Nghiên cứu Độc tính của một số chủng vi khuẩn lam gây Độc tiềm tàng thuộc chi Microcystis bằng phương pháp thử sinh học trên Artemia salina

Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

MỞ ðẦU
Nước, nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá trên trái ñất, là
thành phần quan trọng của các tế bào sinh học, môi trường và của những quá
trình sinh hóa cơ bản như quang hợp, trao ñổi chất,… Tất cả sự sống trên trái
ñất ñều phụ thuộc vào nước và vòng tuần hoàn của nước. Hơn 70% diện tích
trái ñất ñược bao phủ bởi nước. Lượng nước trên trái ñất có khoảng 1,38 tỉ
km3 trong ñó 97,4% là nước mặn trong ñại dương, 2,6% là nước ngọt tồn tại
chủ yếu dưới dạng băng tuyết ñóng ở 2 cực và trên các ngọn núi và chỉ có
0,3% (hay 3,6 triệu km3) là có thể sử dụng làm nước uống [26].
Nguồn nước ngọt trên trái ñất phong phú song không phải là vô tận. Do
ñó, việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước một cách hợp lí luôn là vấn ñề cấp
bách ñặt ra cho toàn nhân loại.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của toàn xã hội, sự tăng một cách
nhanh chóng của các khu dân cư, các khu công nghiệp, ñô thị mới,…ñang làm
nguồn nước dần bị cạn kiệt và ô nhiễm rất nghiêm trọng. Có nhiều nguyên
nhân gây ô nhiễm nguồn nước song nguyên nhân chính là do nguồn nước thải
từ các hoạt ñộng công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng thủy hải sản và sinh
hoạt – phần lớn ñều không qua xử lí. Một nguyên nhân khác ñáng chú ý ñó là
sự có mặt của thực vật phù du sống trôi nổi trong các nguồn nước, trong ñó có
vi khuẩn lam (VKL). Chúng là những vi sinh vật có khả năng quang hợp và
sử dụng nguồn vô cơ trực tiếp làm thức ăn,… khi xuất hiện với mật ñộ cao sẽ
gây ra hiện tượng nở hoa nước. Ở những nơi có hiện tượng này xảy ra nguồn
nước thường có mùi tanh, màu nước thay ñổi, hàm lượng oxy hòa tan trong
nước giảm gây hiện tượng cá chết hàng loạt. Bên cạnh ñó nhiều loài VKL là
những cơ thể sản sinh ra ñộc tố, ñược gọi là VKL ñộc.
VKL gây ñộc gồm nhiều loài thuộc chi Microcystis, Anabaena,
Oscilltoria, Aphanizomenon,…nhiều loài trong số chúng tạo ra các sản phẩm

thứ cấp có ñộc tính và gây hại cho ñộng vật nuôi và hoang dã. ðộc tố VKL
K13-0602

1

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

bao gồm ñộc tố gan (hepatotoxin), ñộc tố thần kinh (neurotoxin), ñộc gây
ngứa da (cytotoxin),… Phổ biến nhất là loại ñộc tố dẫn ñến cái chết của nhiều
trường hợp ñã ñược chứng minh trong thực tế do Microcystis tạo ra có tên gọi
là microcystins. ðây là dạng ñộc tố gan, mạch vòng với khoảng 80 dạng khác
nhau. ðộc tố này phá hủy cấu trúc gan, làm mất cấu trúc thể xoang, tăng trọng
lượng gan do xuất huyết, gây sốc quá trình vận chuyển máu, rối loạn nhịp tim
dẫn ñến những trường hợp tử vong ở người [12, 15].
Do vậy, việc phát hiện các loài VKL gây ñộc tiềm tàng cũng như phát
hiện sự có mặt của các loại ñộc tố trong nguồn nước có ý nghĩa rất quan trọng
ñối với cộng ñồng, tạo ñiều kiện trong việc cảnh báo sớm sự xuất hiện các
bloom ñộc.
Có nhiều phương pháp ñể nghiên cứu ñộc tố và ñộc tính của VKL ñộc
như: phương pháp thử sinh học, ức chế enzyme phosphatase, ELISA,
HPLC,…Tuy nhiên việc lựa chọn phương pháp tiện lợi, chi phí thấp ñể xác
ñịnh nhanh chóng ñộc tính của hàng loạt mẫu tảo với ñộ chính xác cao, phù
hợp với ñiều kiện Việt Nam ñang là một hướng ñược các nhà khoa học trong
nước quan tâm.
Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi tiến hành ñề tài:

“Nghiên cứu ñộc tính của một số chủng vi khuẩn lam gây ñộc tiềm
tàng thuộc chi Microcystis bằng phương pháp thử sinh học trên Artemia
salina”
Nội dung nghiên cứu bao gồm:
- Xác ñịnh thành phần VKL trong một số thủy vực nghiên cứu.
- Phân lập một số chủng VKL ñộc.
- Xây dựng ñường cong tỉ lệ chết của Artemia salina theo thời gian.
- Nghiên cứu ñộc tính của mẫu ngoài tự nhiên và các chủng phân lập.
K13-0602

2

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
I. 1.VI KHUẨN LAM TRONG MÔI TRƯỜNG
I.1.1. Sự ña dạng của vi khuẩn lam
I.1.1.1. ðặc ñiểm hình thái của vi khuẩn lam
Hình thái VKL rất ña dạng và phong phú bao gồm các dạng: ñơn bào,
tập ñoàn và ña bào.
+ Các dạng ñơn bào và tập ñoàn là các tế bào sống riêng rẽ, có hình
dạng rất khác nhau, thông thường có dạng hình cầu hoặc hình elip. Trong
trường hợp một vài hoặc nhiều tề bào liên kết lại với nhau bằng chất nhày
thành một thể nguyên vẹn thì ñược gọi là tập ñoàn. Hình dạng của tập ñoàn
rất khác nhau gồm: hình cầu, elip, trụ, ñôi khi có dạng hình bản hoặc hình

khối; thông thường nhất là các dạng không xác ñịnh ñược.
+ Dạng ña bào: VKL ña bào dạng sợi có cấu trúc ñơn ñộc hoặc dính lại
thành màng hay váng nhờ chất nhày hoặc quấn lại thành khối hình cầu hay
bán cầu, ở trên sợi các tế bào ñược liên hệ với nhau qua sợi liên bào. Thông
thường màng ngăn giữa các tế bào có các lỗ sợi liên bào ñi qua nó nối liền tế
bào này với tế bào kia thành một thể thống nhất.
Theo hệ thống Bergey (1994) thì VKL ñược xếp vào 5 bộ khác nhau,
khá rõ rệt về hình thái.
Tế bào sinh dưỡng của VKL có thể có hình cầu, elip rộng, hình quả lê,
hình trứng, hình kéo dài về một phía, hình elip kéo dài, hình thoi, hình ống.
Có tế bào ñường kính chỉ khoảng 1µm (như chi Synecchococcus) nhưng cũng
có sợi tế bào chiều ngang của sợi vượt quá 30µm (như Oscillatoria).
Tế bào VKL gần gũi với cấu tạo của của vi khuẩn gram âm. Thành tế
bào khá dầy phân thành 2 lớp: lớp ngoài là lớp lipopolysaccarid, lớp trong là
K13-0602

3

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

lớp peptidoglycan. Nhiều VKL còn tiết ra bên ngoài một lớp bao nhầy có cấu
tạo polisaccarid. Bao nhầy có thể có nhiều hình thái khác nhau: lớp dịch nhầy,
vỏ nhày, bao nhầy. Bên trong tế bào có nhiều thylakoid, dạng bản xếp song
song hay dạng uốn khúc nằm ở gần tế bào chất. Chúng có chức năng quang
hợp trong tế bào. Trên màng thylakoid chứa chất diệp lục α, β-carotene,

carotene và các thành phần liên quan ñến chuỗi chuyển ñiện tử trong quang
hợp. Trên mặt ngoài của thylakoid chứa phicobilixome (một cấu trúc protein
có dạng ñĩa cấu tạo với 75% phicoxianin, 12% phicoeritrin, 12%
cellophicoxianin). Nhờ các thành phần này mà tế bào VKL thực hiện ñược
chức năng quang hợp.
Các chất dự trữ gặp trong tế bào VKL là glycogen, poly-βhidroxibutirat volutin (polyphosphate), cyanophycine [7].
I.1.1.2. Dinh dưỡng của vi khuẩn lam
VKL sử dụng nguồn vô cơ trực tiếp làm thức ăn, nguồn năng lượng từ
môi trường và hấp thu ánh sáng mặt trời. Do ñó, VKL có khả năng tự dưỡng
quang năng nhờ chứa sắc tố quang hợp là chất diệp lục. Quá trình quang hợp
của VKL là quá trình phosphoryl hoá quang hợp phi tuần hoàn, có giải phóng
oxy. Giải ánh sáng mà VKL có thể chấp nhận ñược là rất rộng, chúng có thể
tồn tại ñược dưới cường ñộ ánh sáng yếu.
Ngoài quang hợp, VKL còn có khả năng quang khử, quang dị dưỡng và
dị dưỡng hoàn toàn. Chúng sử dụng nguồn hữu cơ có trong môi trường dưới
dạng nguồn nguyên liệu bổ sung. Chính nhờ khả năng sống ña dạng mà VKL
có thể sống trong rất nhiều ñiều kiện, hoàn cảnh, môi trường khác nhau thậm
chí cả ñiều kiện khắc nghiệt nhất. Vì vậy, VKL là cơ thể tồn tại lâu ñời nhất
và phân bố rộng rãi nhất trên trái ñất [4].

K13-0602

4

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

I.1.1.3. Sự sinh trưởng và sinh sản của vi khuẩn lam
Sự sinh trưởng và sinh sản của các loài VKL khác nhau cũng rất khác
nhau. VKL sinh sản theo nhiều hình thức, song chúng không có khả năng sinh
sản hữu tính. VKL sinh sản chủ yếu theo phương thức phân ñôi tế bào. ðối
với các dạng VKL ñơn bào thì ñó là cách duy nhất. Ở những cơ thể là tập
ñoàn và dạng sợi thì sự phân chia tế bào của cơ thể có thể tiến hành theo 1, 2
hay 3 hướng không gian.
Ở một số chi VKL, quá trình phân chia tế bào tiến hành hết sức nhanh
chóng hình thành nên những nanocyst. ðó là những tế bào hết sức nhỏ, ñược
hình thành ở bên trong màng của tế bào mẹ, do kết quả phân cách nhanh
chóng của chất nguyên sinh.
Tuy nhiên sự sinh sản của VKL có thể tiến hành không chỉ bằng quá
trình phân chia tế bào mà bằng các hình thức khác nhau: Hình thành ñoạn
sinh sản (hormogonia), bào tử nội (gonidi) [6, 7].
I.1.1.4. Sự phân bố của vi khuẩn lam
VKL phân bố rất rộng rãi trong tự nhiên. Chúng có mặt ở khắp nơi
ngay cả trong ñất sa mạc, băng tuyết vĩnh cửu… Chúng sinh sống ở bên
trong, bên trên, ở giữa hay sát mặt nước, nhưng ñại bộ phận VKL sống trong
nước và tạo thành thực vật phù du của các thuỷ vực.
Sự phân bố của VKL phụ thuộc vào nồng ñộ dinh dưỡng, pH, tốc ñộ
dòng nước, nồng ñộ muối của thuỷ vực… Ở các thuỷ vực khác nhau có các
chi VKL ưu thế ñặc trưng của thuỷ vực ñó [3].
I.1.1.5. Phân loại vi khuẩn lam
VKL là sinh vật thuộc nhóm nhân nguyên thuỷ nhưng chúng có ñặc
ñiểm hình thái và cấu trúc mang tính chuyên hoá cao. Hơn nữa, chúng có
những ñặc ñiểm sinh lý, sinh hoá quan trọng nên VKL ngày càng thu hút sự
quan tâm chú ý của nhiều nhà nghiên cứu.
K13-0602

5

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

Việc xác ñịnh tên loài VKL có ý nghĩa quan trọng. Những công trình
nghiên cứu về phân loại VKL của Agardh năm 1842, Kutzing năm 1843 xuất
hiện ñầu tiên vào nửa thế kỷ XIX ñến nay chỉ còn giá trị mang tính lịch sử. Hệ
thống phân loại tảo lam do Thuret (1842) ñề ra vào ñầu thế kỷ XX và sau ñó
Stizenberger năm 1860, Sach năm 1874, Kichner năm 1900 ñã phát triển thêm
và ñến nay còn ý nghĩa quyết ñịnh [6, 7].
Dựa vào ñặc ñiểm hình thái kết hợp với hình thức sinh sản, VKL ñược
chia làm 5 nhóm:
+ Nhóm thứ nhất: Hình que hoặc hình cầu ñơn bào, không có dạng sợi
hay dạng kết khối (aggregate); phân ñôi hoặc nẩy chồi; không có dị tế bào
(heterocytes), hầu hết không di ñộng. Tỷ lệ G+C là 31-71%. Các chi tiêu biểu
ñược thể hiện trên hình1.

Chamaesiphon

Prochloron

Chroococcus

Glooeothece

Gleocapsa

Microcystis

Hình 1: Hình dạng một số chi vi khuẩn lam tiêu biểu thuộc nhóm 1
+ Nhóm thứ hai: hình que hoặc hình cầu ñơn bào. Có thể tạo dạng kết
khối (aggregate); phân cắt nhiều lần tạo ra các baeocytes; không có dị tế bào.
Chỉ có các baeocytes là có di ñộng. Tỷ lệ G+C là 40- 46%. Các chi tiêu biểu
ñược thể hiện trên Hình 2.
K13-0602

6

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Pleurocapsa

Lê Thị Hoài

Chroococcidiopsis

Dermocapsa

Hình 2: Hình dạng một số chi vi khuẩn lam tiêu biểu thuộc nhóm 2
+ Nhóm thứ ba: dạng sợi (filamentous); dạng lông (trichome) không phân
nhánh, chỉ có ở các tế bào dinh dưỡng; sinh sản theo hình thức phân ñôi trên
mặt phẳng, có kiểu ñứt ñoạn (fragmentation); không có dị tế bào; thường di

ñộng. Tỷ lệ G+C là 34- 67%. Các chi tiêu biểu ñược thể hiện trên hình 3.

Lyngbya

Oscillatoria

Spirulina

Prochlorothrix

Pseudanabaena

Hình 3: Hình dạng một số chi vi khuẩn lam tiêu biểu thuộc nhóm 3
+ Nhóm thứ tư: bao gồm những VKL dạng sợi; dạng lông (trichome)
không phân nhánh có thể chứa các tế bào biệt hoá (specialized cell); sinh sản
K13-0602

7

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

theo hình thức phân ñôi trên mặt phẳng, có kiểu ñứt ñoạn tạo thành ñoạn sinh
sản (hormogonia); có tế bào dị hình; thường di ñộng có thể sản sinh bào tử
màng dày (akinetes). Tỷ lệ G+C là 38- 47%. Các chi tiêu biểu ñược thể hiện
trên hình 4.

Anabaena

Cylindrospermum

Nodularia

Nostoc

Calothrix

Scytonema

Hình 4: Hình dạng một số chi vi khuẩn lam tiêu biểu thuộc nhóm 4
+ Nhóm thứ 5: lông (trichome) dạng sợi, phân nhánh hoặc do các tế
bào nhiều hơn một chuỗi tạo thành; sinh sản theo hình thức phân ñôi theo
nhiều mặt phẳng, hình thành ñoạn sinh sản (hormogonia); có tế bào dị hình;
có thể sản sinh bào tử màng dày (alkinetes), có hình thái phức tạp và biệt hóa.
Tỷ lệ G+C là 42- 44%. Các chi tiêu biểu là: Fischerella, Stigonema,
Geitlerinema, Chloroglocopsis.
Việc phân loại VKL cho ñến nay chủ yếu dựa vào các ñặc ñiểm hình
thái. Phương pháp này ñôi khi gặp khó khăn ñối với những chủng có hình thái
khá giống nhau, ñặc biệt hiện tượng thường biến xảy ra dưới tác ñộng môi
trường. ðiều ñó ñã gây khó khăn ñáng kể ñối với các nhà phân loại học [1, 7].
K13-0602

8

Khoa công nghệ sinh học

Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

I.1.2. Hiện tượng nở hoa của nước

Hình 5: Hiện tượng nở hoa của nước hồ Hoàn Kiếm, Hà Nội
(chụp ngày 25 tháng 3 năm 2010)
Một trong những nguyên nhân gây ra ô nhiễm nguồn nước là do các
thực vật phù du- những loài tảo có kích thước hiển vi, sống trôi nổi trong môi
trường nước. VKL chiếm 30% về số lượng loài trong thành phần thực vật phù
du. Một số loài VKL có khả năng gây lên hiện tượng nở hoa ở các thuỷ vực
nước ngọt, ñiển hình là các chi Microcystis, Anabaena, Aphanizomenon,
Oscillatoria, … Sự phát triển một cách ồ ạt và không kiểm soát ñược của các
loài này ñã làm chết hàng loạt ñộng vật thuỷ sinh (tôm, cua, cá, …) do những
chất ñộc mà chúng tiết ra cùng với lượng chất hữu cơ ñược phân giải rất lớn
sau quá trình tảo chết. Trong khi ñó, nguồn nước sử dụng cho sinh hoạt, hoạt
ñộng công nghiệp, nông nghiệp, ... ñược lấy chủ yếu từ nguồn nước mặt, do
vậy gián tiếp ảnh hưởng ñến ñời sống con người và các ñộng thực vật [4, 11].

K13-0602

9

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

I.1.2.1. Khái niệm
Theo Odum, vào khoảng thời gian nắng ấm kéo dài, nhiệt ñộ tăng cao,
thích hợp với sự phát triển của tảo, một số thuỷ vực thường xuất hiện váng tảo
nổi kết hợp thành ñám nổi trên mặt nước, hiện tượng này gọi là sự nở hoa của
nước [10].
Hiện tượng này là kết quả của sự giàu dinh dưỡng hay còn gọi là phú
dưỡng (Eutrophication) kết hợp với ñiều kiên thời tiết thích hợp. Phú dưỡng
là quá trình tự xảy ra ở các ao hồ trong bất kì thời gian nào. Nguyên nhân chủ
yếu của hiện tượng này là do hoạt ñộng của con người, các chất thải trong
nguồn nước sinh hoạt, nguồn nước thải của các hoạt ñộng sản xuất thải trực
tiếp vào thuỷ vực mà chưa qua xử lý. Thuỷ vực bị phú dưỡng khi hàm lượng
chất dinh dưỡng cao, ñặc biệt là nitrogen và Phospho (hàm lượng trung bình
hàng năm của nitrogen vô cơ >0,3mg.L-1, phospho vô cơ > 0,15mg.L-1 ) [6].
Nguyên nhân chính dẫn ñến hiện tượng nở hoa của nước: Nồng ñộ
các chất dinh dưỡng trong thuỷ vực cao (ñặc biệt là các muối ña lượng
nitrogen, phospho), nhiệt ñộ nước ấm, cường ñộ chiếu sang cao, sự thoát
nước chậm chạp dẫn tới ứ ñọng nước.
Sự nở hoa nước chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của nhiều ñiều kiện ngoại
cảnh như các yếu tố dinh dưỡng, tính chất thuỷ lý, thuỷ hoá cũng như cấu trúc
của cột nước, ñiều kiện thời tiết (ánh sáng, nhiệt ñộ, thời gian chiếu sáng, sức
gió, mưa, …), những cơ chế bên trong của các loài gây nở hoa ñảm bảo khả
năng phát triển ưu thế trong ñiều kiện stress môi trường. Những cơ chế ñó
thường là: khả năng cố ñịnh Nitrogen, tích luỹ dinh dưỡng nội bào (P, N), tích
luỹ kim loại bằng chất tạo chelat, tạo ra chất nhày và vỏ ñể chống lại ñộ ẩm
quá cao hoặc quá thấp, ñiều hoà sự nổi, quang bảo vệ nhờ hệ sắc tố phụ trợ,
nhiều quan hệ hoà hợp với những cơ thể vi sinh vật hoặc các thực vật bậc cao
khác [20].
K13-0602

10

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

ðối với hệ sinh thái nước ngọt và nước lợ, sự nở hoa của tảo ñộc chủ
yếu do VKL gây ra. Mối tương quan giữa các loài tảo và trạng thái dinh
dưỡng của thuỷ vực ñược trình bày trong bảng 1 [9, 19, 20].
Trong môi trường biển, hiện tượng thuỷ triều ñỏ (red tide) hay còn gọi
là sự nở hoa của thực vật phù du biển, thường xuất hiện và có khả năng làm
chết một lượng lớn hải sản ven bờ gây thiệt hại nặng nề cho ngành nuôi trồng
thuỷ sản và gây ô nhiễm môi trường xung quanh.
Bảng 1: Mối quan hệ giữa vi khuẩn lam và trạng thái dinh dưỡng
của thuỷ vực.
Tr¹ng th¸i dinh dưỡng thuû vùc

Nh÷ng loµi VKL −u thÕ

NghÌo dinh d−ìng (Oligotrophic)

Gloeotrichia echimilata
Anabaena lemmermannii

Trung d−ìng (Mesotrophic)

Microcystis aeruginosa
Aphanizomeno flos – aquae
Microcystis aeruginosa
Microcystis wesenbergii

Phó d−ìng (Eutrophication)

Microcystis pulvela
Aphanizomenon flos-aquae
Limnothrix redekei
Planktothrix agardhii

Ph× d−ìng (Hypertrophic)

Planktolynbya subtilis

Sự nở hoa của nước chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố trong ñó nhiệt ñộ
cao và sự gia tăng nồng ñộ các chất dinh dưỡng trong thuỷ vực ñược xem là
yếu tố quan trọng gây nên hiện tượng nở hoa nước.

K13-0602

11

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

I.1.2.2. Lịch sử phát hiện và ảnh hưởng của hiện tượng nở hoa ñối với
con người
Những ghi chép sớm nhất về trường hợp ngộ ñộc do VKL gây ra xuất
hiện cách ñây 1000 năm về cái chết của một nhóm người ở miền nam Trung
Quốc do uống phải nguồn nước có màu xanh. Năm 1878, một người Australia
tên là George Francis ñã nhắc ñến hiệu ứng gây chết của một loài
Cyanobacteria hay còn gọi là VKL hoặc váng ao hồ mà theo ông là
Nodularia spumigen. Loài tảo lam này sinh trưởng rất mạnh ở vùng cửa sông
Muray, ðông- Nam nước Australia, trông giống như một lớp dầu nhão màu
xanh. Loài này ñã làm cho nước uống trở thành ñộc và khi ñộng vật nuôi hoặc
ñộng vật hoang dã uống phải thì chúng chết rất nhanh sau ñó [8, 16, 19].
Tuy nhiên mãi ñến cuối năm 1940, việc phân lập và xác ñịnh tảo ñộc
mới ñược Theodore Olson, ñại học tổng hợp Minnesota, Mỹ tiến hành. Ông
ñã thu mẫu nước nở hoa mầu xanh ngoài tự nhiên và phân lập ñược nhiều loài
tảo lam thuộc chi Microcystis và Anabaena. Khi trộn những VKL này vào
thức ăn cho ñộng vật nuôi trong phòng thí nghiệm, ông thấy một số loài của
các chi tảo lam trên có tính ñộc [9, 16, 24].
Với sự gia tăng nhanh chóng của nguồn dinh dưỡng (phú dưỡng) ở các
thuỷ vực xuất phát từ sức ép dân số và ñiều kiện sinh hoạt thì hiện tượng nở
hoa nước của VKL ngày càng phát triển. Số người mắc ung thư gan ñầu tiên ở
Trung Quốc ñược cho là bắt ngồn từ sự ô nhiễm nguồn nước, trong khi ñó sự
ô nhiễm nguồn nước ngầm mà kết quả là 60 trường hợp tử vong ở Braxin có
liên quan ñến VKL. Số người mắc viêm dạ dày liên quan ñến hiện tượng nở
hoa của tảo tại Pennsylvania, Virginia, New Jersey, Washington DC ñã ñược
thông báo. Trong một vài trường hợp, tỷ lệ người mắc bệnh liên quan ñến ñộc
tố của tảo lên tới hàng nghìn người [19]. Từ năm 1964 ñến 1980, trên thế giới
bắt ñầu có những hội nghị quốc tế nghiên cứu về VKL ñộc (1981- Dayton,
Ohio, Mỹ) cũng như nhiều bài báo liên quan ñến sự xuất hiện của M.
K13-0602

12

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

aeruginosa. Năm 1981, thế giới tiếp tục ghi nhận các trường hợp chết ở người
và ñộng vật liên quan ñến tiếp xúc với VKL ñộc. Năm 1986, Botes và cộng sự
ñã xác ñịnh ñược cấu trúc của microcystins, cùng với ñó là nhiều hội thảo
quan trọng như IUPAC, IST. Từ năm 1995 ñến nay, vấn ñề VKL ñộc trở nên
cấp thiết, các hội nghị quốc tế ñược tổ chức thường xuyên hơn và có sự tham
gia tự nguyện của nhiều quốc gia. Năm 2002, Việt Nam bắt ñầu tham gia các
diễn ñàn quốc tế về VKL ñộc nhằm thiết lập hệ thống giám sát ở các hồ và hồ
chứa [4, 5].
Những nghiên cứu sau này ñã phát hiện sự có mặt của tảo ñộc trong các
thuỷ vực nước ngọt, nước lợ và nước biển ở khắp mọi nơi trên thế giới. Ngày
nay, cùng với sự phát triển của khoa học, người ta kết luận tảo ñộc là nguyên
nhân chính gây ô nhiễm nguồn nước và gây ngộ ñộc cho các ñộng vật uống
phải nguồn nước này.
Ở Việt Nam, hiện tượng nở hoa nước xảy ra là do các nguồn nước thải
và sinh hoạt phần lớn không qua xử lý cùng với ñiều kiện thời tiết thuận lợi
(nóng ấm vào mùa hè) ñã kéo theo nở hoa thường xuyên tại các thuỷ vực
nước ngọt, nhất là khu vực các hồ Hà Nội và vùng lân cận. Những năm gần
ñây, hiện tượng nở hoa diễn ra nhiều và thường xuyên hơn ñặc biệt là vào
mùa hè (tháng 6 năm 2003 ở hồ Xuân Hương- ðà Lạt, tháng 8 năm 2002 ở hồ
Ba Bể- Bắc Cạn, hồ Lak- Tây Nguyên, hồ Núi Cốc- Thái Nguyên, các hồ Hà

Nội như hồ Hoàn Kiếm, Thiền Quang, Triều Khúc, Giảng Võ, Thành Công
từ năm 2004 trở lại ñây). ðặc ñiểm chung của các hồ Hà Nội là nông (2m ñến
4m) có diện tích trung bình nhỏ dưới 30 ha (trừ Hồ Tây 446 ha); các hồ ñều
khép kín xung quanh và có một số cống ñể tiếp nhận nước thải. ðộ trong của
nước không lớn, nước chứa nhiều bùn và thực vật phù du. Nguồn gây ô nhiễm
cho các hồ chủ yếu do nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp không qua
xử lý ñổ thẳng vào hồ. Hiện nay, một số sông ở nội thành Hà Nội như sông
Tô Lịch, Kim Ngưu, Lừ, Hồng,… ñang trong tình trạng như vậy [10, 11].
K13-0602

13

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

Cho ñến nay, mặc dù các nhà khoa hoc, các cấp quản lý và người dân
ñã chú ý nhiều ñến hiện tượng nở hoa nước và tác hại xấu của nó, nhưng vẫn
chưa có thống kê cụ thể về các trường hợp bị nhiễm ñộc do hiện tượng này
gây ra cũng như xây dựng hệ thống ngăn ngừa và cảnh báo sự xuất hiện tảo
lam ñộc. ða số các trường hợp chỉ dừng ở việc xử lý khi xảy ra ô nhiễm nặng,
gây tốn kém tiền của công sức, mà hiệu quả xử lý không cao. Những tác hại
có thể nhìn thấy do hiện tượng nở hoa ở các thuỷ vực nước ngọt và vùng ven
biển có thể quan sát thấy là:
+ Gây mất mỹ quan, ảnh hưởng ñến cảnh quan xung quanh khu vực hồ,
gây mùi thối ñặc trưng; ảnh hưởng ñến nguồn nước, cuộc sống của khu vực
dân cư và khu vực có du lịch phát triển.

+ Ảnh hưởng ñến nguồn lợi thuỷ sản, phá vỡ cân bằng sinh học có
trong các thuỷ vực nước ngọt và vùng biển.
+ Nghiêm trọng nhất là ảnh hưởng của ñộc tố do VKL ñộc tiết ra lên
con người (ñộc tố gan, thần kinh, da,…), một số trường hợp gây ung thư.
+ Thiệt hại về kinh tế khi ñầu tư xử lý ô nhiễm [18, 19, 20].
I.1.2.3. Vi khuẩn lam gây ñộc tiềm tàng
VKL rất ña dạng và phong phú cả về chủng loại và số lượng song chỉ
có một số nhóm có khả năng gây ñộc.
+ Chi Anabaena: chi này gồm các loài có khả năng sản sinh ra ñộc tố
gan và ñộc tố thần kinh. Một số chủng có khả năng sản sinh ra một hoặc nhiều
loại ñộc tố như: A.circinalis, A.fos-aquae, A.spiroides var, A. varriabilis.
+ Cylindrospermopsis: là loài sản sinh ra ñộc tố gan.
+ Lyngbya majuscule: sản sinh ra ñộc tố lyngbyatoxin và
debromoaplysiatoxin ñó là những loại ñộc tố gây ngứa da.

K13-0602

14

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

+ Microcystis: sản sinh ra ñộc tố microcystins. Gồm các loài: M.
aeruginosa, M. botrys, M viridis Lemm, M. wesenbergii.
+ Nodularia spumigena Mertens: loài này sinh ñộc tố nodularins.
+ Oscillatoria: những loài thuộc chi này sản sinh ra ñộc tố

Osccillatoxin-a và Derbromoaplysiatoxins. Loài sinh ñộc tố thường gặp là:
O.nigro-virdis Thwaites, O.agardhii, O.agardhii rubescen, O.acustissima,
O.fomosa, O.lemmermanii.
+Synechococcus: gặp chủ yếu ở biển. ðộc tố do chi này sản sinh ra ức
chế mạnh quá trình phân huỷ máu.
+ Synechocystis: chi VKL này gặp cả ở nước ngọt và nước lợ. 14 loài
thuộc chi này ñã ñược ghi nhận và chủng gây ñộc có dạng diplococcid [7, 12].

I.2. ðỘC TỐ VI KHUẨN LAM
I.2.1. Phân loại
ðộc tố của VKL (cyanotoxins) là các sản phẩm trao ñổi chất thứ cấp
do chúng tiết ra trong quá trình sống. ðó là các ñại phân tử có cấu trúc phức
tạp và khác nhau, là các peptid, alkaloid, chất ñồng ñẳng của acid amin kích
ñộc hoặc lipopolisaccarid [13, 22, 23]. ðộc tố do VKL ñộc tiết ra có khả năng
làm ngộ ñộc các loại sinh vật khác khi chúng uống hoặc ăn thức ăn ñã bị
nhiễm ñộc.

K13-0602

15

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

Bảng 2: ðộc tố vi khuẩn lam và các loài sản sinh ra chúng [9]
ðộc tố của VKL

ðộc tố gan
Microcystins
Nodularins

Các chi VKL sinh ñộc tố
Microcystis, Planktothrix, Nostoc, Anabaena,
Anabaenopsis
Nodularia

Cylindrospermopsins Cylindrospermopsis, Aphanizomenon,
Umezakia, Raphidiopsis
ðộc tố thần kinh
Anatoxin-a

Anabaena, Planktothrix, Aphanizomenon

Anatoxin-a(S)

Anabaena

Saxitoxins

Anabaena, Aphanizomenon,
Cylindrospermopsis, Lyngbya, Planktothrix.

ðộc tố gây ngứa da
Lyngbyatoxin-a

Lyngbya

Aplysiatoxins

Lyngbya, Schizothrix, Planktothrix.

Có nhiều phương pháp ñể phân loại ñộc tố VKL như: phân loại dựa
trên cơ chế gây ñộc hoặc phân loại dựa trên bản chất hoá học của các ñộc tố.
Dựa trên cơ chế gây ñộc, người ta phân ñộc tố VKL thành các nhóm ñộc tố
gan (Hepatotoxins), ñộc tố thần kinh (Neurotoxins) và các loại ñộc tố khác
như ñộc tố gây ngứa da và tiêu chảy,…; dựa trên cấu trúc hoá học người ta
chia ñộc tố thành 3 nhóm chính: các peptid mạch vòng, alkaloid và
lipopolysacharid [5, 18].
Không phải tất cả trường hợp tảo nở hoa ñều gây ñộc và không phải tất
cả các ñộc tố của tảo ñều ñược sinh ra từ hiện tượng nở hoa. Tuy nhiên, theo
số liệu ñược công bố, các mẫu nước nở hoa gây ñộc với gan phổ biến hơn gây
ñộc tới thần kinh [17, 23].

K13-0602

16

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

I.2.1.1. ðộc tố gan
Phần lớn các VKL gây nở hoa nước có khả năng sản sinh ñộc tố. ðại
diện thường là các chi Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Aphanizomenon

và Nostoc.
ðộc tố gan (hepatotoxins) chủ yếu ñược tìm thấy trong mẫu nước nở
hoa ở thuỷ vực nước ngọt và nước lợ. Chúng có cấu trúc peptid mạch vòng, là
sản phẩm trao ñổi thứ cấp, trọng lượng phân tử khoảng 900-1100 Da, chứa 7
aminoacid (microcystins) hoặc 5 aminoacid (nodularins). Các loại ñộc tố này
có thể hoà tan trong nước và có tính bền vững cao về mặt hoá học. ðây là các
ñộc tố nội bào (endotoxins) và chỉ thải vào môi trường nước một lượng ñáng
kể khi tế bào bị phân huỷ. Do tính bền vững cao về mặt hoá học và khả năng
tan trong nước nên việc ngăn chặn ảnh hưởng của ñộc tố này tới sức khỏe con
người và ñộng thực vật là rất khó.
a. Microcystins
Là ñộc tố gan có chứa 7 acid amin, nối với nhau bằng các liên kết
peptid tạo thành chuỗi peptid mạch vòng. Trọng lượng phân tử khoảng 1000
Da có cấu trúc chung (D-alanin1-X2-D- Me Asp3 -Z4-Adda5-D-glutamate6Mdha7). Những thay ñổi thường ở gốc acid amin ở vị trí thứ 2 và thứ 4, có
hoặc thiếu nhóm methyl của acid amin ở vị trí 3 hoặc 7. Hiện nay, người ta
biết ñến khoảng 80 cấu trúc microcystins khác nhau. ðây là một cấu trúc bền
vững, khó bị phân huỷ trong môi trường và có thời gian tồn tại khá lâu trước
khi vi sinh vật bị phân huỷ (khoảng 42 ngày).
Microcystins thường do một số loài VKL như Microcystis aeruginosa,
M. viridis, Anabaena flos aquae, Oscillatoria agardhii sản sinh ra.

K13-0602

17

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

Hình 6: Cấu trúc của microcystins
ðộc tính của microcystins phá huỷ gan trầm trọng (phá vỡ cấu trúc tế
bào gan, mất cấu trúc thể xoang, tăng trọng lượng gan do xuất huyết và gây
sốc sự vận chuyển máu, rối loạn nhịp tim ñến chết). Những cơ quan khác bị
ảnh hưởng là thận, phổi và ruột. Hậu quả tác ñộng lâu dài của microcystins sẽ
gây kích thích tạo khối u, gây ung thư da và gan ở người [5, 23].

b. Nodularins
Nodularins là nhóm ñộc tố gan có cấu trúc pentapeptid dạng vòng gồm
5 axit amin, trong ñó có 3 amino axit giống với microcystins là D- MeAsp1,
Adda3 và D-Glu4 .

K13-0602

18

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

Hình 7: Cấu trúc một số loại ñộc tố của vi khuẩn lam
( />Nodularins có ít dạng hơn microcystins, cho ñến nay người ta mới chỉ
phát hiện ñược 10 dạng nodularins. ðộc tố này là do loài Nodularia
spumigena tạo ra. Loài tảo này ñược tìm thấy nhiều ở vùng nước lợ tại
Australia, New Zealand và vùng biển Bantic.

Nodularins xâm nhập vào gan dễ dàng hơn so với microcystins và
chúng có thể là các chất gây ung thư gan [5, 23].
c. Cylindrospermopsins
ðây là ñộc tố gan có bản chất là alkaloid với trọng lượng phân tử 415
Da. Cylindrospermopsins do loài VKL Cylindrospermopsis raciborkii sản ra
và còn ñược tìm thấy ở loài Umezakia natans Wantanabe. ðộc tố dạng này là
chất ức chế mạnh quá trình tổng hợp protein, gây ảnh hưởng ñến gan. Ngoài
ra, cylindrospermopsins còn có tác ñộng ñến thận, tuyến giáp và tim. Loài
K13-0602

19

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

Cylindrospermopsis raciborkii ñược tìm thấy nhiều ở vùng nhiệt ñới châu Úc
[12, 23].
I.2.1.2. ðộc tố thần kinh
Ngoài ñộc tố gan, một số VKL còn sản ra ñộc tố thần kinh
(neurotoxins), chúng có ảnh hưởng ñến màng protein và các kênh vận chuyển
ion. Các loại ñộc tố này ñược chia thành 3 nhóm:
- Anatoxin-a và homoanatoxin-a
- Anatoxin-a(s) là một anticholinesterase.
- Saxitoxins hay còn gọi là SPS phần lớn do VKL ñộc ở biển sản ra.
Chúng phong toả kênh Na+ của tế bào thần kinh.
a. Anatoxin – a

Anatoxin – a là một loại amin bậc 2 có trọng lượng phân tử thấp
165Da. Anatoxin - a phong toả thần kinh, gây ra sự co cơ, tái tím, nghẹt thở
và gây chết ở các ñộng vật thử nghiệm. Anatoxin – a lần ñầu tiên ñược tìm
thấy trong một số loài thuộc chi Anabaena, Oscillatoria ở Scandinavia, Italia
và Nhật Bản [5, 23].
b. Anatoxin – a(s)
ðây là este phosphate duy nhất của phân tử N – hydroxyguanine có
trọng lượng phân tử 252 Da. ðộc tố này, do loài VKL Anabaena flos – aquae
và A.lemmermannii tạo ra. Anatoxin – a (s) tác ñộng như một
anticholinesterase ngoại biên không thuận nghịch.
Anatoxin – a(s) là chất kìm hãm cholinesterase, gây ra phản ứng chảy
dãi, chảy nước mắt, tiêu chảy, mất ñiều hoà và dẫn ñến cái chết ở ñộng vật.
Homoanatoxin – a là chất ñồng ñẳng của anatoxin – a và có ñộc tính
tương tự như Anatoxins. Nó ñược tìm thấy ở Oscillatoria formos [15, 23].

K13-0602

20

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

I.2.1.3. Các ñộc tố khác
a. ðộc tố gây liệt
ðộc tố gây liệt (Paralytic Shellfish Poisons – PSP) phong toả kênh
Na+ của màng tế bào, tạo kích thích, co giật, chóng mặt, khó thở và gây chết

cho ñộng vật do hô hấp bị ngừng trệ.
Những ñộc tố này thường là các hợp chất cacbamate – N – sulpho
cacbamol và decacbomol dựa trên nhóm R4.
PSP có trong tự nhiên gồm 4 lớp:
+ Lớp 1: Saxitoxins, neosaxitoxins
+ Lớp 2: Gonyautoxins 2, 3, 4
+ Lớp 3: Gonyautoxins 5, 6
+ Lớp 4: Epigonyautoxins

Hình 8: Cấu trúc ñộc tố PSP
Tất cả các nhóm ñộc tố này ñều phân cực, hút ẩm mạnh, tan trong
nước, dễ bị phân huỷ trong môi trường kiềm và mất ñộc tính. Chúng bền vững
trong môi trường axit nhưng khi có axit mạnh thì các nhóm phụ khuynh
hướng trở lại công thức của saxitoxins - một trong những ñộc tố mạnh nhất.
ðộc tố dạng PSP ñược một số loài thuộc nhóm tảo giáp (Dinophyceae)
sống ở biển như Alexandrium minutrium, Pyrodinium balramense… tạo ra.
K13-0602

21

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

ðộc tố dạng này thường tích luỹ trong hải sản hai mảnh vỏ (vẹm, trai, sò, …).
Ngoài ra, PSP còn ñược tìm thấy trong các thuỷ vực nước ngọt ở Australia do
một số loài VKL như Anabaena circinalis, Lyngbya nolei, Aphanizomenon

flos – aquae sinh ra [17, 23].
b. Các ñộc tố gây ngứa da và tiêu chảy
+ Aplysiatoxin, Derbromoaplisiatoxin
Những ñộc tố dạng này ñược tìm thấy ở loài VKL biển Lyngbya
majuscula. Chất ñộc của chúng gây kích thích tạo u mạch và là chất hoạt hoá
protein kinase C. Derbromoaplisiatoxins là hợp chất không màu có ñiểm tan
100,5 – 107oC. Trọng lượng phân tử 529Da. Lyngbya toxin – a là hợp chất
màu nâu, dạng tinh thể, trọng lượng phân tử 437 Da. Loại ñộc tố này cũng
ñược tìm thấy ở loài Lyngbya majuscula. Những ñộc tố này là nguyên nhân
gây viêm da, bỏng rộp ở miệng và ñường tiêu hoá cho người sau khi tiếp xúc
với nguồn nước có sự nở hoa của loài VKL này.
+ ðộc tố gây tiêu chảy
ðộc tố gây tiêu chảy (Diarrheric Shellfish Poisons – DSP) ñược phát
hiện vào năm 1978 bởi một nhóm người Nhật. Nhóm ñộc tố này gồm 3 thành
phần chính.
Okadaic acid (OA): dinophyxin – 1 (DTX – 1 và DTX – 2). Dựa vào
tính chất hoá học, ñộc tố DSP ñược chia làm 2 nhóm:
Nhóm mang tính acid gồm: OA và dẫn xuất DTX – 1
Nhóm trung tính gồm: Pectenotoxin (PTX), Yessaxitoxin (YTX)
Triệu trứng nhiễm ñộc gồm tiêu chảy, buồn nôn, ñau bụng, lạnh. DSP
ñược tìm thấy chủ yếu trong các loài tảo biển như Dynophyis acuta,
D.aacuminata, D.portii, D.mitra và Prorocentrum lima.

K13-0602

22

Khoa công nghệ sinh học

Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

Ngoài 3 nhóm ñộc tố chính trên còn có các ñộc tố khác do tảo sinh ra
như:
+ Nhóm ñộc tố gây quên
Nhóm ñộc tố gây quên (Amnesis Shellfish Poisons – ASP) gây ra triệu
chứng như nôn mửa, ñau vùng bụng, tiêu chảy, ñau ñầu, tiếp theo là hiện
tượng lẫn lộn, mất trí nhớ, áp suất máu không ổn ñịnh, mất ñịnh hướng và hôn
mê sau khi ăn phải hải sản bị nhiễm ñộc. ðộc tố này ñược tìm thấy trong các
sinh vật có vỏ bị nhiễm ñộc bởi tảo silic như Nitzchia pungens,
N.delicatissima [17, 23].
+ ðộc tố Ciguatera fish poisons
Ciguatoxin gây nhiễm ñộc ña hình, ñôi khi gây tử vong với những triệu
chứng báo trước rất sớm cùng với rối loạn tiêu hoá và thần kinh giác quan,
phát ban ở da, gây ngứa. Hiện tượng nhiễm ñộc CFP ñược truyền từ các loài
cá (chủ yếu là sống ở rạn san hô) sang người tiêu thụ. ðộc tố này do các loài
thuộc lớp Dinophyceae sản sinh ra như Prorocentrum lima, P.convavum,
Ostreopsis lentiaulata,… gây nhiễm ñộc các loài cá ăn thực vật, sau ñó truyền
sang các loài cá ăn thịt [17, 23].
I.2.2. Tác ñộng của ñộc tố vi khuẩn lam lên sinh vật và con người
Sự có mặt và phát triển của VKL trong thuỷ vực gây ảnh hưởng bất lợi
trực tiếp hoặc gián tiếp lên nhiều sinh vật khác nhau. Bên cạnh ñó, sự tồn tại
của các loài tảo này gây tổn hại rất lớn ñến sức khoẻ, ñời sống và kinh tế của
con người.
Năm 1989, ở vịnh False (Nam Phi) loài Gymmodinium sp nở hoa, ñã
làm chết khoảng 40 tấn bào ngư. Ở Monte Hermosa (Achentina), tháng
11/1995 có 45 triệu con ngao Mesoderma marcoides (tương ñương khoảng 35
tấn khô) chết do sự nở hoa của tảo ñộc gây ra [5, 18].

K13-0602

23

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

Ở nước Australia, hiện tượng nở hoa của tảo ñộc là rất phổ biến. Hiện
tượng này thường xảy ra vào mùa hè làm hơn 1000km sông Darling bị che
phủ bởi một loài VKL thuộc chi Anabaena. ðộc tố do loài VKL này ñã giết
hơn 10000 ñộng vật nuôi và gây ảnh hưởng nghiêm trọng ñối với người dân
sống gần nguồn nước này [17].
Ở Brazil, người ta thấy hiện tượng cá chết hàng loạt xảy ra dọc 350km
bờ biển do sự nở hoa của một số loài tảo như: Gidinium aureolum,
Gymnodinium sp, Dinophysis acuminate, Nostiluca scintillans [17].
Ở New Zealand, trong những năm 1992-1993 người ta ñã phát hiện
thấy hiện tượng cá bị nhiễm ñộc hàng loạt cùng với sự nở hoa của tảo do ảnh
hưởng của El-Nino kéo theo người bị ngộ ñộc do ăn cá. Tại thời ñiểm cá chết,
người ta ñã phát hiện ñược 14 loài tảo có khả năng gây ñộc cho cá [17].
Ở Philippine, thuỷ triều ñỏ do sự nở hoa của Pyrodinium bahamense
var compressum ñã gây ra hậu quả rất lớn làm 1422 trường hợp ngộ ñộc trong
ñó có 82 người chết do ăn phải cá nhiếm PSP từ loài tảo này từ năm 1995.
Hiện tượng thuỷ triều ñỏ còn xảy ra ở Trung Quốc, cho ñến năm 1993 có tổng
số 87 lần thuỷ triều ñỏ trong ñó có 14 thuỷ triều ñỏ do tảo ñộc gây ra. Ở nước
ta, những nghiên cứu về tảo ñộc ở biển ñược bắt ñầu từ năm 1993. Bước ñầu

cho thấy sự nở hoa của nước gây ra bởi Trichodesmium erythraeum,
T.thiebautii và một số loài tảo ñược thấy ở dọc bờ biển tỉnh Bình Thuận và
các trại nuôi tôm dọc vịnh Cam Ranh [11, 17].
ðộc tố do VKL sản sinh ra có thể ảnh hưởng ñến sự sinh trưởng của
thực vật thuỷ sinh bậc cao (Macrophyte). Từ những kết quả chiết rút ñộc tố do
một số loài VKL gây nở hoa ngoài tư nhiên, các nhà khoa học ñã nhận thấy
những ñộc tố này ñã ức chế sinh trưởng của Elodea và Lemna
(Kirpenko,1996). Hàm lượng chlorophyll trong lá và rễ giảm ñi ở nồng ñộ
ñộc tố 0,04-200 mg.L-1, ảnh hưởng này ñược quan sát thấy trong 7 ngày và 15
K13-0602

24

Khoa công nghệ sinh học


Khóa luận tốt nghiệp2010

Lê Thị Hoài

ngày, sau ñó tất cả thực vật thí nghiệm ñều chết ở nồng ñộ ñộc tố cao hơn [20,
21].
ðộc tố anatoxin – a làm ức chế sinh trưởng của một số loài luân trùng
(Rotifers) ở nồng ñộ 0,2 – 5 mg.L-1. Kiviranta (1992) cho rằng ñộc tố thần
kinh và ñộc tố gan do VKL sản sinh, gây ñộc ñối với ấu trùng muỗi
Aedesaegupti linnaeus. Anabaena circinalis là loài VKL sản sinh ñộc tố gây
ñộc mạnh nhất cho loài muỗi. ðộc tố của loài này giết chết ấu trùng muỗi ở
nồng ñộ 0,02 mg.mL-1 sau 48h [15, 18].
I.3. GIÁM SÁT VÀ QUẢN LÝ SỰ NỞ HOA CỦA TẢO
I.3.1. Các phương pháp nghiên cứu ñộc tính và ñộc tố của vi khuẩn lam

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp xác ñịnh ñộc tính của VKL: sử
dụng hoạt tính sinh học của ñộc tố (ñộc tố gan, ñộc tính thần kinh, ñộc tính tế
bào); hoạt tính enzyme và các tương tác miễn dịch. Song song với phương
pháp ñòi hỏi kĩ thuật cao ñể xác ñịnh nhanh ñộc tính của VKL thì việc tìm
kiếm những phương pháp ñơn giản, rẻ tiền, lại có thể ñưa ra những kết luận
nhanh chóng và chính xác là hướng nghiên cứu ñang ñược quan tâm. Trong
những năm qua, phương pháp thử sinh học trên chuột vẫn ñược sử dụng phổ
biến ñể phát hiện ñộc tính của các mẫu nước nở hoa. Phương pháp này xác
ñịnh ñộc tính trong vòng vài giờ, xong chưa nhậy hoặc không ñặc hiệu [4, 5,
12].
I.3.1.1. Phương pháp phân tích ñộc tố bằng sắc kí lỏng cao áp
Phương pháp phân tích ñộc tố bằng sắc kí lỏng cao áp - High
performance liquid chromatography (HPLC) thường dùng ñể xác ñịnh rất
nhiều loại ñộc tố, trong ñó các ñộc tố VKL phổ biến như microcystins và
nodularins không là ngoại lệ. Nguyên tắc của phương pháp là tách dịch chiết
ñã hoặc chưa ñược làm sạch trước ñó trên cột pha rắn (gồm những hạt cực
nhỏ) cho phép phân biệt những hợp chất ñược phát hiện nhờ mẫu chuẩn. Dịch
K13-0602

25

Khoa công nghệ sinh học