Phân lập vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite trong một số ao nuôi tôm ở Bạc Liêu

- PHÂN LẬP VI KHUẨN CÓ KHẢ NĂNG CHUYỂN HÓA NITRITE TRONG MỘT SỐ AO NUÔI TÔM Ở BẠC LIÊU.
- Ao nuôi thủy sản, phân lập, phương pháp Griess, vi khuẩn chuyển hóa nitrite.
- The data showed that isolates BLS1.3, BLW2.2 and BLW2.4 were able to transform nitrite with higher efficiency than the others (>56.3%) after 7 days of incubation.
- Among the three isolates, BLW2.2 was the most potential one for the conversion of nitrite, obtaining 97.2% after 3 days of inoculation..
- Ammonium hiện diện trong ao nuôi thủy sản có nguồn gốc từ thức ăn thừa và từ chất thải của tôm, cá được vi khuẩn trong nước chuyển hóa thành nitrite.
- Nitrite tích tụ trong ao nuôi sẽ gây độc cho tôm, cá từ đó ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng sản phẩm thủy sản.
- Nghiên cứu được thực hiện nhằm phân lập và tuyển chọn các dòng vi khuẩn bản địa có khả năng chuyển hóa nitrite hiệu quả..
- Mười sáu dòng vi khuẩn phát triển trong môi trường khoáng tối thiểu có bổ sung NaNO 2 đã được phân lập từ mẫu nước và mẫu bùn thu tại các ao nuôi tôm ở Bạc Liêu.
- Kết quả khảo sát cho thấy ba dòng vi khuẩn gồm BLS1.3, BLW2.2 và BLW2.4 có khả năng chuyển hóa nitrite cao hơn so với các dòng còn lại, đạt trên 56,3% sau bảy ngày nuôi cấy, trong đó dòng vi khuẩn BLW2.2 có hiệu suất chuyển hóa nitrite cao nhất, đạt 97,2% sau ba ngày nuôi cấy..
- Phân lập vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite trong một số ao nuôi tôm ở Bạc Liêu.
- Trong giai đoạn đầu của quá trình nitrate hóa, vi khuẩn chuyển hóa ammonium thành nitrite.
- ammonium hiện diện trong các ao nuôi thủy sản có nguồn gốc từ xác chết của động vật thủy sinh bị phân hủy, tuy nhiên, phần lớn ammonium được sinh ra từ thức ăn thừa và chất bài tiết của tôm, cá..
- Trong ao nuôi tôm, chỉ 24 - 37% nitơ và 11 - 20%.
- phospho trong thức ăn được chuyển hóa thành sinh khối tôm, chất dinh dưỡng còn lại tồn tại trong thức ăn thừa và trong chất thải.
- Hàm lượng nitơ còn thừa trong nước ao nuôi là nguyên nhân gia tăng các hợp chất có hại cho thủy sản như ammonium và nitrite (Funge-Smith and Briggs, 1998.
- Ngoài ra, nitrite còn được tích lũy trong ao nuôi do hoạt động của vi khuẩn khử nitrate (Lê Văn Cát, 2007).
- Do vậy, nitrite được xem là chỉ tiêu để đánh giá chất lượng nước, đặc biệt, trong các ao nuôi thủy sản thâm canh, nồng độ nitrite rất được quan tâm..
- Hiện nay, sử dụng vi sinh vật để xử lý các chất gây ô nhiễm môi trường đã và đang được ứng dụng rộng rãi do phương pháp sinh học bền vững và thân thiện với môi trường.
- Nhiều nhóm vi khuẩn Gram âm cũng đã được chứng minh có khả năng oxy hóa nitrite.
- (2014), năm nhóm vi khuẩn gồm Nitrobacter, Nitrococcus, Nitrospina, Nitrospira và nhóm mới Candidatus Nitrotoga có khả năng oxy hóa nitrite thành nitrate..
- Một số nghiên cứu về vi khuẩn chuyển hóa đạm trong ao nuôi tôm cũng đã được thực hiện.
- Phạm Thị Tuyết Ngân và Nguyễn Hữu Hiệp (2010) nghiên cứu về biến động mật số vi khuẩn hữu ích trong ao nuôi tôm sú thâm canh, khảo sát mật độ và sự đa dạng của vi khuẩn nitrate hóa trong ao nuôi tôm (Phạm Thị Tuyết Ngân và ctv., 2011) hay nghiên cứu về quần thể vi khuẩn chuyển hóa đạm trong bùn đáy ao nuôi tôm sú (Phạm Thị Tuyết Ngân, 2012).
- Tuy nhiên, nghiên cứu về phân lập vi khuẩn bản địa có khả năng chuyển hóa nitrite trong các ao nuôi thủy sản ở Đồng bằng Sông Cửu Long chưa được công bố.
- Chính vì vậy, mục tiêu của nghiên cứu này là phân lập và tuyển chọn vi khuẩn chuyển hóa nitrite trong một số ao nuôi tôm ở Bạc Liêu nhằm tìm ra các dòng vi khuẩn bản địa có khả năng chuyển hóa hiệu quả hợp chất này..
- Mẫu nước và mẫu bùn được thu ở 3 ao nuôi tôm thẻ chân trắng công nghiệp ở Bạc Liêu.
- Các mẫu nước và mẫu bùn được lần lượt trộn đều và lấy một mẫu nước và một mẫu bùn đại diện cho từng ao nuôi.
- Các mẫu sau khi thu được bảo quản lạnh và sử dụng ngay để phân lập vi khuẩn..
- 2.2 Phân lập vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite.
- Cho 10 mL mẫu nước hoặc 5 g mẫu bùn vào các bình tam giác có chứa sẵn 50 mL môi trường khoáng tối thiểu và có bổ sung NaNO 2 0,2 g/L đã được khử trùng.
- Thành phần hóa chất cho 1000 mL môi trường khoáng tối thiểu gồm 1,4196 g Na 2 HPO 4 .
- Sau đó, mẫu được để lắng 30 phút, hút 5 mL huyền phù phía trên và chuyển sang bình tam giác mới có chứa 50 mL môi trường tương tự, tiếp tục lắc mẫu trên máy lắc với tốc độ 150 vòng/phút trong 1 tuần (giai đoạn này được lặp lại 2 lần).
- Hút 100 μL huyền phù phía trên và trải lên môi trường khoáng tối thiểu đặc có bổ sung NaNO 2 0,2 g/L.
- Dùng bi thủy tinh trải vi khuẩn phân bố đều khắp mặt đĩa.
- Vi khuẩn được ủ ở 32C trong 72 giờ.
- Khi vi khuẩn phát triển thành khuẩn lạc, chọn các khuẩn lạc rời rạc có đặc điểm hình thái khác nhau và cấy chuyển nhiều lần sang môi trường cùng loại cho đến khi chọn được các khuẩn lạc đồng nhất về hình thái và đều nhau trên đường cấy.
- Sau đó, cấy chuyển khuẩn lạc sang môi trường TSA (30g/L Trypticase soy broth và 15g/L agar) và ủ ở 32C trong 48 giờ để kiểm tra độ thuần của vi khuẩn phân lập..
- 2.3 Xác định nồng độ nitrite tối ưu cho sự phát triển của vi khuẩn.
- Chủng một khuẩn lạc sau 2 ngày nuôi cấy trên môi trường TSA của từng dòng vi khuẩn vào môi trường TSB (30 g/L) và lắc trên máy lắc ngang với tốc độ 150 vòng/phút qua đêm.
- Mật độ quang của các dòng vi khuẩn được điều chỉnh về cùng giá trị OD 640nm = 0,8.
- Sau đó, chủng 100 μL huyền phù của từng dòng khuẩn vào ống nghiệm có chứa 8 mL môi trường khoáng tối thiểu có bổ sung NaNO 2.
- với các nồng độ là 37,5 mg/L.
- Nghiệm thức đối chứng không chủng vi khuẩn.
- độ nitrite còn lại trong môi trường được định lượng ở thời điểm 7 ngày nuôi cấy..
- 2.4 Khả năng chuyển hóa nitrite của các dòng vi khuẩn phân lập.
- Chủng một khuẩn lạc sau 2 ngày nuôi cấy trên môi trường TSA của từng dòng vi khuẩn vào môi trường TSB và lắc trên máy lắc ngang với tốc độ 150 vòng/phút ở điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm và nuôi cấy qua đêm.
- (nồng độ nitrite bổ sung là nồng độ nitrite tối ưu cho sự phát triển của vi khuẩn dựa vào kết quả thí nghiệm ở Mục 2.3).
- Hàm lượng nitrite còn lại trong môi trường được định lượng sau 3, 5 và 7 ngày nuôi cấy..
- 2.5 So sánh khả năng chuyển hóa nitrite của các dòng vi khuẩn tiềm năng.
- Các dòng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite hiệu quả được tuyển chọn để so sánh hiệu quả chuyển hóa nitrite của chúng.
- Các dòng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite cao được ghi nhận các đặc điểm hình thái khuẩn lạc và nhuộm Gram (Coico, 2005)..
- 3.1 Phân lập vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite.
- Từ 3 mẫu nước và 3 mẫu bùn được thu ở 3 ao nuôi tôm ở Bạc Liêu, 16 dòng vi khuẩn phát triển trên môi trường khoáng tối thiểu có bổ sung NaNO 2 đã được phân lập từ 2 mẫu nước (10 dòng) và 1 mẫu bùn (6 dòng) chứng tỏ vi khuẩn chuyển.
- hóa nitrite hiện diện trong nước và trong bùn đáy ao nuôi tôm.
- Tuy nhiên, trong 1 mẫu nước và 2 mẫu bùn còn lại, chưa phân lập được các dòng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite (Bảng 1), điều này có thể do trong quá trình cấy chuyển huyền phù vi khuẩn khi phân lập, chưa chuyển được các dòng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite.
- Về đặc điểm hình thái, khuẩn lạc của các dòng vi khuẩn phân lập có hình tròn hoặc không đều, trượt.
- không nhầy, đường kính khuẩn lạc biến thiên từ 2 - 11 mm sau 2 ngày nuôi cấy trên môi trường TSA..
- Bảng 1: Số lượng các dòng vi khuẩn được phân lập.
- Ao nuôi Mẫu Ký hiệu mẫu Số dòng vi khuẩn.
- chưa phân lập được vi khuẩn.
- 3.2 Nồng độ nitrite tối ưu cho sự phát triển của vi khuẩn.
- Để xác định nồng độ nitrite tối ưu cho sự phát triển của 16 dòng vi khuẩn phân lập, môi trường nuôi cấy vi khuẩn được bổ sung nitrite với các nồng độ NaNO 2 lần lượt là 37,5 mg/L, 75 mg/L và 150 mg/L.
- Hàm lượng nitrite còn lại trong môi trường được xác định ở thời điểm 7 ngày nuôi cấy..
- Với nồng độ NaNO 2 bổ sung là 37,5 mg/L, 6 dòng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite trên 50%.
- gồm BLS1.3, BLS1.6, BLW2.1, BLW2.2, BLW2.4 và BLW2.5 (Hình 1A).
- Ở nồng độ 75 mg/L NaNO 2 , 3 dòng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite trên 50% gồm BLS1.1, BLS1.3 và BLW2.2..
- Hầu hết các dòng vi khuẩn còn lại có hiệu suất chuyển hóa nitrite thấp (Hình 1B).
- Với nồng độ NaNO 2 là 150 mg/L, sau 7 ngày khảo sát, đa số các dòng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite thấp, chỉ có dòng vi khuẩn BLS1.3 có hiệu suất chuyển hóa nitrite hơn 50% (Hình 1C).
- Vì vậy, nồng độ NaNO 2 150 mg/L NaNO 2 không thích hợp cho sự chuyển hóa nitrite của các dòng vi khuẩn phân lập..
- Trong 3 nồng độ NaNO 2 khảo sát, số lượng dòng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa NaNO 2 tương đối cao khi môi trường nuôi cấy được bổ sung 37,5 mg/L NaNO 2 .
- Vì vậy, nồng độ này được chọn để khảo sát khả năng chuyển hóa nitrite của vi khuẩn trong các thí nghiệm tiếp theo..
- Hình 1: Hàm lượng nitrite còn lại sau 7 ngày nuôi cấy vi khuẩn khi được bổ sung các nồng độ NaNO 2.
- Khi được chủng vào môi trường khoáng tối thiểu có bổ sung 37,5 mg/L NaNO 2 , các dòng vi khuẩn có khả năng sử dụng nitrite như nguồn nitơ tăng trưởng và tạo sinh khối làm đục môi trường, điều này được chứng minh qua sự giảm lượng nitrite theo thời gian nuôi cấy.
- Kết quả phân tích cho thấy 6/16 dòng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite với hiệu suất trên 50% sau 7 ngày gồm các dòng BLS1.3, BLS1.6, BLW2.1, BLW2.2, BLW2.4 và BLW2.5 (Hình 1A).
- Trong đó, sự chuyển hóa nitrite ở các dòng BLS1.3, BLW2.1, BLW2.2 và BLW2.4 không ổn định, có sự tăng nhẹ hàm lượng nitrite ở thời điểm 5 và 7 ngày, điều này có thể do quá trình phản nitrate hóa diễn ra ở chu trình nitơ trong nước (Lê Văn Cát, 2007).
- Vì vậy, 6 dòng vi khuẩn BLS1.3, BLS1.6, BLW2.1;.
- BLW2.2, BLW2.4 và BLW2.5 được chọn để so sánh khả năng chuyển hóa nitrite của chúng..
- 3.3 Khả năng chuyển hóa nitrite của các dòng vi khuẩn tiềm năng.
- Khảo sát khả năng chuyển hóa nitrite của 6 dòng vi khuẩn BLS1.3, BLS1.6, BLW2.1, BLW2.2, BLW2.4 và BLW2.5 cho thấy 3 dòng vi khuẩn gồm BLS1.3 được phân lập từ mẫu bùn, BLW2.2 và BLW2.4 được phân lập từ mẫu nước có khả năng chuyển hóa cao nhất (Hình 2).
- Sau 3 ngày nuôi cấy, dòng BLW2.2, BLS1.3 và BLW2.4 có hiệu suất chuyển hóa nitrite lần lượt là 96,5%;.
- Sau 7 ngày nuôi cấy, dòng BLW2.2 chuyển hóa nitrite cao nhất, đạt 97,2%.
- trong khi 2 dòng BLW2.4 và BLS1.3 chuyển hóa được 79,6% và 56,3% nitrite.
- Kết quả phân tích thống kê cho thấy hiệu suất chuyển hóa nitrite của dòng vi khuẩn BLW2.2 cao nhất, khác biệt so với hai dòng còn lại và so với nghiệm thức đối chứng (p<0,05) (Hình 3).
- Đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào của ba dòng vi khuẩn BLS1.3, BLW2.2 và BLW2.4 được trình bày trong Bảng 2, hình dạng khuẩn lạc của vi khuẩn được minh họa ở Hình 4..
- Hình 2: Sự thay đổi nồng độ nitrite theo thời gian của sáu dòng vi khuẩn ĐC: đối chứng.
- Bảng 2: Đặc điểm hình thái khuẩn lạc và tế bào của các dòng vi khuẩn chuyển hóa nitrite hiệu quả.
- 1 BLS1.3 tròn trắng ngà nguyên mô nhầy 2 que âm.
- 2 BLW2.2 tròn trắng ngà nguyên mô không 2 que âm.
- 3 BLW2.4 không đều, trượt trắng có thùy lài không 8 que âm.
- Hình 3: Hiệu suất chuyển hóa nitrite của 3 dòng vi khuẩn tiềm năng sau 7 ngày.
- Hình 4: Hình thái của các dòng vi khuẩn có khả năng chuyển hóa nitrite hiệu quả A: dòng BLS1.3.
- Theo Ngô Thị Kim Toán (2012), 3 dòng vi khuẩn B21.10, B23.2 và B21.1 được phân lập từ nước thải của bể biogas ở Vĩnh Lộc, Thanh Hóa có hiệu suất chuyển hóa nitrite (80 mg/L) sau 5 ngày tương ứng là 75,23%.
- Các dòng vi khuẩn NB1, NB2 và NB5 được phân lập từ bùn thải của bể xử lý sinh học thuộc khu liên hợp xử lý chất thải Nam Bình Dương có khả năng chuyển hóa nitrite (2 g/L) với hiệu suất tương ứng là 99,85%.
- Trong nghiên cứu này, dòng vi khuẩn BLW2.2 có khả năng chuyển hóa 96,5% nitrite với nồng độ là 37,5 mg/L NaNO 2 sau 3 ngày nuôi cấy.
- Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng chuyển hóa nitrite các dòng vi khuẩn được phân lập từ các môi trường.
- khác nhau sẽ không giống nhau, tùy thuộc vào giống, loài vi khuẩn và môi trường sống của chúng..
- Ba dòng vi khuẩn BLW2.2, BLS1.3 và BLW2.4 được phân lập từ các ao nuôi tôm có khả năng chuyển hóa nitrite cao với hiệu suất chuyển hóa nitrite lần lượt là và 55,6% sau 3 ngày nuôi cấy và 97,2%.
- Nghiên cứu phân lập tuyển chọn các chủng vi sinh vật ứng dụng xử lý nước thải giàu nitơ, photpho.
- Biến động mật độ vi khuẩn hữu ích trong ao nuôi tôm sú (Penaeus monodon) thâm canh.
- Khảo sát mật độ và sự đa dạng của vi khuẩn nitrate hóa trong ao nuôi tôm.
- Nghiên cứu quần thể vi khuẩn chuyển hóa đạm trong bùn đáy ao nuôi tôm sú (Penaeus monodon).
- Phân lập và thử nghiệm khả năng xử lý nitrite trong nước rỉ rác của vi khuẩn Nitrobacter sp.