Luận văn thạc sĩ sinh học phân lập và nghiên cứu đặc điểm sinh học của các chủng nấm gây hại trên chi tiết kính của thiết bị quan sát quân sự

Số hoá bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http //www lrc tnu edu vn BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT =============***============= NG[.]

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT

=============***=============

NGÔ CAO CƯỜNG

PHÂN LẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CÁC CHỦNG NẤM GÂY HẠI TRÊN CHI TIẾT KÍNH

CỦA THIẾT BỊ QUAN SÁT QUÂN SỰ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Hà Nội - 2015

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT

=============***=============

PHÂN LẬP VÀ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA CÁC CHỦNG NẤM GÂY HẠI TRÊN CHI TIẾT KÍNH

CỦA THIẾT BỊ QUAN SÁT QUÂN SỰ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Chuyên ngành: Vi sinh vâ ̣t Mã số: 62 42 40

Người hướng dẫn khoa ho ̣c: TS PHÍ QUYẾT TIẾN Học viên: NGÔ CAO CƯỜNG

Hà Nội - 2015

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây la ̀ công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả thí nghiê ̣m trình bày trong luâ ̣n văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Mô ̣t vài số liê ̣u đã được đăng trên các ta ̣p chí khoa ho ̣c chuyên ngành như trong: “Danh mu ̣c công trình khoa ho ̣c đã công bố có liên quan đến luâ ̣n văn”, đã được sự đồng ý cho phép sử du ̣ng các số liê ̣u của các đồng tác giả và phần còn lại là các kết quả như trong luâ ̣n văn

Hà nội, ngày tháng năm 2015 Học viên

Ngô Cao Cươ ̀ ng

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới TS Phí Quyết Tiến – Phó Viê ̣n trưởng Viê ̣n Công nghê ̣ sinh ho ̣c, Viê ̣n Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã truyền thụ cho tôi những kiến thức chuyên ngành, tâ ̣n tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiê ̣n luâ ̣n văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tá TS Nguyễn Thu Hoài – Phân Viê ̣n trưởng Phân viê ̣n Công nghê ̣ sinh ho ̣c - Trung tâm nhiê ̣t đới Viê ̣t Nga; Phòng Vi sinh nơi tôi làm viê ̣c đã ta ̣o điều kiê ̣n cho tôi trong suốt quá trình ho ̣c tâ ̣p, nghiên cứu và hoàn thiê ̣n luâ ̣n văn

Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô thuô ̣c Viê ̣n Công nghê ̣ Sinh ho ̣c – Viê ̣n Sinh thái và Tài nguyên sinh vật đã giúp đỡ và chỉ bảo tôi trong quá trình học tập

Xin chân thành cảm ơn Đa ̣i tá Vũ Quốc Hải – Cục Quân Khí, Tổng cu ̣c Kỹ thuâ ̣t đã giúp đỡ tôi trong quá trình khảo sát thực địa và thu thập mẫu

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình và ba ̣n bè, những người đã luôn quan tâm giúp đỡ và đô ̣ng viên tôi trên con đường sự nghiê ̣p khoa ho ̣c để có thành quả ngày hôm nay

Hà nội, ngày tháng năm 2015 Học viên

Ngô Cao Cươ ̀ng

Trang 5

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHƢ̃ VIẾT TẮT

STT Tƣ̀ viết tắt Tên đầy đủ

1 Bio-A Chế phẩm chống nấm mốc trên khí tài quang ho ̣c

2 GOST Tiêu chuẩn thử nghiê ̣m gia tốc của Cộng hòa Liên bang

Nga (ГОСТ)

3 PCR Phản ứng chuỗi polymerase (Polymerase Chain Reaction)

4 PDA Môi trường nuôi cấy nấm sợi (Potato Dextrose Agar)

7 ITS Vùng đệm trong được sao mã (Internal Transcribed

Spacer)

9 Atm Đơn vi ̣ đo áp suất (atmosphere )

10 TCVN Tiêu chuẩn Viê ̣t Nam

12 SSC Sodium clorua sodium citrate

Trang 6

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Các cặp mồi sử dụng cho phản ứng PCR 10

1.2 Lượng axit hữu cơ ta ̣o thành (mg.g-1

cơ chất) bởi hai chủng

Aspergillus niger và Penicillium chrysogenum

14

1.3 Mô ̣t số bioxxit đã sử du ̣ng để kháng nấm sợi 18

2.1 Trình tự cặp mồi được sử dụng trong phản ứng PCR khuếch

đa ̣i đoa ̣n ITS-18S rDNA

22

2.2 Các chủng nấm sợi được sử dụng trong thử nghiê ̣m hiệu quả

kháng nấm của chế phẩm Bio-A

24

3.1 Số lượng chủng nấm phân lập từ kính quang học nhiễm nấm 27

3.2 Đặc điểm hình thái các chủng nấm phân lập từ thiết bị quan

sát tại Xuân Mai

28

sát tại Nghê ̣ An

32

sát tại Đồng Nai

35

3.5 Phân bố thành phần các chi nấm phân lập trên mẫu thiết bị

quan sát quân sự tại kho Xuân Mai

38

quan sát quân sự tại kho Nghê ̣ An

39

quan sát quân sự tại kho Đồng Nai

40

3.8 Kết quả so sánh trình tự ITS-18S rDNA của các chủng nấm

sợi thuô ̣c kho Xuân Mai với gen tương ứng của các chủng vi nấm được đăng ký trên GenBank

45

3.9 Kết quả so sánh trình tự ITS-18S rDNA của các chủng nấm 48

Trang 7

sợi thuô ̣c kho Nghê ̣ An với gen tương ứng của các chủng vi nấm được đăng ký trên GenBank

3.19 Kết quả so sánh trình tự ITS-18S rDNA của các chủng nấm

sợi thuô ̣c kho Đồng Nai với gen tương ứng của các chủng vi nấm được đăng ký trên GenBank

51

3.11 Khả năng sinh axit hữu cơ của một số chủng nấm sợi phân lập

từ thiết bị quan sát tại ba kho Xuân Mai, Nghệ An, Đồng Nai

53

3.12 Khả năng ức chế của Bio-A đối với 05 chủng nấm sợi gây hại

trên thiết bị quan sát

56

3.13 Khả năng kháng nấm và bảo vệ kính quang học của Bio-A

theo tiêu chuẩn ISO 9022-11

57

Trang 8

DANH MỤC CÁC HÌNH

1.1 Sự tán xạ ánh sáng gây nên bởi sợi nấm 11

3.1 Lăng kính của thiết bị quan sát quân sự bị nhiễm nấm 26

3.2 Tỷ lệ phân bố các chủng nấm đại diện phân lập từ thiết bị

quan sát quân sự tại ba kho Xuân Mai, Nghê ̣ An, Biên Hòa

41

3.3 Điện di đồ sản phẩm PCR khuếch đại đoa ̣n ITS-18S rDNA

trên gel agarose 1,0%

42

3.4 Cây phát sinh chủng loa ̣i của các chủng nấm trên thiết bị

quan sát thu thập tại kho Xuân Mai

44

quan sát thu thập tại kho Nghê ̣ An

47

quan sát thu thập tại kho Đồng Nai

50

Trang 9

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Bảo quản thiết bị quan sát quân sự trong điều kiện nhiệt đới Việt Nam 3

1.1.1 Khu vực Xuân Mai – Hà Nội 3

1.1.2 Khu vực Nghê ̣ An 4

1.1.3 Khu vực Đồng Nai 4

1.2 Nấm sợi gây phá hủy thiết bi ̣ quang ho ̣c 5

1.2.1 Tác động của nấm sợi lên vật liệu kính 5

1.2.2 Phân lâ ̣p và phân loa ̣i nấm sợi 8

1.2.3 Ảnh hưởng đến tính năng thiết bị 11

1.2.4 Đa da ̣ng nấm sợi trên thiết bi ̣ quang ho ̣c 12

1.2.5 Khả năng sinh axit của nấm sợi 13

1.3 Các biện pháp bảo vệ chi tiết kính và thiết bị quang học 15

1.3.1 Phương pháp cách ly 15

1.3.2 Phương pháp điều khiển thông số nhiê ̣t ẩm 16

1.3.3 Phương pháp bảo quản bằng khí khô và chân không 17

1.3.4 Phương pháp sử du ̣ng bioxit 17

1.3.5 Chế phẩm Bio-A 19

CHƯƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Vật liê ̣u nghiên cứu 20

2.1.1 Mẫu vật phân lập nấm và chế phẩm kháng nấm 20

2.1.2 Hóa chất, thiết bị nghiên cứu 20

2.1.3 Môi trườ ng nuôi cấy 20

2.2 Phương pháp nghiên cứu 21

2.2.1 Phương pháp lấy mẫu, phân lập 21

2.2.2 Phương pháp giữ giống 21

2.2.3 Quan sát đặc điểm hình thái và cấu trúc sinh bào tử nấm 21

2.2.4 Tách DNA tổng số và PCR 22

2.2.5 Phân loại nấm dựa trên phân tích trình tự đoạn ITS-18S rDNA 22

2.2.6 Xác định khả năng sinh axit của các chủng nấm sợi 23

2.2.7 Thử nghiê ̣m gia tốc khả năng ức chế sự sinh trưởng của nấm sợi của Bio-A theo TCVN 7699-2-10-2007 23

Trang 10

2.2.8 Khả năng kháng nấm bảo vệ kính quang học của chế phẩm Bio-A theo

tiêu chuẩn ISO 9022-11 23

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25

3.1 Phân lập nấm sợi trên chi tiết kính của thiết bi ̣ quan sát quân sự tại Viê ̣t Nam 25

3.2 Đặc trưng nấm sợi gây phá hủy thiết bị quan sát ở các miền khí hậu 27

3.2.1 Đặc trưng nấm sợi gây phá hủy chi tiết kính thiết bị quan sát tại Xuân Mai 27

3.2.2 Đặc trưng nấm sợi gây phá hủy chi tiết kính thiết bị quan sát tại Nghê ̣ An 30

3.2.3 Đặc trưng nấm sợi gây phá hủy chi tiết kính thiết bi ̣ quan sát Đồng Nai 34

3.3 Phân bố nấm sợi phát triển trên thiết bi ̣ quan sát quân sự 36

3.3.1 Phân bố nấm sợi trên thiết bị quan sát quân sự tại kho lưu trữ Xuân Mai – Hà Nô ̣i 37

3.3.2 Phân bố nấm sợi trên thiết bị quan sát quân sự tại kho lưu trữ Nghê ̣ An 38

3.3.3 Phân bố nấm sợi trên thiết bị quan sát quân sự tại kho lưu trữ Đồng Nai 39

3.3.4 Phân bố nấm sợi theo ba kho Xuân Mai, Nghê ̣ An, Đồng Nai 39

3.4 Phân loại nấm dựa trên xác định trình tự đoạn ITS-18S rDNA 41

3.4.1 Tách ADN tổng số và khuếch đại đoạn ITS-18S rDNA của nấm sợi 41

3.4.2 Giải trình tự đoạn ITS-18S rDNA của nấm sợi 42

3.4.3 Phân loại các chủng nấm sợi từ thiết bị quan sát tại kho Xuân Mai 42

3.4.4 Phân loại các chủng nấm sợi từ thiết bị quan sát tại kho Nghê ̣ An 44

3.4.5 Phân loại các chủng nấm sợi từ thiết bị quan sát tại kho Đồng Nai 47

3.5 Khả năng sinh axit của một số chủng nấm sợi đại diện ba kho lưu trữ 50

3.6 Đánh giá khả năng ức chế của Bio-A đối với mô ̣t số chủng nấm sợi gây hại trên chi tiết kính quan sát 53

3.7 Khả năng kháng nấm và bảo vệ kính quang học của chế phẩm Bio-A theo tiêu chuẩn ISO 9022-11 54

CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI ̣ 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC 62

Trang 11

1

MỞ ĐẦU

Viê ̣t Nam có khí hâ ̣u nhiê ̣t đới, nóng ẩm mưa nhiều, là điều kiện thuâ ̣n lợi cho sinh trưởng và phát triển của vi sinh vâ ̣t nói chung trong đó có nấm sợi (fungi) Ngoài tác dụng có lợi, một số vi sinh vật gây tác hại không nhỏ tới đời sống kinh tế-xã hội bởi quá trình gây bệnh, phá hủy sinh học trên thiết bị và vật dụng Nhìn chung, sự sinh trưởng của hệ sợi nấm trên bề mặt vật liệu, trong các chi tiết làm ảnh hưởng không nhỏ đến các chỉ tiêu kỹ thuật và chất lượng sản phẩm

Tại Việt Nam, đa số các thiết bị quân sự và dân dụng sử dụng trong nước nhập khẩu từ các nước Đông Âu hoặc các nước có khí hậu ôn đới, cận ôn đới cần phải được nhiệt đới hóa hoặc có chế độ bảo quản thích hợp Thiết bị quang học là một bộ phận cấu thành của nhiều thiết bị phục vụ quan sát mục tiêu, sử dụng ở điều kiện khí hâu nhiệt đới nóng ẩm thường có bị nấm mốc sinh trưởng Theo Tổ chức Quốc tế về tiêu chuẩn hóa (ISO- International Organisation for Standardisation), nấm không thể mọc trên bề mă ̣t kính trơn bóng sa ̣ch nếu không tiếp câ ̣n nguồn dinh dưỡng như: sợi vải, bụi, dầu mỡ, dấu vân tay hoă ̣c sơn Nấm mốc sinh trưởng bắt đầu từ dạng sợi và lan tỏa trên bề mặt kính nhờ ngu ồn chất hữu cơ từ mép kính ở điều kiê ̣n nhiệt độ 28o

C – 30oC, độ ẩm từ 75% trở lên Sự tán xạ hay hấp thụ ánh sáng của những sợi nấm mọc lan trên bề mặt kính là

nguyên nhân làm giảm đô ̣ truyền dẫn ánh sáng và chất lượng hình ảnh của thiết bị quang học Nghiên cứu về ảnh hưởng của nấm sợi đến các thiết bi ̣ quang ho ̣c đã được nhiều chuyên gia trên thế giới quan tâm Các chủng nấm sợi trên thiết bị quang ho ̣c được xác đi ̣nh thuô ̣c h ọ Phycomycetes, Ascomycetes gồm một số chi

như: Aspergillus, Penicillium, Paecilomyces, Cladosporium…

Trong công tác quân sự các khí tài quan sát quan trọng là ống nhòm được trang bị trong Quân đội, trong quá trình sử dụng ở điều kiện khí hậu nhiệt đới theo thời gian một số lượng lớn bị hỏng do tình trạng nhiễm nấm, gây hạn chế khả năng quan sát và phải thải loại Ở Việt Nam , từ thâ ̣p niên 80 trở về trước ,

Trang 12

nghiên cứu về chống mốc bằng chế phẩm Thymol cho kính quang ho ̣c đã được đề

câ ̣p bởi tác giả Đă ̣ng Hồng Miên, Phạm Hồ Trương Tuy nhiên bảo quản bằng chế phẩm Thymol vẫn gây mờ kính quang ho ̣c sau mô ̣t thời gian sử du ̣ng Hiện nay, nghiên cứu phân lập nấm mốc trên kính quang học, đánh giá phân bố và đề xuất các biện pháp bảo vệ là một trong những nhiệm vụ nghiên cứu của Trung tâm nhiệt đới Việt – Nga Trên cơ sở đó, chúng tôi đã thực hiện đề tài Luận văn

“Phân lập và nghiên cứu đặc điểm sinh học các chủng nấm gây hại trên chi tiết

kính của thiết bị quan sát quân sự” gồm một số nội dung chính sau:

- Phân lập, nghiên cứu phân bố và đặc điểm hình thái nấm sợi trên thi ết bị quan sát quân sự tại kho lưu trữ đại diện ở Xuân Mai-Hà Nội, Thái Hòa-Nghê ̣ An và Biên Hòa-Đồng Nai

- Định danh các chủng nấm sợi phân lập bằng quan sát hình thái và phân tích trình tự đoạn gen ITS-18S rDNA của nấm

- Đánh giá khả năng sinh axit hữu cơ (tác nhân gây hỏng chi tiết kính) của một số chủng nấm sợi phân lập

- Thử nghiệm khả năng kháng nấm của Bio-A đối với một số chủng nấm phân lập được theo tiêu chuẩn ISO 9022-11 và định hướng bảo vệ thiết bị quan sát quân sự khỏi bị tác động của nấm sợi trong điều kiện nhiệt đới Đề tài được thực hiện tại Phân viện Công nghệ sinh học-Trung tâm nhiệt đới Việt – Nga và Phòng Công nghệ lên men-Viện Công nghệ sinh học

Trang 13

3

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Bảo quản thi ết bị quan sát quân sự trong điều kiện nhiệt đới Việt Nam

Viê ̣t Nam là nước nằm trong khí hâ ̣u nhiê ̣t đới gió mùa , thời tiết nóng ẩm và có mùa đông la ̣nh ở miền Bắc , miền Trung Miền Nam Viê ̣t Nam có khí hâ ̣u

ôn hòa và chia l àm mùa khô và mùa mưa Đây là điều kiê ̣n rất thuâ ̣n lợi cho vi sinh vâ ̣t nói chung và nấm sợi nói riêng phát triển Trên cơ sở nhâ ̣n thức được sự ảnh hưởng của vi sinh vật tác động đến trang thiết bị quân sự và thiết bị quan sát, Quân đô ̣i nhân dân Vi ệt Nam đã xây dựng các kho lưu trữ nhằm làm giảm thiểu ảnh hưởng gây hại của vi sinh vật nói chung, chủ yếu là nấm mốc (còn gọi là nấm sợi) đến vật liệu và các thiết bị kỹ thuật Ở mỗi vùng khí hậu đặc tr ưng

có các khu hệ nấm sợi khác nhau nên ảnh hưởng gây hại của nấm sợi đến tính chất vâ ̣t liê ̣u , đă ̣c tính kỹ thuâ ̣t cu ̣m chi tiết cũng không đồng nhất Vì vậy cần thiết phải biết được đă ̣c điểm khí hâ ̣u từng vùng có kho lư u trữ thiết bi ̣ quan sát và khu hệ nấm sợi đặc trưng nhiễm vào các thiết bị gây phá hủy vật liệu để đưa

ra phương pháp bảo quản phù hợp Qua khảo sát của Trung tâm nhiệt đới Việt-Nga, các kho lưu trữ thiết bi ̣ quan sát quân s ự tại Xuân Mai-Hà Nội, Nghệ An, Biên Hòa-Đồng Nai được lựa chọn để đánh giá ảnh hưởng của khí hậu ba miền Bắc, Trung, Nam tới phân bố nấm sợi trên thiết bị quan sát quân sự và các khí tài khác

1.1.1 Khu vư ̣c Xuân Mai – Hà Nội

Xuân Mai hiê ̣n nay thuô ̣c đi ̣a giới h ành chính Hà Nội nhưng mang đặc điểm khí hâ ̣u của t ỉnh Hòa Bình Xuân Mai đă ̣c trưng khí hâ ̣u nóng ẩm có mùa đông la ̣nh, nhiê ̣t đô ̣ trung bình trong năm khoảng 23o

C, lượng mưa trung bình

1800 mm/năm, độ ẩm tương đối 85% Khí hậu tr ong năm chia làm thành b ốn mùa và sai khác nhiệt độ thể hiện rõ nhất vào hai mùa hè và mùa đông Mùa hè bắt đầu từ tháng 4 kết thúc vào tháng 9, nhiê ̣t đô ̣ trung bình trên 25o

C, ngày cao điểm lên đến 43o

C Mùa đông bắt đầu từ tháng 10 năm trướ c đến tháng 3 năm

Tiêu đề	Phân lập và nghiên cứu đặc điểm sinh học của các chủng nấm gây hại trên Chi tiết kính của thiết bị quan sát quân sự
Tác giả	Nguyễn Cao Cương
Người hướng dẫn	TS. Phí Quyết Tiến
Trường học	Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Chuyên ngành	Sinh học
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2015
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	774,37 KB