VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM |
Có thể bạn quan tâm!
-
Nghiên cứu khả năng phân hủy hydrocarbon dầu mỏ của một số chủng vi khuẩn tía quang hợp tạo màng sinh học phân lập tại Việt Nam - 2 -
Định Vị Sắc Tố Quang Hợp Trong Tế Bào Vi Khuẩn Tía Quang Hợp -
Ứng Dụng Của Vi Khuẩn Tía Quang Hợp Để Phân Hủy Hydrocarbon Dầu Mỏ
Xem toàn bộ 144 trang tài liệu này.
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÂN HỦY HYDROCARBON DẦU MỎ CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN TÍA QUANG HỢP TẠO
MÀNG SINH HỌC PHÂN LẬP TẠI VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
HÀ NỘI – 2022
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
……..….***…………
NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÂN HỦY HYDROCARBON DẦU MỎ CỦA MỘT SỐ CHỦNG VI KHUẨN TÍA QUANG HỢP TẠO
MÀNG SINH HỌC PHÂN LẬP TẠI VIỆT NAM
LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
Chuyên ngành: Vi sinh vật học Mã số: 9 42 01 07
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Lê Thị Nhi Công
2. PGS.TS. Đồng Văn Quyền
Hà Nội – 2022
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận án này, trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Lê Thị Nhi Công - Trưởng phòng Công nghệ sinh học môi trường và PGS.TS. Đồng Văn Quyền, Phó Viện trưởng Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức và những kinh nghiệm qúy báu trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Đỗ Thị Liên và toàn thể các anh, chị cán bộ nhân viên phòng CNSH môi trường Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo và đóng góp những lời khuyên bổ ích trong suốt quá trình học tập nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận án.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học, Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ đã tạo mọi điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu trong suốt những năm qua.
Bên cạnh đó, tôi cũng xin chân thành cảm ơn chuyên viên Bùi Thị Hải Hà phụ trách đào tạo của Viện Công nghệ sinh học và chuyên viên Nguyễn Thị Minh Tâm phòng Đào tạo, Học viện Khoa học và Công nghệ đã giúp đỡ tôi hoàn thành những thủ tục cần thiết trong suốt quá trình nghiên cứu sinh và bảo vệ luận án.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Quỹ Nghiên cứu cơ bản cấp Nhà nước (Nafosted) đã cấp kinh phí cho nhóm nghiên cứu.
Trong thời gian qua, tôi đã nhận được sự hỗ trợ nhiệt tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi từ trường ĐH Sư phạm Hà Nội 2 nơi tôi đang công tác, cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình cũng như những đóng góp quý báu của các bạn bè đồng nghiệp. Nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến những người thân trong gia đình, những người bạn thân thiết đã luôn bên cạnh động viên và khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
Tác giả luận án
Nguyễn Thị Minh Nguyệt
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Đây là công trình nghiên cứu của tôi và một số kết quả cùng cộng tác với các cộng sự khác;
Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trung thực, một phần đã được công bố trên các tạp chí khoa học chuyên ngành với sự đồng ý và cho phép của các đồng tác giả;
Phần còn lại chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ đã được cảm ơn, các tài liệu trích dẫn đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày tháng năm 2022
Tác giả luận án
Nguyễn Thị Minh Nguyệt
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Một số đặc điểm sinh học cơ bản của vi khuẩn tía quang hợp . 3
1.1.1. Giới thiệu chung về vi khuẩn tía quang hợp 3
1.2.2. Sinh thái học của vi khuẩn tía quang hợp 3
1.2.3. Đa dạng vi khuẩn tía quang hợp 4
1.2.4. Đặc điểm của bộ máy quang hợp 9
1.2.5. Dinh dưỡng carbon 12
1.2. Ứng dụng của vi khuẩn tía quang hợp để phân hủy hydrocarbon dầu mỏ13
1.2.1. Tính độc của hydrocarbon dầu mỏ 13
1.2.2. Các phương pháp xử lý ô nhiễm dầu mỏ 18
1.2.3. Ứng dụng của vi khuẩn tía quang hợp để phân hủy hydrocarbon
dầu mỏ22
1.3. Vi sinh vật có khả năng phân hủy hydrocarbon dầu mỏ và tạo màng sinh học 24
CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30
2.1. Vật liệu nghiên cứu 30
2.1.1. Nguyên liệu 30
2.1.2. Hóa chất, môi trường nuôi cấy 31
2.1.3. Các thiết bị máy móc 32
2.2. Phương pháp nghiên cứu 33
2.2.1. Các phương pháp phân tích vi sinh vật 34
2.2.2. Các phương pháp sinh học phân tử 42
2.2.3. Nhóm phương pháp phân tích hóa học 43
2.2.4. Xử lý thống kê 43
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44
3.1. Kết quả phân lập và tuyển chọn các chủng VKTQH khả năng
tạo màng sinh học và phân hủy hydrocarbon dầu mỏ 44
3.1.1. Kết quả phân lập các chủng VKTQH từ các mẫu nước và bùn ô
nhiễm dầu44
3.1.2. Tuyển chọn các chủng VKTQH khả năng tạo màng sinh học và
phân hủy hydrocarbon dầu mỏ 48
3.2. Các đặc điểm sinh học và định danh ba chủng DQ41, DD4 và FO256
3.2.1. Các đặc điểm hình thái 56
3.2.2. Trình tự 16S rRNA và định danh ba chủng DQ41, DD4 và FO2 .. 58 3.2.3. Các đặc điểm sinh học 59
3.3. Ảnh hưởng của một số điều kiện môi trường đến sự hình thành màng sinh học của 3 chủng VKTQH 63
3.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ 63
3.3.2. Ảnh hưởng của pH 64
3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ muối (NaCl) 65
3.4. Hiệu suất phân hủy một số hydrocarbon dầu mỏ của màng sinh học từ 3 chủng VKTQH 66
3.4.1. Hiệu suất phân hủy một số hydrocarbon thơm bởi màng sinh học đơn chủng không gắn giá thể của các chủng VKTQH được lựa
chọn66
3.4.2. Phân hủy hydrocarbon dầu mỏ bởi màng sinh học từ các VKTQH
lựa chọn 69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO 99
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Tiếng Anh | Tiếng Việt | |
BA | Benzoic acid | Axit benzoic |
Bchl | Bacteriochlorophyl | |
BLAST | Basic local alignment search tool | Công cụ tìm kiếm các trình tự tương đồng |
BOD | Biochemical oxygen demand | Nhu cầu oxy sinh hóa |
BTNMT | Bộ tài nguyên môi trường | |
CB | Cinder bead | Sỏi nhẹ |
CF | Coconut fiber | Xơ dừa |
CFU | Colony Forming Unit | Đơn vị hình thành khuẩn lạc |
COD | Chemical oxygen demand | Nhu cầu oxy hoá học |
DAD | Diode array detector | Detectơ dãy diode |
DNA | Deoxyribonucleic acid | Axit đeoxyribônuclêic |
DSMZ | Deutch samplung microorganism zentrum | Trung tâm lưu trữ giống vi sinh vật – Đức |
GCMS | Gas chromatography – Mass spectrometry | Sắc kí khối phổ |
HPLC | High performance – Liquid chromatography | Sắc kí lỏng cao áp |
MSH | Màng sinh học | |
OD | Optical density | Mật độ quang |
PAH | Polycyclic aromatic hydrocarbon | Hydrocacbon thơm đa vòng |
PCR | Polymerase chain reaction | Chuỗi phản ứng trùng hợp |
PUF | Polyurethare foam | Mút xốp |
QCVN | Quy chuẩn Việt Nam | |
rARN | Ribosomal ribonucleic acid | Axit ribônuclêic ribôxôm |
RNA | Ribonucleic acid | Axit ribônuclêic |
TCVN | Tiêu chuẩn Việt Nam | |
VK | Vi khuẩn | |
VKTQH | Vi khuẩn tía quang hợp | |
PNSB | Purple non-sulfur photosynthetic bacteria | Vi khuẩn tía quang hợp không lưu huỳnh |
PSB | Purple sulfur photosynthetic bacteria | Vi khuẩn tía quang hợp lưu huỳnh |
VSV | Vi sinh vật |
DANH MỤC BẢNG
Các chi vi khuẩn tía quang hợp .................................................. | 6 | |
Bảng 1.2. | Những ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động vật ............ | 17 |
Bảng 1.3. | Các chi vi khuẩn có khả năng phân huỷ hiếu khí hydrocarbon thơm ............................................................................................ | 24 |
Bảng 1.4. | Các chi vi khuẩn có khả năng phân huỷ hiếu khí hydrocarbon no ................................................................................................ | 24 |
Bảng 1.5. | Các nhóm vi khuẩn có khả năng phân huỷ kỵ khí hydrocarbon | 25 |
Bảng 2.1. | Các loại giá thể ........................................................................... | 31 |
Bảng 3.1. | Kết quả phân lập các chủng VKTQH từ mẫu các mẫu nước và bùn ô nhiễm dầu.......................................................................... | 45 |
Bảng 3.2. | Khả năng sinh trưởng và phát triển của các chủng VKTQH đã phân lập được (theo ∆OD800) ...................................................... | 48 |
Bảng 3.3. | Khả năng sinh trưởng và phát triển trên các nguồn cơ chất của VKTQH ...................................................................................... | 56 |
Bảng 3.4. | So sánh mức độ sử dụng một số nguồn C của ba chủng DQ41, DD4 và FO2 với đại diện của loài Rhodopseudomonas............. | 62 |
Bảng 3.5. | Khả năng phân hủy một số hydrocarbon thơm của màng sinh học do 3 chủng VKTQH tạo thành sau 14 ngày nuôi cấy. ......... | 67 |
Bảng 3.6. | Sự phân hủy thành phần (%) của 20 (g) dầu thô sau 14 ngày nuôi cấy....................................................................................... | 90 |
Bảng 3.7. | Sự phân hủy hydrocacbon no (%) của dầu thô sau 14 ngày nuôi cấy bởi MSH đơn chủng và đa chủng VKTQH không giá thể................................................................................................ | 93 |