Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu khả năng sinh enzym Protease của một số chủng nấm sợi phân lập từ rừng ngập mặn Cần Giờ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH  VOÕ THÒ BÍCH VAÂN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH ENZYM PROTEASE CỦA MỘT SỐ CHỦNG NẤM SỢI PHÂN LẬP TỪ RỪNG NGẬP MẶN CẦN GIỜ LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC CHUYÊN NGÀNH: VI SINH VẬT MÃ SỐ: 06-005 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS: TRẦN THANH THỦY TP. Hồ Chí Minh. 2010 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Trần Thanh Thủy, người đã tận tình chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình xây dựng đề cương và hoàn thành luận văn. Cô đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban chủ nhiệm cùng các thầy cô trong Khoa Sinh và Phòng thí nghiệm Vi sinh Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận văn. Xin gởi lời cảm ơn đến Phòng Khoa học Công nghệ- Sau đại học Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, đã tạo điều kiện thuận lợi để luận văn được hoàn thành đúng tiến độ. Xin gởi lời cảm ơn đến các thầy cô, bạn bè, anh chị em đồng nghiệp và những người thân trong gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn. MÔÛ ÑAÀU NS hay còn gọi là nấm mốc, phát triển rất nhanh trên nhiều nguồn cơ chất hữu cơ khi gặp điều kiện khí hậu nóng ẩm. Trong tự nhiên, NS phân bố rất rộng rải và tham gia tích cực vào các vòng tuần hoàn vật chất, nhất là quá trình phân giải chất hữu cơ hình thành chất mùn. Một trong những đặc điểm nổi bật của NS là có hệ enzym ngoại bào rất phong phú. Trong đó, protease là một trong những enzyme được sử dụng nhiều nhất hiện nay trong một số ngành sản xuất nhờ protease của chúng có tính chất bền vững rất cao và có khoảng pH hoạt động rộng hơn so với protease từ động vật, thực vật và vi khuẩn. [22] Trong cơ thể động vật, thực vật quá trình tổng hợp enzym thường gắn liền với yêu cầu sống của cơ thể. Vì vậy, muốn thu được enzym cần phải phá bỏ tổ chức đó, nguồn thu enzym thường phải tươi và quá trình thu enzym phải lệ thuộc vào điều kiện tự nhiên. Bên cạnh đó, thời gian thu họach dài làm cho việc sử dụng động vật, thực vật để sản xuất enzym là không kinh tế và không đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao về enzym của con người. Hiện tại và tương lai gần, NS vẫn là một trong những đối tượng quan trọng nhất, kinh tế nhất trong sản xuất enzym ở qui mô công nghiệp vì: - Chúng có hệ enzym vô cùng phong phú với hoạt tính cao hơn các sinh vật khác. - Tốc độ sinh trưởng, phát triển nhanh nên có thể sản xuất lượng lớn enzym trong thời gian ngắn. - Có thể sử dụng nguồn nguyên liệu đơn giản, dễ kiếm, rẻ tiền trong nuôi cấy NS sinh enzym. - Việc tinh chế thu enzym ngoại bào thường dễ dàng với mức chi phí thấp. Các enzym từ NS được sử dụng rộng rải trong CN chế biến thực phẩm (làm tương, nước chấm…), trong CN enzym (sản xuất amylaza, proteaza, cellulaza…), CN dược phẩm (sản xuất KS, steroid…), sản xuất thuốc trừ sâu sinh học, kích thích tố sinh trưởng TV, sản xuất sinh khối NS để phục vụ chăn nuôi và dinh dưỡng cho người (mycoprotein), dùng NS để xử lý ô nhiễm MT. [4] Để tận dụng tối đa nguồn lợi to lớn từ NS đồng thời hạn chế các tác hại do NS gây ra, con người đã tập trung nghiên cứu các vấn đề liên quan đến NS. Trước đây, các nhà nghiên cứu thường tập trung tìm hiểu NS phân bố ở đất liền. Những năm gần đây, con người mới nhận thấy hết được tầm quan trọng của hệ sinh thái RNM - HST có năng suất sinh học cao nhất trong các HST. Với điều kiện sinh thái của RNM con người có thể nghiên cứu khả năng chịu đựng và phục hồi của các tổ hợp gen. Từ đây, có thể tìm được các chủng NS có hệ gen bền vững, mang nhiều đặc tính có lợi cho con người. Hệ sinh thái RNM Cần Giờ là nơi lưu trữ các nguồn gen sinh vật quí hiếm, bền vững và có khả năng chịu đựng điều kiện sống đặc biệt khắc nghiệt. Đây là nơi có hệ VSV vô cùng phong phú và đa dạng như NS, vi khuẩn, xạ khuẩn …., trong đó NS chiếm số lượng rất lớn. Có thể thấy RNM Cần Giờ là kho dự trữ các chủng NS có hoạt tính enzym cao chưa được khai thác. Thảm thực vật và các hệ động vật có trong RNM Cần Giờ thật sự là các nguồn thức ăn tốt nhất cho VSV sống trong RNM đặc biệt là hệ NS. NS có khả năng tiết ra hệ enzym cellulase phân hủy hợp chất cellulose có trong lá cây, thân cây ở RNM thành glucose để sử dụng. Ngoài ra, NS còn có thể sinh các loại enzym khác như protease, amylase, kitinase… phân hủy xác, vỏ tôm, cua, ốc, xác chết các loài động vật khác thành các chất dinh dưỡng chúng có thể hấp thu. Vậy hệ NS là một mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn, là một nhân tố không thể thiếu trong chu trình chuyển hóa vật chất ở RNM Cần Giờ Ở Việt Nam các công trình nghiên cứu về NS sinh protease khá nhiều và chỉ tập trung trên đất liền. Các công trình khoa học chính thức nghiên cứu về NS sinh protease từ RNM Cần Giờ đã có song còn nhiều hạn chế. Để góp phần nâng cao hiểu biết giá trị tài nguyên sinh học từ RNM, đặc biệt là khu hệ NS chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu khả năng sinh enzym protease của một số chủng NS phân lập từ rừng ngập mặn Cần Giờ” Mục tiêu của đề tài: Phân lập và tuyển chọn một chủng NS có khả năng sinh protease cao từ RNM Cần Giờ TP. Hồ Chí Minh. Nhiệm vụ đề tài. - Phaân laäp NS từ RNM Cần Giờ TP. Hồ Chí Minh -Tuyeån choïn chuûng NS coù hoạt tính proteasecao nhất - Nghieân cöùu một số đặc điểm sinh học và phân loại chủng NS được chọn. - Khảo sát caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán sinh tröôûng vaø tổng hợp protease cuûa chuûng NS từ đó xác định động thái quá trình tổng hợp protease của chuûng NS nghiên cứu. - Nghiên cứu một số đặc điểm của chế phẩm protease thô từ NS - So sánh hoạt độ enzym của chủng NS nghiên cứu với chế phẩm enzym trên thị trường. Thời gian, địa điểm làm đề tài - Thời gian: từ tháng 9/2008- 7/ 2009 - Địa điểm thí nghiệm: PTN Vi sinh, khoa Sinh Trường Đại học Sư phạm TP. Hồ Chí Minh. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Khaùi quaùt veà RNM Caàn Giôø TP Hồ Chí Minh Huyện Cần Giờ tiếp cận với biển Đông hiện hữu một khu RNM đan xen với hệ thống sông rạch dày đặc chứa đựng các HST mang tính đa dạng sinh học cao với nhiều loài động thực vật đặc hữu của miền duyên hải Việt Nam. Đó là khu RNM Cần Giờ nằm gọn trong địa giới huyện Cần Giờ và rừng Sác huyện Nhơn Trạch tỉnh Đồng Nai Khu dự trữ sinh quyển RNM Cần Giờ được hình thành ở hạ lưu sông Đồng Nai – Sài Gòn nằm ở cửa ngõ Đông Nam thành phố Hồ Chí Minh. Phía Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, phía Nam giáp biển Đông, phía Tây giáp tỉnh Tiền Giang và Long An, phía Đông giáp tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. Tổng diện tích Khu dự trữ sinh quyển RNM Cần Giờ là 75.740 ha, trong đó, vùng lõi 4.721 ha, vùng đệm 41.139 ha, và vùng chuyển tiếp 29.880 ha. RNM Cần Giờ giới hạn bởi các đoạn sông, rạch, tắc như sông Soài Rạp, sông Vàm Sát, rạch Đôn, tắc An Nghĩa, sông Lòng tàu, tắc Rổi, sông Đồng Tranh, tắc Nước Hội, sông Thị Vải, sông Gò Gia , sông Cái Mép và biển Đông, từ bắc xuống Nam dài 28km, từ Đông sang Tây dài 30km. Thổ nhưỡng phát triển trên một đầm mặn mới, do phù sa sông Sài Gòn và sông Đồng Nai mang đến và lắng đọng tạo thành nền đất. Đất Cần Giờ được cấu tạo bởi quá trình trầm tích sét, quá trình phèn hoá và quá trình nhiễm mặn. Khí hậu Cần Giờ nóng ẩm và chịu chi phối của qui luật gió mùa cận xích đạo với hai mùa mưa nắng rõ rệt. Lượng mưa: thấp nhất TP. Hồ Chí Minh, trung bình 1300 – 1400mm/năm, mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 4 và kết thúc vào tháng 10, lượng mưa thường tập trung vào tháng 6 và tháng 9. [35] - Chế độ nhiệt: Biên độ nhiệt trong ngày từ 5 – 70C, nhiệt độ trung bình 25,80C, nhiệt độ thấp tuyệt đối 18,80C, nhiệt độ cao tuyệt đối 350C [35]. - Độ ẩm không khí: cao hơn các nơi khác trong TP. Hồ Chí Minh. Mùa mưa độ ẩm từ 79 – 83%, mùa khô độ ẩm từ 74 – 77%, ẩm nhất vào tháng 9, khô nhất vào tháng 4 [36]. - Chế độ thuỷ triều: chế độ bán nhật triều không đều, hai lần nước lớn và hai lần nước ròng trong ngày. Các tháng có đỉnh triều cực đại là tháng 10 và tháng 11, đỉnh triều thấp nhất là tháng 4 và tháng 5 [36]. - Độ mặn: trung bình từ 1,5 – 2,5% , tùy theo khu vực có thể lên đến 18% lớn nhất khi triều cường và nhỏ nhất khi triều kém. Nước mặn xâm nhập sâu vào tháng 4 và bị đẩy xa vào tháng 9 và tháng 10 [13]. ... - tailieumienphi.vn