โครงการวิจัย
ผลของสารสกัด polysaccharide จากเหง้าข่าต่อประสิทธิภาพการกระตุ้นภูมิคุ้มกันและการต่อต้านการเจริญของ Aeromonas hydrophilaในทางเดินอาหารของปลานิล
Effect of extracted polysaccharides from the rhizomes of galanga, (Alpinia galangal) on immune responses and Aeromonas hydrophila colonized inhibitionin gut of Nile tilapia (Oreochromis niloticus)
รายละเอียดโครงการ
| ปีงบประมาณ | 2558 |
| หน่วยงานเจ้าของโครงการ | |
| ลักษณะโครงการ | โครงการต่อเนื่อง |
| ประเภทโครงการ | โครงการเดี่ยว |
| ประเภทงานวิจัย | |
| วันที่เริ่มโครงการวิจัย (พ.ศ.) | 1 มกราคม 2599 |
| วันที่สิ้นสุดโครงการวิจัย (พ.ศ.) | 1 มกราคม 2601 |
| วันที่ได้รับทุนวิจัย (พ.ศ.) | 1 มกราคม 2599 |
| ประเภททุนวิจัย | งบประมาณแผ่นดิน |
| สถานะโครงการ | สิ้นสุดโครงการ(ส่งผลผลิตเรียบร้อยแล้ว) |
| เลขที่สัญญา | |
| เป็นโครงการวิจัยที่ใช้ในการจบการศึกษา | ไม่ใช่ |
| เป็นโครงการวิจัยรับใช้สังคม | ไม่ใช่ |
| บทคัดย่อโครงการ | การวิจัยนี้เป็นการศึกษาสารสกัดพอลิแซ็กคาไรด์ (polysaccharide) จากเหง้าข่า (Alpinia galanga) ซึ่งเป็นพืชสมุนไพรไทย โดยศึกษาวิธีสกัด (การใช้อุณหภูมิสูง และการใช้อุณหภูมิสูงร่วมกับ sonication) และคุณสมบัติของสารสกัดที่ได้ โดยวิเคราะห์ปริมาณที่สกัดได้ คุณสมบัติทางเคมี คือ ปริมาณคาร์โบไฮเดรต, ปริมาณโปรตีน, % reducing sugar, antioxidant และหมู่ฟังก์ชั่นหลัก รวมถึงศึกษาคุณสมบัติของสารสกัดจากข่าในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียก่อโรค (Aeromonas hydrophila) ควบคู่กับการเป็นพรีไบโอติกในการกระตุ้นการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียโปรไบโอติก 3 ชนิด (Bacillus subtilis, B. megaterium และB. licheniformis) ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าสารสกัดที่ได้เป็น polysaccharide ที่สามารถกระตุ้นการเจริญเติบโตของเชื้อโปรไบโอติกทั้ง 3 ชนิดได้อย่างชัดเจน แต่ไม่มีผลยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อก่อโรค A. hydrophila นอกจากนี้ได้ศึกษาการเป็น immunomodulator ของสารสกัดข่าในแบบ in vitro โดยใช้เม็ดเลือดขาวที่แยกจากไตส่วนหน้าของปลานิลเป็นต้นแบบ ซึ่งพบว่า polysaccharide ที่สกัดได้ไม่สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันได้ และศึกษาผลของสารสกัดข่าต่อการกระตุ้นภูมิคุ้มกันแบบ in vivo โดยผสมสารสกัด polysaccharide (95-N-4 และ 60-SN-4) ในอาหารสำหรับเลี้ยงปลานิล เปรียบเทียบกับอาหารที่ผสม Inulin (positive control) และอาหารที่ไม่ผสมน้ำ (negative control) โดยเลี้ยงปลานิลด้วยอาหารสูตรต่าง ๆ แล้วติดตามการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกันในปลานิล 3 ยีน ได้แก่ TLR4, MyD88 และ lysozyme g ผลที่ได้ คือ สารสกัด polysaccharide จากข่าสามารถกระตุ้นยีนที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกันได้อย่างชัดเจนโดยในช่วง 12 h แรกระดับการแสดงออกของยีนภูมิคุ้มกันในปลานิลที่ได้รับ 60-SN-4 สูงกว่า Inulin อย่างมีนัยสำคัญ และจะมีระดับใกล้เคียงกับ Inulin เมื่อเวลาผ่านไป ในขณะที่ 95-N-4กระตุ้นการแสดงออกของยีนในระดับต่ำกว่า ซึ่งผลการแสดงออกของยีนภูมิคุ้มกันเหล่านี้สอดคล้องกับความต้านทานของปลานิลต่อเชื้อ A. hydrophila โดยอัตราการรอดตายของปลานิลที่ได้รับ 60-SN-4 สูงกว่า Inulin และ 95-N-4 ตามลำดับ นอกจากนี้ผู้วิจัยได้ศึกษาโครงสร้างของแบคทีเรียในลำไส้ปลานิล โดยศึกษากลุ่มแบคทีเรีย คือ Firmicutes, Actinobacteria, -proteobacteria, -proteobacteria, -proteobacteria และ Fibrobacteres–Chlorobi/Bacteroidetes (CFB group) พบว่าสัดส่วนของแบคทีเรียทุกกลุ่มที่ศึกษาในลำไส้ปลานิลที่ได้รับ polysaccharide ชนิด Inulin, 95-N-4 และ 60-SN-4 แทบจะไม่มีความแตกต่างกัน ในขณะที่ปลาที่กินอาหารธรรมดามีกลุ่ม Firmicutes และ Unknown group ต่ำกว่า และมีสัดส่วนของ -proteobacteria, -proteobacteria และ CFB group สูงกว่าปลานิลที่ได้รับ polysaccharide อย่างชัดเจน จากผลข้างต้นที่แสดงถึงการเป็นพรีไบโอติกของสารสกัด polysaccharide จากข่าที่กระตุ้นการเจริญเติบโตของโปรไบโอติก ผู้วิจัยได้ศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างเชื้อโปรไบโอติกและเชื้อก่อโรคสำคัญในปลานิลและสัตว์น้ำ (A. hydrophila, Streptococcus agalactiae และ Vibrio sp.) พบว่าเชื้อ B. licheniformis เจริญเติบโตได้ดีกว่าเชื้อก่อโรคทุกชนิดที่นำมาทดสอบ และเชื้อ B. subtilis เจริญเติบโตได้บ้างบนเชื้อก่อโรค Vibrio sp. เพียงชนิดเดียวเท่านั้น จากผลปฏิสัมพันธ์ที่ได้จะเป็นการอนุมานถึงรูปแบบการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียในลำไส้ของปลานิลได้ ซึ่งเมื่อปลานิลได้รับอาหารที่ผสมสารสกัด polysaccharide จากข่าร่วมกับเชื้อโปรไบโอติก จะเป็นการช่วยให้เชื้อโปรไบโอติกเจริญได้ดีและสามารถแย่งพื้นที่เจริญเติบโตได้ในลำไส้ของปลานิล ทำให้เชื้อก่อโรคต่าง ๆ เจริญเติบโตได้ช้าลง อีกทั้งยังเป็นการช่วยกระตุ้นภูมิคุ้มกันให้แก่ปลานิลด้วย การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของข่าซึ่งเป็นสมุนไพรท้องถิ่นในการพัฒนาเป็นสารพรีไบโอติกและสารกระตุ้นภูมิคุ้มกันสำหรับประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ในด้านการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำต่อไปได้ คำสำคัญ : ข่า, โครงสร้างประชากรแบคทีเรีย, โปรไบโอติก, พรีไบโอติก, พอลิแซ็กคาไรด์, ยีนที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกัน, immunomodulatory, Bacillus spp., Aeromonas hydrophila, Streptococcus agalactiae, Vibrio sp. Abstract This research was to investigate the polysaccharides extracted from rhizome of galangal (Alpinia galanga), a Thai traditional herb, by means of extraction method (boiling and boiling with sonication) and their characteristics. Yield and chemical characteristics including amount of carbohydrate and protein, % reducing sugar, antioxidant and their functional groups were analyzed. In addition, bioactivity against bacterial pathogen that causes important disease in Nile tilapia, Aeromonas hydrophila, and prebiotic activity enhancing the growth of prebiotic bacteria (Bacillus subtilis, B. megaterium and B. licheniformis) was also studied. We found that all extracts tested were polysaccharide which could clearly enhance the growth of probiotic bacteria but could not inhibit the growth of A. hydrophila. The immunomodulatory activity of these extracted polysaccharides was examined. The in vitro test was performed by using leukocytes isolated from head kidney of Nile tilapia as model; unfortunately that the extracts could not induce the immune system. The in vivo test was studied by feeding the tilapia fish with the diets supplemented with polysaccharide extracts (95-N-4 and 60-SN-4), inulin (as positive control) and no supplement (negative control). The expression of immune-related genes including TLR4, MyD88 and lysozyme g was analyzed. The results showed that the extracted polysaccharides could induce the immune genes. The gene expression levels of 60-SN-4 treated fish was considerably higher than those of inulin treatment especially at 12 h after treatment while decreased to similar level at later time points. The efficiency of 95-N-4 could lower detected. The defense against bacterial pathogen A. hydrophila was correspondingly observed; the survival rate was highest in fish treated with 60-SN-4 followed by inulin and 95-N-4, respectively. Furthermore, the bacterial community, including Firmicutes, Actinobacteria, -proteobacteria, -proteobacteria, -proteobacteria and Fibrobacteres–Chlorobi/Bacteroidetes (CFB group), in the Nile tilapia intestine was also determined. The proportion of each bacterial group tested was similar in the fish fed with the diets supplemented with polysaccharides, inulin, 95-N-4 and 60-SN-4. Firmicutes and Unknown group were obviously lower while -proteobacteria, -proteobacteria and CFB group were higher in negative control fish fed with non-suplemented diet. According to the above results showing the prebiotic property of the extracted polysaccharides enhancing the probiotic bacteria, the interaction between probiotic and pathogenic bacteria including A. hydrophila, Streptococcus agalactiae and Vibrio sp., which cause the important diseases in Nile tilapia and aquatic animals, was studied. B. licheniformis could grow on all tested pathogenic bacteria whereas B. subtilis could slightly grow on only Vibrio sp. Accordingly, the obtained results could probably infer the growth pattern of bacteria in Nile tilapia intestine. It could be assumed that the Nile tilapia fed with the diet supplemented with the polysaccharide extracted from galangal and probiotics, consequently probiotics grow faster, compete and overcome the pathogens in the intestine leading to slower growth of pathogens. Additionally, it could induce the immune responses of Nile tilapia. This research reveals the efficiency of development of the local herbal galangal towards prebiotic and immunomodulator that can be beneficial applied in aquaculture. Keywords : Alpinia galanga, Bacterial community, Probiotic, Prebiotic, Polysaccharide, Immune-related genes, immunomodulator, Bacillus sp., Aeromona shydrophila, Streptococcus agalactiae, Vibrio sp. |
| รายละเอียดการนำไปใช้งาน | |
| เอกสาร Final Paper(s) |
|
ทีมวิจัย
| ที่ | นักวิจัย | หน่วยงาน | ตำแหน่งในทีม | การมีส่วนร่วม (%) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ดร. กิตติชนม์ อุเทนะพันธุ์ | คณะเกษตรศาสตร์ ราชมงคลศรีวิชัย วิทยาเขตนครศรีธรรมราช | หัวหน้าโครงการ | 50 |