Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của hai loài vi tảo biển thuộc hai chi chaetoceros và tetraselmis


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
&



TRẦN THỊ TUYẾT LAN





NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC
CỦA HAI LOÀI VI TẢO BIỂN THUỘC HAI CHI
Chaetoceros và Tetraselmis




LUẬN VĂN THẠC SỸ









Nha Trang, 2011

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
&


TRẦN THỊ TUYẾT LAN



NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC
CỦA HAI LOÀI VI TẢO BIỂN THUỘC HAI CHI
Chaetoceros và Tetraselmis

Chuyên ngành: Nuôi trồng thủy sản
Mã số: 60 62 70



LUẬN VĂN THẠC SỸ



NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. ĐẶNG DIỄM HỒNG
TS. HOÀNG THỊ BÍCH MAI




Nha Trang, 2011

i
LỜI CAM ĐOAN


Tôi xin cam đoan rằng, các số liệu thu thập được trong quá trình thực hiện đề
tài là hoàn toàn đúng với thực tế; kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và
chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào; các thông tin trích dẫn trong luận văn
đều được chỉ rõ nguồn gốc.
ii
LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Nuôi trồng thủy sản,
Phòng Đào tạo đại học và Sau đại học - Trường Đại học Nha Trang sự kính trọng và
lòng tự hào được học tập tại trường trong thời gian qua.
Xin bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS. Đặng Diễm Hồng, TS. Hoàng Thị Bích
Mai đã giúp đỡ, động viên và chỉ bảo tận tình tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện
đề tài.
Xin chân thành cảm ơn Ban Quản lý Dự án Hợp phần Hỗ trợ phát triển nuôi
trồng thủy sản bền vững (SUDA) – Chương trình FSPS – 2 đã hỗ trợ kinh phí cho
tôi trong suốt khoá học.
Cảm ơn các cán bộ của Phòng Công nghệ Tảo - Viện Công nghệ sinh học –
Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp cơ sở vật chất thí nghiệm, tài liệu
và các kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian tôi thực tập tốt nghiệp.
Cảm ơn Vụ Khoa học, Công nghệ và Môi trường - Bộ Nông nghiệp và Phát
triển Nông thôn đã tạo điều kiện cho tôi được học tập để nâng cao trình độ chuyên
môn.
Cám ơn Trường Cao đẳng Thủy sản đã hỗ trợ về cơ sở đào tạo để tôi hoàn
thành khoá học.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn các bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên
và tiếp sức cho tôi hoàn thành chương trình học tập cũng như việc thực hiện nghiên
cứu đề tài.


Nha Trang, tháng 06 năm 2011
Học viên


Trần Thị Tuyết Lan
iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Viết đầy đủ
AA Axít Arachidonic (C20:4n-6, C20:4n-3)
DHA Axít Docosahecxaenoic (C22:6n-3)
DMSO Dimethylsufloxide
EPA Axít Eicosapentaenoic (C20:5n-3)
Erd Erdscheiber
MĐTB Mật độ tế bào
NTTS Nuôi trồng thủy sản
OD
Mật độ quang
PUFAs (Polyunsaturated Fatty Acids), Axít béo không bão hoà đa nối đôi
MUFAs (Monounsaturated fatty acids), Axít béo không bão hòa, 1 nối đôi
SEM Kính hiển vi điện tử quét
TB Tế bào
TLK Trọng lượng khô
TLT Trọng lượng tươi
VTB Vi tảo biển

iv
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TĂT iii
DANH MỤC CÁC BẢNG vii
DANH MỤC CÁC HÌNH viii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1. Tình hình nghiên cứu vi tảo ngoài nước 4
1.2. Tình hình nghiên cứu vi tảo trong nước 10
1.3. Tình hình nghiên cứu về chi Chaetoceros và Tetraselmis 13
1.3.1. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của chi Chaetoceros và
Tetraselmis 13
1.3.2. Ứng dụng của VTB C. gracilis và T. chuii trong NTTS 14
CHƯƠNG 2 - VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16
2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 16
2.2. Vật liệu 16
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu 16
2.2.2. Hoá chất 16
2.2.3. Thiết bị 16
2.3. Sơ đồ khối nghiên cứu 17
2.4. Phương pháp nghiên cứu 17
2.4.1. Phân lập, lưu giữ và định tên khoa học 2 loài VTB
thuộc 2 chi Chaetoceros và Tetraselmis 17
2.4.1.1. Thu thập và phân lập 2 loài VTB 17
2.4.1.2. Chụp ảnh hình thái tế bào dưới kính hiển vi quang
học và kính hiển vi điện tử quét (SEM) 20
2.4.1.3. Định tên khoa học hai loài VTB thuộc
2 chi Chaetoceros và Tetraselmis 21
v

2.4.1.4. Lưu giữ 2 loài VTB 21
2.4.2. Xác định điều kiện nuôi cấy thích hợp 2 loài
VTB thuộc 2 chi Chaetoceros và Tetraselmis 26
2.4.2.1. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng 27
2.4.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối 27
2.4.2.3. Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng 27
2.4.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ 27
2.4.2.5. Ảnh hưởng của pH 27
2.4.2.6. Xác định sinh trưởng của VTB 28
2.4.3. Nuôi sinh khối 2 loài VTB thuộc 2 chi Chaetoceros
và Tetraselmis trong điều kiện phòng thí nghiệm 29
2.4.3.1. Nuôi sinh khối loài C. gracilis Pantocsek 1982 29
2.4.3.2. Nuôi sinh khối loài Tetraselmis chuii Butcher 1959 30
2.4.3.3. Phân tích thành phần dinh dưỡng 2 loài VTB
thuộc 2 chi Chaetoceros gracilis và Tetraselmis chuii 31
CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34
3.1. Phân lập, lưu giữ và định tên khoa học 2 loài VTB
thuộc 2 chi Chaetoceros và Tetraselmis 34
3.1.1. Thu thập và phân lập 2 loài VTB 34
3.1.1.1. Loài Chaetoceros sp. 34
3.1.1.2. Loài Tetraselmis sp. 35
3.1.2. Định tên khoa học của 2 loài Chaetoceros sp. và Tetraselmis sp. 36
3.1.2.1. Tách chiết ADN tổng số 36
3.1.2.2. Kết quả nhân gen 18S rRNA của loài Chaetoceros sp.
và Tetraselmis sp. 37
3.1.2.3. Tách dòng đoạn gien 18S rRNA của mẫu Chaetoceros sp.
và Tetraselmis sp. 37
3.1.3. Lưu giữ Chaetoceros gracilis Pantocsek 1982
và Tetraselmis chuii Butcher 1959 41
3.1.3.1. Lưu giữ Chaetoceros gracilis và Tetraselmis chuii trên
môi trường lỏng và ống thạch nghiêng 41
3.1.3.2. Lưu giữ Chaetoceros gracilis và Tetraselmis chuii ở
vi
nhiệt độ thấp (-80ºC) 43
3.2. Xác định điều kiện nuôi cấy thích hợp của loài C. gracilis và T.chuii 45
3.2.1. Xác định điều kiện nuôi cấy thích hợp của loài C. gracilis 45
3.2.1.1. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng 45
3.2.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối 46
3.2.1.3. Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng 47
3.2.1.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ 47
3.2.1.5. Ảnh hưởng của pH 48
3.2.2. Xác định điều kiện nuôi cấy thích hợp của loài T.chuii 48
3.2.2.1. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng 48
3.2.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ muối 49
3.2.2 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ 50
3.2.2.4. Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng 51
3.2.2.5. Ảnh hưởng của pH 51
3.3. Nuôi sinh khối loài C.gracilis và loài T.chuii trong điều kiện
phòng thí nghiệm 52
3.3.1. Nuôi sinh khối loài C.gracilis 52
3.3.2. Nuôi sinh khối loài T.chuii
3.4.Thành phần dinh dưỡng của loài C. gracilis và loài T.chuii 53
3.4.1.Thành phần dinh dưỡng của loài C. gracilis 53
3.4.2. Thành phần dinh dưỡng của loài T. chuii 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60
KẾT LUẬN 60
KIẾN NGHỊ 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
PHỤ LỤC 72







vii






vii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang

Bảng 1.1. Một số loài vi tảo được sử dụng phổ biến trong nuôi trồng
thủy sản 5
Bảng 1.2. Tình hình nghiên cứu về lưu giữ, bảo quản vi tảo 7
Bảng 3.1. Bảng thống kê tỷ lệ phần trăm tương đồng (ma trận tam
giác trên) và khoảng cách di truyền (ma trận tam giác dưới)
của đoạn gien 18S rRNA giữa các loài thuộc chi Chaetoceros 38
Bảng 3.2. Bảng thống kê tỷ lệ phần trăm tương đồng (ma trận tam
giác trên) và khoảng cách di truyền (ma trận tam giác dưới)
của đoạn gien 18S rRNA giữa các loài thuộc chi Tetraselmis 40
Bảng 3.3. Tốc độ sinh trưởng đặc trưng (µ/ngày) của các loài C. gracilis
và T. chuii sau 60 ngày lưu giữ trên môi trường lỏng 42
Bảng 3.4. Nồng độ DMSO tối ưu cho bảo quản vi tảo biển quang
tự dưỡng Tetraselmis chuii ở nhiệt độ thấp - 80
0
C 44
Bảng 3.5. Tỷ lệ sống sót của Chaetoceros gracilis và Tetraselmis chuii
được lưu giữ ở âm 80
0
C với sự có mặt của 15% DMSO 45
Bảng 3.6. Thành phần dinh dưỡng trong sinh khối của loài C. gracilis 54
Bảng 3.7. Hàm lượng lipit tổng số và thành phần axít béo của loài C. gracilis 55
Bảng 3.8. Thành phần hoá sinh của loài Tetraselmis chuii 57
Bảng 3.9. Hàm lượng lipit và thành phần axít béo của loài Tetraselmis chuii 58


viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Sơ đồ khối nghiên cứu 17
Hình 2.2. Sơ đồ khối phân lập VTB 18
Hình 2.3. Sơ đồ khối lưu giữ VTB 22
Hình 2.4. Sơ đồ thí nghiệm ảnh hưởng của chất bảo quản lên khả năng
sống sót của tảo được lưu giữ ở - 80
0
C 25
Hình 2.5. Sơ đồ khối xác định điều kiện nuôi cấy thích hợp của VTB 26
Hình 3.1. Hình thái tế bào C. gracilis dưới kính hiển vi quang học với
độ phóng đại 1500 lần. 35
Hình 3.2. Hình thái tế bào C. gracilis dưới kính hiển vi điện tử quét
(SEM) với độ phóng đại 3500 lần. 35
Hình 3.3. Hình thái tế bào Tetraselmis sp. dưới kính hiển vi quang học
với độ phóng đại 1500 lần 36
Hình 3.4. Hình thái tế bào Tetraselmis sp. dưới kính hiển vi điện
tử quét (SEM) với độ phóng đại 7500 lần 36
Hình 3.5: Kết quả tách ADN tổng số của loài Chaetoceros sp. và
Tetraselmis sp. 36
Hình 3.6: Kết quả nhân một phần gen 18S rRNA của loài
Chaetoceros sp., Tetraselmis sp. 37
Hình 3.7: Kết quả tách chiết và tinh sạch ADN plasmid tái tổ hợp mang gen
18S rRNA của loài Chaetoceros sp. và Tetraselmis sp. 38
Hình 3.8: Cây phát sinh chủng loại của các loài thuộc chi Chaetoceros 39
Hình 3.9. Cây phát sinh chủng loại của các loài thuộc chi Tetraselmis 41
Hình 3.10. Lưu giữ chủng giống C. gracilis và T. chuii trên môi trường lỏng 42
Hình 3.11. Khuẩn lạc của Chaetoceros gracilis và Tetraselmis chuii mọc
trên môi trường thạch 42
Hình 3.12. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng lên sinh trưởng của
C. gracilis sau 25 ngày nuôi cấy 46
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl lên sinh trưởng của
C. gracilis sau 20 ngày nuôi cấy 46
Hình 3.14. Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng lên sinh trưởng của
ix
C. gracilis sau 20 ngày nuôi cấy 47
Hình 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của C. Gracilis
sau 25 ngày nuôi cấy 47
Hình 3.16. Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng của C. gracilis
sau 20 ngày nuôi cấy 48
Hình 3.17. Ảnh hưởng của môi trường dinh dưỡng lên sinh trưởng của
T. chuii sau 25 ngày nuôi cấy 49
Hình 3.18. Ảnh hưởng của nồng độ muối lên sinh trưởng của T. chuii
sau 25 ngày nuôi cấy 49
Hình 3.19. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sinh trưởng của T. chuii
sau 30 ngày nuôi cấy 50
Hình 3.20. Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng lên sinh trưởng
của T. chuii sau 30 ngày nuôi cấy 50
Hình 3.21: Ảnh hưởng của pH lên sinh trưởng của T. chuii
sau 50 ngày nuôi cấy 51
Hình 3.22. Hệ thống nuôi trồng các loài vi tảo biển quang tự dưỡng ở các
quy mô bình tam giác từ 250 ml đến bình nhựa10 lít 53
Hình 3.23. Phổ axit béo của loài vi tảo biển Chaetoceros gracilis 56
Hình 3.24. Phổ axít béo của loài vi tảo biển Tetraselmis chuii 59

1

MỞ ĐẦU

Vi tảo là nguồn thực phẩm chức năng quan trọng của con người và động vật,
là nguồn phân bón, nguồn khai thác các chất có hoạt tính sinh học được dùng làm
thuốc, mỹ phẩm, có vai trò bảo vệ môi trường và cố định CO
2
. Hàng năm trên thế
giới sản suất khoảng 6.000 tấn vi tảo khô và đã cho doanh thu 1,25 tỷ USD [78],
[79].
Vi tảo có kích thước phù hợp, dễ tiêu hoá và ít gây ô nhiễm môi trường, có
hàm lượng dinh dưỡng cao, nhiều loài không có độc tố, là một mắt xích quan trọng
trong chuỗi thức ăn và có khả năng nuôi sinh khối lớn, cung cấp đầy đủ chất dinh
dưỡng cần thiết cho động vật nuôi vì thế vi tảo được coi là nguồn thức ăn sống quan
trọng cho tất cả các giai đoạn phát triển của động vật thân mềm hai mảnh vỏ
(Bivalvia) như: Hầu, Vẹm, Điệp, Sò, Ngao…, là thức ăn cho ấu trùng của hầu hết
các loài: tôm, cá, ốc và cho cả các động vật phù du (Copepoda, Artemia,
Rotifer….). Phân tích 40 loài tảo thuộc 7 lớp (Bacillariophuceae, Chlorophyceae,
Prymnesiophyceae, Cryptophyceae, Eustigmatophyceae, Rhodophyceae,
Prasinophyceae) [33] đã xác định rằng trong tảo đơn bào hàm lượng protein dao
động từ 6 – 52%; carbohydrate từ 5 – 23% và lipid từ 7 – 23%. Các lớp tảo khác
nhau không có sự khác biệt về hàm lượng protein, lipit nhưng các loài trong lớp tảo
Chlorophyceae và Prymnesiophyceae giàu hàm lượng carbohydrate hơn các loài
thuộc họ khác. Ngoài ra, các loài vi tảo biển (VTB) còn giàu các axit béo không bão
hoà đa nối đôi (PUFAs) đặc biệt là DHA (docosahexaenoic acid), EPA
(eicosahexaenoic acid), AA (arachidonic axit), đây là các PUFAs rất cần thiết đối
với con người và động vật nuôi [61]. Cụ thể các loài tảo đều chứa EPA chiếm 7 –
34%, tảo Prymnesiophyceae chứa 0,2 – 11% DHA và Eustigmatophyceae lại có
nhiều nhất AA 0 – 4%; Lớp tảo Prasinophyceae (Tetraselmis, Micromonas,
Pyramimonas) chứa khoảng 4-10% DHA hoặc EPA [30]. Với các đặc điểm sinh
học này, VTB quang tự dưỡng đang là mối quan tâm lớn trong phát triển thương
mại hoá sản phẩm công nghệ sinh học vi tảo như là thực phẩm chức năng cho người
và động vật, đặc biệt là thức ăn trong nuôi trồng thuỷ sản (NTTS).
NTTS là một ngành mang lại giá trị xuất khẩu cao cho nền kinh tế Việt Nam
cụ thể: Năm 2010, diện tích NTTS cả nước là 1.096.722 ha (đạt 109,68% so với chỉ
2

tiêu). Sản lượng NTTS là 2.828.622 tấn, đạt 141,4% so với kế hoạch. Về sản xuất
giống, cơ bản đã đáp ứng đủ nhu cầu nuôi thương phẩm, đặc biệt là giống các đối
tượng nuôi chủ lực. Ví dụ, giống tôm nước lợ đạt 45 tỷ con, bằng 128,6% so với kế
hoạch, giống cá Tra là 2,36 tỷ con, bằng 337,25% so với kế hoạch, giống của một số
loài thủy sản kinh tế và giống cá nước ngọt truyền thống là 27,5 tỷ con, bằng
229,2% so với kế hoạch. Kim ngạch xuất khẩu từ NTTS đạt 3,5 tỷ USD, bằng 125%
so với kế hoạch (www.tongcucthuysan.gov.vn). Hiện nay, việc sản xuất giống các
đối tượng NTTS có giá trị kinh tế cao đang gặp khó khăn. Nguyên nhân là do chưa
chủ động lựa chọn và sản xuất nguồn thức ăn sống cho ấu trùng ở các giai đoạn
khác nhau. Đây là một khâu có tính chất quyết định, đột phá trong ngành NTTS.
Hầu hết các trại nuôi trồng sản xuất giống đều bị động và phải lựa chọn nguồn thức
ăn khác để thay thế, vì thế dẫn tới giá thành sản xuất tăng, giảm khả năng cạnh
tranh. Nguồn giống và sinh khối tảo còn phụ thuộc vào thu vớt tự nhiên nên không
thuần nhất, khó lưu giữ. Nguyên nhân là do chưa có phương pháp phân lập, nuôi
giữ thuần chủng trong điều kiện phòng thí nghiệm, chưa có quy trình công nghệ
nuôi thích hợp đảm bảo nhân nhanh sinh khối vi tảo nhất là giống ban đầu. Mặt
khác, hầu hết các chủng giống tảo đều có nguồn gốc nhập ngoại, quy trình công
nghệ nuôi trồng các vi tảo này chưa thích hợp với điều kiện khí hậu của Việt Nam
như biến động về nhiệt độ và độ mặn, vì thế sinh khối tảo đạt được thấp, bị tạp
nhiễm nhiều, nguồn giống sơ cấp không chủ động được. Do vậy, việc phân lập, định
loại, nhân nuôi sinh khối và sử dụng VTB làm thức ăn sống trong sinh sản nhân tạo
các loài động vật biển gặp rất nhiều khó khăn, chưa khai thác được tiềm năng về vai
trò của vi tảo, chưa đáp ứng được nhu cầu thực tế. Xuất phát từ nhu cầu thực tế, tôi
đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của hai loài vi tảo
biển thuộc hai chi Chaetoceros và Tetraselmis”. Công việc được thực hiện tại
Phòng Công nghệ Tảo, Viện Công nghệ Sinh học thuộc Viện Khoa học và Công
nghệ Việt Nam.

Mục tiêu của đề tài:
1. Mục tiêu chung: Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của hai loài VTB
thuộc hai chi Chaetoceros và Tetraselmis phân lập ở Việt Nam với mục đích ứng
dụng trong NTTS.
3

2. Mục tiêu cụ thể:
2.1. Có được bộ số liệu về phân lập, lưu giữ giống, định tên khoa học chính
xác và một số đặc điểm sinh học của hai loài VTB thuộc hai chi Chaetoceros và
Tetraselmis
2.2. Chọn được 2 loài VTB nêu trên có khả năng lưu giữ thuần chủng, nhân
nhanh sinh khối có chất lượng dinh dưỡng phù hợp làm thức ăn cho NTTS.

Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm:
1. Phân lập, lưu giữ và định tên khoa học 2 loài VTB thuộc 2 chi
Chaetoceros và Tetraselmis.
2. Xác định điều kiện nuôi cấy thích hợp 2 loài VTB thuộc 2 chi Chaetoceros
và Tetraselmis.
3. Nuôi sinh khối 2 loài VTB thuộc 2 chi Chaetoceros và Tetraselmis trong
điều kiện phòng thí nghiệm.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Kết quả nghiên cứu thu được trong Luận văn này là cơ sở khoa học cho việc
nghiên cứu sâu hơn nữa các loài vi tảo biển và bổ sung cơ sở dữ liệu cho tập đoàn
giống vi tảo của Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu thu được có ý nghĩa thực tiễn đối với các trại sản xuất
giống NTTS trong việc chủ động nuôi, lưu giữ và thu sinh khối vi tảo làm thức ăn
cho thủy, hải sản; góp phần giải quyết vấn đề thức ăn sống - nguồn thức ăn quan
trọng và cần thiết cho các đối tượng nuôi; góp phần vào việc sản xuất giống thủy
sản sạch bệnh, chất lượng cao và thúc đẩy nghề nuôi trồng thủy sản phát triển bền
vững.


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Tình hình nghiên cứu vi tảo ngoài nước
Trong tự nhiên, vi tảo là mắt xích đầu tiên trong chuỗi thức ăn nên chúng là
nguồn thức ăn không thể thiếu của nhiều đối tượng thuỷ sản như ở hầu hết các giai
đoạn phát triển của nhuyễn thể, giai đoạn ấu trùng của giáp xác và cá. Ngoài ra,
chúng còn được sử dụng để nuôi sinh khối động vật phù du (luân trùng, copepod,
artemia) làm thức ăn cho các giai đoạn ấu trùng của giáp xác và cá.
Với đặc trưng về thành phần dinh dưỡng, VTB đang là mối quan tâm lớn
trong việc phát triển thương mại hoá sản phẩm công nghệ sinh học vi tảo như là
thực phẩm chức năng cho người và động vật, đặc biệt là thức ăn cho ngành NTTS.
Hàng loạt các nghiên cứu về đa dạng và ứng dụng của vi tảo, thương mại hoá sản
phẩm astaxanthin từ Haematococcus, carotenoit từ Dunalliela, Spirulina hay nghiên
cứu về ảnh hưởng của sắc tố này lên tỷ lệ sống sót và sinh trưởng của ấu trùng của
tôm Penaeus monodon đã được thông báo. VTB được sử dụng trong NTTS như là
nguồn thức ăn sống và nhân tạo cho nuôi ấu trùng tôm, Farfantepenaeus aztecus và
dùng thức ăn từ vi tảo như Liqualife™, Epifeed™, Zeigler™ E-Z Larvae, Zeigler™
Z-Plus and Zeigler™ E-Z Artemia thay thế từng phần thức ăn Artemia nauplii
trong việc sản xuất ấu trùng tôm F. Aztecus [89]. Các nghiên cứu sâu về dinh
dưỡng, khả năng tiêu hoá và nuôi trồng sinh khối vi tảo cho nuôi trồng ấu trùng cá
biển và động vật thân mềm hai mảnh vỏ đã được tiến hành nghiên cứu.
Ở Hoa Kỳ, các loài Thalasiossira pseudomonas, Skeletonema, Chaetoceros
calcitrans, Chaetoceros mulleri, Nannochloropsis, Chlorella minutissima được
nuôi để làm thức ăn cho luân trùng, ấu trùng hai mảnh vỏ, ấu trùng tôm và cá theo
phương pháp từng mẻ hoặc bán liên tục trong những bể composite 2.000- 25.000 lít.
Ở Hawaii, năng suất loài Nannochloropsis đạt khoảng 2,2 triệu lít/năm.
Ở Đài Loan, các đối tượng nuôi chính là Tetraselmis, Nannochloropsis
oculata, Chlorella sp. dùng cho ương nuôi ấu trùng họ tôm he (Penaeus), Isochrysis
galbana trong ương nghêu…Riêng loài Skeletonema costatum, sản lượng nuôi có
thể đạt tới 9.000 tấn/ năm. Một số loài vi tảo được sử dụng phổ biến trong nuôi
trồng thủy sản được chỉ ra trên bảng 1.1.


5

Bảng 1.1. Một số loài vi tảo được sử dụng phổ biến trong nuôi trồng thủy sản [31]
Loài
Kích
cỡ
(µm)
Chất dinh dưỡng Mức độ sử dụng cho nuôi
DHA AA EPA BV AT – T J - A DVPD
Isochrysis galbana 3 x 5 n. d n.d + + + + + + + +
Isochrysis sp. 3 x 5 - - + + + + + + + +
Pavlova lutheri 4 x 6 + + + + + + + + + + + + +
Chaetoceros muelleri 5 -8 - + + + + + + + + +
Chaetoceros
calcitrans
3 – 6 + + + + + + + + +
Thalassiosira
pseudonana
4 – 5

+ + + + + + + +
Skeletonema
costatum
10 x 5 - + + + + + + + +
Tetraselmis sucecia 15 x
19
+ + + + - + + + +
Rhodomonas salina 8 – 12 + + + + + + + + +
Pyramimonas spp. 6 - + + + +
Navicula spp. 12 x 4 + + + + + + + + + + +
Nitzschia spp. 30 x 5 + + + + + + + + + + +
Nannochloropsis
salina
3 x 2

+ + + + + - + + + +
N. oculata 3 + + + + + + + - + + + +

Ghi chú: Mức độ sử dụng tảo cho nuôi BV: Bivalvia; AT – T: Ấu trùng tôm;
J – A: Bào ngư con; DVPD: Động vật phù du; + + được dùng nhiều hơn +
Giá trị dinh dưỡng: - : < 0,2% của hàm lượng acid béo tổng cộng; + + : 1-5%;
+ + +: >20%; n.d: không xác định
* Trong nuôi sinh khối luân trùng
Luân trùng Brachionus rotundiformis và B. plicatilis là nguồn thức ăn không
thay thế cho giai đoạn đầu của ấu trùng nhiều loài cá biển. Việc đáp ứng đủ sinh
khối luân trùng đạt chất lượng dinh dưỡng cho các bể ương ấu trùng là việc làm


6

không dễ cho các trại sản xuất giống. VTB là nguồn thức ăn tuyệt vời nhất trong
nuôi sinh khối luân trùng để đạt năng suất và cho luân trùng chất lượng dinh dưỡng
cao nhất, chúng có thể tham gia điều chỉnh thành phần lipit và các axit béo của luân
trùng trước khi chúng trở thành thức ăn cho ấu trùng vì thành phần axit béo của luân
trùng có liên quan mật thiết với thức ăn.
* Trong nuôi cá biển
Vi tảo được đưa trực tiếp vào bể ương ấu trùng của nhiều loài cá biển bằng
kỹ thuật nuôi “nước xanh”. Đối với ấu trùng cá biển, không giống như nhuyễn thể
và ấu trùng giáp xác, chúng không trực tiếp ăn vi tảo mà được cung cấp dinh dưỡng
thông qua các đối tượng động vật phù du làm thức ăn như copepod, rotifer, artemia.
Giá trị dinh dưỡng của các đối tượng này phụ thuộc chủ yếu vào nguồn thức ăn
chính là vi tảo. Ví dụ như nuôi Rotifer bằng Dunaliella tertiolecta (ít PUFA) thì
chứa ít hàm lượng PUFA trong cơ thể, ngược lại nếu nuôi bằng Pavlova lutheri
(giàu PUFA) thì cũng giàu PUFA trong cơ thể của chúng. Dựa vào cỡ mồi của động
vật nuôi mà các loài tảo được lựa chọn nuôi sinh khối làm thức ăn thường có kích
thước từ 2-20µm và cho động vật phù du tốt nhất từ 2-12 µm [75].
* Trong nuôi tôm
Trong số 14 loài tảo thử nghiệm làm thức ăn cho ấu trùng tôm, kết quả cho
thấy ấu trùng tôm biển: tôm Sú (Penaeus monodon), tôm Thẻ (P. merguiensis, P.
indicus, P. japonicus) ăn các loài tảo Chaetoceros muelleri, C. calcitrans,
Skeletonema costatum, Rhodomonas baltica, Tetraselmis suecica, Isochrysis sp. cho
tỷ lệ sống và tốc độ tăng trưởng lớn nhất [75]. VTB làm thức ăn trực tiếp cho ấu
trùng tôm biển, số lượng giảm dần theo tập tính của ấu trùng tôm từ ăn thực vật:
giai đoạn Zoea (herbivorous) sang ăn động vật (carnivorous): Mysis, Postlarvae.
Ngoài ra vi tảo còn ổn định chất lượng nước của bể nuôi.
* Trong nuôi động vật thân mềm
Vi tảo là nguồn thức ăn cho tất cả các giai đoạn của một số loài nhuyễn thể:
nghêu, hàu, sò, điệp, ốc hương, bào ngư Năm 1986, đã thử nghiệm 50 loài làm
thức ăn cho động vật hai mảnh vỏ và đã chọn ra 12 loài tảo được ứng dụng rộng rãi
cho các trại sản xuất động vật thân mềm [46]. Trong đó, các loài Isochrrysis glbana,
Isochrysis sp, Pavlova lutheri, Nannonchloropsis oculata, Tetraselmis suecica,


7

Chaetoceros gracilis, C. calcitrans, Skeletonema costatum được sử dụng phổ biến
nhất với tần số sử dụng từ 40-80% ở tất cả các trại sản xuất [75].
* Tình hình nghiên cứu về lưu giữ và bảo quản vi tảo
Tình hình nghiên cứu về lưu giữ và bảo quản vi tảo được chỉ ra trên bảng
1.2. (Nguồn: Taylor R. & Fletcher RL., 1999 trích theo Kim Thị Thoa, 2004) [84],
[18].
Bảng 1.2. Tình hình nghiên cứu về lưu giữ, bảo quản vi tảo
Tác giả Tảo
Chất bảo quản

Thời gian
cân bằng
Tỷ lệ sống sót

Holm –
Hansen., 1963
[54]
Chlorophyceae Không sử dụng Không
xác định
0-30%
Leibo &
Jones., 1963
[63]
Porphyridium
cruentum
Anistrodesmus sp.
Không sử dụng Không
xác định

Hwang &
Horneland,
1965 [56]
Chlamydomonas
reinhadtii
Chlorella sp.,
Coccomyxa sp.,
Euglena sp.,
Scenedesmus sp.,
10% glycerol Đạt đến 100%
Hwang &
Huddock.,
1971 [57]
Chlamydomonas
reinhardtii
5%DMSO
10%DMSO
30 phút Có sống
Tsuru, 1973
[85]
Chlorella sp.,
Scenedesmus sp.,
Nitzshia sp.,
Phaeodactylum
tricornutum
10% glycerol
10%DMSO
30phút 75- 90%

Morris, 1976,
1978 [71], [72]
Chlorella sp., 2,5%-5% glycerol
2,5-5%DMSO
10-15%PVP
5 phút 60- 85%

McGrath
&Daggett,
1977 [65]
Chlamydomonas
reinhardtii
10% glycerol
5%DMSO
1%Tween 80
45- 70
phút
0,003-10%
Gresshoff,
1977 [51],
Morris, 1978
[72]
Chlamydomonas
reinhardtii
Chlorella sp.,
Scenedesmus sp.,
Ankistrodesmus sp.,
1-5%DMSO
5%DMSO
10%PVP
18h
5phút
0,05- 1%

Đạt đến
96,7%
Morris
&Canning,
1978
Euglena gracilis 10%DMSO
10% ethanol
10%methanol
10%PVP
7,5% sucrose
5% glycerol
15 phút Ít nhất 30%


8

Saks, 1978
[80]
Nitzshia sp.,
Cylindrotheca sp.,
Phaeodactylum
tricornutum
Nannochloropsis sp.,
Dunaliella salina
5% glycerol
5%DMSO

30 phút Đạt đến 87%
Giboa &Ben –
Amotz, 1979
[50]; Ben –
Amotz
&Gilboa, 1980
a, b
Chlorella sp.,
Tetraselmis suecica
Phaeodactylum
tricornutum

5-20%DMSO

5 phút 0,1- 0,7%
0- 64,4%
20-87,1%
McLellan,
1989 [66]
Tảo silic 5-15%DMSO
5-15% glycerol
5-15% methanol
0- 100%
Fenwick
&Day, 1992
[49]
Tetraselmis suecica 5-15%DMSO
5-15% ethanol
5-15% glycerol
5-15% methanol
30phút 7- 74%
Day &
Fenwick, 1993
[43]
Tetraselmis suecica
Tetraselmis chuii
5-10%DMSO
5-10% glycerol

30phút Đạt đến 70%
Đạt đến 40%
Benhra et al.,
1994 [27]
Scenedesmus
subspicatus
10% sucrose
5%PVP+ 10%
sucrose + 3%
methanol trộn lẫn
30phút
Canavate &
Lubian, 1994
[36]
C.gracilis
Nannochloris
gaditana
N.atomus
Rhodomonas baltica
Tetraselmis chuii
10%DMSO
5% methanol

30phút 0- 17,1%
Bodas et al.,
1995 [29]
Chlorophyceae 5% methanol
5-8%DMSO
8- 100%
Canavate &
Lubian, 1995a,
b [35], [36]
Chaetoceros gracilis,
Nannochloris
gaditana,
Nannochloropsis
atomus.
Rhodomnas baltica,
Tetracelmis chuii,
Isochrysis galbana
5-15%DMSO
1- 5% methanol

45phút 0,10- 95,3%
Hirata et al.,
1996 [53]
Chlamydomonas
reinhardtii
Một số vi tảo biển
khác
0,5M sucrose 0- 67%
0-30%


Mortain –
Bertrand et al.,
1996 [74]
Dunaliella salina 3,5M glycerol 60 phút Đạt đến
78,6%

Canavate &
Lubian, 1997a
Chaetoceros gracilis,
Nannochloris
5-15% DMSO

Đạt đến 100%


9

[37] gaditana,
Nannochloropsis
atomus.
Rhodomnas baltica,
Tetracelmis chuii
Cordero &
Voltolina, 1997

Chaetoceros sp.
Phaeodactylum
tricornutum
1-10%DMSO
1-10% glycerol

Day et al.,
1997 [44]
Chlorella emersonii,
Tetracelmis suesica
5-10%DMSO
10% glycerol
10% methanol
70%
73%
Không xác
định
Day, 1998 [45] Một số loài vi tảo biển

5%DMSO
10% glycerol
10%methanol
15phút 34- 70%
Mori et al,
2002 [70]
Một số loài tảo lam và
tảo lục
3%, 5%,
10%DMSO
15 phút
Jean – Marc
Poncet &
Benoit Véron,
2003 [58]
Nannochloropsis
oculata
2,6M DMSO
2,2M Glycerol
1M Proline
3,1M Methanol
20 phút
Tzovenis et al.,
2004 [88]
C. calcitrans
C. muelleri,
Chaetoceros sp.,
Tetraselmis chuii,
Tetraselmis suecica…
5%, 10% DMSO
10%Methanol
10%Propylene
glycol


Gwo et al.,
2005 [52]
Nannochloropsis
oculata
DMSO, Ethylene
glycol, Glycerol,
Methanol,
Propylene glycol
10 phút
Lesley Rhodes
et al., 2006
[64]
Chlorella
minutissima;
Isochrysis galbana;
Dunaliella
tertiolecta…
5% và 10% DMSO
10% Methanol
10% Propylene
Glycol
30 phút

* Tình hình nghiên cứu về nuôi trồng vi tảo
Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều phương pháp nuôi tảo. Tùy vào từng mục
đích, nhu cầu và điều kiện nuôi cụ thể mà nên áp dụng phương pháp nào cho phù
hợp để giảm chi phí sản xuất và đem lại hiệu quả cao. Nhìn chung, có một số
phương pháp nuôi tảo như sau:
- Phương pháp nuôi theo mẻ (Hệ thống kín)
Là phương pháp không làm thay đổi môi trường nuôi đã có tảo giống cho
đến khi thu hoạch. Phương pháp này có đặc điểm giới hạn là bị giới hạn về thời


10
gian, trong khi có những thay đổi về thành phần dinh dưỡng của môi trường và
cường độ chiếu sáng lên từng tế bào.
Để khắc phục một số điểm giới hạn của phương pháp này người ta đưa ra
phương pháp nuôi bán liên tục. Đây là một dạng của nuôi theo mẻ nhưng sinh khối
được kiểm tra định kỳ và giữ ổn định bằng phương pháp pha loãng môi trường.
- Phương pháp nuôi liên tục
Là phương pháp được sử dụng rộng rãi để nuôi tảo cũng như vi khuẩn. Khác
với phương pháp nuôi theo mẻ là người ta bổ sung liên tục dinh dưỡng cho tảo tăng
trưởng. Việc thu sinh khối cũng được tiến hành liên tục sao cho mật độ tế bào tảo
luôn được ổn định trong môi trường [16].
1.2. Tình hình nghiên cứu vi tảo trong nước
Ở nước ta, các nghiên cứu về tảo cũng đã thu được một số thành tựu đáng kể.
Từ những năm 1970, Skeletonema costatum do Vũ Dũng phân lập và nhân giống
thành công đã được trường Đại học Thuỷ sản (nay là Trường Đại học Nha Trang)
thử nghiệm nuôi trồng. Sau đó, hàng loạt các nghiên cứu lựa chọn môi trường, điều
kiện nuôi trồng thích hợp cho loài vi tảo này và Chaetoceros đã được tiến hành và
phổ biến cho các cơ sở sản xuất [7]. Chúng được sử dụng rộng rãi làm thức ăn cho
ấu trùng tôm và tôm Sú [15]. Lê Viễn Chí (1996) [5], Đoàn Văn Đẩu (1991) [8],
Nguyễn Thị Xuân Thu và cộng sự (1991) [20] sử dụng Skeletonema costatum làm
thức ăn cho ấu trùng tôm He tại trại Hạ Long, Cẩm Phả, đã nâng được tỷ lệ sống
của ấu trùng giai đoạn Z
1
-M
2
lên 30-43% so với đối chứng (sử dụng thức ăn là giáp
xác) là 17%. Trần Thị Tho (1999) [17] đã tiến hành nuôi các loại thức ăn sống bằng
Chlorella và các loài vi tảo khác. Dương Đức Tiến đã phân lập, bảo quản một số
loài vi tảo biển và quy trình sản suất chúng phục vụ NTTS [ 22].
Viện Nghiên cứu Nuôi trồng thuỷ sản II đã sử dụng thành công một số loài vi
tảo như Tetraselmis chuii, Chlorella sp., Nannochloropsis oculata, Platymonas sp.,
Isochrysis galbana trong “qui trình nuôi nước xanh” để ương nuôi ấu trùng cá biển
từ những năm 2000. Nhờ quy trình lưu giữ giống đạt chất lượng, nuôi sinh khối tảo
đạt mật độ cao trong dung tích lớn, Trung tâm Giống Quốc gia Hải sản Nam Bộ -
Viện Nghiên cứu NTTS II đã trở thành địa chỉ cung cấp giống cá Chẽm (Lates
calcarfer), cá Mú Đen Chấm Đỏ (Epinephelus coioides) đáng tin cậy cho người
nuôi từ nhiều năm qua. Và thêm đối tượng giống cá Măng (Chanos chanos) trong


11
năm 2008 [4].
Viện Nghiên cứu NTTS III đã sử dụng thành công vi tảo trong sản xuất
giống hải sản trong nhiều năm qua, làm tăng tỷ lệ sống lên 3,95% của vẹm Xanh
(Perna viridis) ở giai đoạn ấu trùng chữ D đến con giống 3-5mm khi sử dụng hỗn
hợp tảo tươi N. oculata, Chaetoceros đơn bào, Isochrysis, Platymonas (5.000-
60.000 tb/ml), Ốc hương (Babylonia areolata) giai đoạn Verliger lên 60-65% với
hỗn hợp N. oculata, Chaetoceros đơn bào, Isochrysis, Platymonas (5.000-10.000
tb/ml) kết hợp với thức ăn tổng hợp (TH); Sò Huyết (Anadara granosa) ở giai đoạn
ấu trùng nổi lên 70% với N. oculata, Chaetoeros đơn bào, Isochrysis, Platymonas
(3.000 – 10.000 tb/ml), Trai Ngọc (Pinctada maxima) giai đoạn ấu trùng chữ D-
Umbo là 23%, Tu Hài (Lutraria rhynchaena) ấu trùng nổi-con giống 7-10mm lên
1,42% với N. oculata, Chaetoeros, Platymonas (3.000-15.000 tb/ml) so với TH:
Lansy, Fripak lên 0,34%; Điệp Quạt (Chlamys nobilis) giai đoạn ấu trùng D-spat lên
7,5-9,5% với hỗn hợp Chaetoeros muelleri, Platymonas, Isochrysis (3.000-10.000
tb/ml) so với TH: AP, BP là 0-2,5%; Hải sâm (Holothuria scabra) giai đoạn ấu
trùng nổi Auricularia lên 37,3-10,4% với hỗn hợp C. muelleri, N. oculata (20.000-
40.000 tb/ml) so với thức ăn hỗn hợp là Spirulina khô, Fripak lên 10,4%; Nhum Sọ
(Tripneustes gratilla) giai đoạn ấu trùng nổi đến cuối giai đoạn 8 tay) lên 48,2-
61,17% với tảo tươi Chaetoceros, N.oculata (6.000-8.000 tb/ml) so với TH: Fripak
0,5g/m
3
là 41%; Cua Xanh (Scylla serrate) giai đoạn Zoea 1-3 lên 51,1% với N.
oculata, Chaetoceros, Platymonas kết hợp với Rotifer và Artemia so với chỉ ăn
Rotifer (18,95%) hay Artemia (27,85%); Cá Chẽm (Lates calcarifer) giai đoạn 15
ngày tuổi lên 50% với tảo N. oculata (3 - 4 vạn tb/ml) kết hợp với Rotifer (3 -
35con/ml) so với cho ăn chỉ Rotifer (3-35con/ml) là 24% [21].
Hiện nay ở Việt Nam tuy việc sản xuất giống các đối tượng thuỷ sản có giá
trị kinh tế phát triển manh mẽ, nhưng để chủ động sản xuất thức ăn tươi sống cho
các giai đoạn ấu trùng khác nhau còn gặp nhiều khó khăn. Hầu hết các cơ sở sản
xuất giống đều bị động và phải dùng thức ăn thay thế như thức ăn chế biến, bột đậu
nành, tảo khô… Nguồn giống và sinh khối tảo còn phụ thuộc vào thu vớt tự nhiên
nên không thuần nhất, khó lưu giữ. Nguyên nhân là do chưa có phương pháp phân
lập tối ưu, nuôi giữ thuần chủng trong điều kiện phòng thí nghiệm cũng như chưa
có quy trình công nghệ nuôi thích hợp đảm bảo nhân nhanh sinh khối vi tảo nhất là


12
giống ban đầu. Do các chủng giống tảo có nguồn gốc nhập ngoại, quy trình công
nghệ nuôi trồng chúng chưa thích hợp với điều kiện khí hậu của Việt Nam, nên hiệu
quả đem lại chưa cao, sinh khối đạt được thấp, bị tạp nhiễm nhiều, nguồn giống sơ
cấp không chủ động được, đặc biệt là không có được các chủng giống phân lập
được từ Việt Nam nên tính chống chịu với nhiệt độ, độ mặn cao là rất thấp. Do vậy,
việc phân lập, định loại và sử dụng vi tảo làm thức ăn sống trong sinh sản nhân tạo
các loài động vật biển gặp rất nhiều khó khăn, chưa khai thác được tiềm năng về vai
trò của vi tảo, chưa đáp ứng được nhu cầu thực tế. Để tháo gỡ những vấn đề khó
khăn đó, Viện Công Nghệ Sinh học đã tiến hành nhiều đề tài nghiên cứu như:
Nghiên cứu sử dụng quy trình công nghệ nhân nhanh sinh khối ban đầu VTB làm
thức ăn sống cho ấu trùng thủy sản kinh tế” do TS. Trần Văn Tựa làm chủ nhiệm
với nội dung thu thập và phân lập một số VTB có giá trị làm thức ăn cho ấu trùng
thủy sản kinh tế; xây dựng quy trình lưu giữ giống; tìm điều kiện thích hợp cho sinh
trưởng của Nannochloropsis để nhân nhanh trong điều kiện phòng thí nghiệm; xây
dựng quy trình công nghệ nhân nuôi nhanh sinh khối của một loài tảo làm giống
ban đầu…song do kinh phí hạn hẹp nên đề tài mới chỉ tập trung vào một loài vi tảo
Nannochloropsis [23]. Nghiên cứu đặc điểm sinh học của Dunaliella và Chlorella
cũng đã được tiến hành nghiên cứu [10], [11]. Quy trình lưu giữ một số VTB ở
nhiệt độ thấp, ni tơ lỏng cũng đã được Viện nghiên cứu NTTS I nghiên cứu và công
bố. Các nghiên cứu sử dụng phương pháp phân loại học phân tử dựa trên so sánh
trình tự nucleotit của đoạn gen 18S rADN, ITS1-5,8S-ITS2 trong việc định tên các
loài tảo biển và nước ngọt của Việt Nam và xây dựng cây phát sinh chủng loại đã
được Đặng Diễm Hồng và cộng sự (2005) [13], Hoàng Lan Anh và cộng sự (2006)
[2], Ngô Thị Hoài Thu và cộng sự (2005) [19], Lê Như Hậu và Đặng Diễm Hồng
(2005) [9], Dang Diem Hong và cs. (2008) [42] công bố. Gần đây phòng Công
Nghệ Tảo, Viện Công nghệ sinh học đã thành công trong việc định tên khoa học của
các loài vi tảo biển dựa trên phương pháp PCR từ một tế bào (Single Cell PCR)
[40], [41].
Từ 1/2007 đến 12/2009 Bộ Thuỷ sản cũng đã cho thực hiện đề tài cấp Bộ
“Thu thập các loài vi tảo biển làm thức ăn phục vụ cho các đối tượng thuỷ sản” do
ThS. Nguyễn Thị Hương làm chủ nhiệm với mục tiêu là thu thập được 15 loài VTB,
trong đó trong nước (5 loài) và ngoài nước (10 loài); lưu giữ được 15 loài VTB thu

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×