MỤC LỤC
Trang tựa i
Lời cảm ơn ii
Lời cam đoan iii
Tóm tắt iv
Summary vi
Mục lục viii
Danh sách chữ viết tắt xiv
Danh sách các bảng xv
Có thể bạn quan tâm!
-
Nghiên cứu vi khuẩn chuyển hóa nitơ trong nền đáy vùng nuôi tôm hùm panulirus sp. phục vụ nuôi trồng thủy sản - 1 -
Ý Nghĩa Khoa Học, Thực Tiễn Và Tính Mới Của Đề Tài Ý Nghĩa Khoa Học Của Đề Tài -
Hiện Trạng Ô Nhiễm Môi Trường Nước Vùng Nuôi Tôm Hùm Vịnh Xuân Đài -
Đặc Điểm Của Các Nhóm Vi Khuẩn Tham Gia Quá Trình Chuyển Hóa Nitơ
Xem toàn bộ 247 trang tài liệu này.
Danh sách các hình xvii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
1.1. Tổng quan tình hình nuôi tôm hùm lồng bè 5
1.2. Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước vùng nuôi tôm hùm Vịnh Xuân Đài 6
1.3. Vi sinh vật trong môi trường nước mặn 7
1.4. Sơ đồ chu trình chuyển hóa nitơ trong hệ sinh thái biển 8
1.5. Các quá trình chuyển hoá nitơ và vai trò các nhóm vi khuẩn tham gia chuyển hóa 11
1.6. Đặc điểm của các nhóm vi khuẩn tham gia quá trình chuyển hóa Nitơ 13
1.6.1. Đặc điểm sinh học của vi khuẩn Bacillus 13
1.6.2. Đặc điểm sinh học của vi khuẩn Rhodococcus 15
1.6.3. Đặc điểm sinh học của vi khuẩn Pseudomonas 15
1.6.4. Đặc điểm sinh học của vi khuẩn Stenotrophomonas 16
1.6.5. Đặc điểm sinh học của các nhóm vi khuẩn chuyển hóa nitơ khác 17
1.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhân sinh khối vi khuẩn 18
1.7.1. Nguồn Cacbon 18
1.7.2. Nguồn Nitơ 18
1.7.3. Nguồn khoáng và vitamin 18
1.7.4. Mật độ giống 19
1.7.5. Thời gian nuôi cấy 19
1.7.6. Nhiệt độ 19
1.7.7. Độ pH 19
1.7.8. Động học của quá trình vi sinh vật 19
1.8. Sơ lược về ma trận Plackett - Burman và Box - Behnken 20
1.8.1. Giới thiệu phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) 20
1.8.2. Ma trận Plackett - Burman 20
1.8.3. Ma trận Box-Behnken (BBD) 21
1.9. Các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường nước nuôi tôm thẻ chân trắng 21
1.9.1. Ammonia tổng cộng (TAN - Total Ammonia Nitrogen) 21
1.9.2. Nitrite và Nitrate 22
1.10. Tình hình nghiên cứu ứng dụng của vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản 22
1.10.1. Tình hình ứng dụng vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản trong nước 22
1.10.2. Tình hình ứng dụng vi sinh vật trong nuôi trồng thủy sản trên thế giới 24
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
2.1. Sơ đồ nghiên cứu 26
2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 26
2.3. Phương pháp thu mẫu bùn đáy 27
2.3.1. Vị trí thu mẫu 27
2.3.2. Phương pháp phân tích hóa lý của mẫu bùn 27
2.4. Nội dung 1: Phân lập và định danh vi khuẩn chuyển hóa Nitơ từ nền đáy vùng nuôi tôm hùm. 28
2.4.1. Phân lập và định danh vi khuẩn Bacillus sp. chuyển hóa ammonia 28
2.4.1.1. Phân lập vi khuẩn Bacillus sp. 28
2.4.1.2. Phương pháp định danh sinh hóa vi khuẩn Bacillus sp. 28
2.4.1.3. Phương pháp định danh sinh học phân tử vi khuẩn Bacillus sp. 28
2.4.2. Phân lập và định danh vi khuẩn chuyển hóa ammonia (AOB) 29
2.4.2.1. Môi trường phân lập vi khuẩn chuyển hóa ammonia (phụ lục 1.3.1) 29
2.4.2.2. Các bước phân lập nhóm vi khuẩn chuyển hóa ammonia 29
2.4.2.3. Phương pháp định danh sinh hóa vi khuẩn AOB 31
2.4.2.4. Phương pháp định danh sinh học phân tử vi khuẩn AOB 31
2.4.3. Phương pháp phân lập vi khuẩn chuyển hóa nitrite (NOB) 32
2.4.3.1. Môi trường phân lập vi khuẩn chuyển hóa nitrite 32
2.4.3.2. Các bước phân lập vi khuẩn chuyển hóa nitrite (NOB) 32
2.4.3.3. Phương pháp định danh sinh hóa vi khuẩn NOB 32
2.4.3.4. Phương pháp định danh sinh học phân tử vi khuẩn NOB 33
2.4.4. Khảo sát quá trình chuyển hóa ammonium, nitrite, nitrate của các chủng vi khuẩn đã tuyển chọn 33
2.4.5. Khảo sát khả năng chịu mặn của các chủng vi khuẩn 34
2.5. Nội dung 2: Tạo chế phẩm vi sinh dạng lỏng và dạng bột 34
2.5.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng nuôi cấy và tối ưu hóa thành phần môi trường lên men tạo chế phẩm dạng lỏng của các chủng vi khuẩn 34
2.5.1.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng sinh khối ba chủng vi khuẩn...34
2.5.1.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo chế phẩm dạng lỏng 35
2.5.1.3. Tối ưu hóa các thành phần môi trường nhân sinh khối của 3 chủng vi khuẩn bằng phương pháp đáp ứng bề mặt (RMS). 36
2.5.2. Chế tạo chế phẩm vi sinh dạng bột 42
2.5.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện sản xuất của các chủng vi khuẩn trên môi trường bán rắn 42
2.5.2.2. Bảo quản chế phẩm vi sinh dạng bột 43
2.6. Nội dung 3: Đánh giá chuyển hóa nitơ của các chủng vi khuẩn trong nuôi trồng thủy sản. 43
2.6.1. Đánh giá sự chuyển hóa N của các chủng vi khuẩn trong nước ao nuôi tôm thẻ chân trắng ở qui mô phòng thí nghiệm 43
2.6.2. Đánh giá sự chuyển hóa N của các chủng vi khuẩn trong nuôi tôm thẻ chân trắng giai đoạn ương giống ở qui mô bể xi-măng 1m3 44
2.6.3. Chỉ tiêu đánh giá 46
2.7. Xử lý thống kê 46
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47
3.1. Nội dung 1: Phân lập và định danh vi khuẩn chuyển hóa Nitơ từ nền đáy vùng nuôi tôm hùm. 47
3.1.1. Các chỉ tiêu môi trường trong mẫu bùn được thu ở Vùng Vịnh Xuân Đài 47
3.1.2. Nhóm vi khuẩn Bacillus sp. chuyển hóa ammonia 48
3.1.2.1. Kết quả phân lập vi khuẩn Bacillus chuyển hóa ammonia 48
3.1.2.2 Chọn lọc khả năng xử lý ammonia của các vi khuẩn phân lập được. 48
3.1.2.3. Kết quả định danh sinh hóa của các chủng vi khuẩn Bacillus sp. 49
3.1.2.4. Kết quả định danh sinh học phân tử các chủng vi khuẩn Bacillus sp. 49
3.1.2.5. Kết quả đánh giá khả năng chuyển hóa ammonia của các chủng vi khuẩn
Bacillus sp. đã phân lập 51
3.1.3. Kết quả phân lập vi khuẩn chuyển hóa ammonia (AOB) từ mẫu bùn 53
3.1.3.1. Kết quả xác định vi khuẩn chuyển hóa ammonia có trong mẫu bùn 53
3.1.3.2. Kết quả đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn phân lập được 54
3.1.3.3. Kết quả xác định khả năng chuyển hóa NH3 của các chủng vi khuẩn 54
3.1.3.4. Kết quả định danh sinh hóa các chủng vi khuẩn 55
3.1.3.5. Kết quả định danh bằng giải trình tự vùng 16S – rRNA 57
3.1.3.6. Kết quả đánh giá khả năng chuyển hóa ammonia của các chủng vi khuẩn tuyển chọn 59
3.1.4. Kết quả phân lập vi khuẩn chuyển hóa nitrite từ mẫu bùn 61
3.1.4.1. Kết quả xác định vi khuẩn chuyển hóa nitrite có trong mẫu bùn. 61
3.1.4.2. Kết quả đặc điểm hình thái của các chủng vi khuẩn phân lập được 62
3.1.4.3. Kết quả xác định khả năng chuyển hóa NO2- của các chủng vi khuẩn 62
3.1.4.4. Kết quả định danh sinh hóa các chủng vi khuẩn 63
3.1.4.5. Định danh vi khuẩn bằng phân tích trình tự gen 16S rRNA 66
3.1.4.6. Kết quả đánh giá khả năng chuyển hóa nitrite của các chủng vi khuẩn tuyển chọn 70
3.1.5. Khảo sát khả năng chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ và khả năng chịu mặn của các nhóm vi khuẩn thuộc chi Bacillus, AOB và NOB. 71
3.1.5.1. Khảo sát khả năng chuyển hóa NO2-, NO3- và khả năng chịu mặn của các chủng vi khuẩn Bacillus, vi khuẩn AOB. 71
3.1.5.2. Khảo sát khả năng chuyển hóa NH4- và NO3- và khả năng chịu mặn của nhóm vi khuẩn NOB. 73
3.2. Nội dung 2: Tạo chế phẩm vi sinh dạng lỏng và bột 76
3.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng nuôi cấy và tối ưu hóa thành phần môi trường lên men tạo chế phẩm dạng lỏng của các chủng vi khuẩn 76
3.2.1.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng sinh khối ba chủng vi khuẩn...76
3.2.1.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo chế phẩm dạng lỏng Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nạp giống đến quá trình nhân sinh khối vi khuẩn 79
3.2.1.3. Tối ưu hóa các thành phần môi trường nhân sinh khối của 3 chủng vi khuẩn bằng phương pháp đáp ứng bề mặt (RMS). 85
3.2.2. Tạo chế phẩm vi sinh dạng bột 101
3.2.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện sản xuất của các chủng vi khuẩn trên môi trường bán rắn 101
3.2.2.2. Tạo chế phẩm vi khuẩn dạng bột 105
3.3. Nội dung 3: Đánh giá chuyển hóa nitơ của các chủng vi khuẩn trong nuôi trồng thủy sản. 108
3.3.1. Đánh giá sự chuyển hóa N của các chủng vi khuẩn trong nước nuôi tôm thẻ chân trắng (không có tôm) ở qui mô phòng thí nghiệm 108
3.3.1.1. Đánh giá sự chuyển hóa N của các chủng vi khuẩn 108
3.3.1.2. Đánh giá mật độ vi sinh vật khi bổ sung chế phẩm vi sinh 113
3.3.2. Đánh giá sự chuyển hóa N của các chủng vi khuẩn trong bể nuôi tôm thẻ chân trắng giai đoạn ương giống ở qui mô bể xi-măng 1m3 116
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 128
TÀI LIỆU THAM KHẢO 130
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN ĐÃ CÔNG BỐ 150
PHỤ LỤC 151
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
AOB : Ammonia-Oxidizing Bacteria (vi khuẩn oxi hóa ammonia) BC : Bùn thu tại lồng chìm
BT : Bùn thu tại lồng treo
BTNMT : Bộ Tài Nguyên Môi Trường
CPVS : Chế phẩm vi sinh
DX : Design Expert
FCR : Hệ số chuyển đổi thức ăn
KL : Khuẩn lạc
MPN : Most Probable Number ( phương pháp số có xác suất cao nhất) MT : môi trường
NOB : Nitrite – Oxidizing Bacteria (vi khuẩn oxi hóa nitrite) VKHK : Tổng vi khuẩn hiếu khí
NT1 : Nghiệm thức 1
NT2 : Nghiệm thức 2
NT3 : Nghiệm thức 3
NT4 : Nghiệm thức 3
NT5 : Nghiệm thức 3
NTĐC : Nghiệm thức đối chứng
NTTS : Nuôi trồng thủy sản
PCR : Polymerase Chain Reaction
QCVN : Qui chuẩn Việt Nam
TAN : Total ammonia nitrogen ( ammonia tổng cộng)
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG TRANG
Bảng 2.1. Các biến trong ma trận Plackett – Burman của 2 chủng vi khuẩn
B.licheniformis B85 và P.stutzeri KL15 37
Bảng 2.2. Ma trận thiết kế Plackett – Burman của vi khuẩn B.licheniformis B85...37
Bảng 2.3. Ma trận thiết kế Plackett – Burman của vi khuẩn P. stutzeri KL15 38
Bảng 2.4. Các biến trong ma trận Plackett - Burman của vi khuẩn R.rhodochrous T9.
..........................................................................................................................38
Bảng 2.5. Ma trận thiết kế Plackett – Burman của vi khuẩn R.rhodochrous T9 39
Bảng 2.6. Các yếu tố sử dụng trong Box – Behnken của Bacillus licheniformis B85
..........................................................................................................................39
Bảng 2.8. Các yếu tố sử dụng trong Box –Behnken của Pseudomonas stutzeri KL15
..........................................................................................................................40
Bảng 2.9 Ma trận thí nghiệm Box – Behnken của Pseudomonas stutzeri KL15 40
Bảng 2.10. Các yếu tố sử dụng trong Box – Behnken của R.rhodochrous T9. 41
Bảng 2.11. Ma trận thí nghiệm Box – Behnken của Rhodococcus rhodochrous T9 42 Bảng 2.12. Các phương pháp đánh giá chỉ tiêu chất lượng môi trường nước và vi sinh vật sử dụng trong thí nghiệm 46
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu môi trường, mật độ vi sinh của mẫu bùn trong 12 tháng 47
Bảng 3.2. Kết quả các phản ứng sinh hóa của 13 chủng vi khuẩn Bacillus sp. 49
Bảng 3.3 Kết quả định danh vùng 16S – rRNA của 13 chủng Bacillus sp. 50
Bảng 3.4. Một số phản ứng sinh hóa của các chủng vi khuẩn theo kit API 20NE...55
Bảng 3.5. Một số phản ứng sinh hóa của các chủng vi khuẩn theo kit API 20E 56
Bảng 3.6. Bảng kết quả định danh phân tử các nhóm vi khuẩn AOB 57
Bảng 3.7. Kết quả phản ứng sinh hóa của các chủng vi khuẩn theo kit API 20E. 63
Bảng 3.8. Kết quả phản ứng sinh hóa của các chủng vi khuẩn theo kit API 20NE. 64
Bảng 3.9. Kết quả phản ứng sinh hóa của các chủng vi khuẩn theo kit API Coryne
..........................................................................................................................65