Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến một số đặc điểm sinh học của loài vi tảo Thalassiosira weissflogii (Grunow) G.Fryxell & Hasle, 1977

Bài viết Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến một số đặc điểm sinh học của loài vi tảo Thalassiosira weissflogii (Grunow) G.Fryxell & Hasle, 1977 đánh giá ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng cùng nồng độ nitơ và phốt pho phù hợp cho sự sinh trưởng và tích lũy các hợp chất thứ cấp như chlorophyll và fucoxanthin.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng đến một số đặc điểm sinh học của loài vi tảo Thalassiosira weissflogii (Grunow) G.Fryxell & Hasle, 1977 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM - HỘI NGHỊ KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 5 DOI: 10.15625/vap.2022.0053 ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG DINH DƯỠNG ĐẾN MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA LOÀI VI TẢO Thalassiosira weissflogii (GRUNOW) G.FRYXELL & HASLE, 1977 Trần Thị Tường Vy1, Trịnh Đăng Mậu1,2,* Tóm tắt. Vi tảo Thalassiosira weissflogii không những được biết đến như một nguồn sản xuất sinh khối phục vụ cho nuôi trồng thủy hải sản mà còn là nguồn sản xuất tiềm năng các hợp chất thứ cấp như chlorophyll và fucoxanthin. Chlorophyll và fucoxanthin là hai sắc tố quang hợp, có giá trị dinh dưỡng cao, được ứng dụng rộng rãi trong dược phẩm và thực phẩm. Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của các môi trường dinh dưỡng cùng nồng độ nitơ và phốt pho phù hợp cho sự sinh trưởng và tích lũy các hợp chất thứ cấp như chlorophyll và fucoxanthin. Kết quả nghiên cứu cho thấy, môi trường ASP-2 phù hợp cho sự sinh trưởng của vi tảo T. weissflogii. Tốc độ tăng trưởng tối đa của T. weissflogii được ghi nhận trong môi trường ASP-2 lần lượt là 0,146 ± 0,07 ngày-1 với nồng độ nitơ là 4,11 mgN/L và 0,186 ± 0,062 ngày-1 với nồng độ phốt pho là 0,44 mgP/L. Hàm lượng chlorophyll a và fucoxanthin tích lũy cao nhất trong vi tảo khi nuôi trong môi trường ASP-2 có 32,92 mgN/L và 16,46 mgP/L. Từ khóa: Chlorophyll a, dinh dưỡng, fucoxanthin, Thalassiosira weissflogii. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ THALASSIOSIRA WEISSFLOGII Thala Tảo silic là một lớp đặc biệt của các sinh vật thủy sinh đơn bào, nhân chuẩn, kích thước dao động từ 4 - 10 µm, phát triển tự nhiên trong các vùng nước như sông, hồ, đại dương, ... Chúng có thể tích lũy một lượng đáng kể carbohydrate, protein, lipid, sắc tố so với các lớp vi tảo khác. Ngoài ra, tảo silic còn chứa một hợp chất đặc biệt gọi là fucoxanthin. Fucoxanthin có cấu trúc gồm một liên kết allenic, một cacbonyl liên hợp và một 5,6-monoepoxide (Kim et al.., 2012). Cấu trúc này tạo ra fucoxanthin với nhiều hoạt động sinh học khác nhau, bao gồm chống béo phì, chống tiểu đường, chống ung thư,… (Kim và cs., 2013). Do đó fucoxanthin ngày càng được quan tâm nghiên cứu sản phẩm ứng dụng cho ngành dược phẩm. Fucoxanthin cũng có thể được sử dụng như một chất phụ gia thức ăn chăn nuôi trong ngành chăn nuôi gia cầm và nuôi trồng thủy sản (Lee et al., 2020). Trong nhóm tảo silic, giống tảo cát T. weissflogii điển hình là giống giàu dinh dưỡng, nồng độ DHA + EPA đạt 7,2 mg/mL. Thành phần sinh hóa thô của vi tảo chiếm 90 – 95 % trọng lượng khô của tế bào (gồm 30 - 55 % protein, 10 - 30 % carbohydrate, 10 - 25 % lipid và 10 - 40 % khoáng) (Brown, 1991). Trong quy trình sản xuất sinh khối tảo nói chung, giống tảo, môi trường dinh dưỡng và điều kiện nuôi là những yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng và thành phần sinh 1 Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng 2 Nhóm nghiên cứu và giảng dạy Môi trường và Tài nguyên Sinh vật (DN-EBR), Đại học Đà Nẵng * Email: tdmau@ued.udn.vn 486 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM hóa của tảo. Trong đó, các thành phần dinh dưỡng đa lượng và vi lượng sẽ ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng của tảo, đặc biệt trong điều kiện nuôi với mật độ tế bào vi tảo cao (Costa và cs., 2003). Trong các nguyên tố đa lượng, nitơ (N) và phốt pho (P) có vai trò trong thành phần và cấu trúc của protein, bộ máy quang hợp và hệ enzyme (Giordano, 2013). Thiếu hụt N là nguyên nhân làm giảm tốc độ sinh trưởng, sinh tổng hợp lipid, axit nucleic, DNA, RNA (Juneja et al., 2013). Phốt pho là chất dinh dưỡng không thể thiếu đối với vi tảo, P tham gia vào cấu trúc tế bào, có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của tế bào cũng như chuyển giao năng lượng. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có một môi trường tối ưu đặc trưng cho loài vi tảo T. weissflogii. Vì vậy, việc nghiên cứu tìm ra tỷ lệ nồng độ các thành phần dinh dưỡng của môi trường nuôi nhằm nâng cao sự sinh trưởng và chất lượng của vi tảo T. weissflogii là cần thiết. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Giống tảo T. weissflogii được cung cấp bởi Phòng thí nghiệm Công nghệ tảo, Khoa Sinh - Môi trường, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng. Bố trí thí nghiệm Sự sinh trưởng và tích lũy hàm lượng chlorophyll a, fucoxanthin được khảo sát trong 4 loại môi trường nuôi ASP-2, ESAW, F/2 và Walne (Provasoli et al., 1957; Berges et al., 2001). Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của nitơ (N) và phốt pho (P) đến đặc điểm sinh học của T. weissflogii được tiến hành trong môi trường ASP-2. Các điều kiện: pH = 8.3, độ mặn 28 – 30 ‰, cường độ ánh sáng 3000 lux, được cố định khi bố trí thí nghiệm. Thông số mật độ được theo dõi hằng ngày, hàm lượng chlorophyll và fucoxanthin được đánh giá vào ngày cuối cùng của mỗi thí nghiệm. Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của nitơ có 4 nồng độ khác nhau đã được bố trí lần lượt là: 4,11 mgN/L, 8,23 mgN/L, 16,46 mgN/L và 32,92 mgN/L. Nồng độ P = 0,88 mgP/L được bố trí ở tất cả các nghiệm thức. Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của phốt pho có 4 nghiệm thức khác nhau đã được bố trí lần lượt là: 0,44 mgP/L, 0,88 mgP/L, 1,76 mgP/L và 3,52 mgP/L. Nồng độ N = 16,46 mgN/L được bố trí ở tất cả các nghiệm thức. Phương pháp xác định tốc độ sinh trưởng Đường cong sinh trưởng được xây dựng dựa vào sự biến động mật độ tế bào theo ngày. Mật độ tế bào được xác định bằng cách đếm trên buồng đếm Neubauer với diện tích mỗi ô lớn (0,1 cm x 0,1 cm) và độ sâu 0,01 cm (V = 10-4 cm3 = 10-4 mL). Mật độ tế bào được tính theo công thức: PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 487 Trong đó, N là mật độ tế bào (tế bào/mL) Tốc độ sinh trưởng được tính theo ...