Tài liệu Phân lập và lưu giữ giống tảo lục chlorella sp nước mặn dùng trong ương nuôi ấu trùng cá biển

  • Số trang: 61 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 199 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

i LỜI CẢM ƠN Với tấm lòng biết ơn sâu sắc tôi xin gửi lời cảm ơn tới:  Ban chủ nhiệm cùng các thầy cô trong khoa Nuôi trồng thủy sản – Trường Đại học Nha Trang đã giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình học và thực hiện công tác tốt nghiệp.  TS. Phạm Quốc Hùng đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực tập.  ThS. Nguyễn Văn Đảm cùng các cô chú, anh chị trong Trại cá Gành Son– Tuy Phong– Bình Thuận đã tạo điều kiện và tận tình hướng dẫn tôi trong thời gian thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến tất cả những người thân trong gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian qua. Xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, ngày 20 tháng 6 năm 2012 Sinh viên Trần Thị Thúy Phương ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN .....................................................................................................i MỤC LỤC .........................................................................................................ii DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... ..v DANH MỤC BẢNG........................................................................................ .vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ vii MỞ ĐẦU ......................................................................................................... ..1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................. 3 1.1. HỆ THỐNG PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC Chlorella sp ..... 3 1.1.1. Hệ thống phân loại ............................................................................ 3 1.1.2. Một số đặc điểm sinh học chủ yếu của tảo lục Chlorella sp ( theo Đặng Đình Kim, 1998). .................................................................................... 3 1.1.2.1. Phân bố....................................................................................... 3 1.1.2.2. Đặc điểm hình thái cấu tạo của Chlorella sp ............................... 4 1.1.2.3. Sinh trưởng ................................................................................. 4 1.1.2.4. Sinh sản ...................................................................................... 5 1.1.3. Thành phần hóa sinh của vi tảo.......................................................... 6 1.1.3.1. Lipid ........................................................................................... 6 1.1.3.2. Protein ........................................................................................ 7 1.1.3.3. Carbohydrat ................................................................................ 7 1.1.3.4. Sắc tố.......................................................................................... 8 1.1.4. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến sự sinh trưởng của tảo .................. 8 1.1.4.1. Ánh sáng..................................................................................... 8 1.1.4.2. Nhiệt độ...................................................................................... 9 1.1.4.3. Độ mặn ..................................................................................... 10 1.1.4.4. pH............................................................................................. 10 1.1.4.5. Chế độ sục khí .......................................................................... 10 1.1.4.6. Ảnh hưởng của một số yếu tố dinh dưỡng................................. 11 iii 1.2. Vài nét về tình hình phân lập và lưu giữ giống tảo ................................. 13 1.2.1. Tình hình phân lập và lưu giữ giống tảo trên thế giới....................... 13 1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam. .................................................. 14 1.3. Vai trò của vi tảo trong nuôi trồng thủy sản. .......................................... 15 1.3.1. Vai trò của thực vật phù du trong ao nuôi trồng thủy sản. ................ 15 1.3.2. Vai trò của vi tảo trong sản xuất giống nhân tạo các đối tượng thủy sản ... 16 1.3.3. Tác hại do vi tảo gây ra ................................................................... 20 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................... 22 2.1. Đối tượng, thời gian và địa điểm nghiên cứu.......................................... 22 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu...................................................................... 22 2.1.2. Thời gian nghiên cứu....................................................................... 22 2.1.3. Địa điểm nghiên cứu ....................................................................... 22 2.2. Sơ đồ khối nội dung nghiên cứu............................................................. 23 2.3. Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị, môi trường dinh dưỡng ................................ 23 2.3.1. Chuẩn bị dụng cụ ............................................................................ 24 2.3.2. Thiết bị phục vụ .............................................................................. 24 2.3.3. Nguồn nước..................................................................................... 24 2.3.4. Vô trùng các dụng cụ thí nghiệm ..................................................... 25 2.3.5. Nguồn tảo........................................................................................ 25 2.3.6. Môi trường dinh dưỡng trong các thí nghiệm .................................. 25 2.3.7. Bố trí thí nghiệm ............................................................................. 26 2.3.7.1. Phân lập bằng phương pháp nuôi cấy trên môi trường thạch ..... 26 2.3.7.2. Thí nghiệm xác định điều kiện lưu giữ tảo giống thích hợp....... 27 2.3.8. Phương pháp nhân tảo giống ........................................................... 28 2.3.9. Phương pháp xác định mật độ tế bào, tốc độ sinh trưởng hằng ngày và các yếu tố môi trường nuôi. ............................................................................ 29 2.3.9.1. Đếm tế bào................................................................................ 29 2.3.9.2. Công thức xác định tốc độ sinh trưởng hằng ngày..................... 30 2.3.9.3. Kiểm tra các yếu tố môi trường................................................. 31 iv 2.3.9.4. Xử lý số liệu ............................................................................. 31 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 31 3.1. Phân lập tảo Chlorella sp trên môi trường thạch .................................... 32 3.2. Lưu giữ tảo trong các điều kiện khác nhau ............................................. 34 3.2.1. Lưu giữ tảo Chlorella sp trong điều kiện dịch lưu giữ và nhiệt độ khác nhau34 3.2.1.1. Lưu giữ tảo Chlorella sp trong điều kiện dịch lưu giữ lỏngvà nhiệt độ khác nhau ...................................................................................... 34 3.2.1.2. Lưu giữ tảo Chlorella sp trong điều kiện dịch lưu giữ bán lỏngvà nhiệt độ khác nhau ...................................................................................... 35 3.2.2. Lưu giữ tảo Chlorella sp trong khoảng thời gian khác nhau............. 38 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ................................................................. 42 KẾT LUẬN ................................................................................................. 42 Thí nghiệm về phân lập Chlorella sp........................................................ 42 Thí nghiệm lưu giữ Chlorella sp .............................................................. 42 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ...................................................................................... 42 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Chlorella sp………………………………………………………………3 Hình 1.2: Đường cong sinh trưởng của quần thể vi tảo ............................................ 5 Hình 2.1: Cách đếm tế bào tảo bằng buồng đếm hồng cầu ..................................... 29 Hình 2.2: Cấu tạo buồng đếm hồng cầu ................................................................. 30 Hình 3.1: Quần lạc tảo Chlorella sp mọc trên môi trường thạch ............................ 33 Hình 3.2: Sự tăng trưởng của tảo Chlorella sp trong điều kiện dịch lưu giữ lỏng và nhiệt độ khá Hình 3.3: Sự tăng trưởng của tảo Chlorella sp trong điều kiện dịch lưu giữ bán lỏng và nhiệt độ Hình 3.4: Ảnh hưởng của thời gian lưu giữ tới tốc độ tăng trưởng của Chlorella sp ........ 40 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần của vi tảo (tính theo khối lượng khô tế bào) ......................... 6 Bảng 1.2: Thành phần sinh hóa của Chlorella sp (theo Đặng Đình Kim, 1998): ...... 6 Bảng 1.3: Môi trường tối ưu để nuôi một số loài tảo................................................ 9 Bảng 1.4: Các loại vitamin có trong vi tảo biển ..................................................... 17 Bảng 1.5: Các lớp và chi tảo được nuôi trồng để làm thức ăn cho động vật thủy sinh18 Bảng 1.6: Ước tính sản lượng sinh khối tảo theo khối lượng khô cho nhu cầu nuôi ấu trùng và hậu ấu trùng của NTTS thế giới năm 1999………………… ............... 25 Bảng 2.1: Thí nghiệm lưu giữ Chlorella sp trong điều kiện dịch lưu giữ dạng lỏng với nhiệt độ khác nhau........................................................................................... 27 Bảng 2.2: Thí nghiệm lưu giữ Chlorella sp trong điều kiện dịch lưu giữ dạng bán lỏng với nhiệt độ khác nhau................................................................................... 27 Bảng 2.3: Thí nghiệm xác định thời gian lưu giữ thích hợp ................................... 28 Bảng 3.1: Độ thuần chủng của Chlorella sp (%) bằng phương pháp nuôi cấy trên môi trường thạch ................................................................................................... 32 Bảng 3.2: Sinh trưởng của Chlorella sp khi đưa ra nuôi sinh khối sau khi lưu giữ trong điều kiện dịch lưu giữ lỏng và nhiệt độ khác nhau ........................................ 34 Bảng 3.3: Sự tăng trưởng của tảo Chlorella sp trong điều kiện dịch lưu giữ bán lỏng và nhiệt độ khác nhau ............................................................................................ 36 Bảng 3.4: Sinh trưởng của Chlorella sp được đưa ra nuôi sinh khối sau khi lưu giữ ở khoảng thời gian khác nhau ................................................................................... 39 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT µ: Tốc độ tăng trưởng theo ngày của tảo Chlorella sp AT: Ấu trùng CTV: Cộng tác viên HUFA: Highly Unstaturated Fatty Acid NTTS: Nuôi trồng thủy sản PUFA: Polyunsaturated Fatty Acid TB/ mL: Tế bào/mL TB: Trung bình 1 MỞ ĐẦU Vai trò của vi tảo đã được giáo sư Winberg (1965) đúc kết trong câu nói: “không có tảo sẽ không có nghề cá”. Thật vậy, vi tảo là thức ăn trực tiếp của rotifer, copepoda, những loài này là thức ăn của ấu trùng các loài tôm, cá biển. Đối với các loài cá, giáp xác thì nhu cầu về thức ăn là vi tảo chỉ giới hạn trong thời gian đầu của vòng đời nhưng đối với các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ thì vi tảo là thức ăn trong suốt vòng đời của chúng [15]. Vi tảo có hàm lượng dinh dưỡng cao, đặc biệt là vi tảo biển với hàm lượng Protein 29-57%, lipid 7-25%, cacbonhydrat 2-32%, khoáng và các vitamin 6-39% [20]. Ngoài ra vi tảo còn chứa các acid béo không no cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của các đối tượng nuôi. Vì vậy chúng được sử dụng làm thức ăn trong sản xuất giống các đối tượng nuôi trồng thủy sản từ những năm 40. Nuôi trồng thủy sản ở nước ta những năm gần đây có những bước chuyển mình đáng kể, nhất là sự chuyển đổi đối tượng nuôi. Các đối tượng nuôi mới như nhuyễn thể hai mảnh vỏ, cá biển đang ngày càng được chú trọng. Do đó nhu cầu con giống của các đối tượng này đang rất được quan tâm. Và trong sản xuất giống thân mềm, cá biển thì nhu cầu về vi tảo là không thể thiếu [10]. Vi tảo có rất nhiều loài nhưng được sử dụng trong nuôi trồng thủy sản thì hiện nay là khoảng 32 loài bao gồm tảo Lục, tảo Khuê, trong đó có vi tảo Chlorella. Các loài này phải có hàm lượng dinh dưỡng cao, kích thước phù hợp, không có độc tố, tốc độ tăng trưởng nhanh để có thể nuôi sinh khối với số lượng lớn [5]. Tuy nhiên đa số các loài tảo đang được nuôi ở nước ta hiện nay là các loài nhập nội. Điều này gây nên một số khó khăn như sự khác nhau về điều kiện khí hậu, không chủ động về nguồn giống cung cấp, các loài tảo bản địa thì không thuần khiết, nhiễm tạp và nhiễm khuẩn nhiều [16]. Bên cạnh đó các công trình nghiên cứu về vi tảo ở nước ta hiện nay chủ yếu thiên về nuôi sinh khối, các công trình nghiên cứu về phân lập, lưu giữ các giống tảo thuần còn chưa được chú trọng. 2 Với mong muốn được góp phần tạo ra các giống tảo thuần chủng có giá trị trong nuôi trồng thủy sản và xác định được một số điều kiện lưu giữ tảo thuần, được sự cho phép của Trường Đại học Nha Trang, khoa Nuôi trồng thủy sản, bộ môn Sinh học nghề cá tôi đã tiến hành đề tài: “Phân lập và lưu giữ giống tảo Lục Chlorella sp”.  Mục tiêu: - Phân lập được tảo Lục nước mặn Chlorella sp. - Xác định một số điều kiện lưu giữ thích hợp.  Nội dung nghiên cứu: - Phân lập Chlorella sp nước mặn trên môi trường thạch sử dụng môi trường dinh dưỡng F2. - Lưu giữ Chlorella sp trong các điều kiện khác nhau.  Ý nghĩa của đề tài: - Góp phần tạo ra giống tảo thuần chủng Chlorrella sp. - Lưu giữ giống tảo Chlorella sp hiệu quả hơn. 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. HỆ THỐNG PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC Chlorella sp 1.1.1. Hệ thống phân loại Theo Komapoenko và Vasilieva, năm 1978 [15]thì vị trí phân loại của Chlorella sp được xác định như sau: Ngành: Chlorophyta Lớp: Protococcophyceae Bộ: Chloroccocales Họ: Oocystacea Chi: Loài: Chlorella Chlorella sp Hình 1.1: Chlorella sp 1.1.2. Một số đặc điểm sinh học chủ yếu của tảo lục Chlorella sp [17] 1.1.2.1. Phân bố Tảo lục chủ yếu phân bố ở các thủy vực nước ngọt, chỉ có khoảng 10% phân bố ở các thủy vực nước lợ, mặn. Chlorella sp sinh sản bằng bào tử và không đòi hỏi điều kiện sống nên Chlorella sp phân bố rộng khắp mọi thủy vực nước ngọt. Theo 4 chiều dọc thì tảo lục phân bố từ vùng núi cao đến vùng biển sâu. Theo chiều ngang thì nó phân bố từ vùng xích đạo đến vùng ôn đới và hàn đới. Tảo lục phát triển mạnh ở những nơi có ánh sáng mạnh. Chlorella sp phân bố ở khắp nơi trên thế giới, ở những thủy vực giàu dinh dưỡng. Pauw và ctv (1983. trích theo Vũ Thị Thùy Minh, 2005) cho rằng tảo lục Chlorella sp là loài rộng nhiệt. Ở Việt Nam Chlorella sp sống tốt trong khoảng nhiệt độ 15-350C, độ mặn 5- 30‰, pH 7,5- 8,5. 1.1.2.2. Đặc điểm hình thái cấu tạo của Chlorella sp Tảo lục Chlorella hay còn được gọi là rong tiểu cầu, có cấu trúc cơ thể dạng monas đơn bào hình trứng, hình tròn hay hình ovan. Đường kính tế bào trung bình khoảng 5µm - 10µm, không vượt quá 15µm [2]. Tế bào không có roi nên không có khả năng di động. Đa số tế bào có một nhân. Nhân gồm có màng dịch nhân, hạch nhân và mạng lưới nhiễm sắc. Sắc tố quang hợp chỉ có một thể sắc tố chloroplast và có dạng hình chén. Lục lạp được bao phủ bởi một màng mỏng kép, bên trong chứa dịch protein gọi là chất nền (matrix) và những cấu trúc dạng bản mỏng hay là lamen. Lục lạp là nơi duy nhất trong tế bào tích lũy tinh bột, tinh bột tập trung xung quanh cơ quan chuyên hóa gọi là pyreoit hay hạt tạo bột Chất dự trữ của vi tảo Chlorella sp là tinh bột. 1.1.2.3. Sinh trưởng Chu trình sinh trưởng gồm 5 giai đoạn: - Pha gia tốc dương: trong giai đoạn này vi tảo bắt đầu có sự tiếp xúc và dần thích nghi với môi trường sống. Cơ thể tiến hành hấp thu các chất dinh dưỡng và phân cắt tế bào. Ở môi trường thuận lợi và có dinh dưỡng phong phú thì quần thể có tốc độ sinh trưởng nhanh. Do số lượng tảo giống ít nên số lượng vi tảo tăng trong một đơn vị thời gian là không lớn, nên sinh trưởng quần thể chậm. - Pha logarit: sau pha gia tốc dương, quần thể vi tảo đã đạt đến một mật độ nhất định, môi trường dinh dưỡng còn thuận lợi, vi tảo đẩy mạnh quá trình hấp thu 5 dưỡng chất, đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng. Mật độ và sinh khối tế bào ở giai đoạn này tăng lên với tốc độ nhanh nhất. - Pha gia tốc âm: số lượng vi tảo lớn, môi trường đã bắt đầu bất lợi cho cho tảo phát triển nhất là yếu tố dinh dưỡng nên tốc độ sinh trưởng của quần thể chậm hơn nhiều so với pha logarit. - Pha cân bằng: số lượng quần thể đạt đến cực đại, số lượng vi tảo sinh ra và chết đi gần bằng nhau. - Pha tàn lụi: số lượng vi tảo giảm đi một cách rõ rệt do khả năng sinh sản của vi tảo mất dần sau khi đạt giá trị cực đại. Đường cong sinh trưởng của vi tảo được thể hiện ở Hình 1.1: N N: Mật độ tế bào t : Thời gian t Hình 1.2: Đường cong sinh trưởng của quần thể vi tảo 1.1.2.4. Sinh sản Chlorella là chi sinh sản vô tính, không có sinh sản hữu tính. Quá trình sinh sản nhờ tạo từ cơ thể mẹ các tự bào tử. Tế bào mẹ phân chia ra 2, 4, 8, 16, 32 thậm chí có trường hợp tạo thành 64 tự bào tử. Sau khi kết thúc sự phân chia, tự bào tử tách ra khỏi tế bào bằng cách hủy hoại màng tế bào mẹ. Các tế bào trẻ này lớn lên cho đến giai đoạn chín sinh dục rồi toàn bộ chu trình lập lại từ đầu. Để tăng sinh khối tảo Chlorella sp lên gấp đôi trong điều kiện tối ưu thì cần từ 4-6 giờ. Điều chú ý là với những thời kì phát triển nhất định của tế bào thì tảo cần ở ngoài ánh sáng hoặc trong tối. Ví dụ như ở pha sinh trưởng tảo cần đến ánh sáng nhưng quá trình phóng thích bào tử ra ngoài môi trường lại tiến hành trong tối. 6 1.1.3. Thành phần hóa sinh của vi tảo Thành phần dinh dưỡng của các loài vi tảo khác nhau có sự khác nhau rõ rệt giữa các loài, ngay cả giữa các dòng trong cùng một loài cũng có sự khác nhau [3]. Ngoài ra còn khác nhau ở các giai đoạn khác nhau trong chu kì sinh trưởng, phát triển của chúng [17]. Nhưng nói chung dinh dưỡng của vi tảo đã được Brown và ctv, (1991) [18] trình bày ở Bảng 1.1: Bảng 1.1: Thành phần của vi tảo (tính theo khối lượng khô tế bào) [12] Cacbohydrate 10-30% Chủ yết là polysaccharide Các acid béo: 20-40% lipid tổng số Lipid 10-25% Protein 30-55% Thành phần amino acid tương tự protein trứng gà (albumin) Khoáng 10-40% Phosphor, silic (tảo khuê), canxi, natri Acid nucleic 4-6% (RNA:DNA=3:1) phosphorlipid : 10% lipid tổng số Bảng1.2: Thành phần sinh hóa của Chlorella sp [17] Thành phần Hàm lượng(%) Protein tổng số 40-60 Glucid 25-35 Lipid 10-15 Sterol 0,1-0,2 Sterin 0,1-0,5 Β- caroten 0,16 Xanthophyll 3,6-6,6 Chlorophyll a 2,2 Chlorophyll b 0,58 Thành phần Hàm lượng (mg/100gr) Vitamine B1 1800 Vitamine C 30-60 Vitamine K 600 Vitamine B6 2,3 Vitamine B2 3,5 Vitamine B12 700-900 Niacin 2500 Acid nicotinic 10000 Kết quả nghiên cứu của Renaud, Thinh & Parry (1999) đã chỉ ra rằng vi tảo phát triển đến cuối pha logarit thường chứa 30-40% protein, 10-20% lipid, 5-10% carbohydrate. Khi qua pha cân bằng thì hàm lượng này bị biến đổi rất lớn. Mối liên 7 quan giữa thành phần dinh dưỡng với hàm lượng lipid tổng số, carbohydrate và protein không được thể hiện rõ (Web & Chu, 1981; Brown, 2000. Trích theo Nguyễn Thị Xuân Thu và ctv, 2004). 1.1.3.1. Lipid Số lượng và chất lượng lipid trong vi tảo được xem là có giá trị cao trong nuôi trồng thủy sản nhưng hàm lượng lipid ở các loài không cao lắm và chịu nhiều tác động của môi trường nuôi. Khi nghiên cứu thành phần sinh hóa của 40 loài tảo được sử dụng phổ biến trong nuôi trồng thủy sản cho thấy hàm lượng lipid biến động từ 7-25% khối lượng khô [9]. Theo tổng kết này thì Bacillariophyceae có hàm lượng lipid đạt cao nhất, trung bình là 18%, Tetraselmis suecica (thuộc lớp Prasionphyceae) có hàm lượng lipid thấp nhất. Riêng Chlorella sp hàm lượng lipid chiếm từ 10-15% trọng lượng khô của tế bào và có thành phần acid béo khá cao (C18:1, C18:2, C18:3) đạt khoảng 55-60% tổng acid béo [15]. 1.1.3.2. Protein Hàm lượng protein trong vi tảo được xem là một trong những yếu tố chính xác định giá trị dinh dưỡng của tảo được dùng làm thức ăn trong nuôi trồng thủy sản [9]. Theo Brown và ctv (trích Tôn Nữ Mỹ Nga, 2007) khi nghiên cứu thành phần sinh hóa của 40 loài tảo đại diện cho các ngành Bacillariophyta, Pryptomonad, Chlorophyta, Eustigmatophyta, Crypytomanad, Rhodophyta cho thấy hàm lượng protein cao nhất ở Crytomanads chiếm 32% và thấp nhất là lớp Prasinophyceae chỉ 20%. Các loài tảo thuộc ngành Bacillariophyta, Chlorophyta, Eustigmatophyta, hàm lượng protein tương ứng là 28%, 26%, 25% khối lượng khô. Đối với Chlorella sp hàm lượng protein tổng số chiếm 40-60% khối lượng khô [17]. 1.1.3.3. Carbohydrat Theo Parsons và ctv (1961) (trích Phạm Thị Lam Hồng, 1999) hàm lượng cacbohydrat của tảo biến động 5-32% khối lượng khô. Các loài tảo thuộc ngành tảo Chlorophyta có hàm lượng cacbohydrat cao nhất, chiếm 32% khối lượng khô. Hàm lượng cacbohydrat trong Chlorella sp chiếm 15-35% khối lượng khô [17]. 8 1.1.3.4. Sắc tố Màu của mỗi ngành tảo có sự liên quan đặc biệt đến sắc tố của nó. Chlorophylla là sắc tố quang hợp đầu tiên ở mỗi loài tảo. Ngoài ra còn có Carotenid (chủ yếu là sắc tố vàng, vàng cam), Phycoerythin, phycocyanin. Các sắc tố này biến động ở các loài tảo và chiếm một lượng nhỏ hơn 1% khối lượng khô. Đối với Chlorella sp thì thành phần sắc tố gồm: Β- caroten 0,16% khối lượng khô, xanthophyll 3,6-6,6% khối lượng khô, Chlorephylla 2,2% khối lượng khô, Chlorophyll 0,58% khối lượng khô. 1.1.4. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến sự sinh trưởng của tảo 1.1.4.1. Ánh sáng Ánh sáng là yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng, phát triển của vi tảo, là nguồn năng lượng chính cho quá trình quang hợp của chúng. Ảnh hưởng của ánh sáng đến sự sinh trưởng của chúng được thể hiện ở khía cạnh chất lượng ánh sáng (phổ màu), cường độ ánh sáng và thời gian chiếu sáng [8]. Cường độ ánh sáng tối ưu là từ 2500-4000lux. Cường độ ánh sáng quá lớn hay quá nhỏ đều có thể ức chế sự quang hợp của tảo. Trong điều kiện phòng thí nghiệm ta có thể điều chỉnh cường độ ánh sáng bằng hệ thống đèn neon, còn khi nuôi ngoài trời do cường độ ánh sáng mặt trời quá lớn nên cần có mái che. Một số loài tảo không tăng trưởng trong điều kiện chiếu sáng liên tục [18]. Ánh sáng liên tục không làm tăng năng suất của tảo mà còn làm giảm hàm lượng protein, cacbohydrat và các acid béo không no HUFA [5]. Theo Guillard (1975) thì những loài tảo được nuôi làm thức ăn mới thích ứng trong điều kiện chiếu sáng liên tục và sử dụng ánh sáng khuyếch tán chứ không phải ánh sáng mặt trời trực tiếp. Ngoài ra chất lượng ánh sáng cũng ảnh hưởng đến chất lượng tảo. Theo Kowallik (1987), (trích Hà Lê Thị Lộc, 2000) thì ánh sáng màu xanh làm tăng lượng protein của tảo trong khi ánh sáng màu đỏ làm tăng lượng cacbohydrat. 9 Cường độ ánh sáng, thời gian chiếu sáng, chất lượng ánh sáng còn phụ thuộc vào loài, mật độ nuôi khác nhau. Bảng 1.3: Môi trường tối ưu để nuôi một số loài tảo [13] Loài Cường độ ánh sáng (lux) Nhiệt độ Độ mặn (ºC) (‰) Platymonas 5000-10000 25-28 30-35 7,5-8,5 Dunaliella 2000-6000 25-28 30-40 7,5-8,5 Nannochloropsis 1000-2000 25-30 30-32 7,5-8,5 Chlorella 1000-2000 25-28 30-32 6,0-8,0 Chaetoceros 6000-8000 25-35 20-25 8,0-9,0 Skeletonema 4000-6000 25-30 20-25 8,0-9,0 Isochrysis 1000-6000 25-30 28-30 7,5-8,0 pH 1.1.4.2. Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến sinh trưởng và phát triển của tất cả các sinh vật trên trái đất nói chung và đối với vi tảo nói riêng. Đối với vi tảo nhiệt độ ảnh hưởng đến cấu trúc tế bào, tốc độ phản ứng trao đổi chất, quang hợp, mật độ phân bố, cường độ hô hấp, kích thước tế bào và sự thích nghi của loài. Hầu hết vi tảo có thể sống trong khoảng 16-30ºC, nhiệt độ cao quá 35ºC hay thấp hơn 16ºC vi tảo kém phát triển và có thể gây chết một số loài nếu ngưỡng nhiệt độ này kéo dài. Nhiệt độ thích hợp cho vi tảo sinh trưởng và phát triển nằm trong khoảng 20-25ºC [9]. Nhiệt độ này có thể thay đổi theo thành phần môi trường nuôi và theo loài. Đối với Chlorella sp nhiệt độ dưới 15ºC và trên 35ºC tảo sinh trưởng kém. Ở nhiệt độ 25-30ºC với điều kiện dinh dưỡng tốt, cường độ ánh sáng và sự khuấy đảo thích hợp vi tảo Chlorella sp phát triển nhanh [17]. Trong sản xuất đại trà vi tảo ở các trại nuôi trồng thủy sản thì nhiệt độ quyết định rất lớn đến năng suất và chất lượng vi tảo. Hơn nữa, Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, sự biến đông nhiệt độ trong năm rất lớn. Mùa đông nhiệt độ 10 có thể xuống tới 5-7ºC, mùa hè nhiệt độ có thể lên tới 38ºC. Do đó để đảm bảo được tính ổn định và lâu dài trong sản xuất thì giải pháp tạo ra các giống thuần chủng có nguồn gốc bản địa được xem là rất hiệu quả. 1.1.4.3. Độ mặn Mỗi loài vi tảo có khả năng thích nghi với các độ mặn khác nhau nhưng đa số các loài vi tảo có khả năng chịu đựng rất lớn những thay đổi về độ mặn. Tảo Chaetoceros sp thích hợp ở độ mặn 20-35‰, tốt nhất ở 30‰,, Skeletonema costatum lại thích hợp với độ mặn 15-25‰ [5]. Theo Tôn Nữ Mỹ Nga tảo Chaetoceros glacilis có thể phát triển ở độ mặn từ 15-35‰. Chlorella sp là loài rộng muối, có thể sinh trưởng ở độ mặn 5-30‰ nhưng tốt nhất là khoảng 25-30‰ [12]Độ mặn thay đổi làm biến đổi áp suất thẩm thấu, hạn chế quá trình quang hợp, hô hấp, tốc độ sinh trưởng và làm giảm sự tích lũy glucogen. 1.1.4.4. pH Sự biến đổi của nhiệt độ và ánh sáng đều ảnh hưởng đến pH thông qua quá trình quang hợp của tảo, do đó pH được xem là yếu tố biến đổi nội tại. pH của môi trường nuôi quá cao hoặc quá thấp đều làm chậm tốc độ tăng trưởng của vi tảo, có thể dẫn đến tàn lụi. Đặc biệt pH ảnh hưởng rất lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của vi tảo thông qua sự ảnh hưởng gián tiếp đến một số yếu tố như độ kiềm, khí độc (chủ yếu là H2S). Biên độ pH đối với hầu hết các loài tảo nuôi là từ 7-9, biên độ tối ưu là 8,2-8,7 [1]. pH thích hợp cho Chlorella sp phát triển là từ 7,5-8,5. 1.1.4.5. Chế độ sục khí Năng suất của tảo phụ thuộc nhiều vào khuấy đảo huyền phù trong bể nuôi. Nhờ có khuấy đảo các chất dinh dưỡng phân bố đều trong môi trường, tảo tiếp xúc nhiều với ánh sáng và làm tảo không bị lắng. Người ta thường dùng các động cơ để tạo dòng chảy hoặc dùng bàn trang khuấy sục trong bể nuôi. Cũng có thể dùng biện pháp thổi khí để khuấy đảo dịch tảo cũng mang lại hiệu quả cao. Khi khuấy đảo dịch tảo bằng máy bơm có công suất khác nhau thì cũng cho những hiệu quả rất khác nhau. 11 Tuy nhiên, sục khí quá mạnh cũng không tốt cho vi tảo. Sục khí quá mạnh sẽ làm vỡ tế bào tảo, làm ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi tảo, đôi khi có thể làm tảo chết. 1.1.4.6. Ảnh hưởng của một số yếu tố dinh dưỡng Các yếu tố dinh dưỡng là một trong những yếu tố quan trọng nhất, có tính chất quyết định đến sinh trưởng và phát triển của vi tảo cả về số lượng và chất lượng. Việc bổ sung dinh dưỡng vào môi trường nuôi giúp tăng năng suất tảo lên rất nhiều so với ngoài tự nhiên. Thành phần dinh dưỡng thiết yếu cho vi tảo bao gồm thành phần đa lượng (nito, photphat, silic), thành phần vi lượng (giúp cho quá trình trao đổi, hấp thu các chất dinh dưỡng) và một số vitamin nhằm năng cao chất lượng vi tảo. Mỗi loài vi tảo khác nhau có nhu cầu dinh dưỡng khác nhau. Đối với Chlorella sp thì việc tăng gấp 20 lần hàm lượng muối KNO3, KH2PO4, MgSO4 (từ 0,001 đến 0,002M) cũng không ảnh hưởng đến sinh trưởng của chúng (Myers, 1935. trích theo Vũ Thùy Minh, 2005). Thậm chí người ta cho rằng đã thu được sản lượng cao Chlorella sp khi tăng nồng độ muối trong dung dịch lên 0,063M (theo Speckis, Milner, 1949) (trích Vũ Thị Thùy Minh, 2005). Thực tế có sự khác nhau về thành phần dinh dưỡng trong các môi trường nuôi đối với cùng một đối tượng ở các nơi khác nhau. Sự khác nhau đó xuất phát từ nguồn dinh dưỡng sẵn có trong các thủy vực tự nhiên mà chúng sinh sống. Đối với Chlorella sp thì hai yếu tố dinh dưỡng đóng vai trò quan trọng nhất là N, P nhưng cũng không thể xem nhẹ các yếu tố khác.  Ni- tơ Ni- tơ đóng vai trò quan trọng đối với thực vật nói chung và vi tảo nói riêng vì ni- tơ là thành phần cơ bản tạo nên các loại protein cấu trúc. Ngoài ra ni- tơ còn tham gia vào cấu tạo của nhiều vitamin B1, B6, B12, PP, là thành phần của hệ enzyme xúc tác nhiều phản ứng quan trọng của cơ thể. 12 Nhu cầu ni- tơ ở tảo có thể dao động từ 1-10% và có sự khác nhau ở các nhóm tảo. Nhu cầu ni- tơ cao nhất ở tảo lục, kế đến là tảo lam và thấp nhất là tảo silic. Theo Mudresop(1995) (trích theo Hoàng Thị Bích Mai, 1995) ở tảo lục với cường độ ánh sáng là 2000lux thì phát triển tốt ở hàm lượng đạm là 57mg/L. Nhu cầu ni- tơ còn thay đổi trong nội bộ loài tùy thuộc vào nguồn cung cấp và hàm lượng ni- tơ có sẵn trong nước nuôi, các phản ứng đặc trưng đối với sự giảm ni- tơ là sự mất màu của tế bào (giảm và teo Chlorophyll và Cartenoid) và sự tích lũy các hợp chất hữu cơ như các loại lipid. (Hầu hết các loại tảo có khả năng sử dụng nguồn ni- tơ dưới 3 dạng là amonium (NH4+), nitrate (NO-3), nitrite (NO-2) nhưng đạm amonia dễ hấp thu hơn cả (Muzapharow, Taybaer, 1975). Ni- tơ muốn vào tế bào tảo cần chuyển hóa đạm amonia theo sơ đồ sau: NO-3 => NO-2 + H2O => NH4OH => NH4+  Photpho Tuy nhu cầu của photpho ít hơn rất nhiều so với ni- tơ nhưng nó đóng một vai trò rất quan trọng đối với sự sinh trưởng, phát triển của tảo. Photpho tham gia vào việc hình thành nên nhiều hợp chất hữu cơ có vai trò cấu trúc hoặc trao đổi chất, là chất không thể thiếu trong các khâu chuyển hóa trung gian và có ý nghĩa then chốt trong trao đổi năng lượng. Ngoài ra photpho còn ảnh hưởng đến tỉ lệ thành phần các acid béo không no. Theo Hari Son và cộng sự, 1990, khi giảm hàm lượng photpho trong môi trường nuôi Nannochloropsis oculata gây ra giảm thành phần acid béo mạch dài đa nối đôi như 20:5ω và 26:3ω. Tảo lục có nhu cầu photpho cao, khoảng 0,1-0,3mg/L, ở hàm lượng 0,005mg/L tảo phát triển rất yếu.  CO2 Tảo lục là những loài tảo có cường độ ánh sáng quang hợp mạnh, thải ra nhiều O2 nên chúng cần một lượng CO2 đáng kể để phục vụ cho nhu cầu quuang hợp của chúng. Với tảo lục Chlorella sp sục 2-3% CO2 thì thu được kết quả cao 13 [17]. Ngưỡng cacbonic trong môi trường nuôi từ 5-10% không làm tăng năng suất của tảo nuôi nữa (Muzapharov và Taybarv, 1974).  Các yếu tố dinh dưỡng khác Có khoảng 30 nguyên tố và nhiều hợp chất hữu cơ có thể làm chất dinh dưỡng cho tảo. Ngoài các nguyên tố quan trọng như C,N, P còn có các nguyên tố khác như S, K, Na, Fe, Mg, Ca và các nguyên tố vi lượng như Mn, Zn, Mo, Co, V, Se. Những nguyên tố này nằm trong thành phần cơ bản của tảo. Trong đó Fe là thành phần nguyên tố vi lượng bổ sung nhiều nhất so với các loại khác. Là tác nhân hỗ trợ hoặc là thành phần xây dựng hệ enzym, tham gia vào quá trình vận chuyển điện tử, quá trình phân ly nước và phosphoril hóa tổng hợp. Bổ sung các loại vitamin làm tăng khả năng phát triển của tảo. Các loại vitamin chủ yếu là B1, B6, B12, vitamin C. Ngoài ra, quá trình sinh trưởng của tảo còn phụ thuộc vào thể tích nuôi và mật độ nuôi. Mật độ nuôi thấp quá thì tảo sinh trưởng chậm và có thể chết. Ngược lại, nếu mật độ nuôi lớn thì thời gian đạt cực đại sẽ nhanh và thời gian tàn lụi cũng rất nhanh. 1.2. Vài nét về tình hình phân lập và lưu giữ giống tảo 1.2.1. Tình hình phân lập và lưu giữ giống tảo trên thế giới Theo Hans R. và Robert A. (2005), môi trường và phương pháp nuôi cấy tảo được ngiên cứu từ những năm 1800-1900. Vào thế kỉ 19-20 có khá nhiều công trình nghiên cứu vi tảo được công bố trên thế giới, song các công trình này chủ yếu chỉ đề cập đến phương pháp nuôi cấy vi tảo mà chưa đề cập đến phương pháp phân lập và lưu giữ giống tảo như thế nào, đặc biệt là các loài tảo sống ở đáy. Mặc dù vậy, có thể đề cập đến một số công trình nghiên cứu sau: Người đầu tiên tiến hành phân lập tảo thành công phải kể đến Beijerinck (1890) với công trình phân lập tảo Chlorella, Scenedesmus và một số loài tảo vùng Trebauxia. Ngoài ra Beijerinck còn nuôi thuần chủng tảo lam Anabana. Năm 1890 Miquel đã pha loãng tảo tạp trong các môi trường khác nhau để phân lập tảo silic.
- Xem thêm -