Phân lập một số chủng vi khuẩn quang hợp từ các ao nuôi tôm thẻ chân trắng (litopenaeus vannamei, boone, 1931) tại tỉnh thừa thiên huế

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng: số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung
thực và chưa từng được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được
cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn đều đã được ghi rõ nguồn gốc.
Thừa Thiên Huế, ngày

tháng 7 năm 2016
Tác giả

Nguyễn Văn Sỹ

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


ii

LỜI CẢM ƠN

Để hồn thành luận văn này tơi xin chân thành cảm ơn:
Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Phước đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện cho em
học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn.
Các thầy giáo, cơ giáo Khoa Thủy sản – Trường Đại học Nông Lâm Huế đã
giúp đỡ và truyền dạy cho em những kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập
tại trường.
Ban giám đốc Trung tâm giống thủy sản Quảng Bình, các anh chị, các bạn
đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và
nghiên cứu vừa qua.

Gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tơi trong q trình học tập cũng như
thực hiện đề tài.
Thừa Thiên Huế, ngày

tháng 7 năm 2016

Tác giả

Nguyễn Văn Sỹ

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


iii

TÓM TẮT
Vi khuẩn quang hợp (Phototropic bacteria) là một nhóm vi sinh vật có khả
năng phân giải NH3 và H2S dưới tác dụng ánh sáng mặt trời, trong điều kiện kỵ khí
nên có thể sử dụng để xử lý ơ nhiễm trong các ao nuôi tôm. Nghiên cứu này đã phân
lập được 8 chủng vi khuẩn quang hợp từ bùn các ao nuôi tôm thẻ chân trắng tại tỉnh
Thừa Thiên Huế. Sau q trình ni cấy trên mơi trường DSMZ 27 lỏng, trong điều
kiện kỵ khí, chiếu sáng liên tục đã lựa chọn được 2 chủng có mức độ tích lũy sinh
khối cao nhất, được ký hiệu DL11, PH21 để tiến hành nghiên cứu đặc điểm sinh
hoá, sinh lý và khả năng chuyển hố lưu huỳnh.
Quan sát đặc điểm hình thái, sinh lý sinh hoá của hai chủng vi khuẩn quang
hợp cho thấy khuẩn lạc của chủng DL11 có màu cam nâu và khuẩn lạc chủng PH21
có màu vàng. Cả hai chủng PH21 và DL11 đều là vi khuẩn Gram (-), có dạng hình
que và phản ứng âm tính (-) với oxidase. Chủng vi khuẩn DL11 có khả năng lên men
đường sucrose, chuyển hoá tốt với nguồn sulfide. Chủng PH21 có thể sử dụng các
nguồn cacbon khác nhau như citrate, glucose, succose.

Kết quả định danh qua phân tích gen mã hóa 16S – rRNA của 2 chủng PH21 và DL11
có thể khẳng định: chủng DL11 là Allochromatium sp, chủng PH21 là Marichromatium sp.
Khoảng nồng độ muối của 2 chủng Allochromatium sp và Marichromatium sp
tương đồng nhau: sinh trưởng và phát triển tốt ở nồng độ 10‰ - 20‰. Nồng độ pH
tối ưu cho 2 chủng này phát triển trong khoảng 6 – 7.
Việc bổ sung nồng độ cao nấm men vào mơi trường ni cấy kích thích khả
năng sinh trưởng của 2 chủng Allochromatium sp và Marichromatium sp, điều này
thể hiện ở nồng độ cao nấm men càng cao thì tăng sinh của vi khuẩn càng cao.
Ở điều kiện chiếu sáng, ni kị khí, cả 2 chủng đều có khả năng loại bỏ
sulfide cao. Các chủng vi khuẩn quang hợp được tuyển chọn hoạt động tốt nhất ở
nồng độ sulfide từ 10 - 20 mg/L. Kết quả nghiên cứu cho thấy cả hai chủng PH21 và
DL11 có khả năng làm giảm hàm lượng khí độc H2S trong ao ni tơm.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


iv

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. ii
TÓM TẮT .................................................................................................................. iii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỬ VIẾT TẮT..................................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẺ, ĐỒ THỊ .................................................................... ix
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1
2. Mục đích của đề tài ................................................................................................. 2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................................ 2

3.1 Ý nghĩa khoa học .................................................................................................. 2
3.2 Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 4
1.1. Tổng quan về vi khuẩn quang hợp....................................................................... 4
1.1.1. Vi khuẩn quang hợp tía ..................................................................................... 4
1.1.2. Ảnh hưởng của các nhân tố lý hóa đến sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn tía... 10
1.2. Tổng quan về tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)............................... 11
1.2.1. Hệ thống phân loại, phân bố ........................................................................... 11
1.2.2. Tập tính sống, khả năng thích nghi với mơi trường sống ............................... 13
1.2.3. Đặc điểm dinh dưỡng ...................................................................................... 14
1.2.4. Đặc điểm sinh trưởng...................................................................................... 14
1.2.5. Đặc điểm sinh sản ........................................................................................... 16
1.3. Tình hình ni tơm thẻ chân trắng trên thế giới và tại Việt Nam...................... 17
1.3.1. Tình hình ni tơm thẻ chân trắng trên thế giới ............................................. 17
1.3.2. Tình hình ni tơm thẻ chân trắng tại Viêt Nam ............................................ 19

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


v

1.3.3. Tình hình ni tơm thẻ chân trắng tại tỉnh Thừa Thiên Huế .......................... 22
1.4. Vấn đề ô nhiểm môi trường nước trong hoạt động thủy sản ............................. 23
1.4.1. Ô nhiểm môi trường nước do hoạt động chế biến thủy sản............................ 24
1.4.2. Ơ nhiễm mơi trường biển, ven bờ do các hoạt động hàng hải ........................ 25
1.4.3. Ô nhiểm nguồn nước do tác động của nuôi trồng thủy sản ............................ 25
1.4.4. Ô nhiễm do việc sử dụng thuốc và các hóa chất trong nuôi tôm .................... 27
1.5. Một số nghiên cứu về vi khuẩn quang hợp và ứng dụng của chúng trong nuôi
trồng thủy sản............................................................................................................ 28
1.6. Một số ứng dụng khác của vi khuẩn quang hợp tía ........................................... 30

1.6.1. Sản xuất protein đơn bào ................................................................................ 30
1.6.2. Sản xuất ubiquinone........................................................................................ 30
1.6.3. Sản xuất hoocmon thực vật ............................................................................. 31
1.6.4. Sản xuất các chất kháng sinh .......................................................................... 31
1.6.5. Sử dụng vi khuẩn quang hợp tía trong xử lý nước thải .................................. 31
1.7. Ảnh hưởng của H2S trong nuôi trồng thủy sản .................................................. 32
1.7.1. Bản chất của khí H2S ...................................................................................... 32
1.7.2. Tác hại của khí H2S ........................................................................................ 32
1.8. Giải pháp giảm ơ nhiễm mơi trường bằng chế phẩm vi sinh ............................. 33
1.8.1. Phòng ngừa dịch bệnh..................................................................................... 33
1.8.2. Kích thích tơm phát triển ................................................................................ 34
1.8.3. Ngăn ngừa, làm giảm thiểu ô nhiễm và chất độc trong ao ............................. 34
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 36
2.1. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 36
2.1.1. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 36
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 36
2.2. Môi trường hóa chất........................................................................................... 36
2.3. Phương pháp nghiên cứu và theo dõi các chỉ tiêu ............................................. 37

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


vi

2.3.1. Phương pháp thu mẩu bùn đáy ao nuôi tôm ................................................... 37
2.3.2. Phương pháp pha loảng mẩu nuôi cấy vi khuẩn ............................................. 38
2.3.3. Nuôi cấy vi khuẩn ........................................................................................... 38
2.3.4. Phương pháp làm giàu và phân lập vi khuẩn quang hợp tía ........................... 39
2.3.5. Quan sát hình thái tế bào ................................................................................ 40
2.3.6. Xác định khả năng sinh trưởng ....................................................................... 40

2.3.7. Đánh giá ảnh hưởng của pH và nồng độ NaCl lên sự phát triển của vi khuẩn
quang hợp.................................................................................................................. 40
2.3.8. Đánh giá ảnh hưởng của cao nấm men đến sinh trưởng của vi khuẩn quang
hợp tía ....................................................................................................................... 42
2.3.9. Xác định khả năng khử sulfide ...................................................................... 42
2.3.10. Phương pháp định danh vi khuẩn bằng PCR ................................................ 40
2.3.11. Phương pháp xử lý số liệu: ........................................................................... 43
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 44
3.1. Kết quả thu thập mẩu và nuôi cấy phân lập vi khuẩn quang hợp tía ................. 44
3.2. Kết quả nghiên cứu đặc điểm sinh hóa của các chủng vi khuẩn được chọn lọc 49
3.3. Kết quả định danh vi khuẩn ............................................................................... 51
3.4. Ảnh hưởng của nồng độ pH đến sinh trưởng của các chủng vi khuẩn .............. 52
3.5. Ảnh hưởng của NaCl đến sinh trưởng của các chủng vi khuẩn quang hợp chọn
lọc.............................................................................................................................. 53
3.6. Ảnh hưởng của cao nấm men đến sinh trưởng của vi khuẩn quang hợp ........... 54
3.7. Khả năng khử sulfide của các chủng vi khuẩn phân lập được .......................... 55
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................ 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 57

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỬ VIẾT TẮT

OD

: Mật độ quang (Optical density)

NTTS

: Nuôi trồng thủy sản

CPSH

: chế phẩm sinh học

VKQH

: Vi khuẩn quang hợp

[Na2S]

: Nồng độ Na2S

VSV

: Vi sinh vật

BChl

: Bacteriochlorophyll

BOD

: Nhu cầu oxy sinh hoá (Biochemical Oxygen Demand)

Cfu/ml

: Đơn vị tế bào sống/ml (Colony form per unit)

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Bảng phân loại vi khuẩn lưu huỳnh màu tía.............................................. 5
Bảng 1.2. Bảng phân loại vi khuẩn khơng lưu huỳnh màu tía ................................... 9
Bảng 1.3. Diện tích, sản lượng và năng suất tơm thẻ chân trắng qua các năm tại Việt
Nam ........................................................................................................................... 21
Bảng 1.4. Diện tích, sản lượng nuôi trồng thủy sản tỉnh Thừa Thiên Huế ............... 23
Bảng 3.1. Kết quả nuôi cấy vi khuẩn quang hợp tía ................................................. 45
Bảng 3.2. Kết quả phản ứng sinh hóa của chủng DL11 và PH21 ............................ 50

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẺ, BIỂU ĐỒ

Hình 1.1. Hình ảnh tế bào của một số vi khuẩn lưu huỳnh màu tía ........................... 7
Hình 1.2. Hình ảnh tế bào của một số vi khuẩn khơng lưu huỳnh màu tía .............. 10
Hình 1.3. Tơm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) ........................................... 12
Hình 1.4. Sản lượng tơm thẻ chân trắng trên thế giới............................................... 19
Hình 3.1. Mẩu bùn đất được ủ sau 2 tuần ở nhiệt độ phịng ..................................... 44
Hình 3.2. Khuẩn lạc vi khuẩn quang hợp sau 3 ngày ni cấy ................................ 47

Hình 3.3. Khuẩn lạc chủng DL11 sau 7 ngày nuôi cấy ............................................ 47
Hình 3.4. Khuẩn lạc chủng PH21 sau 7 ngày ni cấy ............................................ 48
Hình 3.5. Hình thái tế bào chủng DL11 ở độ phóng đại 100 lần.............................. 48
Hình 3.6. Ni cấy tăng sinh vi khuẩn quang hợp tía .............................................. 49
Hình 3.7. Vi khuẩn quang hợp ở các nồng độ khác nhau ......................................... 49
Hình 3.8. Cây phả hệ của chủng DL11 và PH21 ...................................................... 51

Biểu đồ 2.1. Đường chuẩn Na2S ............................................................................... 43
Biểu đồ 3.1. Ảnh hưởng của pH đến khả năng sinh trưởng của các chủng vi khuẩn
tía............................................................................................................................... 52
Biểu đồ 3.2. Khả năng sinh trưởng của các chủng vi khuẩn ở các nồng độ muối
khác nhau .................................................................................................................. 53
Biểu đồ 3.3. Ảnh hưởng của cao nấm men đến sinh trưởng của vi khuẩn ............... 54
Biểu đồ 3.4. Sinh trưởng của các chủng vi khuẩn ở các nồng độ sulfide khác nhau55

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


1

MỞ ĐẦU

1. Đặt vấn đề
Thủy sản là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của Việt Nam. Trong
vòng 10 năm trở lại đây, giá trị xuất khẩu của ngành thủy sản đã liên tục tăng trưởng
ở mức 18%/năm . Chiếm ưu thế trong các sản phẩm thủy sản xuất khẩu của nước ta
trên thị trường quốc tế là các đối tượng tôm nuôi, đặc biệt là tôm sú (Penaeus
monodon) và tôm chân trắng (Litopenaeus vannamei) (Tổng cục thủy sản, 2015).
Năm 2015, diện tích ni tơm của cả nước đạt trên 654 ngàn ha, trong đó, diện
tích ni tơm sú đạt trên 570 ngàn ha, tôm thẻ chân trắng 84 ngàn ha. Tuy diện tích ni

chỉ bằng khoảng 15% diện tích ni tơm sú, nhưng sản lượng tơm thẻ chân trắng lại cao
hơn tôm sú (sản lượng tôm sú là 249,2 ngàn tấn, tôm thẻ chân trắng là 344,6 ngàn tấn)
chứng tỏ mức độ nuôi thâm canh của đối tượng này (Tổng cục thủy sản, 2015).
Trong nuôi thâm canh thủy sản, lượng thức ăn dư thừa và chất hữu cơ thải ra
môi trường rất lớn. Các hợp chất hữu cơ này kích thích sự phát triển của vi sinh vật,
gây ô nhiễm ao nuôi, làm mất cân bằng hệ sinh thái. Mặt khác, trong q trình phân
hủy khơng triệt để, các hợp chất hữu cơ trong điều kiện hiếu khí và kỵ khí sản sinh
ra các chất độc như sulfide, ammonia, methane… làm giảm chất lượng nước và tăng
khả năng nhiễm bệnh, tơm cá cịi cọc, tỷ lệ chết tăng cao (Trần Liên Hà và cs, 2007).
Ơ nhiễm mơi trường nước đặc biệt đáy ao nhiễm bẩn sẽ tác động trực tiếp tới đối
tượng nuôi thủy sản, làm cho đối tượng nuôi luôn bị căng thẳng, thể hiện qua việc
kém ăn, mức tăng trưởng giảm và dễ bị mắc bệnh do vi khuẩn gây nên, để giải quyết
các vấn đề đó trong q trình ni người dân thường lạm dụng sử dụng các loại hoá
chất, kháng sinh đã gây suy thối mơi trường và tạo nhiều chủng vi khuẩn kháng
thuốc (Đỗ Thị Liên và cs, 2008).
Mặc dù chưa có nghiên cứu nào đánh giá tình hình sử dụng hố chất và kháng
sinh ở các vùng nuôi tôm tại Thừa Thiên Huế, nhưng nghiên cứu của Nguyễn Ngọc
Phước và cs, 2010 cho thấy 90% các chủng Vibrio phân lập được từ các ao nuôi tôm
thẻ chân chắng và tôm sú ở Huyện Phong Điền kháng lại 4 loại kháng sinh được phép sử
dụng là Oxytetraciline, Amoxiciline, Oxalic acid, và Trimethoprim - sulphamethoxazole.
Để giải quyết các vấn đề này một cách triệt để, chế phẩm sinh học bao gồm các chủng
vi sinh vật có lợi như nhóm Lactobaccilus, Bacillus,… đang được nghiên cứu và ứng

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


2

dụng rộng rãi trong nuôi trồng thuỷ sản hiện nay. Tuy nhiên, công dụng các chế phẩm
sinh học này phụ thuộc rất lớn vào hoạt tính các chủng vi khuẩn có trong chế phẩm

(Nguyễn Ngọc Phước và cs, 2010).
Vi khuẩn quang hợp (Phototropic bacteria) là một nhóm vi sinh vật nhân sơ
thuộc vào giới các vi khuẩn Gram (-) (Kumar và cs, 2009; Castenholz và pierson,
1995). Vi khuẩn quang hợp có khả năng phân giải NH3 và H2S dưới tác dụng ánh
sáng mặt trời, trong điều kiện kỵ khí. Các chủng vi khuẩn này có thể sử dụng ánh
sáng mặt trời ở độ sâu từ 80 - 100m nhờ chứa nhiều sắc tố BChle trong tế bào (Arunasri
và cs, 2005) nên có thể sử dụng để xử lý ô nhiễm trong các ao nuôi tôm.
Trong nuôi trồng thuỷ sản, vi khuẩn quang hợp có thể được sử dụng như một
loại thuốc làm sạch chất thải trong môi trường nước bằng phương pháp sử dụng định
kỳ. Vi khuẩn có thể làm mất ion Nitơ trong nước và các vật sinh ra do phân giải vật
hữu cơ khác, từ đó kiềm chế sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh khác trong ao
nuôi, đặc biệt là vi khuẩn Vibrio harveyi, V. alginolitycus, V. vulnificus (Sasikala và
Ramala, 1995).
Vì thế, việc sử dụng vi khuẩn quang hợp và các chất có hoạt tính sinh học
do chúng sinh ra để cải tạo môi trường ao nuôi và khống chế sinh học là một
phương pháp hiệu quả và thân thiện về mặt sinh thái và môi trường. Xuất phát
từ thực tiễn trên, tôi chọn đề tài “Phân lập một số chủng vi khuẩn quang hợp
từ các ao nuôi tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei, Boone, 1931) tại
tỉnh Thừa Thiên Huế”.
2. Mục tiêu của đề tài
- Phân lập một số chủng vi khuẩn quang hợp tía có tiềm năng làm chế phẩm
sinh học để phân giải các hợp chất hữu cơ, giảm hàm lượng các loại khí độc, giảm ơ
nhiễm mơi trường từ đó tăng hiệu quả cho nghề nuôi tôm thẻ chân trắng tại tỉnh
Thừa thiên Huế nói riêng và trong cả nước nói chung.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1 Ý nghĩa khoa học
- Vi khuẩn quang hợp tía có khả năng phân giải NH3 và H2S dưới tác dụng ánh sáng
mặt trời, trong điều kiện kỵ khí nên có khả năng làm giảm ô nhiễm trong ao nuôi tôm.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma

3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Xu hướng hiện nay là sử dụng các chủng vi khuẩn đặc hiệu phân lập được
từ các vùng nuôi tôm để tăng hiệu quả xử lý môi trường tại vùng nuôi đó, trong đó
vi khuẩn quang hợp là nhóm vi khuẩn đang được nghiên cứu vì khả năng phân giải
chất hữu cơ và phân giải các loại khí độc như NH3 và H2S cũng như có khả năng ức
chế các tác nhân gây bệnh nguy hiểm trong ao nuôi tôm.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về vi khuẩn quang hợp
Vi khuẩn quang hợp (Phototropic bacteria). Theo tên là một loại vi khuẩn có
thể tiến hành tác dụng quang hợp, tác dụng quang hợp của vi khuẩn quang hợp là
dùng H2S để cung cấp Hidro, dùng CO2 để cung cấp nguồn Cacbon, qua phản ứng
quang hợp sản sinh ra chất hữu cơ.
Vi khuẩn quang hợp là loại vi sinh vật trong thuỷ quyển, phân bố rộng rãi ở
ruộng nước, ao hồ, sơng ngịi, hồ, biển và trong đất, đặc biệt là trong đất bùn dưới
nước bị vật hữu cơ ô nhiễm số lượng tương đối nhiều.
Vi khuẩn quang hợp do sự khác nhau về giống lồi và mơi trường mà hình
dạng khơng như nhau, có loại hình que, hình lưỡi liềm, hình trịn, hình cầu...
1.1.1. Vi khuẩn quang hợp tía
Vi khuẩn tía là một nhóm chính của vi sinh vật quang dưỡng phân phối rộng
rãi trong tự nhiên, chúng được coi là nhóm quang dưỡng quan trọng bởi vì chúng có

thể khử một chất làm hôi môi trường, H2S, và đóng góp vật chất hữu cơ trong các môi
trường thiếu ôxy do năng lực tự dưỡng của chúng. Hơn nữa chúng còn có khả năng
tiêu thụ các hợp chất hữu cơ, trong đó vai trò của chúng là vi sinh vật quang dị
dưỡng. Ngoài ra, chúng cịn là vi sinh vật mơ hình cho các nhà khoa học nghiên
cứu sự đa dạng phân tử của quá trình quang hợp (Hunter và cs, 2009). Sinh khối
của chúng còn được sử dụng để sản xuất các chất có hoạt tính sinh học có giá trị
như ubiquinine, các chất kháng sinh, enzyme và làm thức ăn trong chăn ni gia
cầm và ni trồng thủy sản.
Ngồi ra, sinh khối của vi khuẩn tía rất giàu protein và vitamin, đặc biệt là
vitamin B12. Tại Ấn Độ có công nghệ sản xuất sinh khối của vi khuẩn tía ở dịch ly
tâm từ phân gia súc dùng để làm thức ăn cho tơm hoặc cho ngao đạt hiệu quả rất khả
quan (Hồng Thị Yến và cs, 2006).
Ở Việt Nam, nhóm vi khuẩn này đã và đang được chú trọng phân lập và
tuyển chọn để ứng dụng vào các lĩnh vực khác nhau như xử lý nước thải đậm đặc
hữu cơ (Đỗ Thị Tố Uyên và cs, 2003), phân hủy các hydrocacbon mạch vòng (Đinh
Thị Thu Hằng và cs, 2003), thu nhận các hoạt chất sinh học có giá trị như ubiquinine
(Đỗ Thị Tố Uyên và cs, 2005).

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


5

1.1.1.1. Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía (Purple sulfur bacteria)
Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía là sinh vật quang tự dưỡng mạnh mẽ nhưng khả
năng quang dị dưỡng cũng như trao đổi chất và tăng trưởng trong bóng tối là hạn
chế. Một số loài có thể sống trong điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ, pH hoặc có
độ mặn cao (Truper và Fischer, 1982).
Vi khuẩn tía lưu huỳnh rất đa dạng về hình thái và kiểu di động. Trong quá
trình oxy hóa H2S, lưu huỳnh được tích tụ thành giọt trong tế bào, nhưng cũng có

lồi khơng tích tụ ở trong mà ở ngoài tế bào, một số loài có khí khổng trong tế bào
(Buisman và cs, 1990). Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía bao gồm các vi khuẩn kỵ khí bắt
buộc, có khả năng quang tự dưỡng vơ cơ (photolithoautotroph), tế bào có chứa
chlorophyll a hoặc b, hệ thống quang hợp chứa các màng hình cầu hay hình phiến
gắn với màng sinh chất. Chất nhận điện tử (electron donors) trong quang hợp thường
sử dụng là H2, H2S hay S. Chúng có khả năng di động với tiên mao mọc ở cực, có
loài chu mao, tỷ lệ G+C là 45-70% (Nguyễn Lân Dũng, 2005).
Hơn 25 chi của vi khuẩn lưu huỳnh màu tía ngày nay được cơng nhận
(Hunter và cs 2009). Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía thuộc Lớp Gammaproteobacteria, có
2 họ: Họ Chromatiaceae và họ Ectothiorhodospiraceae.
Bảng 1.1. Bảng phân loại vi khuẩn lưu huỳnh màu tía
Phân loại

Chi

Hình thái

Họ Chromatiaceae

Allochromatium

Hình que

Amoebobacter

Hình khối cầu

Chromatium

Hình que

Halochromatium

Hình que

Isochromatium

Hình que

Lamprobacter

Hình que

Lamprocystis

Hình cầu tạo chùm

Marichromatium

Hình que

Rhabdochromatium

Hình que

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


6

Phân loại

Họ Ectothiorhodospiraceae

Chi

Hình thái

Thermochromatium

Hình que

Thioalkalicoccus

Hình cầu

Thiobaca

Hình que

Thiocapsa

Hình cầu

Thiococcus

Hình cầu

Thiocystis

Hình cầu, hình que ngắn

Thiodictyon

Hình que tạo chuỗi tế bào

Thiofl avicoccus

Hình cầu

Thiohalocapsa

Hình cầu

Thiolamprovum

Hình cầu

Thiopedia

Hình cầu

Thiorhodococcus

Hình cầu

Thiorhodovibrio

Có dạng phẩy khuẩn,
xoắn khuẩn

Thiospirillum

xoắn khuẩn

Ectothiorhodospira

Có dạng phẩy khuẩn,
xoắn khuẩn

Halorhodospira

Có dạng phẩy khuẩn,
xoắn khuẩn

Thiorhodospira

Có dạng phẩy khuẩn,
xoắn khuẩn

Ectothiorhodosinus

Hình que
(Nguồn: Hunter và cs 2009)

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


7

Thermochromatiumtepidum

Thiocystis

Chromatium

Rhodobaca bogoriensis

Thiospirillum

Thiocapsa

Hình 1.1. Hình ảnh tế bào của một số vi khuẩn lưu huỳnh màu tía
(Nguồn: Hunter và cs 2009)

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


8

1.1.1.2. Vi khuẩn khơng lưu huỳnh màu tía (Nonsulfure purple bacteria)
Vi khuẩn khơng lưu huỳnh màu tía là nhóm vi khuẩn quang dị dưỡng hữu cơ
(photoorganoheterotrophs) thường kỵ khí bắt buộc, một số lồi là quang tự dưỡng vơ
cơ khơng bắt buộc (trong tối là hoá dị dưỡng hữu cơ - chemoorganoheterotrophs). Tế bào
chứa chlorophyl a hoặc b, hệ thống quang hợp chứa các màng hình cầu hay hình
phiến gắn với màng sinh chất. Chất nhận điện tử trong quang hợp thường sử dụng là
chất hữu cơ, đôi khi là hợp chất lưu huỳnh dạng khử hoặc H2. Vi khuẩn khơng lưu
huỳnh màu tía có khả năng di động với tiên mao mọc ở cực, hoặc không di động,
một số lồi có túi khí, tỷ lệ G+C là 61-72% (Nguyễn Lân Dũng, 2005). Vi khuẩn
khơng lưu huỳnh màu tía thuộc lớp Grammproteobacteria.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


9

Bảng 1.2. Bảng phân loại vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía
Phân loại

Chi

Hình thái

Alphaproteobacteria

Rhodobacac

Hình cầu, hình que ngắn

Rhodobacter

Hình que

Rhodovulum

Hình que, hình cầu

Rhodopseudomonasc

Hình que, nảy chối

Rhodoblastusc

Hình que, nảy chồi

Blastochloris

Hình que, nảy chồi

Rhodomicrobium

Hình que

Rhodobium

Hình que

Rhodoplanes

Xoắn khuẩn

Rhodocistac

Xoắn khuẩn

Rhodospirillum

Xoắn khuẩn

Phaeospirillum

Hình cầu

Rhodopilac

Hình que

Rhodospira

Xoắn khuẩn

Rhodovibrio c

Phẩy khuẩn

Rhodothallasiumc

Xoắn khuẩn

Roseospira

Xoắn khuẩn

Roseospirillum

Xoắn khuẩn

Rhodocyclus

Phẩy khuẩn

Rhodoferaxc

Hình que, phẩy khuẩn

Rubrivivax

Hình que

Betaproteobacteria

(Nguồn: Hunter và cs 2009)

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


10

Rhodobacter

Rhodocyclus purpureus

Rhodopila

Rhomicrobium

Hình 1.2. Hình ảnh tế bào của một số vi khuẩn khơng lưu huỳnh màu tía
(Nguồn: Hunter và cs 2009)
1.1.2. Ảnh hưởng của các nhân tố lý hóa đến sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn tía
1.1.2.1 pH

Quang hợp của vi khuẩn tía có thể xảy ra trong môi trường có pH 3 – 11 (Hunter
và cs, 2009). Vi khuẩn tía sinh trưởng và phát triển ở pH tối ưu khoảng 6 – 7 (Đỗ Thị
Liên và cs, 2008).
1.1.2.2. Cường độ ánh sáng
Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía sử dụng ánh sáng để quang hợp, phát triển mạnh
ở môi trường có ánh sáng đỏ. Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía có thể phát triển
quang dưỡng và trong bóng tối (Zeyer và cs, 1987).

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


11

1.1.2.3. Nhiệt độ
Quang hợp của vi khuẩn tía có thể xảy ra ở nhiệt độ lên tới 570C và xuống tới
00C (Hunter và cs, 2009). Tuy nhiên các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng nhiệt độ tối ưu
cho sự sinh trưởng và phát triển của vi khuẩn tía ở 300C.
1.1.2.4. Các yếu tố khác
Nhiều lồi vi khuẩn tía có thể sinh trưởng quang dưỡng với sulfide như là
chất cho điện tử với nồng độ nhỏ hơn 2 mM. Nếu trong môi trường sống có nồng độ
sulfide quá cao sẽ ức chế sự sinh trưởng của chúng (Lieffrig, 1985). Ngoài ra, nồng
độ NaCl trong môi trường cũng ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của vi
khuẩn tía. Có lồi sống được trong môi trường nước biển có độ mặn từ 8 – 11%NaCl
cũng có loài sống trong những mức độ mặn cao hơn (Madigan, 1988).
1.2. Tổng quan về tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)
1.2.1. Hệ thống phân loại, phân bố
1.2.1.1. Hệ thống phân loại tôm thẻ chân trắng
Ngành chân khớp: Arthropoda
Lớp giáp xác: Crustacea
Bộ mười chân: Decapoda

Bộ phụ bơi lội: Natantia
Họ tơm he: Penaeidae
Giống tơm he: Penaeus
Lồi: Litopenaeus vannamei (Boone, 1931)
Tên khoa học: Litopenaeus vannamei
Tên tiếng anh: Whileleg Shrimp
Tên Việt Nam: Tôm chân trắng, Tôm he chân trắng, Tôm thẻ chân trắng.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


12

Hình 1.3. Tơm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei)
Nhìn bề ngồi tôm he chân trắng gần giống với tôm he Trung Quốc (Penaeus
chinensis) và tôm bạc (Penaeus meirguiensis). Cá thể lớn nhất có thể dài đến 23cm.
Tôm có màu trắng đục, trên thân khơng có đốm vằn, chân bị có màu trắng ngà nên gọi
là tôm chân trắng. Các vành chân đuôi có màu đỏ nhạt và xanh. Vỏ tôm mỏng có thể
nhìn đường ruột rất rõ. Râu tơm có màu đỏ dài gấp 1,5 lần chiều dài thân. Tôm cái có
Thelycum dạng hở (Nguyễn Văn Chung và cs, 2000).
Chủy là phần kéo dài tiếp với bụng. Dưới chủy có 2 - 4 răng cưa, đơi khi
có tới 5 - 6 răng cưa ở phía bụng. Những răng cưa đó kéo dài, đơi khi tới đốt
thứ hai. Vỏ đầu ngực có những gai gân và gai râu rất rõ, khơng có gai mắt và
gai đuôi (gai telssm), không có rãnh sau mắt, đường gờ sau chuỳ khá dài đôi khi
từ mép sau vỏ đầu ngực. Gờ bên chuỳ ngắn, chỉ kéo dài tới gai thượng vị
(Nguyễn Văn Chung và cs, 2000).
Có 6 đốt bụng, ở đốt mang trứng, rãnh bụng rất hẹp hoặc khơng có. Telsson
(gai đi) khơng phân nhánh. Râu không có gai phụ và chiều dài râu ngắn hơn nhiều
so với vỏ giáp. Xúc biện của hàm dưới thứ nhất thon dài và thường có 3 - 4 hàng,
phần cuối của xúc biện có hình roi. Gai gốc (basial) và gai ischial nằm ở đốt thứ

nhất chân ngực (Nguyễn Văn Chung và cs, 2000).

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


13

1.2.1.2. Đặc điểm phân bố
Tơm he chân trắng là lồi tôm nhiệt đới phân bố ở ven biển Tây Thái Bình
Dương và châu Mỹ, từ ven biển Mexico đến miền trung Peru, nhiều nhất là ở
vùng biển Ecuador. Đây là lồi tơm ni phổ biến nhất (chiếm 70% các lồi tôm
he Nam Mỹ).
Tại Việt Nam, Tôm he chân trắng đã được du nhập và nuôi thương phẩm ở các
tỉnh: Quảng Ninh, Hải Phịng, Hà Tỉnh, Quảng Bình, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú
Yên, Khánh Hòa... (Nguyễn Trọng Nho và cs, 2006).
1.2.2. Tập tính sống, khả năng thích nghi với mơi trường sống
Tôm he chân trắng sống ở vùng biển tự nhiên có đặc điểm sau:
Đáy cát, độ sâu 0 - 72m, nhiệt độ nước ổn định từ 25ºC - 30ºC, độ mặn từ 28
- 34‰, pH từ 7,7 - 8,3. Tôm trưởng thành sống ở ven biển, tơm con thích sống ở
vùng cửa sông nơi có nguồn thức ăn dồi dào. Ban ngày tơm vùi mình trong bùn, ban
đêm đi kiếm ăn, tôm lột xác về ban đêm. Nếu nuôi trong điều kiện thí nghiệm thì ít
thấy tơm ăn thịt lẫn nhau (Nguyễn Trọng Nho và cs, 2006).
1.2.2.1. Nhiệt độ
Tôm sống trong phạm vi nhiệt độ từ 9ºC - 41ºC, tuy nhiên nhiệt độ thích hợp
cho tơm phát triển là 25ºC - 35ºC, song chúng vẫn thích nghi khi nhiệt độ thay đổi
lớn. Đối với tôm cở nhỏ hơn 10g nhiệt độ thích hợp nhất cho sự phát triển là ≤ 30ºC.
Trong khi đó đối với cở tôm lớn hơn 15g thì khơng có sự khác biệt về tốc độ tăng
trưởng ở nhiệt đơ 27ºC và 30ºC. Chính vì vậy các trại nuôi tôm nên chọn thời gian
nuôi tôm nhỏ vào những tháng có nhiệt độ cao, nuôi tôm lớn vào những tháng có
nhiệt độ thấp hơn (Thái Bá Hồ và cs, 2006)

1.2.2.2. Độ mặn
Độ mặn có vai trò quan trọng đối với thủy sản mặn lợ nói chung và tôm nói
riêng, độ mặn đảm bảo áp suất thẩm thấu giữa cơ thể vật nuôi với môi trường, ảnh
hưởng trực tiếp đến sinh trưởng của tơm.
Tơm he chân trắng thích nghi với biên độ muối rộng từ 0 - 50‰, chúng có thể
sinh trưởng và phát triển tốt ở nước lợ, nước mặn. Khoảng độ mặn thích hợp nhất
cho tơm phát triển 10 - 30‰ (Nguyễn Trọng Nho và cs, 2006).

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


14

1.2.2.3. Oxi hòa tan
Oxy trong nước là yếu tố giới hạn, hàm lượng oxy trong nước không ổn định
và phụ thuộc đến nhiều yếu tố. Oxy là yếu tố rất quan trọng trong thủy vực, khi hàm
lượng oxy trong nước thấp sẽ làm cho tôm hoạt động yếu, bỏ ăn, nếu tình trạng kèo
dài sẽ làm tơm nổi đầu và chết.
Nhu cầu oxy hịa tan đối với tơm thẻ chân trắng như sau:
- Hàm lượng oxi hòa tan dưới 0,3 mg/l thì tơm khơng sống được
- Hàm lượng oxi hịa tan từ 0,3 -1 mg/l tôm sẻ chết ngạt nếu kéo dài trên 2 giờ
- Hàm lượng oxi hòa tan từ 1 - 3 mg/l tôm chậm phát triển
- Hàm lượng oxi hịa tan > 3 mg/l tơm chân trắng sinh trưởng và phát triển tốt
(Thái Bá Hồ và cs, 2006).
1.2.3. Đặc điểm dinh dưỡng
Tơm he chân trắng là lồi ăn tạp, chúng ăn thực vật, động vật ở dạng các
phiêu sinh vật, cặn bã chất hữu cơ, lab lab, các sinh vật đáy, thức ăn công nghiệp,
thức ăn tươi sống. Cũng như các lồi tơm he khác, thức ăn của chúng phải đảm
bảo các thành phần protid, glucid, vitamin, các muối khống. Thiếu hay khơng
cân đối các thành phần dinh dưỡng trong thức ăn đều ảnh hưởng đến sức khỏe và

tốc độ tăng trưởng của tơm (Phạm Văn Tình, 2007).
Khả năng chuyển hóa thức ăn của tôm he chân trắng rất cao, trong điều kiện
ni lớn bình thường lượng thưc ăn chỉ cần bằng 5% thể trọng tôm. Trong thời kì
tơm sinh sản và đặc biệt là cuối thời kì phát dục của buồng trứng thì nhu cầu về
lượng thức ăn hàng ngày tăng lên 3 - 5 lần.
Tôm he chân trắng không cần thức ăn có hàm lượng protein cao như tôm sú.
Thức ăn có hàm lượng protein 35% được xem như thích hợp (Trần Viết Mỹ, 2009).
1.2.4. Đặc điểm sinh trưởng
Tơm he chân trắng là lồi có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, khoảng 1,5
- 2 g/tuần, cỡ tơm trên 20g thì tốc độ tăng trưởng chậm dần. Tùy theo thời gian nuôi,
chế độ dinh dưỡng và mật độ nuôi mà tốc độ sinh trưởng nhanh hay chậm. Tôm nuôi
75 - 80 ngày có thể đạt 12 - 15 g/con (Vũ Thế Trụ, 2000).
Trong điều kiện nhiệt độ nước từ 30ºC - 35ºC, độ mặn từ 20 - 40‰ từ tôm postlarve
12 đến khi thu hoạch mất 90 - 120 ngày, trọng lượng tôm thu hoạch 19 - 24 g/con.

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


15

Tơm he chân trắng sinh trưởng thơng qua q trình lột xác, chu kì lột xác phụ
thuộc vào giai đoạn phát triển. Ở giai đoạn nhỏ tơm có chu kì lột xác ngắn và chu kì
lột xác kéo dài theo thời gian. Tôm nhỏ sau khi lột xác mất 1 - 2 giờ để vỏ cứng lại
trong khi đó thời gian này ở tôm trưởng thành là 1 - 2 ngày. Tôm cái có tốc độ sinh
trưởng nhanh hơn tôm đực (Thái Bá Hồ và cs, 2006).
Vịng đời của tơm thẻ chân trắng: Ở thời kỳ ấu niên và thiếu niên tôm thẻ
sống ở vùng cửa sông. Ở giai đoạn sắp trưởng thành và trưởng thành, khi tơm có thể
tham gia sinh sản lần đầu thì chúng sống ở vùng triều ở độ sâu khoảng 7 - 20m
nước. Đối với những con tôm trưởng thành và sản phẩm sinh dục đã chín hồn tồn
thì chúng di chuyển ra vùng biển khơi ở độ sâu khoảng 70m nước và tham gia sinh

sản tại đây (Trần Minh Anh,1998).
Ấu trùng và hậu ấu trùng tôm lột xác nhiều lần, phát triển qua các giai đoạn
Nauplius, Zoea, Mysis, Postlarvae.

Hình 1.4. Vịng đời của tơm he (Nguồn: Tailieu.vn)
- Giai đoạn Nauplius: ấu trùng biến thái qua 6 giai đoạn phụ. Nauplius mới
nở hình quả lê, qua 5 lần lột xác biến đổi dần và trở nên dài ra. Nauplius sống phù
du trôi nổi ở tầng trên, dinh dưỡng chủ yếu bằng nỗn hồng, vận động theo kiểu
zích zắc, khơng định hướng, khơng liên tục, hướng quang mạnh. Cuối N6 hệ tiêu
hóa bắt đầu hình thành và hoạt động (Trần Minh Anh,1998).

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma


16

- Giai đoạn Zoea: Trải qua 3 giai đoạn biến thái phụ: Z1, Z2, Z3. cơ thể bao
gồm 3 phần rõ rệt (đầu - ngực - bụng). Zoea bơi nhờ 2 đôi râu (đôi 1 phân đốt, đôi 2
phân nhánh) bơi lội có định hướng về phía trước. Ấu trùng Zoea bắt đầu ăn thức ăn
ngồi bằng hình thức ăn lọc. Do chúng bắt mồi liên tục nên chúng có đuôi phân dài
(Trần Minh Anh, 1998). Ba giai đoạn phụ của ấu trùng Zoea phân biệt nhờ sự xuất
hiện của chùy trán, cuống mắt kép, sự phân đốt của phần bụng và sự phát triển của
gai cứng, gai bên các đốt bụng. Thời gian phát triển các giai đoạn phụ là từ 30 - 48h
tùy theo nhiệt độ.
- Giai đoạn Mysis: Trải qua 3 giai đoạn biến thái phụ: Cơ thể ấu trùng đã
giống hình dạng tơm trưởng thành hơn so với Zoea. Mysis sống ở tầng trên. Đặc
trưng của Mysis là bơi ngược về sau, đầu chúc xuống dưới. Phân biệt các giai
đoạn phụ của Mysis dựa vào sự xuất hiện và phân đốt của chân bơi. Mysis 1:
Chưa có mầm chân bụng. Mysis 2: Mầm chân bụng có 1 đốt. Mysis 3: Mầm chân
bụng có 2 đốt.

- Giai đoạn hậu ấu trùng Postlarvae: Hình dạng giống tơm trưởng thành
nhưng chưa hoàn thiện về màu sắc. Postlarvae bơi thẳng, có định hướng về phía
trước, hoạt động bơi lội chủ yếu nhờ vào chân bụng. Cơ thể có 1 đường sắc tố kéo
dài ở mặt bụng từ đầu râu đến cuối telson. Lúc đầu đường sắc tố có màu đỏ sau
chuyển sang màu đen. Tuổi của Postlarvae được tính theo ngày kể từ biến thành
Postlarvae đầu tiên. Từ P1 - P5 chúng sống trôi nổi, từ P5 trở đi chúng chuyển sang
sống đáy (Trần Minh Anh,1998).
1.2.5. Đặc điểm sinh sản
Khu vực có tôm phân bố tự nhiên quanh năm đều có thể bắt được tôm cái mang
trứng. Mùa vụ sinh sản của tôm he chân trắng có thể chênh lệch theo vùng, vĩ độ.
Tôm chân trắng thuộc loại có Thelycum hở, trong tự nhiên khi tôm trưởng thành
tuyến sinh dục đã phát triển thành thục thì chúng có xu hướng bơi ra những vùng biển
có độ sâu 70m để tiến hành giao vỉ (Thái Bá Hồ và cs, 2006).
Tôm đực và tơm cái tìm nhau giao vỉ sau khi mặt trời lặn. Tôm đực phóng các
chùm tinh từ cơ quan giao cấu Petesma cho dính vào chân bị thứ 3 - 5 của tôm cái.
Buồng trứng tôm cái thành thục có màu hồng, trứng sau khi đẻ có màu vỏ đậu
xanh. Tôm mẹ cở 14 cm có sức sinh sản tuyệt đối từ 10 đến 15 vạn trứng. Sau khi đẻ
buồng trứng của tôm tiếp tục phát dục, thời gian giữa hai lần đẻ cách nhau 2 - 3
ngày, tôm cái đẻ nhiều nhất đến 10 lần/năm. Thường thì sau 3 - 4 lần đẻ có một lần

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma