TUYỂN CHỌN VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG SINH AMYLASE CỦA MỘT SỐ CHỦNG NẤM SỢI TỪ RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ TP. HỒ CHÍ MINH

Thông tin tài liệu

RNM (Mangrove) là thuật ngữ dùng để chỉ các loài TV hoặc một khu rừng có nhiều loài sống ở vùng giao thoa giữa đất liền và biển. Chúng có thể mọc tốt ở những vùng khí hậu nóng ẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SỰ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - - Nguyễn Thị Lan Hương TUYỂN CHỌN VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG SINH AMYLASE CỦA MỘT SỐ CHỦNG NẤM SỢI TỪ RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ TP HỒ CHÍ MINH CHUYÊN NGÀNH: VI SINH VẬT Mã số: 604240 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS.TRẦN THANH THỦY Tp.Hồ Chí Minh - 2009 Trang LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Trần Thanh Thủy dìu dắt giúp đỡ tơi từ thực luận văn tốt nghiệp đến thực luận văn thạc sĩ sinh học Cơ ln có mặt bên cạnh, giúp đỡ em gặp khó khăn suốt trình nghiên cứu, thực luận văn Tôi xin ghi nhớ công ơn PGS.TS Lương Đức Phẩm ln tận tình hướng dẫn, bảo tơi q trình thực luận văn Tơi gửi lời cảm ơn đến thầy cô phịng thí nghiệm Vi sinh – Sinh hóa, trường Đại học Sư phạm tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành cơng viêc nghiên cứu thực luận văn Xin chân thành cảm ơn bạn học viên Cao học khóa 17 18 ngành Vi sinh vật học, trường Đại học Sư phạm TpHCM nhiệt tình giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu thực luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình bạn bè ln động viên, giúp đỡ suốt thời gian qua TpHCM, tháng năm 2009 NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG Trang LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu luận văn trung thực thể qua kết thí nghiệm chưa cơng bố Tác giả luận văn Nguyễn Thị Lan Hương MỞ ĐẦU RNM Cần quần thể TV đa dạng sinh học Chiến tranh, bom đạn loại chất độc hóa học hủy hoại gần hoàn toàn khu rừng Từ năm 1978 đến nay, Thành ủy UBND Tp.HCM phục hồi thành công HST RNM đa dạng độc đáo Đồng thời, từ tạo nên địa điểm lý tưởng phục vụ cho nghiên cứu khoa học du lịch sinh thái Khu dự trữ sinh RNM Cần Giờ nơi lưu giữ nhiều nguồn gen SV quý hiếm, bền vững có khả chịu đựng điều kiện khắc nghiệt MT sống Trong đó, ĐV TV nghiên cứu thống kê chi tiết Riêng hệ VSV phong phú RNM Cần Giờ cịn nhiều bí ẩn chưa khai thác mức Trong số VSV NS chiếm số lượng lớn, giữ vai trị quan trọng tuần hồn vật chất lượng nhờ có hệ enzym phong phú cellulase, protease, amylase,… Nổi bật ứng dụng nhiều hệ enzym thủy phân NS amylase Loại enzym phân giải tinh bột mang lại vị cho thiên nhiên người nghiên cứu từ lâu, đến nhà khoa học biết rõ Hiện amylase hệ enzym quan trọng ngành cơng nghệ sinh học chúng ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, công nghiệp lên men, công nghiệp dệt, Tiếp tực tìm hiểu, khám phá bí ẩn cấu trúc đặc tính amylase để nâng cao hiệu suất xúc tác chúng đề tài hấp dẫn nhiều nhà nghiên cứu Tuy vậy, nước ta chưa lưu ý nhiều đến lĩnh vực nghiên cứu sản xuất chế phẩm amylase từ VSV NS Việc sản xuất amylase từ NS có nhiều ưu việt rút ngắn q trình sản xuất, tận dụng nguồn nguyên liệu, phế phẩm nơng nghiệp góp phần giảm nhiễm MT, enzym có hoạt tính cao giảm giá thành sản phẩm so với enzym có nguồn gốc từ TV ĐV Đặc biệt thu chủng NS có khả sinh amylase cao sinh trưởng điều kiện khắc nghiệt RNM Cần Giờ có ích bổ sung thêm chủng NS có đặc tính q, đầy tiềm ứng dụng sản xuất thức ăn chăn nuôi Mặc dù vậy, việc nghiên cứu NS sinh amylase từ RNM chưa khai thác mức Trước thực tế này, nhằm đa dạng hóa nguồn thu nhận amylase từ NS, mong muốn thu nhận nguồn amylase mang đặc tính q, chúng tơi tiến hành đề tài “Tuyển chọn khảo sát khả sinh amylase số chủng NS từ RNM Cần Giờ Tp.HCM” Mục đích đề tài Tuyển chọn chủng NS sinh amylase cao từ RNM Cần Giờ Nhiệm vụ đề tài - Phân lập chủng NS thu nhận từ RNM Cần Giờ - Tuyển chọn số chủng NS có khả sinh amylase cao - Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa phân loại đến loài NS tuyển chọn - Khảo sát điều kiện ảnh hưởng đến khả sinh trưởng, tổng hợp amylase chủng NS chọn - Nghiên cứu số tính chất enzym thu - Khảo sát đặc tính sinh học khác - Thu nhận amylase bán tinh khiết so sánh với enzym thương mại thị trường Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Các chủng NS phân lập từ xã: Long Hòa, Lý Nhơn, An Thới Đơng, Tam Thơn Hiệp Bình Khánh RNM Cần Giờ, Tp.HCM - Đề tài tiến hành nghiên cứu PTN Vi sinh – Sinh hóa, khoa Sinh học, trường Đại học Sư phạm Tp.HCM thời gian từ tháng năm 2008 đến tháng năm 2009 Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Vài nét khái quát RNM Cần Giờ RNM (Mangrove) thuật ngữ dùng để loài TV khu rừng có nhiều lồi sống vùng giao thoa đất liền biển Chúng mọc tốt vùng khí hậu nóng ẩm [4] Theo GS Phan Nguyên Hồng (1995), diện tích RNM giới khoảng 16.670.000 ha, khu vực Châu Á chiếm diện tích lớn Theo số liệu Bộ Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn cho thấy, năm 1943 diện tích RNM Việt Nam 400.000 ha, đến năm 1996 giảm 290.000 279.000 vào năm 2006 Với diện tích RNM Việt Nam chiếm phần lớn khu vực RNM nguyên sinh tự nhiên khơng cịn Đa số RNM rừng trồng (62%) lại rừng thứ sinh nghèo rừng tái sinh bãi bồi HST RNM phân bố dọc bờ biển Việt Nam thuộc 28 tỉnh thành phố, tập trung chủ yếu tỉnh đồng sông Cửu Long, bán đảo Cà Mau hai tỉnh phía Bắc Nam Định Thái Bình Các tỉnh đồng sơng Cửu Long có diện tích RNM chưa đến 100.000 Riêng RNM Cần Giờ hay rừng Sác, sau nỗ lực khôi phục thành cơng, có diện tích rừng đất rừng 38.664 [74] Với diện tích đạt trên, với độ đa dạng sinh học bậc RNM Đông - Nam Á , RNM Cần Giờ Tổ chức Văn hóa, Khoa học Giáo dục LHQ (UNESCO) công nhận Khu dự trữ sinh giới từ tháng 1-2000 Đây Khu dự trữ sinh RNM nước ta xem “lá phổi” quan trọng Tp.HCM [69] Khu dự trữ sinh RNM Cần Giờ hình thành hạ lưu sơng Đồng Nai – Sài Gịn nằm cửa ngõ Đông Nam Tp.HCM: Về tọa độ địa lý: vĩ độ Bắc 10o22’ – 100o40’09”, kinh độ Đông 106046’ – 107°00’59” Về ranh giới, phía Bắc Cần Giờ giáp tỉnh Đồng Nai, phía Nam giáp biển Đơng, phía Tây giáp tỉnh Tiền Giang Long An, phía Đơng giáp tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Chiều dài khu vực từ Bắc xuống Nam 35km, từ Đông sang Tây 30km Tổng diện tích Khu dự trữ sinh RNM Cần Giờ 75.740 ha, đó: vùng lõi 4.721 ha, vùng đệm 41.139 ha, vùng chuyển tiếp 29.880 [5] RNM Cần Giờ phát triển đầm mặn mới, phù sa sông mang đến lắng đọng tạo thành đất Đất tạo tổng hợp trình lắng tụ trầm tích đất sét, phèn hóa nhiễm mặn Cho đến lớp đất sâu chưa kết chặt nên khả tạo thành đất rắn chắc, có hàm lượng lưu huỳnh dạng khử cao lượng muối cao khơng có lợi cho nơng nghiệp [21] Khí hậu nóng ẩm chịu chi phối quy luật gió mùa cận xích đạo với mùa mưa từ tháng đến tháng 10, mùa khô từ tháng đến tháng Lượng mưa trung bình từ 1300 đến 1400mm hàng năm Độ ẩm cao nơi khác khu vực Tp.HCM: mùa mưa 79 – 83%, mùa khơ 74 – 77% Nhiệt độ trung bình 25,8oC, biên độ dao động nhiệt ngày từ đến 7oC Chế độ bán nhật triều không Độ mặn dao động 1,8 – 3% [5] RNM Cần Giờ có 150 lồi TV, lồi chủ yếu bần trắng, mấm trắng, quần hợp đước đôi - bần trắng xu ổi, trang, đưng v.v… loại nước lợ bần chua, quần hợp mái dầm – ô rô, dừa lá, ráng, v.v… Thảm cỏ biển với loài ưu Halophyla sp., Halodule sp., Thalassia sp.; đất canh tác nông nghiệp trồng lúa, khoai mỡ, loại đậu, dừa v.v…; vườn ăn trái Thảm TV MT sống cho nhiều loài ĐV, theo thống kê năm 1999 như: 700 lồi ĐV thuỷ sinh khơng xương sống, lồi lưõng thê, 31 lồi bị sát, 137 lồi cá, khoảng 130 lồi chim nhiều ĐV có xương sống có sách đỏ Việt Nam Ngồi cịn có 63 lồi phiêu SV, 130 lồi tảo [4] Tuy chưa có nhiều số liệu thống kê hệ NS RNM Cần Giờ, thấy lồi TV ĐV nguồn thức ăn tốt cung cấp cho hệ NS RNM Cần Giờ NS mắt xích quan trọng chuỗi thức ăn, tác nhân phân giải chất hữu cơ, cung cấp thức ăn cho SV khác HST, nhân tố thiếu tham gia khép kín chu trình sinh địa hóa RNM Cần Giờ HST nằm lưu vực ven bờ có nhiều thành phần C phức tạp thủy triều đưa vào NS có khả sinh loại amylase, protease, cellulase, chitinase, phân hủy chất hữu để sử dụng đồng thời góp phần làm giảm nhiễm MT RNM Cần Giờ Đặc biệt nơi có nguồn tinh bột sẵn có cây, thân (nhất mục thân mục) nguyên liệu cho amylase phân giải tạo glucose cho hoạt động sống chúng Hình 1.1 Bản đồ tổng quan RNM Cần Giờ vị trí xã thu mẫu [65] Ký hiệu : vị trí thu mẫu Do đặc điểm trên, RNM Cần Giờ có vai trị “lá phổi xanh” làm giảm ô nhiễm MT, giảm nóng lên Trái đất ngăn ngừa tình trạng dâng lên nước biển RNM Cần Giờ “chiếc lọc sinh học” xử lý chất thải, xử lý chất dinh dưỡng từ đất liền giữ vai trị vùng đệm chống lại dịng chảy nhiễm đồng thời lọc thức ăn cho ĐV biển; giúp bảo vệ loài ĐV đất liền nước triều lên cao sóng lớn; bảo vệ bờ biển cửa sơng tránh tình trạng tác hại xói lở bão, sóng hệ thống đê biển, giảm chi phí tu bổ đê điều hàng năm; nơi có lợi nhuận kinh tế cao, cung cấp nguồn hải sản phong phú để sử dụng nước xuất nguồn lợi khác từ rừng, RNM HST có suất sinh học cao HST, nơi hội tụ đa dạng SV biển đất liền Vì thế, cịn PTN sống để nghiên cứu khả chịu đựng phục hồi tổ hợp gen, khả phát tán định cư dạng sống [74] 1.2 Sơ lược NS 1.2.1 Hình thái cấu trúc NS NS VSV có nhân chuẩn, dị dưỡng Sợi nấm có vách ngăn lớp nấm bậc cao Ascomycetes, Basidiomycetes, Deuteromycetes hay khơng có vách ngăn nấm bậc thấp Oomycetes Zygomycetes Các sợi nấm vừa phát triển theo chiều dài tăng trưởng phân nhánh tạo hệ sợi nấm gọi khuẩn ty Hệ sợi nấm phát triển thành dạng KL khác tùy theo chất rắn, lỏng hay mềm KL NS phát triển từ bào tử có dạng trịn hay gần trịn Bề mặt KL mượt, nhung mịn, nhẵn bóng, dạng bột, dạng sợi, dạng hạt, dạng xốp, phẳng, có vết khía xun tâm, có rãnh hay lồi lõm khơng đều; mép KL trơn hay cưa tùy vào loại nấm khác [11, 13, 61, 78] Phần lớn sợi nấm có dạng suốt, số sợi nấm mang sắc tố tạo nên màu tối hay màu sặc sỡ Sắc tố số nấm cịn tiết ngồi MT làm đổi màu khu vực có nấm phát triển Một số nấm tiết chất hữu tạo nên tinh thể bề mặt KL Vì bào tử nấm thường có màu nên KL thường có màu Hình thái, kích thước màu sắc, bề mặt KL…có ý nghĩa định việc định tên nấm [3, 61] NS sinh sản chủ yếu bào tử Bào tử NS hình thành theo kiểu vơ tính hay hữu tính Bào tử vơ tính gồm dạng bào tử trần hay bào tử kín, bào tử trần phổ biến Trong sinh sản hữu tính, NS có hình thức đẳng giao, dị giao tiếp hợp [11] NS ngày quan tâm nghiên cứu ngày sâu rộng chúng có khả sinh nhiều chất có hoạt tính sinh học cao ứng dụng rộng rãi đem lại nhiều nguồn lợi kinh tế cao tạo loại enzym, chất KS, axit hữu cơ, chất có khả phân giải nguồn cacbuahydro (ứng dụng xử lý ô nhiễm MT tràn dầu), Hình 1.2 Sự phát triển sợi nấm [61] Hình 1.3 KL chủng Penicillium [64] Hình 1.4 Một số dạng bào tử NS [68, 70, 79]  Khả sinh enzym ngoại bào Enzym sản xuất từ VSV ngày nhiều VSV nhóm đối tượng sử dụng nguồn sản xuất enzym theo quy mô công nghiệp So với ĐV TV, việc thu nhận enzym từ VSV nói chung NS nói riêng có nhiều ưu điểm như: tốc độ sinh sản nhanh, enzym thu có hoạt tính cao, q trình sinh trưởng phát triển tổng hợp enzym VSV hồn tồn khơng phụ thuộc vào khí hậu bên ngồi, nguồn ngun liệu dùng sản xuất enzym theo quy mô công nghiệp rẻ tiền dễ kiếm (đây lợi quan trọng) VSV sinh tổng hợp lúc nhiều loại enzym khác Ngày nay, nhiều loại enzym ngoại bào NS nghiên cứu, sản xuất ứng dụng phổ biến như: amylase, protease, cellulase, pectinase, chitinase, [9, 25] ... khảo sát khả sinh amylase số chủng NS từ RNM Cần Giờ Tp.HCM” Mục đích đề tài Tuyển chọn chủng NS sinh amylase cao từ RNM Cần Giờ Nhiệm vụ đề tài - Phân lập chủng NS thu nhận từ RNM Cần Giờ - Tuyển. .. Tuyển chọn số chủng NS có khả sinh amylase cao - Nghiên cứu đặc điểm hình thái, sinh lý, sinh hóa phân loại đến lồi NS tuyển chọn - Khảo sát điều kiện ảnh hưởng đến khả sinh trưởng, tổng hợp amylase. .. thành lượng amylase Khơng phải tất chủng VSV có khả tổng hợp amylase Các chủng chi chí lồi khác lượng enzym tổng hợp Vì thế, để thu lượng amylase cao, công việc tuyển chọn chủng NS có khả sinh enzym

Ngày đăng: 16/03/2013, 09:26