Vi khuẩn đóng vai trò chính phân hủy chất hữu cơ trong nước sông. Kết quả nghiên cứu cho đối tượng sông Cái, là một nhánh của sông Đồng Nai, có vai trò hết sức quan trọng đối với Căn cứ 696, Vùng 2 Hải quân, thông qua phương pháp Maldi-Tof xác định 6 loài vi khuẩn hiếu khí đóng vai trò chủ đạo phân hủy chất hữu cơ trong nước sông.
Trang 1SỰ ĐA DẠNG CÁC LOÀI VI KHUẨN ĐÓNG VAI TRÒ CHỦ ĐẠO
PHÂN HỦY CHẤT HỮU CƠ TRONG NƯỚC SÔNG CÁI
Nguyễn Văn Sơn*
Tóm tắt: Vi khuẩn đóng vai trò chính phân hủy chất hữu cơ trong nước sông
Kết quả nghiên cứu cho đối tượng sông Cái, là một nhánh của sông Đồng Nai, có
vai trò hết sức quan trọng đối với Căn cứ 696, Vùng 2 Hải quân, thông qua phương
pháp Maldi-Tof xác định 6 loài vi khuẩn hiếu khí đóng vai trò chủ đạo phân hủy
chất hữu cơ trong nước sông
Từ khóa: Vi khuẩn; Maldi-Top; Sông Cái
1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Vi sinh vật được xem là nhân tố chính của quá trình tự làm sạch nước tự nhiên Chúng
phân hủy và sử dụng các chất hữu cơ hòa tan để xây dựng tế bào cho cơ thể và biến thành
các chất vô cơ trong nước Trong nước có nhiều loại vi sinh vật như: vi khuẩn, nấm mốc,
nấm men, xạ khuẩn, vi rút (siêu vi khuẩn) Trong những loại này, vi khuẩn, đặc biệt là vi
khuẩn hiếu khí đóng vai trò chính phân hủy các chất hữu cơ trong nước sông [1]
Sông Cái là một nhánh của sông Đồng Nai, chảy qua địa bàn các xã Đại Phước, Long
Tân và Phú Thạnh của huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai Sông Cái với chiều dài khoảng
10km, chiều rộng 220-380m, độ sâu giữa dòng 15-20m tùy theo từng vị trí Sông Cái có
các chức năng: vận tải (giao thông thủy, vận chuyển phù sa), sản xuất (cung cấp nước cho
sinh hoạt và tưới tiêu), bảo vệ (thoát lũ, tiếp nhận và đồng hóa các chất ô nhiễm, điều hòa
vi khí hậu) Sông Cái có vai trò hết sức quan trọng đối với Căn cứ 696, Vùng 2 Hải quân
Việc định danh các loài vi khuẩn hiếu khí chủ đạo nhằm minh chứng rõ ràng hơn cho quá
trình phân hủy chất hữu cơ trong nước sông bởi vi khuẩn
2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu
Chủng vi khuẩn thu qua mẫu nước lấy từ sông Cái, mẫu thu tại 5 vị trí, mỗi vị trí cách
nhau khoảng 2,0-2,5 km (kí hiệu từ N1-N5) Tại từng vị trí lấy 9 mẫu: giữa dòng lấy 3
mẫu theo độ sâu, giữa bờ phải lấy 2 mẫu theo độ sâu, giữa bờ trái lấy 2 mẫu theo độ sâu,
bờ phải lấy 1 mẫu và bờ trái lấy 1 mẫu Các mẫu được lấy sau đó trộn chung với nhau tạo
thành 1 mẫu tổ hợp để phân tích Các mẫu được lấy bằng can nhựa, bảo quản lạnh ở nhiệt
Nutrient Agar M001 (HiMedia, India)
Hình 1 Vị trí các điểm lấy mẫu
trên sông Cái
Hình 2 Phương thức lấy mẫu tổ hợp tại từng vị trí
trên sông Cái
2.2 Phương pháp nghiên cứu
Việc xác định số loài vi khuẩn hiếu khí được thực hiện bằng phương pháp phân lập vi
Trang 2sinh và xác định mật độ vi khuẩn hiếu khí bằng phương pháp đếm khuẩn lạc Quy trình kỹ thuật thực hiện gồm các bước: chuẩn bị thạch đĩa, pha loãng mẫu, phân lập, định lượng vi khuẩn, lưu trữ mẫu [2]
Việc định danh vi khuẩn có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau như: phương pháp sinh hóa, phương pháp giải trình tự 16S rRNA, phương pháp khối phổ Maldi-Top,… Trong đó, công nghệ phối phổ Mandi-Top có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp còn lại do tính hiện đại và sự đặc thù với vi khuẩn
Các loài vi khuẩn được cấy chuyển trên môi trường thạch đĩa NA để làm thuần sau đó được định danh bằng phương pháp khối phổ Maldi-Tof (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization - Time of Flight) [3]
Vi khuẩn được định danh bằng cách so sánh các khối phổ của protein ribosome đặc trưng của loài với ngân hàng dữ liệu khối phổ Đây là phương pháp hiện đại, được thực hiện bằng quy trình máy móc khép kín nên cho kết quả nhanh hơn so với các phương pháp còn lại và có độ chính xác cao Qui trình kỹ thuật thực hiện gồm các bước: phết mẫu và
thêm matrix, đưa mẫu vào hệ thống và tạo phổ, so sánh phổ với dữ liệu, xem kết quả [3]
3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
, 10-2, 10-3,
hiếu khí trong nước sông Cái bằng phương pháp phân lập vi sinh cho thấy tổng số loài vi khuẩn hiếu khí trong nước sông Cái là 25 loài Tại từng thời điểm, số loài vi khuẩn hiếu khí dao động trong khoảng 8-10 loài
Hình 3 Số loài vi khuẩn hiếu khí trong nước sông Cái
Kết quả xác định mật độ vi khuẩn hiếu khí trong nước sông Cái bằng phương pháp đếm trực tiếp khuẩn lạc cho thấy mật độ vi khuẩn hiếu khí trong nước sông Cái trung bình là 15.860.006 CFU/ml
Trang 3Tháng 6/2019 Tháng 8/2019 Tháng 10/2019
Hình 4 Mật độ vi khuẩn hiếu khí trong nước sông Cái
Trên cơ sở số loài vi khuẩn xác định, định danh các loài vi khuẩn hiếu khí bằng phương
pháp Maldi-Tof như sau:
Bảng 1 Định danh các loài vi khuẩn hiếu khí vào tháng 6/2019
Bảng 2 Định danh các loài vi khuẩn hiếu khí vào tháng 8/2019
Trang 4Bảng 3 Định danh các loài vi khuẩn hiếu khí vào tháng 10/2019
Bảng 4 Định danh các loài vi khuẩn hiếu khí vào tháng 12/2019
Bảng 5 Định danh các loài vi khuẩn hiếu khí vào tháng 2/2020
Bảng 6 Định danh các loài vi khuẩn hiếu khí vào tháng 4/2020
Trang 5Bảng 7 Mô tả đặc điểm hình thái các loài vi khuẩn hiếu khí
2 Bacillus megaterium Tròn nhỏ, trắng ngà, phẳng, rìa răng cưa
3 Bacillus pumilus Tròn, trắng đục, tâm lồi, rìa tròn
4 Lactobacillus amylovorus Tròn nhỏ, trắng trong, không tâm, cầu, rìa tròn
5 Pseudomonas putida Tròn nhỏ, đỏ gạch, cầu, rìa tròn
6 Pseudomonas libanensis Tròn, vàng ngà, phẳng, rìa răng cưa trong
7 Achromobacter xylosoxidans Tròn, trắng đục, nhầy, cầu, rìa tròn
9 Bacillus atrophaeus Bất định, trắng ngà, phẳng, rìa tròn
14 Stenotrophomonas nitritireducens Bất định, trong, phẳng, rìa tròn
Trên cơ sở đặc tính, hình thái và mật độ vi khuẩn của từng loài, các loài vi khuẩn hiếu
khí đóng vai trò trong phân hủy chất hữu cơ trong nước sông Cái được xác định:
- Nhóm các loài có vai trò cao trong phân hủy chất hữu cơ: Bacillus cerecus, Bacillus
megaterium, Bacillus pumilus, Lactobacillus amylovorus, Pseudomonanas putida,
Pseudomonas libanensis
- Nhóm các loài có vai trò trung bình trong phân hủy chất hữu cơ: Achromobacter
xylosoxidans, Acinetobacter radioresistens, Bacillus atrophaeus, Bacillus sonorensis,
Comamonas testosterroni, Enterobacter kobei, Pseudomonas otitidis, Stenotrophomonas
nitritireducens
- Nhóm các loài có vai trò thấp trong phân hủy chất hữu cơ: Aeromonas caviae,
Aeromonas enteropelogenes, Arthrobacter gangotriensis, Chromobacterium violaceum,
Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Neisseria meningitidis, Pantoea agglomerans,
Pseudomonanas mendocia, Rheinheimera soli, Sphingomonas adhaesiva
4 KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu đã xác định được 6 loài vi khuẩn hiếu khí có vai trò chủ đạo phân
hủy chất hữu cơ trong nước sông Cái là Bacillus cerecus, Bacillus megaterium, Bacillus
pumilus, Lactobacillus amylovorus, Pseudomonanas putida, Pseudomonas libanensis
Trang 6TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lương Đức Phẩm “Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học” NXB Giáo
dục, 2007
[2] Vũ Thị Minh Đức “Thực tập vi sinh vật học” NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2001 [3] Neelja S, et al “Maldi-Tof mass spectrometry: an emerging technology for microbial
identification and diagnosis” Frotier in microbiology, 6-791, 2015
ABSTRACT
DIVERSITY OF BACTERIA KEY SPECIES IN ORGANIC MATTER
DECOMPOSITION OF CAI RIVER
Bateria is a key role in organic matter decomposition for a river Research result for Cai river, which is a branch of Dong Nai river, has an important role for Base
696, Region 2 Navy, has determined 6 aerobe bacteria species playing a key role in organic matter decomposition for the river by Maldi-Tof method
Keywords: Bacteria; Maldi-Tof; Cai river
Nhận bài ngày 17 tháng 7 năm 2020 Hoàn thiện ngày 14 tháng 8 năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 24 tháng 8 năm 2020 Địa chỉ: Viện Nhiệt đới môi trường
*Email: sonvittep@gmail.com
