BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ==== ==== NGUYỄN THỊ HƯƠNG GIANG PHÂN LẬP, ðÁNH GIÁ CÁC ðẶC ðIỂM SINH HỌC VÀ ðỊNH DANH PHÂN TỬ CÁC CHỦNG VI KHUẨN QUANG HỢP TÍA PHỤC VỤ CHẾ TẠO CHẾ PHẨM VI SINH VẬT HỮU HIỆU LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ==== ==== NGUYỄN THỊ HƯƠNG GIANG PHÂN LẬP, ðÁNH GIÁ CÁC ðẶC ðIỂM SINH HỌC VÀ ðỊNH DANH PHÂN TỬ CÁC CHỦNG VI KHUẨN QUANG HỢP TÍA PHỤC VỤ CHẾ TẠO CHẾ PHẨM VI SINH VẬT HỮU HIỆU LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP Chuyªn ngµnh : Công nghệ sinh học M· sè : 60.42.80 Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: GS.TS NGUYÔN QUANG TH¹CH TS NGUYỄN THỊ HOÀI HÀ HÀ NỘI – 2012 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng: số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ học vị Tôi xin cam ñoan giúp ñỡ cho việc thực luận văn ñã ñược cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn ñều ñã ñược ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả Nguyễn Thị Hương Giang Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… i LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn: GS.TS Nguyễn Quang Thạch, TS Nguyễn Thị Hoài Hà ñã tận tình hướng dẫn, tạo ñiều kiện cho em học tập, nghiên cứu hoàn thành báo cáo Các thầy, cô môn Công nghệ Vi sinh – Khoa Công nghệ sinh học – Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ cho em ý kiến quý báu suốt thời gian học tập trường Thầy cô anh chị, bạn ñồng nghiệp Viện Sinh học Nông nghiệp – ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho em học tập nghiên cứu suốt thời gian qua Gia ñình bạn bè ñã ñộng viên, giúp ñỡ trình thực ñề tài Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả Nguyễn Thị Hương Giang Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… ii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ix I MỞ ðẦU 1.1 ðặt vấn ñề 1.2 Mục tiêu ñề tài II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung vi khuẩn quang hợp tía 2.2 Một số ñặc ñiểm sinh học VKQH tía 2.2.1 Sinh thái học VKQH tía 2.2.2 ðặc ñiểm phân loại VKQH tía 2.3 ðặc ñiểm máy quang hợp 2.3.1 Màng quang hợp 2.3.2 Sắc tố quang hợp 2.3.3 Sự chuyển hóa hợp chất vô lưu huỳnh vi khuẩn tía 20 2.3.4 ðiều hòa trình trao ñổi chất vi khuẩn quang hợp tía 21 2.4 Ứng dụng VKQH tía 22 2.4.1 Sản xuất protein ñơn bào 23 2.4.2 Sản xuất ubiquinone 23 2.4.3 Sản xuất hoocmon thực vật 24 2.4.4 Sản xuất chất kháng sinh 24 2.4.5 Sử dụng vi khuẩn quang hợp tía xử lý nước thải 24 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iii III VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 3.1 ðối tượng nghiên cứu 26 3.2 Hóa chất 26 3.2.1 Môi trường phân lập, làm cấy chuyển VKQH tía 26 3.2.2 Môi trường khảo sát nhu cầu khả sử dụng NaCl 28 3.2.3 Môi trường khảo sát khoảng pH 28 3.2.4 Môi trường khảo sát nhu cầu vitamin 28 3.2.5 Hóa chất dùng khuếch ñại giải trình tự gen 29 3.3 Phương pháp nghiên cứu 30 3.3.1 Phương pháp làm giàu phân lập vi khuẩn quang hợp tía 30 3.3.2 Phương pháp ñịnh danh VKQH tía 30 IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 4.1 Kết thu thập mẫu 35 4.2 Kết nuôi tích lũy phân lập VKQH tía 36 4.3 Kết tuyển chọn VKQH tía 37 4.4 ðịnh danh chủng VKQH tía chọn lựa 39 4.4.1 Hình thái tế bào 39 4.4.2 ðặc ñiểm sắc tố quang hợp 39 4.4.3 Nhu cầu vitamin chủng VKQH tía lựa chọn 41 4.4.4 Ảnh hưởng pH ñến sinh trưởng chủng VKQH tía lựa chọn 41 4.4.5 Ảnh hưởng nồng ñộ NaCl ñến sinh trưởng chủng VKQH tía lựa chọn 42 4.4.6 Ảnh hưởng nhiệt ñộ ñến tích lũy sinh khối chủng lựa chọn 43 4.4.7 Khả sử dụng nguồn cacbon chủng VKQH tía chọn lựa, tổng hợp ñặc tính sinh lý ñể dự kiến tên loài 44 4.4.8 Giải trình tự gen mã hóa rRNA 16S chủng QN1 46 4.5 Ứng dụng chủng VKQH tía lựa chọn sản xuất chế phẩm sinh học EMINA 48 4.5.1 Khả sử dụng sulfua chủng VKQH tía lựa chọn 48 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… iv 4.5.2 Ứng dụng vi khuẩn quang hợp tía chế tạo chế phẩm sinh học EMINA ứng dụng xử lý ô nhiễm môi trường chăn nuôi 50 V KẾT LUẬN VÀ KIỄN NGHỊ 54 5.1 Kết luận 54 5.2 Kiến nghị 54 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… v DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 2.1 Một số ñặc ñiểm vi khuẩn tía Bảng 2.2 Một số ñặc tính ñặc trưng vi khuẩn quang hợp tía không lưu huỳnh Bảng 2.3 Phổ cực ñại hấp thu bacteriochlorophyll Bảng 2.4 Các nhóm carotenoid tế bào vi khuẩn quang hợp 11 Bảng 2.5 Công thức hóa học số nhóm carotenoid tế bào loài E ramosum 12 Bảng 2.6 Thành phần Quinones VKQH tía 16 Bảng 3.1 Trình tự mồi sử dụng khuếch ñại giải trình tự gen mã hóa rRNA 16S 29 Bảng 4.1 Kết thu thập mẫu 35 Bảng 4.2 Phân nhóm VKQH tía phân lập ñược theo môi trường làm giàu 37 Bảng 4.3 Thành phần ô nhiễm số nguồn nước thải 38 Bảng 4.4 Khả sinh trưởng (theo tích lũy sinh khối OD660 ) chủng VKQH tía nguồn nước thải 38 Bảng 4.5 Phổ hấp thu cực ñại sắc tố quang hợp chủng VKQH tía lựa chọn 40 Bảng 4.6 Nhu cầu vitamin chủng VKQH tía lựa chọn 41 Bảng 4.7 Khả sinh trưởng chủng VKQH tía khoảng pH khác 42 Bảng 4.8 Khả sinh trưởng chủng VKQH tía nồng ñộ muối khác 42 Bảng 4.9 Tổng hợp ñặc tính sinh lý chủng VKQH tía lựa chọn 45 Bảng 4.10 Một số kết so sánh trình tự gen mã hóa rRNA 16S chủng QN1 với liệu ngân hàng gen 48 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… vi Bảng 4.11 Sự tích lũy sinh khối (OD660) chủng VKQH tía lựa chọn môi trường chứa sulfua với hàm lượng khác 49 Bảng 4.12 Khả sử dụng sulfua chủng VKQH tía 50 Bảng 4.13 Hiệu suất xử lý khí H2S (mg/m3) chế phẩm EMINA quy mô thí nghiệm 51 Bảng 4.14 Hiệu suất xử lý khí NH3 (mg/m3) chế phẩm EMINA quy mô thí nghiệm 51 Bảng 4.15 Hiệu suất xử lý khí ô nhiễm H2S, SO2, NH3 chế phẩm EMINA tự nhiên 52 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… vii DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 2.1 Cấu trúc hóa học carotenoid cực cao nhóm iv loài R.thiosulfatophilus (A) Erythroxanthin sulfate tế bào loài E.ramosum, E longus, and E litoralis 13 Hình 2.2, 2.3, 2.4 Hệ thống vận chuyển quang ñiện tử xanh, vi khuẩn lam vi khuẩn quang hợp tía 19 Hình 2.5 Hệ thống Sox vi khuẩn tía không lưu huỳnh (A) vi khuẩn tía lưu huỳnh (B) 20 Hình 4.1 Ảnh ñiện di DNA tổng số 46 Hình 4.2 Ảnh ñiện di sản phẩm PCR 46 Hình 4.3 Khuẩn lạc chủng HN5 thuộc loài Rhodopseudomonas palustris 55 Hình 4.4 Khuẩn lạc chủng QN1 thuộc loài Rhodobacter sphaeroides 55 Hình 4.5 Tế bào hình que chủng HN5 56 Hình 4.6 Tế bào hình que chủng QN1 56 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… viii ñiều kiện kị khí, chiếu sáng Xác ñịnh hàm lượng sulfua lại môi trường, sau ngày nuôi cấy, kết ñược trình bày bảng sau: Bảng 4.12 Khả sử dụng sulfua chủng VKQH tía Hàm lượng sulfua Hàm lượng sulfua Hiệu suất loại bỏ ban ñầu (mg/m3 ) lại(mg/m3 ) sulfua (%) HN1 64 19.8 69.1 HN5 64 25.0 60.94 HP2 64 41.5 35.12 QN1 64 15.2 77.8 Chủng Từ bảng cho thấy, chủng VKQH ñược lựa chọn ñều có khả loại bỏ sulfua ñiều kiện môi trường chiếu sáng Chủng QN1 có khả loại bỏ sulfua cao chủng lại Khả ưu VKQH tía so với nhóm vi khuẩn khác tham gia xử lý nước thải Và lí mà VKQH nhóm vi khuẩn thiếu chế tạo chế phẩm sinh học 4.5.2 Ứng dụng vi khuẩn quang hợp tía chế tạo chế phẩm sinh học EMINA ứng dụng xử lý ô nhiễm môi trường chăn nuôi Chế phẩm EMINA chế phẩm sinh học ñược chế tạo dựa nguyên lý chế phẩm EM – Nhật Bản; có thành phần gồm chủng vi sinh vật hữu hiệu: Vi khuẩn Lactobacillus acidophillus spp, Vi khuẩn Bacillus subtillis spp.,.Nấm men Saccharomyces cerevisiae spp, Vi khuẩn quang hợp tía Sau phân lập tuyển chọn ñược 04 chủng VKQH tía không lưu huỳnh: HN1, HN5, HP2, QN1, tiến hành nhân nuôi bổ sung vào chế phẩm EMINA với tỉ lệ thích hợp Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 50 Chế phẩm EMINA có hiệu rõ rệt việc làm giảm ô nhiễm môi trường không khí ðể làm rõ vai trò nhóm VKQH tía xử lý ô nhiễm môi trường khí chăn nuôi, tiến hành thí nghiệm với công thức sau: CT1: Phun chế phẩm EMINA có bổ sung nhóm VKQH tía CT2: Phun chế phẩm EMINA không bổ sung nhóm VKQH tía ðC: Phun nước Kết phân tích hàm lượng khí H2S sau xử lý công thức ñược thể qua bảng 4.13: Bảng 4.13 Hiệu suất xử lý khí H2S (mg/m3) chế phẩm EMINA quy mô thí nghiệm Công thức Thời gian ðC Phun chế phẩm Phun chế phẩm EMINA có bổ sung EMINA không bổ nhóm VKQH sung nhóm VKQH Ban ñầu 0,091 0,093 0,096 Sau xử lý 14 ngày 0,08 0,057 0,070 Hiệu suất xử lý 12.1% 38.7% 27.1% Bảng 4.14 Hiệu suất xử lý khí NH3 (mg/m3) chế phẩm EMINA quy mô thí nghiệm Công thức Thời gian ðC Phun chế phẩm Phun chế phẩm EMINA có bổ sung EMINA không bổ nhóm VKQH sung nhóm VKQH Ban ñầu 2.817 2.727 2.821 Sau xử lý 14 ngày 2.423 1.625 1.805 Hiệu suất xử lý 13.4% 40.4 % 36.01% Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 51 Kết phân tích cho thấy: sử dụng chế phẩm EMINA có bổ sung nhóm vi khuẩn quang hợp tía hàm lượng khí H2S giảm 38.7%, hàm lượng khí NH3 giảm 40.4 %; cao so với không bổ sung nhóm vi khuẩn tía vào chế phẩm EMINA ( hiệu suất xử lý khí H2S NH3 dạng chế phẩm 27.1 % 36.01 %) Như khẳng ñịnh nhóm vi khuẩn quang hợp có vai trò quan trọng chế phẩm EMINA Do vi khuẩn quang hợp tía vi khuẩn quang tự dưỡng, sinh trưởng phát triển ñược ñiều kiện có ánh sáng mặt trời Khi ñược phối trộn với chủng vi sinh vật khác chế phẩm, ñược ủ ñiều kiện ánh sáng mặt trời chúng khả sinh trưởng, chúng tồn dạng tiềm sinh chế phẩm Khi chế phẩm ñược phóng thích môi trường tự nhiên, chủng vi khuẩn quang hợp tiếp tục ñược sinh trưởng phát huy tác dụng Kết thực nghiệm sử dụng chế phẩm EMINA có bổ sung nhóm vi khuẩn quang hợp tía: Chế phẩm EMINA có bổ sung nhóm vi khuẩn quang hợp tía ñã ñược sử dụng ñể xử lý ô nhiễm môi trường chăn nuôi Chương Mĩ – Hà Nội Chúng ñã tiến hành phân tích số tiêu gây ô nhiễm môi trường không khí trại gà: hàm lượng khí H2S, NH3, SO2 Kết ñược trình bày bảng 4.15: Bảng 4.15 Hiệu suất xử lý khí ô nhiễm H2S, SO2, NH3 chế phẩm EMINA tự nhiên Chỉ tiêu H2S (mg/m3) SO2 (mg/m3) NH3 (mg/m3) Ban ñầu 0.0003 0.010 2.636 Sau xử lý 14 ngày 0.0002 0.002 1.669 Hiệu suất xử lý 33.3% 80% 36.7% Thời gian Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 52 Ô nhiễm bầu không khí xung quanh khu vực trại chăn nuôi vấn ñề xúc thực tiễn sản xuất Nguyên nhân gây ô nhiễm chủ yếu khí gây mùi: NH3, H2S, SO2… Sau sử dụng chế phẩm EMINA ñể xử lý chuồng nuôi ñã làm giảm ñáng kể hàm lượng khí trên, làm lành môi trường xung quanh khu vực chăn nuôi Kết phân tích hàm lượng khí ô nhiễm sau sử dụng chế phẩm EMINA cho thấy: hàm lượng khí H2S giảm 33.3%, khí NH3 giảm 80%, khí SO2 giảm 36.7 % so với trước xử lý Không có tác dụng việc giảm hàm lượng khí gây ô nhiễm môi trường, chế phẩm EMINA có tác dụng việc giảm ô nhiễm môi trường nước thải chăn nuôi Cũng tương tự thí nghiệm trên, tiến hành xử lý nước thải chăn nuôi chế phẩm EMINA có nhóm vi khuẩn quang hợp phòng thí nghiệm Do ñiều kiện khách quan nên việc phân tích tiêu ô nhiễm môi trường nước: BOD, COD, sulfua, NH4+… chưa ñược tiến hành Tuy nhiên qua kết cảm quan cho thấy: - Khi bắt ñầu xử lý nước thải có màu ñen hôi thối - Sau xử lý chế phẩm EMINA nhóm VKQH, nước thải ñã mùi hôi thối ñã giảm so với ñối chứng - Xử lý nước thải chế phẩm EMINA có bổ sung nhóm VKQH, nước thải sau xử lý có màu ñỏ ñặc trưng nhóm VKQH tía, mùi hôi thối bị khử hoàn toàn ðiều chứng tỏ: VKQH chế phẩm EMINA ñã sinh trưởng tiếp xúc với ñiều kiện môi trường tự nhiên có chiếu sáng, trình sinh trưởng chúng ñã làm giảm hàm lượng khí gây mùi hôi thối, ñó có hợp chất lưu huỳnh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 53 V KẾT LUẬN VÀ KIỄN NGHỊ 5.1 Kết luận Từ 35 nguồn mẫu thu thập tại: Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh, Hải Dương, Bắc Ninh ñã phân lập ñược 13 chủng vi khuẩn quang hợp tía Trong số 13 chủng phân lập ñược, chủng kí hiệu: HN1, HN5, HP2, QN1 có khả sinh trưởng mạnh nguồn nước ô nhiễm Do chủng ñã ñược sử dụng cho nghiên cứu chủng ñã ñược ñánh giá ñặc tính sinh lý: hình thái tế bào, sắc tố quang hợp, khả chịu muối, khoảng pH cho sinh trưởng, khả sử dụng nguồn cacbon khác nhau… ñể xác ñịnh sơ tên loài Kết chủng HN1, HN5, HP2 có ñặc ñiểm giống với loài Rhodopseudomonas palustris, Chủng QN1 có ñặc ñiểm giống với Rhodobacter sphaeroides Kết phân tích trình tự gen mã hóa rRNA 16S chủng QN1 cho phép kết luận chủng QN1 thuộc loài Rhodobacter sphaeroides Ở ñiều kiện chiếu sáng, kị khí, chủng ñược lựa chọn ñều có khả oxi hóa sulfua Chủng QN1 có hiệu suất loại bỏ sulfua cao chủng lựa chọn (ñạt 77.8%) chủng VKQH ñã ñược sử dụng ñể chế tạo chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu EMINA Kết ñánh giá hiệu xử lý ô nhiễm môi trường khí chăn nuôi cho thấy: chế phẩm EMINA có bổ sung nhóm VKQH có tác dụng tốt việc xử lý ô nhiễm môi trường không khí môi trường nước so với chế phẩm EMINA không ñược bổ sung VKQH 5.2 Kiến nghị VKQH có vai trò ñặc biệt thành phần VSV chế phẩm xử lý môi trường, việc bổ xung VKQH thành phần VSV chế phẩm xử lý môi trường thiết, cần ñẩy mạnh nghiên cứu chức năng, ñặc tính sinh học ñịnh danh VKQH ñề xuất ñược chủng VKQH cho sản xuất chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu, ñó có chế phẩm EMINA Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 54 Hình 4.3 Khuẩn lạc chủng HN5 thuộc loài Rhodopseudomonas palustris Hình 4.4 Khuẩn lạc chủng QN1 thuộc loài Rhodobacter sphaeroides Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 55 Hình 4.5 Tế bào hình que chủng HN5 Hình 4.6 Tế bào hình que chủng QN1 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 56 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 57 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 58 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu tiếng Anh Armstrong G A.,Genetic analysis and regulation of carotenoid biosynthesis: structure and function of the crt genes and gene products In: Blankenship R E, Madigan M T, Bauer C E, editors Anoxygenic photosynthetic bacteria Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 1995, pp 1135–1157 Britton G, Singh R K, Goodwin T W, Ben-Aziz A., The carotenoids of Rhodomicrobium vannielii (Rhodospirillaceae) and the effect of diphenylamine on the carotenoid composition Phytochemistry;1975, 14:2427–2433 Burris R.H, Nitrogenases, J.Biol.Chem, 1991, chapter 266, pp.9339 9342 Collins M D, Jones D Distribution of isoprenoid quinone structural types in bacteria and their taxonomic implications Microbiol Rev 1981;45:316–354 [PMC free article] [PubMed] Cogdell R J, Frank H A How carotenoids function in photosynthetic bacteria Biochim Biophys Acta 1987;895:63–79 [PubMed] Cogdell R J, Tyfe P K, Barret S J, Prince S M, Freer A A, Isaacs N W, McGlynn P, Hunter C N The purple bacterial photosynthetic unit Photosynth Res 1996;48:55–63 C Neil Hunter, Fevzi Daldal J Marion C Thurnauer, Thomas Beatty, The purple phototrophic bacteria, Springer, volume 28 Debont J.A.M., Scholten A., and Hansen T.A, DNA – DNA hydridization of Rhodopseudomonas capsulata, Rhodopseudomonas sphaeroides and Rhodpseudomonas sulfidophila strains, Arch.Microbiol 128,1981, p.271 – 274 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 59 Dutton P L Oxidation-reduction potential dependence of the interaction of cytochromes, bacteriochlorophyll and carotenoids at 77K in chromatophores of Chromatium D and Rhodopseudomonas gelatinosa Biochim Biophys Acta 1971;226:63–80 10 Drews G Energy transduction in phototrophic bacteria In: Schlegel, H.G, and Bowien, B (eds), Autotrophic bacteria, Sceinnce Tech publishers, Madison, W.I, and springer – Verlag, Berlin/Heidenberg/New York, 1981, P 461 – 480 11 Drews G, Golecki J R Structure, molecular organization and biosynthesis of membranes of purple bacteria In: Blankenship R E, Madigan M T, Bauer C E, editors Anoxygenic photosynthetic bacteria Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 1995 pp 231–257 12 Gogotov I N, Gorlenko V M Influence of cultivation conditions on the composition of quinones in purple bacteria and freshwater Erythrobacteria Microbiology (New York) 1995;64:654–656 13 Gray K A, Daldal F Mutational studies of the cytochrome bc1 complexes In: Blankenship R E, Madigan M T, Bauer C E, editors Anoxygenic photosynthetic bacteria Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 1995 pp 747–774 14 Harashima K, Hayasaki J, Ikari T, Shiba T O2-stimulated synthesis of bacteriochlorophyll and carotenoids in marine bacteria Plant Cell Physiol 1980;21:1283–1294 15 Hirotani H., Ohigashi H., Kobayshi M., Koshimizy k., and Takachshi E., Inactivation of T5 – phage by cis vaccine acid, an antivirus substance from Rhodopseudomonas capsulata and by unsaturated fatty acids and related clcohols, 1991, FEMS Microbiol.Lett.77, pp 13 -18 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 60 16 Imhoff J.F., Truper H.G., and Pfennig N., 1984, Rearrangement of the species and genera of the phototrophic “purple non – sulfur bacteria”., Int J Syst Bacteriol 34., p.340 – 343 17 Imhoff J.F and Truper H.G, Rhodospirillum and related Genera In: Balows A., Truper H.G., … The Prokaryotes – Second edition, Vol I, chapter 101 Spriger – Verlag, 1992, P 2141 – 2152 18 Imhoff, J.F., Anoxygenic phototrophic bacteria In: Nicholas H.M., and Noel G.C., Photosynthetic prokaryote, chapter Plenum Press, New York, 1992, p 53 – 71 19 Imhoff J F, Bias-Imhoff U Lipids, quinones and fatty acids of anoxygenic phototrophic bacteria In: Blankenship R E, Madigan M T, Bauer C E, editors Anoxygenic photosynthetic bacteria Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 1995 pp 179–205 20 Kato S I, Urakami T, Komagata K Quinone systems and cellular fatty acid composition in species of Rhodospirillaceae genera J Gen Appl Microbiol 1985;31:381–398 21 Kranz R G, Beckman D L Cytochrome biogenesis In: Blankenship R E, Madigan M T, Bauer C E, editors Anoxygenic photosynthetic bacteria Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 1995 pp 709–723 22 Korthals H.j., and Steenbergen C.L.M., Seperation and quanlitificatiion of pigments from natural phototrophic microbial populatiosn FEMS Microbiology and Ecology 31, 1985, p.177 – 185 23 Kobayashi M., and Kurata S., The mass culture and cell utilization opf photosynthetic bacteria, Process Biochem.7, 1978,pp 27 - 30 24 Kobayshi M., and Hirotani H., Production antiviral substance by phototrophic bacteria, Soil; microoorg., 0, 1987, pp 43 - 48 25.Meyer T E, Donohue T J Cytochromes, iron-sulfur and copper proteins mediating electron transfer from the cyt bc1 complex to Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 61 photosynthetic reaction center complex In: Blankenship R E, Madigan M T, Bauer C E, editors Anoxygenic photosynthetic bacteria Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 1995 pp 725–745 26 Nitschke W, Dracheva S M Reaction center associated cytochromes In: Blankenship R E, Madigan M T, Bauer C E, editors Anoxygenic photosynthetic bacteria Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 1995 pp 775–805 27 Oelze J, Drews G Membranes of photosynthetic bacteria Biochim Biophys Acta 1972;265:209–239 28 Patel N S, Britton G, Goodwin T W Use of deuterium labelling from deuterium oxide to demonstrate carotenoid transformations in photosynthetic bacteria Biochim Biophys Acta 1983;760:92–96 29 Prince R C Bacterial photosynthesis: from photons to ∆p The Bacteria 1990;12:111–149 30 Pfennig, N., “Rhodopseudomonas acidophila sp.n., a new species of budding nonsulfua bacteria”, J bacteria 99, 1969, 507 – 602 31 Pfenning N., and Trueper H.G (“ Characterization and identification of the Anoxygenic phototrophic bacteria”, In: The eukaryote: a handbook on habitats, isolation, and identification of bacteria Spriger – Verlag, Berlin, 1992, p.229 -311 32 Sasilala C., Ramana C.V, Bitoechnological potentials pf photosynthetic bacteria I: Production of single cell protein, vitamins, ubiqiuinone, hormones, and enzymes and use in waste treatment, Advances in applied Microbiology 41, 1995, pp.173 -225 33 Shimada K Aerobic anoxygenic phototrophs In: Blankenship R E, Madigan M T, Bauer C E, editors Anoxygenic photosynthetic bacteria Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 1995 pp 105–122 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 62 34 Truper H.G., and Pfennig N., The family Chlorobiaceae In: Balows A., Truper H.G.,… The prokaryotes – Second Edition, Vol I, chapter 195 Spriger – Verlag, 1992, p.3586 35 Truper H.G., and PfeningN., Characteriztion and identification of anoxygenic phototrophic bacteria In: Balows A., Truper H.G.,… The prokaryotes – seconds eidtion, Vol I, Chapter 18.Spriger – Velag, 1992, p 299 – 309 36 Vermeglio A, Joliot P, Joliot A Organization of electron transfer components and supercomplexes In: Blankenship R E, Madigan M T, Bauer C E, editors Anoxygenic photosynthetic bacteria Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 1995 pp 279–295 37 Wakim B, Golecki J R, Oelze J The unusual mode of altering the cellular membrane content by Rhodospirillum tenue FEMS Microbiol Lett 1978;4:199–201 38 Wakim B, Oelze J The unique mode of adjusting the composition of the photosynthetic apparatus to different environmental conditions by Rhodospirillum tenue FEMS Microbiol Lett 1980;7:221–223., 37 Drews G Energy transduction in phototrophic bacteria In: Schlegel H G, Bowien B, editors Biology of autotrophic bacteria Madison, Wis: Science and Technology Publications; 1989 pp 461–480 39 Wakao N, Shiba T, Hiraishi A, Ito M, Sakurai Y Distribution of bacteriochlorophyll a in species of the genus Acidiphilium Curr Microbiol 1993;27:277–279 40 Wakao N, Yokoi N, Isoyama N, Hiraishi A, Shimada K, Kobayashi M, Kise H, Iwaki M, Itoh S, Takaichi S, Sakurai Y Discovery of natural photosynthesis using Zn-containing bacteriochlorophyll in an aerobic bacterium Acidiphilium rubrum Plant Cell Physiol 1996;37:889–896 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 63 41 Yurkov V, Schoepp B, Vermeglio A Electron transfer carriers in obligately aerobic photosynthetic bacteria from genera Roseococcus and Erythromicrobium In: Matthis P, editor Photosynthesis: from light to biosphere Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 1995 pp 543–546 42 Yurkov V, van Gemerden H Impact of light/dark regime on growth rate, biomass formation and bacteriochlorophyll synthesis in Erythromicrobium hydrolyticum Arch Microbiol 1993;159:84–89 43 Yurkov V, Gad’on N, Drews G The major part of polar carotenoids of the aerobic bacteria Roseococcus thiosulfatophilus, RB3 and Erythromicrobium ramosum, E5 is not bound to the bacteriochlorophyll a complexes of the photosynthetic apparatus Arch Microbiol 1993;160:372–376 44 Zuber H, Cogdell R G Structure and organization of purple bacterial antenna complexes In: Blankenship R E, Madigan M T, Bauer C E, editors Anoxygenic photosynthetic bacteria Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 1995 pp 315–348 45 Zuber H, Cogdell R G Structure and organization of purple bacterial antenna complexes In: Blankenship R E, Madigan M T, Bauer C E, editors Anoxygenic photosynthetic bacteria Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers; II Tài liệu tiếng Việt 46 Lương ðức Phẩm, Sản xuất sử dụng chế phẩm sinh học dùng nông nghiệp, NXB Giáo dục,2011; III Các trang web 47.http://www.mbl.ku.dk/mkuhl/ambio/materials/The%20Phototrophic %20Way%20of%20Life.pdf accessed July, 2007 48.http://www.microbiologyprocedure.com/bacterialphotosynthesis/car otenoid-group Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 64 [...]... ñiểm sinh học của chúng Do vậy, ñề tài: Phân lập, ñánh giá các ñặc ñiểm sinh học và ñịnh danh phân tử các chủng vi khuẩn quang hợp tía phục vụ chế tạo chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu ñược tiến hành thực hiện Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 1 1.2 Mục tiêu của ñề tài - Phân lập ñược một số chủng vi khuẩn quang hợp tía - ðánh giá ñược một số ñặc ñiểm sinh. .. axit hữu cơ và những chất có hại, cải thiện chất lượng nước, cân bằng ñộ pH Với những vai trò này mà nhóm vi khuẩn quang hợp tía ñã trở thành một trong những nhóm vi sinh vật không thể thiếu trong các chế phẩm sinh học, trong ñó có chế phẩm EMINA do Vi n Sinh học Nông nghiệp nghiên cứu và chế tạo Tuy nhiên, vi khuẩn quang hợp tía là nhóm vi sinh vật khó trong vi c phân lập và ñánh giá sâu sắc các ñặc... và các chất cho ñiện tử Sự khác nhau giữa hệ thống vận chuyển quang ñiện tử ở cây xanh, vi khuẩn lam và vi khuẩn quang hợp tía ñược thể hiện qua hình dưới: Hệ thống vận chuyển ñiện tử quang hợp ở cây xanh Hệ thống vận chuyển ñiện tử quang hợp ở vi khuẩn quang hợp xanh Hệ thống vận chuyển ñiện tử quang hợp ở vi khuẩn quang hợp tía Hình 2.2, 2.3, 2.4 Hệ thống vận chuyển quang ñiện tử ở cây xanh, vi khuẩn. .. hydrolyticum E., và E ezovicum - Cyt c gắn với màng tế bào, xuất hiện ở các loài E ramosum, và E ezovicum [41] Tóm lại, hàm lượng và thành phần cyt trong tế bào vi khuẩn quang hợp rất ña dạng và ñặc trưng cho từng loài Hệ thống quang hóa Hệ thống quang hóa ở vi khuẩn quang hợp tía, vi khuẩn quang hợp xanh và cây xanh có sự khác nhau (mô tả ở hình 2.2, 2.3, 2.4) [49] Ở vi khuẩn quang hợp tía, khi trung... ñược một số ñặc ñiểm sinh học cơ bản các chủng vi khuẩn quang hợp tía phân lập - Xác ñịnh ñược trình tự gen mã hoã rRNA 16S của một số chủng vi khuẩn quang hợp tía ñược phân lập Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 2 II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung về vi khuẩn quang hợp tía VKQH tía là các tế bào gram âm, ñơn bào, có các dạng cầu, xoắn, hình que... một lớp các sắc tố ñược tìm thấy trong các thể prokaryote quang và không quang tự dưỡng, và các sinh vật eukaryote Chức năng của carotenoid là bảo vệ tế bào không bị phá hủy bởi phản ứng quang oxy hóa, hấp thụ ánh sáng và là một thành phần cấu trúc sắc tố quang hợp trong vi khuẩn quang hợp [1,6] Sự phân biệt màu sắc của các chủng vi khuẩn quang hợp trong tự nhiên là do sự khác nhau về thành phần các bacteriochlorophyll... dụng vi khuẩn quang hợp tía trong xử lý nước thải Nước thải chứa hỗn hợp các chất hữu cơ phân tử lượng nhỏ, là nguồn cơ chất tốt cho vi khuẩn tía ñể tăng trưởng trong ñiều kiện kị yếm khí và vi hiếu khí.; VKQH thường ñược ứng dụng cùng với các vi sinh vật dị dưỡng yếm khí, hiếu khí, và vi tảo trong các hệ thống làm sạch nước thải Các loài Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học. .. cứu về trao ñổi chất ở vi sinh vật 2.4 Ứng dụng của VKQH tía Những ứng dụng nổi bật của VKQH tía là xử lý nước thải, cải thiện môi trường, sản xuất hydro phân tử, sinh khối Các VKQH tía nói chung là nguồn cung cấp các thành phần của chuỗi truyền ñiện tử trong quang hợp và tạo ATP, nguồn vitamin và các phân tử hữu cơ khác Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ……………………... khuẩn lam và vi khuẩn quang hợp tía Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… 19 2.3.3 Sự chuyển hóa các hợp chất vô cơ lưu huỳnh trong vi khuẩn tía ða số các loài vi khuẩn quang tía ñều có thể sử dụng các hợp chất khử của lưu huỳnh làm nguồn cho ñiện tử ñể cố ñịnh CO2 Quá trình oxy hóa các hợp chất khử của lưu huỳnh có sự tham gia của nhiều enzyme và ñược thực.. .DANH MỤC CHỮ VI T TẮT 1 Vi khuẩn quang hợp : VKQH 2 Bacteriochlorophyll : Bchl 3 Cytoplasma : CM 4 Intracytoplasma : ICM 5 bacteriochlorophyll : bchl 6.cytochrome : cyt 7 Kính hiển vi : KHV Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………… ix I MỞ ðẦU 1.1 ðặt vấn ñề Nhóm vi sinh vật quang tự dưỡng bao gồm các vi tảo, vi khuẩn lam và các vi khuẩn quang hợp không ... t ủ Nhúm vi sinh vt quang t dng bao gm cỏc vi to, vi khun lam v cỏc vi khun quang hp khụng thi oxy l nhng vi sinh vt cú kh nng s dng nng lng trc tip t bc x mt tri lm ngun nng lng ủ sinh trng... nhúm vi khun quang hp tớa ủó tr thnh mt nhng nhúm vi sinh vt khụng th thiu cỏc ch phm sinh hc, ủú cú ch phm EMINA Vin Sinh hc Nụng nghip nghiờn cu v ch to Tuy nhiờn, vi khun quang hp tớa l nhúm vi. .. t quang hp cõy xanh H thng chuyn ủin t quang hp vi khun quang hp xanh H thng chuyn ủin t quang hp vi khun quang hp tớa Hỡnh 2.2, 2.3, 2.4 H thng chuyn quang ủin t cõy xanh, vi khun lam v vi