Biến động khả năng hấp thụ các chất hữu cơ của hệ vi khuẩn trên san hô ven đảo Cát Bà và Long Châu

168 Tạp chí Khoa học và Công nghệ Biển; Tập 13, Số 2; 2013: 168-177 ISSN: 1859-3097 BIẾN ĐỘNG KHẢ NĂNG HẤP THỤ CÁC CHẤT HỮU CƠ CỦA HỆ VI KHUẨN TRÊN SAN HÔ VEN ĐẢO CÁT BÀ VÀ LONG CHÂU Phạm Thế Thư1*, Yvan Betteral2, Bùi Thị Việt Hà3, Nguyễn Đăng Ngãi1 1Viện Tài nguyên và Môi trường biển-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 246 Đà Nẵng, Ngô Quyền, Hải Phòng, Việt Nam *E-mail: thupt@imer.ac.vn 2Viện Nghiên cứu cho sự phát triển Pháp 3Trường Đại học Khoa học Tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà Nội 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam Ngày nhận bài: 17-9-2013 TÓM TẮT: San hô cung cấp nơi ở và nguồn thức ăn cho vi khuẩn nhưng vi khuẩn cũng đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng, trao đổi chất và sức khỏe của san hô, do đó hiểu được mối quan hệ và vai trò giữa chúng với nhau sẽ góp phần quan trọng trong phục hồi, đảm bảo năng suất và sức khỏe của san hô. Trong đó chức năng của hệ vi khuẩn trên san hô có sự biến động hay không cũng cần được tìm hiểu. Nhằm góp phần làm sáng tỏ vấn đề trên thì chức năng của hệ vi khuẩn trên san hô đã được tìm hiểu, và thí nghiệm đĩa sinh thái về khả năng hấp thụ và chuyển hóa 31 hợp chất hữu cơ thuộc 6 nhóm chất (carbohydrates, amino-acids, phenols, carboxylic acids, polymers và amines) của hệ vi khuẩn sống trên 9 loài san hô và môi trường nước xung quanh tại vùng ven đảo Cát Bà và Long Châu (Hải Phòng) đã được tiến hành. Kết quả cho thấy, hệ vi khuẩn nghiên cứu đều có khả năng hấp thụ 31 chất hữu cơ thí nghiệm, khả năng này biến động giảm từ chất nhầy san hô tới môi trường nước xung quanh, từ môi trường nước quanh san hô ở Cát Bà tới Long Châu và từ chất nhầy san hô khu vực Long Châu tới khu vực Cát Bà trừ nhóm chất amines, có sự tương quan đa biến giữa khả năng hấp thụ các chất hữu cơ của hệ vi khuẩn với các yếu tố môi trường. Từ khóa: Vi khuẩn san hô, hấp thụ chất hữu cơ, đĩa sinh thái. MỞ ĐẦU San hô cung cấp nơi ở và nguồn thức ăn cho vi khuẩn nhưng vi khuẩn cũng đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng, trao đổi chất và sức khỏe của san hô, do đó hiểu rõ được mối quan hệ và vai trò giữa chúng với nhau sẽ góp phần quan trọng trong phục hồi, đảm bảo năng suất và sức khỏe của san hô. Trong đó chức năng của hệ vi khuẩn trên san hô có sự biến động hay không cũng cần được tìm hiểu. Nhằm góp phần làm sáng tỏ vấn đề trên thì chức năng của quần xã vi khuẩn trên san hô đã được tìm hiểu, và thí nghiệm đĩa sinh thái (Biolog Ecoplate) về khả năng hấp thụ và chuyển hóa 31 hợp chất hữu cơ thuộc 6 nhóm chất (carbohydrates, amino-acids, phenols, carboxylic acids, polymers và amines) của hệ vi khuẩn sống trên 9 loài san hô và môi trường nước xung quanh tại vùng ven đảo Cát Bà và Long Châu (Hải Phòng) đã được tiến hành. Nghiên cứu này xác định sự đa dạng, biến động chức năng hấp thụ và chuyển hóa các chất hữu cơ của hệ vi khuẩn sống trên chất nhầy giữa các loài san hô, giữa san hô với môi trường nước xung quanh và giữa các khu vực ven đảo Cát Bà và Biến động khả năng hấp thụ các chất hữu cơ 169 Long Châu, cũng như xem xét mối tương quan giữa chức năng vi khuẩn với môi trường. Bài báo này được thực hiện với sự hỗ trợ kinh phí của đề tài cấp Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam-VAST 07.03/11-12. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vị trí thu mẫu Mẫu san hô và nước tầng đáy được thu ở hai vị trí thuộc đảo Cát Bà và Long Châu (Hải Phòng). Chi tiết về loài san hô và vị trí thu mẫu thể hiện trên bảng 1. Bảng 1. Ký hiệu các mẫu và tên khoa học của các loài san hô nghiên cứu STT Ký hiệu mẫu Tên loài san hô Vị trí thu mẫu 1 L1 Pavona frondifera đảo Cát Bà (+20° 47' 19.31"; +107° 5' 42.87") 2 L2 Fungia fungites 3 L3 Pavona decussata 4 L4 Pectinia paeonia 5 L5 Sandalothia robusta 6 N1 Nước tầng đáy, rạn san hô 7 L6 Pavona frondifera đảo Long Châu (+20° 37' 57.45"; +107° 8' 46.41") 8 L7 Favites pentagona 9 L8 Acropora pulchra 10 L9 Pavona decussata 11 N2 Nước tầng đáy, rạn san hô Phương pháp nghiên cứu ngoài hiện trường Mẫu nước biển được thu bằng máy lấy nước chuyên dụng (Bathomet), và chiết vào chai thủy tinh đã được vô trùng, bảo quản ngay trong điều kiện 40C và đưa về phòng thí nghiệm xử lý. Các loài san hô ở trạng thái phát triển tốt (khỏe) được thu bằng cách phương pháp lặn có khí tài (SCUBA). Dịch nhầy san hô (SML) được thu ngay ngoài hiện trường theo phương pháp của Garren & Azam (2010), bảo quản ở nhiệt độ 40C và tiến hành thí nghiệm trong vòng 4 giờ. Các thông số môi trường (độ mặn, nhiệt độ, độ đục, Chlorophyl a, pH) được đo bằng máy CTD (Nhật Bản), và COD, BOD5, NO2-, NO3-, NH4+, PO43- và SiO32- được phân tích theo phương pháp so mầu trên máy quang phổ kế DR/2000 (HACH, USA). Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm Bản Biolog-Ecoplate bao gồm 96 giếng, chứa 31 loại hợp chất hữu cơ, thuộc 6 nhóm chất (bảng 2), lặp lại ba lần trên bản giếng, ngoài ra còn có 3 giếng đối chứng. Mỗi giếng có một chất hữu cơ và chứa tetrazolium tím chỉ thị cho hoạt động enzym dehydrogenase của vi khuẩn,khi chất hữu cơ bị ôxi hóa thì mầu tím của formmazan xuất hiện và sự phát triển mầu tỉ lệ thuận với lượng chất hữu cơ bị ôxi hóa, do đó chúng được sử dụng như là thước đo hoạt động trao đổi chất của vi khuẩn [12]. Bảng 2. Phân nhóm 31 nguồn các bon thí nghiệm có trên bản Biolog Ecoplate Nhóm chất Chất thí nghiệm Ký hiệu Nhóm chất Chất thí nghiệm Ký hiệu C ar bo hy dr at es β-Methyl-D-Glucoside A2 phenols 2-Hydroxy Benzoic Acid C3 D-Galactonic γ-Lactone A3 4-Hydroxy Benzoic acid D3 D-Xylose B2 ca rb ox yl ic a ci ds Pyruvic-acid methyl-ester B1 i-Erythritol C2 D-Galacturonic acid B3 D-Mannitol D2 γ-Hydroxybutyric acid E3 N-Acetyl-Glucosamine E2 D-glucosaminic acid F2 D-Cellobiose G1 Itaconic Acid F3 Glucose-1-Phosphate G2 α-Ketobutyric acid G3 α-D-Lactose H1 D-Malic Acid H3 D,L-α-Glycerol Phosphate H2 po ly m er s Tween 40 C1 am in o- ac id s L-Arginine A4 Tween 80 D1 L-Asparagine B4 α-Cyclodextrin E1 LPhenylalanine C4 Glycogen F1 L-Serine D4 amines Phenylethyl amine G4 L-Threonine E4 Putrescine H4 Glycyl-L-glutamic acid F4 H2O H2O A1 Phạm Thế Thư, Yvan Betteral, 170 Dịch nhầy san hô được pha loãng 10 lần với nước biển lọc qua màng milipore (kích thước lỗ 0,2µm, đường kính 47mm), với 150 μl dịch mẫu được thí nghiệm trên mỗi giếng, nuôi trong điều kiện không có ánh sáng ở 280C trong 10 ngày. Sau mỗi 24h của thí nghiệm nuôi, bản thí nghiệm Biolog-Ecoplate được đo sự phát triển mầu hay sự tăng của độ quang tại bước sóng 590 nm bằng máy Microplate reader - BIO RAD Model 680 [5]. Phương pháp xử lý số liệu Khả năng hấp thụ và chuyển hóa các nguồn carbon thí nghiệm (31 chất hữu cơ thuộc 06 nhóm chất) được thể hiện trên giá trị trung bình phát triển cường độ mầu của giếng thí nghiệm (AWCD – Average well color development), và AWCD cho mỗi cơ chất i trong mỗi đĩa j tại thời điểm t được tính theo công thức [4]: Trong đó: OD là mật độ quang của mỗi giếng. Hệ số tương quan Pearson, so sánh tương đồng (phương pháp phân nhóm - UPGMA), ANOVA, phân tích thành phần chính (PCA) được sử dụng để đánh giá sự tương tác giữa sự đa dạng chức năng của các hệ vi khuẩn với các yếu tố môi trường với phầm mềm XLSTAT 2011 [4]. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Khả năng hấp thụ các nhóm chất hữu cơ của hệ vi khuẩn Khả năng hấp thụ trung bình các nhóm chất thí nghiệm Kết quả hình 1 cho thấy hệ vi khuẩn sống trên các loài san hô khu vực nghiên cứu đều có khả năng hấp thụ và chuyển hóa 06 nhóm chất hữu cơ thí nghiệm. Trung bình khả năng hấp thụ 06 nhóm chất hữu cơ thí nghiệm ở 02 mặt cắt (Cát bà và Long Châu) đều có xu hướng tương tự nhau. Trong đó, khả năng hấp thụ của hệ vi khuẩn có xu hướng biến động giảm dần từ nhóm chất polymers, carboxylic- acids và lần lượt tới nhóm chất carbo-hydrates, amino-acids và tới nhóm phenols và nhóm amines. Cát Bà 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 A m in o- ac id s am in es ca rb o- hy dr at es ca rb ox yl ic ac id s ph en ol s po ly m er s A W CD Long Châu 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 A m in o- ac id s am in es ca rb o- hy dr at es ca rb ox yl ic ac id s ph en ol s po ly m er s A W CD Hình 1. Trung bình khả năng hấp thụ các nhóm chất thí nghiệm của hệ vi khuẩn Khả năng hấp thụ các nhóm chất trên các loài san hô khu vực Cát Bà Kết quả trên hình 2 cho thấy, khả năng hấp thụ các nhóm chất thí nghiệm của hệ vi khuẩn trên các loài san hô là có sự khác nhau, với nhóm chất thí nghiệm amino-acids, car-hydrates và nhóm carboxylic-acids, có sự chênh lệch ít giữa các loài san hô nhưng ở các nhóm phenols, polymers và amines thì có sự chênh lệch rõ rệt. Đặc biệt, hệ vi khuẩn sống trên loài san hô (L5) là có khả năng hấp thụ cao nhất với các nhóm chất hữu thí nghiệm trừ nhóm chất amines, thấp nhất là hệ vi khuẩn thuộc loài san hô (L2) với nhóm amines và carbo- hydrates, loài san hô (L3) với nhóm carboxylic acid và phenols, loài L1 với nhóm polymers và nhóm amino acid là hệ vi khuẩn trong N1. Biến động khả năng hấp thụ các chất hữu cơ 171 Amino-acids 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 L1 L2 L3 L4 L5 N1 AW C D amines 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 L1 L2 L3 L4 L5 N1 AW C D carbo-hydrates 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 L1 L2 L3 L4 L5 N1 AW C D carboxylic acids 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 L1 L2 L3 L4 L5 N1 AW C D phenols 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 L1 L2 L3 L4 L5 N1 AW C D polymers 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 L1 L2 L3 L4 L5 N1 AW C D Hình 2. Khả năng hấp thụ các nhóm chất của hệ vi khuẩn trên các loài san hô ở Cát Bà Khả năng hấp thụ các nhóm chất trên các loài san hô khu vực Long Châu Tương tự như kết quả ở khu vực ven đảo Cát Bà, thì khu vực ven đảo Long Châu cũng cho thấy khả năng hấp thụ các nhóm chất thí nghiệm của các hệ vi khuẩn trên các loài san hô khác nhau là khác nhau (hình 3). Đặc biệt, khả năng hấp thụ cao nhất với nhóm chất amino acid và polymers là hệ vi khuẩn trên loài san hô ký hiệu L7, nhóm amines và carboxylic acid là hệ vi khuẩn trên loài san hô ký hiệu L6, nhóm carbo-hydrates và phenols là hệ vi khuẩn trên loài san hô ký hiệu L8. Khả năng hấp thụ thấp nhất với nhóm phenols và amines là hệ vi khuẩn sống trên loài san hô ký hiệu L9, với các nhóm chất khác là hệ vi khuẩn trong môi trường nước N2. Mặt khác, kết quả trên hình 4 còn thấy sự tương đồng về khả năng hấp thụ các chất thí nghiệm có sự khác nhau giữa hệ vi khuẩn trên các loài san hô với trong môi trường nước xung quanh (được chia thành 2 nhóm – hình 4a), nhưng so sánh sự tương đồng giữa các mẫu thí nghiệm thì chúng lại được chia thành 3 nhóm (hình 4b). Phạm Thế Thư, Yvan Betteral, 172 Amino-acids 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 L6 L7 L8 L9 N2 AW C D amines 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 L6 L7 L8 L9 N2 AW C D carbo-hydrates 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 L6 L7 L8 L9 N2 AW C D carboxylic acids 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 L6 L7 L8 L9 N2 AW C D phenols 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 L6 L7 L8 L9 N2 AW C D polymers 0.00 0.20 0.40 0.60 L6 L7 L8 L9 N2 AW C D Hình 3. Khả năng hấp thụ các nhóm chất của vi khuẩn trên các loài san hô vùng đảo Long Châu Từng chất thí nghiệm -0.45 -0.05 0.35 0.75H ệ số tư ơ ng đ ồn g Từng chất thí nghiệm L6L2L9L7N 2L5L8N 1L3L1L4 -0.22 -0.02 0.18 0.38 0.58 0.78 0.98 H ệ số tư ơ ng đ ồn g Hình 4. Phân nhóm tương đồng về khả năng hấp thụ và chuyển hóa các chất Biến động khả năng hấp thụ các chất hữu cơ 173 Biến động khả năng hấp thụ các chất hữu cơ của vi khuẩn Biến động theo khu vực 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 Amino- acids amines carbo- hydrates carboxylic acids phenols polymers AW C D Môi trường nước -CB Môi trường nước-LC Hình 5. Khả năng hấp thụ các nhóm chất hữu cơ của hệ vi khuẩn trongmôi trường nước ở hai vùng nghiên cứu 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 Amino- acids amines carbo- hydrates carboxylic acids phenols polymers AW C D San hô khỏe-CB San hô khỏe-LC Hình 6. Khả năng hấp thụ các nhóm chất hữu cơ của hệ vi khuẩn trên san hô giữa hai vùng nghiên cứu Kết quả thể hiện ở hình 5 cho thấy, khả năng hấp thụ và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thí nghiệm của hệ vi khuẩn trong môi trường nước quanh san hô khu vực Cát Bà có xu hướng cao hơn khu vực Long Châu. Nhưng xu hướng này ngược lại với hệ vi khuẩn trên san hô giữa hai vùng nghiên cứu ngoại trừ nhóm chất amines (hình 6). Sự khác nhau của san hô giữa hai vùng thực sự có ý nghĩa (với giá trị p =0,03 hay Fthực tế > F0 của kiểm định ANOVA một yếu tố). Sự khác biệt này có thể do môi trường nước ở Cát Bà có nồng độ các muối dinh dưỡng, chất hữu cơ cao hơn ở Long Châu (số liệu không trình bày ở đây) nên nhóm vi khuẩn có khả năng hấp thụ và chuyển hóa các chất hữu cơ trong quần xã vi khuẩn ở môi trường nước Cát Bà cao hơn ở Long Châu (hình 5). Mặt khác, khả năng cung cấp dinh dưỡng trực tiếp từ môi trường nước cho san hô ở khu vực Cát Bà cũng cao hơn khu vực Long Châu, nên nhu cầu dinh dưỡng của san hô đối với nguồn dinh dưỡng được tạo ra bởi hệ vi khuẩn sống trên chất nhầy ở Cát Bà thấp hơn ở Long Châu, do đó khả năng hấp thụ và chuyển hóa các chất hữu cơ của vi khuẩn trên chất nhầy san hô ở Long Châu cũng cao hơn ở Cát Bà (hình 6). Biến động theo môi trường Cát Bà 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 Amino- acids amines carbo- hydrates carboxylic acids phenols polymers AW C D San hô khỏe-CB Môi trường nước -CB Hình 7. Khả năng hấp thụ các nhóm chất hữu cơ của hệ vi khuẩn trên san hô và môi trường nước vùng Cát Bà Long Châu 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 Amino- acids amines carbo- hydrates carboxylic acids phenols polymers AW C D San hô khỏe-LC Môi trường nước-LC Hình 8. Khả năng hấp thụ các nhóm chất hữu cơ của hệ vi khuẩn trên san hô và môi trường nước vùng Long Châu Kết quả trên hình 7 và 8 cho thấy, khả năng hấp thụ và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thí nghiệm của hệ vi khuẩn trên các loài san hô khu vực ven đảo Cát Bà cũng như Long Châu đều có xu hướng cao hơn so với hệ vi khuẩn trong môi trường nước xung quanh các loài san hô, ngoại trừ nhóm chất phenols ở khu vực Cát Bà. Và kiểm định ANOVA một yếu tố thấy sự khác nhau ở hình 8 là có ý nghĩa (với p = 0,04). Biến động theo sự phân bố của loài san hô Từ kết quả trên hình hình 9 cho thấy, khả năng hấp thụ và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thí nghiệm của hệ vi khuẩn trên cùng một loài san hô (Pavona frondifera) trong khu vực ven đảo Cát Bà có xu hướng thấp hơn so với khu vực ven đảo Long Châu, đặc biệt là ở khả năng hấp thụ nhóm chất carbo- hydrates. Xu hướng này cũng xuất hiện khi nghiên cứu trên loài san hô Pavona decussata phân bố ở khu vực ven đảo Cát Bà và Long Châu, ngoại trừ các chất hữu cơ thuộc nhóm amines (hình 10). Phạm Thế Thư, Yvan Betteral, 174 Pavona frondifera 0.00 0.20 0.40 0.60 Amino- acids amines carbo- hydrates carboxylic acids phenols polymers AW C D Cát Bà long Châu Hình 9. Khả năng hấp thụ các nhóm chất hữu cơ của hệ vi khuẩn trên loài san hô Pavona frondifera ở hai vùng nghiên cứu Pavona decussata 0.00 0.20 0.40 0.60 Amino- acids amines carbo- hydrates carboxylic acids phenols polymers AW C D Cát Bà long Châu Hình 10. Khả năng hấp thụ các nhóm chất hữu cơ của hệ vi khuẩn trên loài san hô Pavona decussata ở hai vùng nghiên cứu Tương quan giữa khả năng hấp thụ các chất hữu cơ của hệ vi khuẩn với một số yếu tố môi trường Từ hệ số Pearson trên bảng 3 cho thấy, mối tương quan giữa khả năng hấp thụ và chuyển hóa các nhóm chất thí nghiệm với các yếu tố môi trường là rất ít, trong đó chỉ nhóm amino-acids có tương quan với N-NO3- (-0,98), nhóm carboxylic acids với Chl.a (0,95), đặc biệt nhóm chất phenols có tương quan với cả 3 yếu tố môi trường là N-NO2-, P-PO43- và Si- SiO32- (tương ứng: 0,98; 0,98 và 0,97) Mặt khác, tổng thể về tác động qua lại của các yếu tố môi trường với khả năng hấp thụ các nhóm chất thí nghiệm thể hiện trên hình 11 cho thấy, các yếu tố môi trường Chl.a, độ đục và COD là những yếu tố có ảnh hưởng mạnh tới khả năng hấp thụ các nhóm chất thí nghiệm, ngoại trừ nhóm phenols. Đặc biệt yếu tố độ mặn (S) có vai trò phân chia giữa khả năng hấp thụ nhóm chất phenols và các nhóm chất khác, cũng như giữa hệ vi khuẩn trên các loài san hô (Cát Bà SH, Long Châu SH) với trong môi trường nước xung quanh (Cát Bà MT, Long Châu MT). Bảng 3. Hệ số Pearson giữa khả năng hấp thụ nhóm chất với một số yếu tố môi trường Thông số Amino-acids Amines carbo- hydrates carboxylic acids phenols polymers Amino-acids 1,00 0,92 0,78 0,97 -0,85 0,56 Amines 0,92 1,00 0,96 0,99 -0,59 0,84 carbo-hydrates 0,78 0,96 1,00 0,92 -0,35 0,95 carboxylic acids 0,97 0,99 0,92 1,00 -0,69 0,75 Phenols -0,85 -0,59 -0,35 -0,69 1,00 -0,05 Polymers 0,56 0,84 0,95 0,75 -0,05 1,00 Nhiệt độ -0,43 -0,06 0,21 -0,19 0,84 0,50 Độ mặn (‰) 0,23 -0,10 -0,32 0,02 -0,62 -0,54 Độ đục 0,59 0,55 0,47 0,57 -0,50 0,34 Chl.a 0,93 0,94 0,86 0,95 -0,69 0,69 BOD5 -0,68 -0,37 -0,12 -0,48 0,93 0,17 COD 0,39 0,64 0,76 0,56 0,05 0,83 N-NO2- -0,85 -0,59 -0,36 -0,70 0,98 -0,07 N-NO3- -0,98 -0,85 -0,68 -0,91 0,91 -0,43 N-NH4+ -0,58 -0,23 0,03 -0,36 0,89 0,32 P-PO43- -0,93 -0,73 -0,52 -0,82 0,98 -0,24 Si- SiO32- -0,88 -0,65 -0,42 -0,74 0,97 -0,14 Các giá trị trên được kiểm tra với độ tin cậy 95% ( = 0,05) Biến động khả năng hấp thụ các chất hữu cơ 175 Biplot (axes F1 and F2: 92.37 %) Long Châu SH Long Châu MT Cát Bà SH Cát Bà MT Si- SiO32- P-PO43- N-NH4+ N-NO3- N-NO2- COD BOD5 ChL Tur S T po lymers phenolscarboxylic acids carbo -hydrates amines Amino -acids -10 -5 0 5 10 -15 -10 -5 0 5 10 15 F1 (61.28 %) Hình 11. Tương quan giữa các yếu tố môi trường với AWCD, loại mẫu nghiên cứu THẢO LUẬN Sự khác nhau của AWCD trên các loài san hô khác nhau có thể là do sự thay đổi của mật độ vi khuẩn có trong mẫu nuôi cấy [4; 8]. Do đó, sự khác biệt trong nghiên cứu này (hình 2 và hình 3) cũng có thể do sự thay đổi thực sự trong thành phần và cấu trúc của các hệ vi khuẩn trên chất nhầy giữa các loài san hô. Mặt khác, nghiên cứu của Diego L. Gil- Agudelo và cộng sự [1] đã chứng minh rằng, có sự biến động trong trao đổi chất của vi khuẩn sống trên các loài san hô khỏe mạnh khi so sánh đa dạng chức năng theo năm và theo các rạn san hô nghiên cứu, nên nhận định này cũng phù hợp với kết quả nghiên cứu này (hình 9 và hình 10), trên cùng một loài san hô phân bố ở hai khu vực khác nhau (ven đảo Cát Bà và Long Châu) là có sự khác nhau. Ritchie & Smith [12] cũng như Rohwer và cộng sự [9] cho rằng, sự kết hợp giữa san hô và vi khuẩn sống trong chất nhầy (SML) là sự đặc trưng cho từng loài san hô cụ thể. Nói cách khác, mỗi loài san hô có một hệ vi khuẩn đặc trưng và có những loài vi khuẩn đặc trưng cụ thể. Kết quả nghiên cứu này còn cho thấy, AWCD của các hệ vi khuẩn có sự khác nhau rõ rệt giữa san hô, môi trường nước xung quanh và theo khu vực nghiên cứu (hình 4). Hơn nữa, AWCD ở trên các loài san hô ở cả khu vực ven đảo Cát Bà và Long Châu đều cao hơn so với trong môi trường nước xung quanh (hình 7 và hình 8), điều này có thể do thành phần và số lượng trong hệ vi khuẩn trên san hô cao hơn so với môi trường nước xung quanh. Ritchie & Smith [11, 12] đã chứng minh rằng số lượng và thành phần hệ vi khuẩn có thể nuôi cấy được ở môi trường chất nhầy san hô cao hơn môi trường nước xung quanh, thậm chí cao hơn tới 100 lần. Và kết quả này cũng phù hợp với nhiều công bố khác [3, 13, 14]. Do đó, cùng với nhận định của Maria Montserrat Sala và cộng sự [6], sự đa dạng về chức năng hấp thụ và chuyển hóa các chất hữu cơ của hệ vi khuẩn trên san hô là tiềm năng trong vai trò tham gia vào quá trình dinh dưỡng, trao đổi chất và năng suất của rạn san hô. Mặt khác, hoạt động của vi sinh vật sẽ thay đổi theo sự thay đổi của điều kiện môi trường (nhiệt độ nước, chất dinh dưỡng, lắng đọng trầm tích, và thành phần hóa học của chất nhầy san hô), do đó, có sự tương quan thấp giữa AWCD của các nhóm chất thí nghiệm (bảng 3) với từng yếu tố môi trường nhưng chúng lại có mối tương quan với đa yếu tố ở các mức độ khác nhau với từng yếu tố môi trường (hình 11). Hơn nữa,vi khuẩn sống trong SML phụ thuộc lớn vào dịch tiết được san hô sản sinh [2], nên những thay đổi trong hệ vi khuẩn sẽ góp phần cho thấy những thay đổi trong dịch tiết này và ngược lại, do đó phải có sự khác nhau của dịch nhầy san hô phân bố ở hai khu vực nghiên cứu (Cát Bà và Long Châu) nói chung và của cùng một loài (Pavona frondifera, Pavona decussata) giữa hai vùng nói riêng, nên chúng góp phần làm nên sự khác nhau về AWCD giữa hai khu vực nghiên cứu (hình 6, 9 và 10). KẾT LUẬN Vi khuẩn trên các loài san hô vùng nghiên cứu và trong môi trường nước xung quanh đều có khả năng hấp thụ 31 chất hữu cơ thí nghiệm thuộc 06 nhóm chất. Khả năng hấp thụ có xu hướng giảm dần từ nhóm chất polymers, carboxylic-acids tới nhóm carbo-hydrates, amino-acids, tới nhóm phenols và nhóm amines. Có sự khác biệt về khả năng hấp thụ và chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thí nghiệm của hệ vi khuẩn theo môi trường sống (chất nhầy san hô/môi trường xung quanh) và địa điểm nghiên cứu (Cát Bà/Long Châu). Cụ thể là, khả năng này biến động theo xu hướng giảm dần từ chất nhầy san hô tới môi trường nước xung quanh, từ môi trường nước quanh san hô ở Cát Bà tới Long Châu và từ chất nhầy san hô khu vực Long Châu tới khu vực Cát Bà ngoại trừ nhóm chất amines. Khả năng hấp thụ và chuyển hóa nhóm chất amino-acids có tương quan chặt với yếu tố Nitrate (- 0,98), carboxylic acids với yếu tố Chlorofyl a (0,95), phenols có tương quan chặt chẽ với Nitrite, Phosphate và Silicate (hệ số tương quan tương ứng Phạm Thế Thư, Yvan Betteral, 176 là 0,98; 0,98 và 0,97) trong môi trường nước xung quanh. Các yếu tố Chlorofyl a, độ đục và COD có ảnh hưởng mạnh tới khả năng hấp thụ hầu hết các nhóm chất thí nghiệm (trừ nhóm phenols), độ mặn là yếu tố với vai trò phân chia. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Diego L. Gil-Agudelo1, Carey Myers, Garriet W. Smith, Kiho Kim, 2006. Changes in the microbial communities associated with Gorgonia ventalina during aspergillosis infection. Diseases of Aquatic Organisms. Vol. 69: 89-94. 2. Ducklow HW, Mitchell R, 1979. Composition of mucus released by coral reef coelenterates. Limnol Oceanogr. Vol.24, No.4:706–714 3. Eugene Rosenberg, Christina a. Kel Logg and Forest Rohwer, 2007. Coral Microbiology. Oceanography. Vol. 20, No.2:146-154. 4. Garland JL, Mills AL, 1991. Classification and characterization of heterotrophic microbial communities on the basis of patterns of community-level sole-carbon-source utiliza- tion. Appl Environ Microbiol. Vol. 57, No. 8: 2351-2359. 5. Heribert Insam and Marta Goberna, 2004. Use of Biolog for the Community Level Physiological Profiling (CLPP) of environmental samples. Molecular Microbial Ecology Manual, Second Edition 4.01: 853-860. 6. Maria Montserrat Sala, Ramon Terrado and Carlos Pedrós-Alió, 2008. Metabolic diversity of heterotrophic bacterioplankton over winter and spring in the coastal Arctic Ocean. Environmental Microbiology. Vol. 10, No. 4: 942-949. 7. Melissa Garren and Farooq Azam, 2010. New Method for Counting Bacteria Associated with Coral Mucus. Appl Environ Microbiol. Vol. 6, No. 18: 6128-6133. 8. Preston-Mafham J, Boddy L, Randerson PF, 2002. Analysis of microbial community functional diversity using sole-carbon-source utilisation profiles a critique. FEMS Microbiol Ecol. Vol.42:1-14. 9. Rohwer F, Breitbart M, Jara J, Azam F, Knowlton N, 2001. Diversity of bacteria associated with the Caribbean coral Montastraea franksi. Coral Reefs.Vol. 20: 85-91 10. Rohwer F, Seguritan V, Azam F, Knowlton N, 2002. Diversity and distribution of coral- associated bacteria. Mar Ecol Prog Ser. Vol. 243:1-10. 11. Ritchie KB, Smith GW, 1995a. Preferential carbon utilization by surface bacterial communities from water mass, normal, and white-band diseased Acropora cervicornis. Mol Mar Biol Biotechnol. Vol. 4, No. 4: 345-352. 12. Ritchie KB, Smith GW, 1995b. Carbon-source utilization of coral-associated marine hetero- trophs. J Mar Biotechnol. Vol. 3: 107-109. 13. Wild C, Huettel M, Klueter A, Kremb SG, 2004a. Coral mucus functions as an energy carrier and particle trap in the reef ecosystem. Nature. Vol. 428: 66-70. 14. Wild C, Rasheed M, Werner U, Franke U, 2004b. Degradation and mineralization of coral mucus in reef environments. Mar Ecol Prog Ser. Vol. 267: 159-171. ORGANIC SUBSTANCES ABSORPTION OF CORAL BACTERIAL COMMUNITY IN CAT BA - LONG CHAU ISLAND AREAS Thu Pham The1, Yvan Betteral2, Ha Bui Viet3, Ngai Nguyen Dang1 1Institute of Marine Environment and Resources-VAST 2IRD 3University of Science-VNU ABSTRACT: Coral provide habitat and nutrient source for bacteria, but bacteria also play an important role in nutrition, metabolism and health of coral. Therefore understand the relationships and roles between Biến động khả năng hấp thụ các chất hữu cơ 177 them will play an important role in the recovery, ensure coral productivity and the coral health. In which there is functional variation of the coral bacterial community or not should also be investigated. Therefore, to contribute to clarify these issues, the function of bacterial communities on corals has to be investigated, and ecological experiment of Biolog EcoPlate on the absorption and metabolism of 31 organic compounds belonging to 06 substrate groups (carbohydrates, amino-acids, phenols, carboxylic acids, polymers and amines) of bacterial community living on 09 coral species and the surrounding waters in Long Chau and Cat Ba Island (Hai Phong) has been carried out. Research results showed that, the bacterial community have capable absorption all 31 organic substances, the ability to reduce volatility from coral mucus to the environmental water around, from the environmental water around coral in Cat Ba to Long Chau and from coral mucus at Long Chau to Cat Ba except the group of amines, and the multivariate correlation between the absorption function of organic of bacterial community with the environmental factors. Keywords: Coral bacteria, organic absorption, Biolog EcoPlate