
Mục tiêu đề tài:
- Khảo sát sự đa dạng thành phần loài tảo silic trong mẫu nước biển thu
thập ở vùng ven bờ biển Cần Giờ.
- Phân lập và định danh loài
Chaetoceros subtilis var. abnormis
Proschkina-Lavrenko từ nước biển Cần Giờ.
3

- Tìm điều kiện nuôi cấy, mật độ tế bào xuất phát và môi trường nuôi cấy
thích hợp cho sự tăng trưởng của loài này.
- Khảo sát ảnh hưởng của N và P riêng rẽ hay kết hợp lên sự tăng trưởng
của loài này.
Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật trường Đại học Sư
phạm Tp. Hồ Chí Minh và phòng thí nghiệm Sinh lý thực vật trường Đạ
i học Khoa
học Tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh. Thời gian thực hiện từ tháng 09/2010 – 06/2011.

-i-

MỤC LỤC
DANH MỤC ẢNH v

DANH MỤC BẢNG ix
DANH MỤC HÌNH xii
KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT xv
MỞ ĐẦU 1
Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Vùng biển Cần Giờ (Tp. Hồ Chí Minh) 4
1.2. Giới thiệu ngành tảo silic (Bacillariophyta) 5
1.3. Cấu tạo tế bào tảo silic 7
1.4. Các hình thức sinh sản 8
1.5. Động học tăng trưởng vi tảo 11
1.6. Sự hấp thu và biến dưỡng carbon ở tảo silic 13
1.7. Sự đồng hóa nitrogen ở vi tảo 17
1.8. Ảnh hưởng của nitrogen 19
1.9. Ảnh hưởng của phosphor 21
1.10. Ảnh hưởng của các điều kiện môi trường khác 23
1.11. Giá trị dinh dưỡng của vi tảo 24
1.12. Vai trò của vi tảo 25
Chương 2 - VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP 27
2.1. Vị trí thu mẫu 27
2.2. Đối tượng nghiên cứu 27

2.3. Phương pháp nghiên cứu 28
2.3.1. Phương pháp thu mẫu 28
-ii-

2.3.2. Khảo sát sự đa dạng loài tảo silic trong mẫu nước biển thu thập 28

2.3.3. Phương pháp phân lập bằng micropipette 29
2.3.4. Phương pháp tinh sạch 30
2.3.5. Định danh 32
2.3.6. Quan sát hình thái tế bào 33
2.3.7. Xác định mật độ tế bào và đường cong tăng trưởng 33
2.3.8. Xác định tốc độ tăng trưởng 34
2.3.9. Xác định hệ số pha loãng 34
2.3.10. Xác định điều kiện nuôi cấy và mật độ tế bào xuất phát thích hợp 35
2.3.11. Xác định thời điểm cấy chuyền 35
2.3.12. Xác định môi trường nuôi tảo thích hợp 35
2.3.13. Đo cường độ quang hợp và hô hấp 36
2.3.14. Ảnh hưởng của nitrogen lên sự tăng trưởng của Chaetoceros subtilis
var. abnormis Proschkina-Lavrenko 36

2.3.14.1. Ảnh hưởng của nitrogen – nitrate (N-NO
3
-
) lên sự tăng trưởng của
Chaetoceros subtilis var. abnormis Proschkina-Lavrenko 36

2.3.14.2. Ảnh hưởng của nitrogen – ammonium (N-NH
4
+
) lên sự tăng trưởng

của Chaetoceros subtilis var. abnormis Proschkina-Lavrenko 37

2.3.14.3. Ảnh hưởng kết hợp giữa N-NO
3
-
và N-NH
4
+
lên sự tăng trưởng của
Chaetoceros subtilis var. abnormis Proschkina-Lavrenko 38

2.3.15. Ảnh hưởng của phosphor lên sự tăng trưởng của Chaetoceros subtilis
var. abnormis Proschkina-Lavrenko 39

2.3.16. Ảnh hưởng của tỷ lệ N:P lên sự tăng trưởng của Chaetoceros subtilis
var. abnormis Proschkina-Lavrenko 39

2.3.17. Ảnh hưởng kết hợp giữa N và P lên sự tăng trưởng của Chaetoceros
subtilis var. abnormis Proschkina-Lavrenko 40

-iii-

2.3.18. Phân tích thống kê số liệu 40

Chương 3 - KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 41
3.1. Kết quả 41
3.1.1. Sự đa dạng của tảo silic trong mẫu nước biển thu thập 41
3.1.2. Phân lập và tinh sạch vi tảo 43
3.1.4. Xác định điều kiện nuôi cấy và mật độ tế bào xuất phát thích hợp 47
3.1.5. Xác định môi trường nuôi tảo thích hợp 56

3.1.6. Xác định thời điểm cấy chuyền 62
3.1.7. Ảnh hưởng của N lên sự tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var.
abnormis Proschkina-Lavrenko 62

3.1.7.1. Ảnh hưởng của N-NO
3
-
lên sự tăng trưởng của Chaetoceros subtilis
var. abnormis Proschkina-Lavrenko 62

3.1.7.2. Ảnh hưởng của N-NH
4
+
lên sự tăng trưởng của Chaetoceros subtilis
var. abnormis Proschkina-Lavrenko 71

3.1.7.3. Ảnh hưởng kết hợp giữa N – NO
3
-
và N – NH
4
+
lên sự tăng trưởng
của Chaetoceros subtilis var. abnormis Proschkina-Lavrenko 78

3.1.8. Ảnh hưởng của P lên sự tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var.
abnormis Proschkina-Lavrenko 86

3.1.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ N:P lên sự tăng trưởng của Chaetoceros subtilis
var. abnormis Proschkina-Lavrenko 94


3.1.10. Ảnh hưởng kết hợp giữa N và P lên sự tăng trưởng của Chaetoceros
subtilis var. abnormis Proschkina-Lavrenko 100

3.2. Thảo luận 110
3.2.1 Sự đa dạng của tảo silic trong mẫu nước biển thu thập 110
3.2.2. Xác định điều kiện nuôi cấy và mật độ tế bào xuất phát thích hợp 110
3.2.3. Xác định môi trường nuôi tảo thích hợp 112
-v-

DANH MỤC ẢNH
Ảnh 3.1: Sự đa dạng của các loài tảo silic trong mẫu nước biển thu thập ở vùng ven
bờ biển Cần Giờ, TP. Hồ Chí Minh. 43

Ảnh 3.2: Mẫu tảo silic phát triển trong các giếng sau 5 ngày phân lập. 43
Ảnh 3.3: Mẫu tảo silic thuần chủng và còn nhiễm vi khuẩn (vòng màu đỏ) sau 5
ngày phân lập. 43

Ảnh 3.4: Mẫu tảo silic thuần chủng và sạch khuẩn. 44
Ảnh 3.5: Hình thái một chuỗi tế bào (A) và bào tử nghỉ (B) của Chaetoceros
subtilis var. abnormis dưới kính hiển vi quang học. 45

Ảnh 3.6: Ảnh chụp SEM của tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis. 46
Ảnh 3.7: Ảnh chụp SEM của tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis theo
Sunesen et al., 2008. 46

Ảnh 3.8: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis ở mật độ độ xuất phát
2.500 tb/ml trong điều kiện nuôi cấy lỏng tĩnh. 48

Ảnh 3.9: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis ở mật độ độ xuất phát

5.000 tb/ml trong điều kiện nuôi cấy lỏng tĩnh. 48

Ảnh 3.10: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis ở mật độ độ xuất
phát 10.000 tb/ml trong điều kiện nuôi cấy lỏng tĩnh. 49

Ảnh 3.11: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis ở mật độ độ xuất
phát 20.000 tb/ml trong điều kiện nuôi cấy lỏng tĩnh. 49

Ảnh 3.12: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis ở mật độ độ xuất
phát 2.500 tb/ml trong điều kiện nuôi cấy lỏng lắc. 52

Ảnh 3.13: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis ở mật độ độ xuất
phát 5.000 tb/ml trong điều kiện nuôi cấy lỏng lắc. 53

Ảnh 3.14: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis ở mật độ độ xuất
phát 10.000 tb/ml trong điều kiện nuôi cấy lỏng lắc. 53

Ảnh 3.15: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis ở mật độ độ xuất
phát 20.000 tb/ml trong điều kiện nuôi cấy lỏng lắc. 54

Ảnh 3.16: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường f/2.
57

-vi-

Ảnh 3.17: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
NBTN. 58

Ảnh 3.18: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
Aquil*. 58


Ảnh 3.19: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW 59

Ảnh 3.20: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
DAM 59

Ảnh 3.21: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
DAM* 60

Ảnh 3.22: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW đối chứng. 63

Ảnh 3.23: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 75 µmol/L N – NO
3
-
. 64
Ảnh 3.24: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 250 µmol/L N – NO
3
-
. 64
Ảnh 3.25: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 500 µmol/L N – NO
3
-
. 65
Ảnh 3.26: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 750 µmol/L N – NO

3
-
. 65
Ảnh 3.27: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 1000 µmol/L N – NO
3
-
. 66
Ảnh 3.28: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 75 µmol/L N – NH
4
+
. 72
Ảnh 3.29: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 250 µmol/L N – NH
4
+
. 72
Ảnh 3.30: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 500 µmol/L N – NH
4
+
. 73
Ảnh 3.31: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 750 µmol/L N – NH
4
+
. 73
-vii-

Ảnh 3.32: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 1000 µmol/L N – NH
4
+
. 73
Ảnh 3.33: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 750 µmol/L N – NH
4
+
. 79
Ảnh 3.34: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 750 µmol/L N – NO
3
-
. 79
Ảnh 3.35: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N – NO
3
-
và N – NH
4
+
tỷ lệ 1:1. 80
Ảnh 3.36: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N – NO
3
-
và N – NH
4
+

tỷ lệ 2:1. 80
Ảnh 3.37: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N – NO
3
-
và N – NH
4
+
tỷ lệ 1:2. 81
Ảnh 3.38: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW đối chứng. 86

Ảnh 3.39: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 5 µmol/L Pi. 87

Ảnh 3.40: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 10 µmol/L Pi. 87

Ảnh 3.41: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 20 µmol/L Pi. 88

Ảnh 3.42: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 40 µmol/L Pi. 88

Ảnh 3.43: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 60 µmol/L Pi. 89

Ảnh 3.44: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N:P tỷ lệ 8:1 94


Ảnh 3.45: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N:P tỷ lệ 16:1 95

Ảnh 3.46: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N:P tỷ lệ 32:1 95

-viii-

Ảnh 3.47: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N:P tỷ lệ 64:1 96

Ảnh 3.48: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N:P tỷ lệ 128:1 96

Ảnh 3.49: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW đối chứng. 101

Ảnh 3.50: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 750 µmol/L N-NO
3
-
loại P. 102
Ảnh 3.51: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 75 µmol/L N-NH
4
+
loại P. 102
Ảnh 3.52: Hình thái tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung 20 µmol/L Pi loại N 103


-ix-

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Thí nghiệm xác định môi trường nuôi tảo thích hợp. 36

Bảng 2.2: Thí nghiệm ảnh hưởng của N-NO
3
-
ở các nồng độ khác nhau lên sự tăng
trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis. 37

Bảng 2.3: Thí nghiệm ảnh hưởng của N-NH
4

+
ở các nồng độ khác nhau lên sự tăng
trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis. 38

Bảng 2.4: Thí nghiệm ảnh hưởng kết hợp giữa N-NO
3
-
và N-NH
4
+
lên sự tăng
trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis. 38

Bảng 2.5: Thí nghiệm ảnh hưởng của P ở các nồng độ khác nhau lên sự tăng trưởng
của Chaetoceros subtilis var. abnormis. 39

Bảng 2.6: Thí nghiệm ảnh hưởng của N:P ở các tỷ lệ khác nhau lên sự tăng trưởng
của Chaetoceros subtilis var. abnormis. 39

Bảng 2.7: Thí nghiệm ảnh hưởng kết hợp giữa N và P lên sự tăng trưởng của
Chaetoceros subtilis var. abnormis. 40

Bảng 3.1: Mật độ tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis ở các mật độ xuất phát
khác nhau trong điều kiện nuôi cấy lỏng tĩnh. 50

Bảng 3.2: Tốc độ tăng trưởng hàng ngày của Chaetoceros subtilis var. abnormis ở
các mật độ xuất phát khác nhau với điều kiện nuôi cấy lỏng tĩnh. 51

Bảng 3.3: Mật độ tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis ở các mật độ tế bào
xuất phát khác nhau trong điều kiện nuôi cấy lỏng lắc. 55


Bảng 3.4: Tốc độ tăng trưởng hàng ngày của Chaetoceros subtilis var. abnormis ở
các mật độ tế bào xuất phát khác nhau với điều kiện nuôi cấy lỏng lắc. 56

Bảng 3.5: Mật độ tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên các môi trường
f/2, NBTN, Aquil*, ESAW, DAM và DAM*. 61

Bảng 3.6: Tốc độ tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên các môi
trường f/2, NBTN, Aquil*, ESAW, DAM và DAM*. 62

Bảng 3.7: Mật độ tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường ESAW
bổ sung N – NO
3
-
ở các nồng độ khác nhau. 67
Bảng 3.8: Tốc độ tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N – NO
3
-
ở các nồng độ khác nhau. 68
-x-

Bảng 3.9: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N – NO
3
-
ở các nồng độ khác nhau. 69
Bảng 3.10: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N – NO
3

-
ở các nồng độ khác nhau. 70
Bảng 3.11: Mật độ tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N – NH
4
+
ở các nồng độ khác nhau 74
Bảng 3.12: Tốc độ tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N – NH
4
+
ở các nồng độ khác nhau. 75
Bảng 3.13: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N – NH
4
+
ở các nồng độ khác nhau. 76
Bảng 3.14: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N – NH
4
+
ở các nồng độ khác nhau. 77
Bảng 3.15: Mật độ tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N-NO
3
-
và N-NH
4
+
riêng rẽ và tỷ lệ khác nhau. 82

Bảng 3.16: Tốc độ tăng trưởng hàng ngày của Chaetoceros subtilis var. abnormis
trên môi trường ESAW bổ sung N-NO
3
-
và N-NH
4
+
riêng rẽ và tỷ lệ khác nhau. 83
Bảng 3.17: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N-NO
3
-
và NH
4
+
riêng rẽ và tỷ lệ khác nhau. 84
Bảng 3.18: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N-NO
3
-
và N-NH
4
+
riêng rẽ và tỷ lệ khác nhau. 85
Bảng 3.19: Mật độ tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung Pi ở các nồng độ khác nhau. 90

Bảng 3.20: Tốc độ tăng trưởng hàng ngày của Chaetoceros subtilis var. abnormis
trên môi trường ESAW bổ sung Pi ở các nồng độ khác nhau. 91


Bảng 3.21: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung Pi ở các nồng độ khác nhau. 92

Bảng 3.22: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung Pi ở các nồng độ khác nhau. 93

Bảng 3.23: Mật độ tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N:P tỷ lệ khác nhau. 97

-xi-

Bảng 3.24: Tốc độ tăng trưởng hàng ngày của Chaetoceros subtilis var. abnormis
trên môi trường ESAW bổ sung N:P tỷ lệ khác nhau. 98

Bảng 3.25: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N:P tỷ lệ khác nhau 99

Bảng 3.26: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N:P tỷ lệ khác nhau 100

Bảng 3.27: Mật độ tế bào Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N và Pi khác nhau. 105

Bảng 3.28: Tốc độ tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N và Pi khác nhau. 106

Bảng 3.29: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N và Pi khác nhau. 107

Bảng 3.30: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi

trường ESAW bổ sung N và Pi khác nhau. 109

















-xii-

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Vòng đời của tảo silic trung tâm (A) và tảo silic lông chim (B) 7

(Tomas et al., 1996). 7
Hình 1.2: Cấu trúc vỏ tể bào tảo silic (A) (Jena, 2008) và cấu trúc tế bào tảo silic
Mastogloia grevillei (B) (Lee, 2008). 8

Hình 1.3: Các hình thức sinh sản ở tảo silic 9
Hình 1.4: Sự hình thành tế bào dinh dưỡng, tế bào nghỉ và bào tử nghỉ từ tế bào
sinh dưỡng bố mẹ của Thalassiosira nordenskioeldii (Tomas et al., 1996). 10


Hình 1.5: Năm pha tăng trưởng của nuôi cấy vi tảo 13
Hình 1.6: Mô hình các cơ chế tập trung carbon (CCM) ở tảo silic dựa trên các phân
tích bộ gen của Phaeodactylum tricornutum và Thalassiosira pseudonana (Kroth et
al., 2008) 17

Hình 1.7: Con đường đồng hóa nitrogen vô cơ ở Chlamydomonas (A) (Stern, 2009)
và chu trình GS/GOGAT (B) (Lea et al., 1992). 19

Hình 2.1: Địa điểm thu mẫu (vị trí tương đối hình elip màu đỏ) 27
Hình 2.2: Mô hình vợt lưới phiêu sinh vật (Garrison, 2008). 28
Hình 2.3: Chuẩn bị micropipette từ một pipette Pasteur. 29
Hình 2.4: Các bước phân lập bằng micropipette (Andersen và Kawachi, 2005). 30
Hình 2.5: Sơ đồ các bước tinh sạch mẫu vi tảo. 32
Hình 3.1: Đường cong tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis ở các
mật độ tế bào xuất phát khác nhau trong điều kiện nuôi cấy lỏng tĩnh. 51

Hình 3.2: Đường cong tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis ở các
mật độ tế bào xuất phát khác nhau trong điều kiện nuôi cấy lỏng lắc. 55

Hình 3.3: Đường cong tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên các
môi trường f/2, NBTN, Aquil*, ESAW, DAM và DAM*. 61

Hình 3.4: Đường cong tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N – NO
3
-
ở các nồng độ khác nhau. 68
Hình 3.5: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N – NO

3
-
ở các nồng độ khác nhau. 69
-xiii-

Hình 3.6: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N – NO
3
-
ở các nồng độ khác nhau. 71
Hình 3.7: Đường cong tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N – NH
4
+
ở các nồng độ khác nhau. 75
Hình 3.8: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N – NH
4
+
ở các nồng độ khác nhau. 76
Hình 3.9: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi trường
ESAW bổ sung N – NH
4
+
ở các nồng độ khác nhau 77
Hình 3.10: Đường cong tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên
môi trường ESAW bổ sung N-NO
3
-
và N-NH

4
+
riêng rẽ và tỷ lệ khác nhau 82
Hình 3.11: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N-NO
3
-
và NH
4
+
riêng rẽ và tỷ lệ khác nhau. 84
Hình 3.12: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N-NO
3
-
và N-NH
4
+
riêng rẽ và tỷ lệ khác nhau. 85
Hình 3.13: Đường cong tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên
môi trường ESAW bổ sung Pi ở các nồng độ khác nhau. 91

Hình 3.14: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung Pi ở các nồng độ khác nhau. 92

Hình 3.15: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung Pi ở các nồng độ khác nhau. 93

Hình 3.16: Đường cong tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên
môi trường ESAW bổ sung N:P tỷ lệ khác nhau. 98


Hình 3.17: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N:P tỷ lệ khác nhau 99

Hình 3.18: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N:P tỷ lệ khác nhau 100

Hình 3.19: Đường cong tăng trưởng của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên
môi trường ESAW bổ sung N và Pi khác nhau. 106

Hình 3.20: Cường độ quang hợp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N và Pi khác nhau. 108

-xiv-

Hình 3.21: Cường độ hô hấp của Chaetoceros subtilis var. abnormis trên môi
trường ESAW bổ sung N và Pi khác nhau. 109

Hình 3.22: Mô hình tương tác giữa sự vận chuyển và đồng hóa NH
4
+
và NO
3
-
ở
thực vật phù du (Flynn et al., 1997). 119


-xv-

KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
ADP Adenosine diphosphate
AMP Adenosine monophosphate
ATP Adenosine triphosphate
cAMP Cyclic adenosine monophosphate
CĐQH/CĐHH Cường độ quang hợp/ cường độ hô hấp
et al. Cộng sự
KHV Kính hiển vi
N1, N2 Ngày 1, Ngày 2
NAD Nicotinamide adenine dinucleotide
NADP Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate

NBNT Nước biển nhân tạo
NBTN Nước biển tự nhiên
OAA Oxaloacetic acid
PS Photosystem (Quang hệ thống)
PUFA Highly unsaturated fatty acid (acid béo không no)
Rubisco Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase
TCA Chu trình tricarboxylic acid
tb/chuỗi tế bào/chuỗi
tb/ml tế bào/ml
µM Micromol/lit
µL Microlit


4

Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Vùng biển Cần Giờ (Tp. Hồ Chí Minh)
Huyện Cần Giờ nằm phía Đông Nam thành phố Hồ Chí Minh, cách trung tâm
khoảng 50 km. Huyện nằm trong 10
o
22’ 14” – 100
o
40’ 09” vĩ bắc và 106
o
46’ 12”
– 107
o
00’ 59” kinh đông. Phía bắc giáp huyện Nhà Bè, phía nam giáp Biển Đông,
phí đông giáp tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu, phía tây giáp tỉnh Long An và
Tiền Giang (Lê Đức Tuấn, 2002).

Vùng biển Cần Giờ nằm ven Khu Dự trữ Sinh quyển Rừng ngập mặn Cần Giờ
(còn gọi là Rừng Sác) kéo dài từ vịnh Gành Rái đến vịnh Đồng Tranh. Khu Dự trữ
Sinh quyển Rừng ngập mặn Cần Giờ được UNESCO công nhận là Khu Dự trữ Sinh
quyển thế giới với hệ động thực vật đa dạng, độc đáo và điển hình của vùng ngập
mặn, là một quần thể gồm các loài động, thực vật rừng trên cạn và thuỷ sinh, được
hình thành trên vùng châu thổ rộng lớn của các cửa sông Đồng Nai, Sài Gòn, Vàm
Cỏ Đông và Vàm Cỏ Tây. Bãi biển ven khu vực này có địa hình thấp, chế độ bán
nhật triều không đều (Đỗ Thị Bích Lộc và cộng sự, 2001; Lê Đức Tuấn, 2002). Với
vai trò quan trọng và đa dạng sinh học cao của vùng Cần Giờ, nên đây là địa điểm
lý tưởng phục vụ cho việc nghiên cứu khoa học và du lịch sinh thái.
Khí hậu vùng Cần Giờ mang đặc tính nóng ẩm, chịu ảnh hưởng của gió mùa cận
xích đạo với hai mùa mưa và khô rõ rệt, lượng mưa tương đối thấp khoảng 1.300 –
1.400 mm/năm. Lượng bức xạ trung bình khoảng 300 calo/cm
2
/ngày. Nhiệt độ trung
bình khoảng 28,5
o
C, độ ẩm không khí từ 74% đến 83%, thay đổi theo mùa. Nước
biển có độ mặn trung bình 22 – 30%, độ pH tương đối ổn định (Lê Đức Tuấn,
2002).
Nước biển Cần Giờ có hàm lượng nitrogen tổng số 1,8 – 2,3 mg/l, phosphor tổng
số 0,01 – 0,05 mg/l, silic 1,8 – 3,5 mg/l. Hàm lượng chì, thủy ngân, arsen, cadmium
có rất ít hoặc không xuất hiện. Hàm lượng muối gia tăng đáng kể trong mùa mưa
thúc đẩy gia tăng đáng kể về sinh vật lượng của vi tảo (Đỗ
Thị Bích Lộc và cộng sự,
2001).
5

1.2. Giới thiệu ngành tảo silic (Bacillariophyta)
Tảo silic phù du là loại tảo đơn bào, kích thước hiển vi. Ở nhiều loài, các tế bào

nối với nhau thành chuỗi dài, ở một số loài từng tế bào sống riêng lẻ, còn một số ít
loài dùng chất keo tiết ra bám vào các vật thể khác sống cố định. Do tác động cơ
học, tảo bị đứt gãy theo dòng nước trôi đi sống phù du (Trương Ngọc An, 1993).
Đây là ngành tảo chiếm ưu thế trong nhóm th
ực vật phiêu sinh. Trong đó, lớp tảo
silic (Bacilariophycea) thường gọi là Diatoms, giữ vai trò rất quan trọng.
Lớp tảo silic được chia thành hai bộ:
Bộ tảo silic trung tâm (Centrales): Tế bào rất đa dạng: đĩa tròn, bầu dục, hộp
tròn, nhiều cạnh hoặc dạng ống. Mặt cắt ngang tế bào là hình tròn, bầu dục, bán
nguyệt hoặc tam giác, tứ giác. Vân hoa trên mặt vỏ sắp xếp theo dạng đối xứng tỏa
tia từ một
điểm hoặc nhiều điểm làm trung tâm. Trên mặt vỏ tế bào thường có
những gai, lông gai hoặc u lồi, không có cấu tạo rãnh dài hoặc rãnh giả. Thể sắc tố
trong tế bào thường dạng hạt nhỏ và nhiều. Hầu hết các loài trong bộ tảo này có các
tế bào liên kết với nhau thành chuỗi dài sống phù du ở biển, một số loài sống riêng
lẻ từng tế bào (Trương Ngọc An, 1993).
Giới thiệu chi tảo lông gai
Chaetoceros
Tảo lông gai là một chi có nhiều loài nhất, hơn 400 loài (Tomas et al., 1996).
Chúng phân bố rất rộng từ các vùng biển lạnh đến vùng nhiệt đới, từ vùng biển xa
đến vùng ven bờ (Trương Ngọc An, 1993). Vị trí phân loại:
Ngành: Bacillariophyta
Lớp: Bacillariophycea
Bộ: Centrales
Họ: Chaetoceraceae
Chi: Chaetoceros
6

Bộ tảo silic lông chim (Pennales): Tế bào thường có dạng hình que, hình gậy,
hình kim, một số loài có dạng bản, tấm. Mặt vỏ tế bào thường là hình thoi dài, hình

chữ nhật hoặc hình kim, cũng có một số ít loài mặt vỏ khá rộng thành hình bầu dục
hoặc gần tròn. Vân hoa trên mặt vỏ tế bào sắp xếp dạng đối xứng hai bên theo trục
dài hoặc tuyến giữa của mặt vỏ giống như dạng lông chim, có cấ
u tạo rãnh dài ở
mặt vỏ, có khả năng di động, một số loài không có rãnh dài, ở tuyến giữa mặt vỏ có
rãnh giả, không có khả năng di động. Đa số loài trong bộ này sống chủ yếu ở nước
ngọt, ao hồ, một số loài khác sống bám vào rong biển hoặc các vật thể khác ở đáy
các vùng biển ven bờ, do sóng và các tác động cơ học khác làm chúng rời ra và trở
thành sống phù du. Thể sắc tố
trong tế bào thường dạng tấm, dạng bản và số lượng
ít. Cũng có một số loài thể sắc tố dạng hạt nhỏ và nhiều (Trương Ngọc An, 1993).
Vòng đời của tảo silic có sự xen kẽ thế hệ lưỡng bội và đơn bội (hình 1.1).


A
7



1.3. Cấu tạo tế bào tảo silic
Tế bào tảo silic có nhiều dạng khác nhau: hình hộp tròn, hình trụ, hình trứng,
hình hộp nhọn hai đầu hoặc cong chữ S, hình que…Cơ thể có cấu tạo đơn bào, sống
đơn độc hay tập đoàn dạng palmela, dạng chuỗi, zig-zac…Tế bào có nhân lưỡng bội
(Trương Ngọc An, 1993).
Vỏ tảo silic được tạo thành bởi các hợp chất silic và pectin. Hình dạng tựa như
một cái hộ
p gồm hai nắp úp lồng vào nhau: vỏ trên (epitheca) lớn, vỏ dưới
(hypotheca) nhỏ, cả hai vỏ đều có mặt vỏ (valve). Phần thân vỏ có các vòng bao
quanh: vòng vỏ (gridle). Trên cả hai vỏ được lồng vào các đai nối hoặc đai vòng
(gridle band hoặc ligula) (Trương Ngọc An, 1993; Jena, 2008) (hình 1.2 A).

Hình 1.1: Vòng đời của tảo silic trung tâm (A) và tảo silic lông chim (B)
(Tomas et al., 1996).
B
8






Thành phần các chất trong tế bào tảo silic cũng giống như những tế bào thực vật
nói chung có hạch, nhân, chất nguyên sinh, thể sắc tố, pyrenoid và những hạt dầu
(hình 1.2 B) (Trương Ngọc An, 1993, Lee, 2008).
Chất nguyên sinh của tế bào thường thành khối lớn ở giữa tế bào, từ đó có các sợi
nối với lớp chất nguyên sinh ở sát thành vỏ tế bào. Xen kẽ giữa các sợi chất nguyên
sinh có những hạt d
ầu nhỏ và không bào. Lục lạp chiếm hầu hết tế bào thường như
hai thể màu ở vách, thỉnh thoảng như nhiều thể màu hình đĩa. Sản phẩm dự trữ là
chrysolaminarin chứa trong các túi trong nguyên sinh chất (Trương Ngọc An, 1993;
Lee, 2008).
1.4. Các hình thức sinh sản
1.4.1. Phân chia tế bào
Tất cả tảo silic đều sinh sản bằng cách phân chia tế bào giống như các tế bào thực
vật nói chung. Trước hết, tế bào dài ra theo hướng trục cao, hạ
ch, thể sắc tố và chất
nguyên sinh phân đôi. Sau đó bên trong tế bào mẹ giữa hai hạch mới hình thành hai
vỏ dưới, xuất hiện mặt vỏ và tiếp đến hình thành đai nối (Trương Ngọc An, 1993).
Hình 1.2: Cấu trúc vỏ tể bào tảo silic (A) (Jena, 2008) và cấu trúc tế bào tảo silic
Mastogloia grevillei (B) (Lee, 2008).
L, đai nối; CH, lục lạp; LT, ống nhỏ; E, hốc kéo dài của vách; P, pyrenoid

A B
Mặt vỏ
Vòng vỏ
(mũi tên)
Mặt vỏ
Vỏ trên
Vỏ dưới
Giọt dầu
Đai xen kẽ
của vỏ dưới

Vòng vỏ
Đai xen kẽ
của vỏ trên
Rãnh
P