Vi khuẩn phân bố rộng trong các môi trường khác nhau, tham gia và góp phần khép kín các chu trình vật chất trong tự nhiên, đóng vai trò quan trọng trong quá trình tự làm sạch của các hệ sinh thái thủy vực, đóng góp vào đa dạng sinh học.
Do vậy, vi khuẩn có vai trò hết sức quan trọng trong các thủy vực cửa sông nói riêng và thủy vực ven biển – nơi thường chịu nhiều lượng chất thải ô nhiễm từ lục địa đổ ra – nói chung. Tuy nhiên, vi khuẩn và vi rút cũng là nguyên nhân gây bệnh và gây chết cho nhiều quần thể sinh vật chủ, làm ảnh hưởng tới cấu trúc của các quần thể vật chủ cũng như gây nhiều thiệt hại cho con người.
Đề tài: “Nghiên cứu cấu trúc và biến động quần xã vi rút và vi khuẩn nổi trong môi trường ven biển phía Bắc Việt Nam góp phần kiểm soát, xử lý ô nhiễm, cân bằng và phát triển các hệ sinh thái biển bền vững” của TS.Chu Văn Thuộc, Viện Tài nguyên và Môi trường biển có mục tiêu nghiên cứu về đa dạng, cấu trúc và động thái của các quần xã vi rút, vi khuẩn nổi trong phức hợp mối tương tác sinh thái của HST biển nhạy cảm ven bờ có nguy cơ ô nhiễm cao và có khả năng gây ảnh hưởng lớn. Từ đó đề xuất các giải pháp xử lý ô nhiễm, kiểm soát sự bùng phát vi sinh vật gây bệnh cho động, thực vật cũng như những chỉ thị sự ô nhiễm, sức khỏe môi trường nhằm giữ cân bằng sinh thái, phát triển bền vững nguồn tài nguyên biển một cách toàn diện.
Cấu trúc về thành phần, số lượng và biến động mật độ tế bào trong quần xã vi rút, vi khuẩn nổi
Số lượng tế bào vi khuẩn thiếu khí dị dưỡng tổng số vào mùa khô cao hơn mùa mưa trong khi số lượng tế bào các nhóm vi khuẩn coliform và Vibrio thì ngược lại.
Mật độ vi rút nổi tổng số luôn cao hơn vi khuẩn nổi tổng số, xu thế biến động mật độ vi rút, vi khuẩn nổi tổng số vào mùa mưa cao hơn mùa khô, giảm dần từ môi trường đầm nuôi tới môi trường sông, biển; từ các trạm trong sông tới trạm ngoài cửa sông và từ tầng mặt xuống tầng đáy.
Các nhóm vi khuẩn chủ yếu có mật độ tế bào trung bình vào mùa khô cao hơn mùa mưa, trong đó mật độ các nhóm vi khuẩn tính từ cao xuống thấp là nhóm EUB- Alpha- Beta- Gamma- CF- Sar.
Thu mẫu và quan sát vi rút và vi khuẩn trên kính hiển vi huỳnh quang (1000X)
Cấu trúc về đa dạng phân tử và biến động trong quần xã vi khuẩn nổi
Số lượng đơn vị phân loại phân tử (OTU) của các mẫu nghiên cứu dao động trong khoảng 6-16 (OTU/mẫu), trong đó cao nhất gặp ở ven biển Sầm Sơn. Số lượng OTU/mẫu có xu hướng giảm theo hướng sông –biển. Cấu trúc quần xã vi khuẩn vào mùa mưa có 5 nhóm trong khi mùa khô chỉ có 3 nhóm.
Về khả năng hấp thụ và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ của quần xã vi khuẩn
Quần xã vi khuẩn ở vùng nghiên cứu đều có khả năng hấp thụ và chuyển hóa 31 chất thuộc 6 nhóm chất hữu cơ được thí nghiệm. Vào mùa mưa, khả năng hấp thụ và chuyển hóa nhóm chất polymers, carbo-hydrates và amino-acids cao hơn nhóm carboxylic-acids, phenols và amines. Vào mùa khô, khả năng này giảm dần từ nhóm polymers tới carboxylic-acids, carbo-hydrates, amino-acids, phenols và cuối cùng là nhóm amines.
Về mối tương quan giữa vi khuẩn-vi rút và giữa chúng với các yếu tố môi trường
Có sự tương quan giữa mật độ hạt vi rút nổi tổng số với vi khuẩn nổi tổng số ở khu vực ven biển Sầm Sơn và cửa Ba Lạt vào mùa mưa nhưng vào mùa khô thì gặp ở cả 3 khu vực (Sầm Sơn, Ba Lạt và Bạch Đằng). Mặt khác, có sự tương quan từ chặt tới rất chặt giữa mật độ hạt vi rút và mật độ tế bào vi khuẩn với các yếu tố thủy lý, thủy hóa tùy thuộc vào từng nhóm vi khuẩn. Nhóm EUB tương quan với các yếu tố DO, NH4+, PO43- và BOD5; nhóm Beta và CF tương quan với các yếu tố DO và nhiệt độ; nhóm Gamma chỉ tương quan với nhiệt độ. Số lượng OTU chỉ tương quan chặt với các yếu tố độ mặn, Silicate và pH vào mùa mưa, với yếu tố nhiệt độ, độ đục vào mùa khô tại cửa Ba Lạt.
Tách chiết ADN tổng số, phân tích mẫu bằng phương pháp lai huỳnh quang tại chỗ (FISH)
Khả năng hấp thụ và chuyển hóa các chất hữu cơ của quần xã vi khuẩn chịu ảnh hưởng mạnh bởi các yếu tố dinh dưỡng, DO, pH, nhiệt độ, độ muối. Sự tác động này thay đổi tùy theo nhóm chất, khu vực và thời gian thu mẫu.
Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần đánh giá đầy đủ và toàn diện hơn sự đa dạng, cấu trúc và chức năng của quần xã vi rút, vi khuẩn nổi ở một số khu vực ven biển phía Bắc Việt Nam (Hải Phòng, Thái Bình, Thanh Hóa) và đề ra các biện pháp hạn chế tác hại do vi rút, vi khuẩn gây ra cho đối tượng tôm, cá nuôi trồng, nhằm kiểm soát dịch bệnh, giữ cân bằng và phát triển các hệ sinh thái biển bền vững.
Nguồn tin: TS. Chu Văn Thuộc, Ths. Phạm Thế Thư. Viện Tài nguyên và Môi trường biển.