Chuyên ngành Vi sinh vật học

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1- TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1. Quá trình oxy hóa Fe(II) nhờ vi khuẩn 3

1.1.1. Lịch sử nghiên cứu vi khuẩn oxy hóa Fe(II) (FOM) 3

1.1.2. Vai trò của vi khuẩn trong chu trình oxy hóa - khử sắt 4

1.1.3. Vi khuẩn hiếu khí oxy hóa Fe(II) ở pH trung tính 5

1.1.4. Vi khuẩn quang hợp kỵ khí oxy hóa Fe(II) 6

1.1.5. Vi khuẩn kỵ khí oxy hóa Fe(II) 6

1.2. Khử nitrate nhờ vi khuẩn 7

1.3. Vi khuẩn oxy hóa Fe(II), khử nitrate 8

1.4. Cơ chế phân tử của quá trình oxy hóa Fe(II) và các gen liên quan 9

1.5. Ảnh hưởng của ô nhiễm nitrate và thừa sắt trong nguồn nước sinh hoạt 12

1.5.1. Ảnh hưởng của nitrate đến sức khỏe con người 12

1.5.2. Ảnh hưởng của thừa sắt đến sức khỏe con người 14

1.6. Ý nghĩa của việc nghiên cứu tính đa dạng di truyền và tiềm năng ứng dụng của các vi khuẩn oxy hóa Fe(II), khử nitrate 15

1.7. Các phương pháp sinh học phân tử hiện đại được sử dụng trong các nghiên cứu về tính đa dạng và cấu trúc di truyền của quần xã vi khuẩn 15

1.7.1. DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) 15

1.7.2. FISH (Fluorescence In Situ Hybridization) 16

1.7.3. ARDRA (Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis) 17

Chương 2 - NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1. Nguyên vật liệu 18

2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 18

2.1.2. Hóa chất 18

2.1.3. Thiết bị, dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu 19

2.2. Phương pháp nghiên cứu 19

2.2.1. Xác định số lượng vi khuẩn oxy hóa Fe(II), khử nitrate 21

2.2.2. Phân lập vi khuẩn kỵ khí oxy hóa Fe(II), khử nitrate 23

2.2.3. Tách DNA tổng số từ mẫu bùn và trầm tích và chủng đơn 23

2.2.4. Phân tích đa dạng di truyền các chủng đơn bằng phương pháp ARDRA 24

2.2.5. Phương pháp điện di biến tính DGGE 25

2.2.6. Giải trình tự gen 16S rDNA và dựng cây phân loại 27

2.2.7. Phương pháp FISH 27

2.2.8. Định lượng Fe(II), Mn(II) và nitrate 29

Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33

3.1. Xác định số lượng vi khuẩn oxy hóa Fe(II), khử nitrate tại các môi trường sinh thái khác nhau 33

3.2. Phân tích cấu trúc quần xã vi khuẩn bằng điện di biến tính (DGGE) 34

3.3. Đánh giá đa dạng di truyền vi khuẩn trong các môi trường nghiên cứu bằng phương pháp FISH 36

3.4. Mức độ oxy hóa Fe(II) và khử nitrate của vi khuẩn trong các mẫu nghiên cứu 37

3.5. Phân lập vi khuẩn oxy hoá Fe(II), khử nitrate từ các mẫu nghiên cứu 38

3.6. Đánh giá tính đa dạng di truyền của các chủng vi khuẩn oxy hóa Fe(II), khử nitrate bằng phương pháp ARDRA 40

3.7. Nghiên cứu đặc điểm sinh lý, phân loại và hoạt tính sinh học của các chủng vi khuẩn đại diện 43

KẾT LUẬN 49

HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

PHỤ LỤC 6