กรุณาใช้ตัวระบุนี้เพื่ออ้างอิงหรือเชื่อมต่อรายการนี้: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/11737
ชื่อเรื่อง: The Use of Purple Nonsulfur Photosynthetic Bacteria to Maintain Water Quality, Sources of Single Cell Protein and Bioactive Compounds for Shrimp Cultivation
ชื่อเรื่องอื่นๆ: การใช้แบคทีเรียสังเคราะห์แสงสีม่วงที่ไม่สะสมซัลเฟอร์เพื่อรักษาคุณภาพน้ำเป็นแหล่งโปรตีนเซลล์เดียว และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในการเลี้ยงกุ้ง
ผู้แต่ง/ผู้ร่วมงาน: Duangporn Kantachote
Supaporn Chumpol
Faculty of Science (Microbiology)
คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาจุลชีววิทยา
คำสำคัญ: Photosynthetic bacteria;Probiotics
วันที่เผยแพร่: 2017
สำนักพิมพ์: Prince of Songkla University
บทคัดย่อ: Purple nonsulfur bacteria (PNSB) as beneficial bacteria were isolated from various shrimp ponds in Southern Thailand for promising strains selection with the purpose to use them in shrimp cultivation. Among 185 isolated PNSB were screened based on probiotics properties in vitro; there were only 4 strains (SS15, S3W10, TKW17 and STW181) showed strong activities for producing digestive enzymes, vitamin B12 and antivibrio compounds. These selected PNSB were identified as Rhodobacter sphaeroides for strains SS15, S3W10 and TKW17 and Afifella marina for strain STW181. They were proved for their probiotic properties in vivo as a mixed culture (each at 1 × 108 cells mL ̄1) for 3 sets (T1: S3W10+SS15, T2: S3W10+TKW17 and T3: S3W10+STW181), by inoculating into rearing water of postlarval Litopenaeus vannamei every week (1-7) for 60 days; and then challenge white shrimp with acute hepatopancreatic necrosis disease (AHPND) causing V. parahaemolyticus SR2 at 4 x 104 cells mL1 by continuing cultivation for 10 days. All PNSB sets significantly enhanced the digestive enzyme activities and shrimp growth with their proliferation in shrimp gastrointestinal tract although the shrimp survival was not significantly different. However, the cumulative mortality of shrimp exposed to a virulent AHPND - V. parahaemolyticus SR2 was a remarkable decrease in all PNSB sets as 40% in control to 21, 24 and 32% in T1, T3 and T2 sets. The probiotic PNSB were also investigated for their ability to control water quality using a mixed culture at a ratio of 1: 1 with the same protocol as the previous experiment. Throughout 8 weeks of white shrimp cultivation, the effective sets that reduced NH4+ and also promoted shrimp growth were T1 and T3. Hence, PNSB strains (SS15, S3W10 and STW181) were used as a mixed culture for each at 1 × 108 cells mL1 by adding into rearing water for assessment their potential to prevent AHPND as all shrimp were challenged at day 15 with AHPND - V. para- haemolyticus SR2 (1 × 105 cells mL1) during shrimp cultivation for 30 days. Inoculated PNSB sets (positive control: only PNSB inoculation, and treatment: both PNSB and SR2 inoculations) produced a better water quality than that found in native control (no inoculation) and challenge test (only SR2 inoculation). This experiment confirmed their probiotic properties as they colonized in intestinal shrimp tract, and accompanying to control water quality for enhancement shrimp growth and increase 11% survival rate of challenged shrimp with AHPND strain SR2. Conditions for producing antivibrio compounds of probiotic PNSB (SS15, TKW17 and STW181) were investigated for obtaining optimal conditions and found that their optimum conditions were close to the conditions of shrimp cultivation. These antivibrio compounds mainly consisted of protein, lipid, and carbohydrate; and they were stable under wide variations of pH and temperature that was suitable for shrimp cultivation. The antivibrio compounds acted as bactericidal action as the evidence of damaged cells with many holes and also showed bacteriolytic activity. One of the purified antivibrio compounds from strain SS15 was characterized and found that it was a low molecular weight (<3000 Da) with weak cationic compound containing - NH2 group. In addition of using PNSB as probiotics they were also investigated for the potential to be used as single cell protein (SCP), and strains SS15 and STW181 were selected as SCP on the basis of protein, photopigments and essential amino acids contents. A mixture of both lyophilized cells (1:1) at 1, 3 and 5% (w/w) were mixed well with commercial shrimp feed to obtain modified shrimp feed recipes; Diet 1, Diet 2 and Diet 3, respectively for feeding white shrimp starting from postlarval until early juvenile for 60 days. Levels of NH4+, NO2, NO3 ̄ and COD in rearing water from Diet 2 and 3 sets were significantly higher than control set; however, Diet 1 set showed the lowest levels of these water parameters among modified Diet sets and closed to a control set. Based on shrimp growth performance, Diet 1 set was better than other modified diet sets including control set. The maximum shrimp survival as 85% was also observed in Diet 1 set although no significant difference with other sets as in the control set was 80%. Moreover, Shrimp in all modified shrimp diet sets showed increasing of immune responses (total hemocyte count, and activities of phenoloxidase and superoxide dismutase) and hepatopancreas histopathology of shrimp in a good condition as healthy shrimp. Overall this thesis proved that the four selected PNSB strains as beneficial microbes have the great potential to be used in white shrimp cultivation.
Abstract(Thai): การศึกษานี้ได้แยกแบคทีเรียสังเคราะห์แสงสีม่วงที่ไม่สะสมซัลเฟอร์ (Purple Nonsulfur Bacteria; PNSB) ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่มีประโยชน์ จากบ่อเลี้ยงกุ้งในหลายพื้นที่ภาคใต้ของประเทศ ไทยเพื่อนํามาคัดเลือกหาสายพันธุ์ที่เด่นเพื่อนําไปใช้ในการเพาะเลี้ยงกุ้งจาก PNSB จํานวน 185 สาย พันธุ์ที่แยกได้ เมื่อนํามาทดสอบคุณสมบัติความเป็นโปรไบโอติกส์ในหลอดทดลอง พบว่ามีเพียง 4 สายพันธุ์ ได้แก่ SS15/ S3W10/ TKW17 และ STW181 ที่มีความสามารถสูงในการผลิตเอนไซม์ ย่อยอาหาร การผลิตวิตามินบี 12 และการสร้างสารยับยั้งเชื้อก่อโรคในกลุ่มวิบริโอ ผลการระบุสาย พันธุ์ของเชื้อที่คัดเลือกได้พบว่าสายพันธุ์ SS15) S3W10 และ TKW17 คือ Rhodobacter sphaeroides ส่วนสายพันธุ์ STW181 คือ Afifella marina ได้นําเชื้อดังกล่าวมาตรวจสอบความเป็น โปรไบโอติกส์ในกุ้งขาว (Litopenaeus vannamei) ระยะวัยอ่อน โดยใช้ในรูปเชื้อผสม (แต่ละสาย พันธุ์ใช้ 1 × 10 เซลล์ต่อมิลลิลิตร) 3 ชุดการทดลองคือ T1 (S3W10+SS15) T2 (S3W10+TKW17) และ T3 (S3W10+STW181) โดยเติมลงไปในน้ําเลี้ยงกุ้งขาว ทุกสัปดาห์ (1-7) และเพาะเลี้ยงเป็น เวลา 60 วัน จากนั้นทดสอบความต้านทานของกุ้งต่อโรคตับวายเฉียบพลัน (AHPND) โดยการเติม Vibrio parahaemolyticus SR2 ที่ความเข้มข้น 4 x 10 เซลล์ต่อมิลลิลิตร และเลี้ยงต่อเป็นเวลา 10 วัน พบว่าทั้ง 3 ชุดการทดลองที่เติม PNSB กุ้งมีกิจกรรมเอนไซม์ย่อยอาหารสูงขึ้นและเจริญเติบโต เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญทางสถิติ โดย PNSB สามารถเพิ่มจํานวนในทางเดินอาหารของกุ้งได้ แม้ว่า การอยู่รอดของกุ้งไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสําคัญทางสถิติ อย่างไรก็ตามการตายของกุ้งที่ได้รับสาย พันธุ์รุนแรง AHPND (V. parahaemolyticus SR2) ลดลงมากในทุกชุดการทดลองที่เติม PNSB โดย พบว่ากุ้งตาย 40% ในชุดควบคุม ขณะที่ในชุดการทดลอง T1 T3 และ T2 ตาย 21% 24% และ 32% ตามลําดับ นอกจากนี้ยังศึกษาความสามารถในการควบคุมคุณภาพน้ําโดยใช้โปรไบโอติกส์ PNSB ในรูปแบบผสมอัตราส่วน 1:1 เช่นเดียวกับการทดลองก่อนหน้านี้ พบว่าตลอด 8 สัปดาห์ของการ เพาะเลี้ยงกุ้งขาว ชุดการทดลอง T1 และ T3 มีประสิทธิภาพในการลดปริมาณ NH, และส่งเสริม การเจริญเติบโตของกุ้งได้ดีที่สุด ดังนั้นจึงเลือกใช้แบคทีเรีย 3 สายพันธุ์ ได้แก่ SS15/ S3W10 และ STW181 (แต่ละสายพันธุ์ใช้ 1 x 10 เซลล์ต่อมิลลิลิตร) โดยเติมลงไปในน้ําเลี้ยงกุ้ง เพื่อทดสอบ ศักยภาพในการป้องกันการเกิดโรค AHPND ด้วยการเติม V. parahaemolyticus SR2 (1 × 10 เซลล์ ต่อมิลลิลิตร) ในวันที่ 15 ของการเลี้ยง ซึ่งเลี้ยงกุ้งเป็นระยะเวลา 30 วัน พบว่าชุดที่เติม PNSB อย่าง เดียว (ชุดควบคุมทางบวก) และชุดทดสอบที่เติมทั้ง PNSB และเชื้อก่อโรคสายพันธุ์ SR2 มีคุณภาพ น้ําในการเพาะเลี้ยงกุ้งดีกว่าชุดควบคุมที่ไม่เติมเชื้อ (native control) และชุดที่เติมเฉพาะเชื้อก่อโรค SR2 (challenge test) ซึ่งการทดลองนี้ยืนยันความเป็นโปรไบโอติกส์ของ PNSB ที่สามารถ ครอบครองพื้นที่ภายในลําไส้ของกุ้ง และควบคู่กับการควบคุมคุณภาพน้ําส่งผลให้กุ้งมีการ เจริญเติบโตดีขึ้น และการอยู่รอดของกุ้งเพิ่มขึ้น 11% ในชุดการทดลองที่ทําให้กุ้งรับเชื้อก่อโรค AHPND สายพันธุ์ SR2 สําหรับผลการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมต่อการผลิตสารยับยั้งเชื้อวิบริโอของ โปรไบโอติกส์ PNSB (SS15/ TKW17 และ STW181) พบว่าสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตสาร ยับยั้งวิบริโอใกล้เคียงกับสภาวะที่ใช้ในการเลี้ยงกุ้ง สารยับยั้งวิบริโอที่ผลิตจาก PNSB มี ส่วนประกอบหลักเป็นโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรตที่มีความเสถียรในช่วงค่าที่กว้างของ pH และอุณหภูมิซึ่งเหมาะกับการนําไปใช้ในการเพาะเลี้ยงกุ้ง สารยับยั้ง วิบริโอมีฤทธิ์แบบการฆ่า แบคทีเรียจากหลักฐานที่พบว่าเกิดรูจํานวนมากบนเซลล์ของเชื้อก่อโรค และยังพบว่ามีกิจกรรมที่ทํา ให้เซลล์ของเชื้อก่อโรคแตกสลาย การนําสารยับยั้งวิบริโอที่ผ่านการทําให้บริสุทธิ์ของสายพันธุ์ SS15 มาศึกษาลักษณะพบว่าเป็นสารที่มีขนาดโมเลกุลเล็กกว่า 3,000 ดัลตัน โดยมีประจุบวกชนิด weak cation ที่มีหมู่เอมีนเป็นองค์ประกอบ นอกจากการใช้ PNSB เป็นโปรไบโอติกส์ยังศึกษา ศักยภาพของ PNSB เพื่อเป็นโปรตีนเซลล์เดียว (single cell protein; SCP) โดยสายพันธุ์ SS15 และ STW181 ถูกคัดเลือกมา ซึ่งพิจารณาจากปริมาณโปรตีน รงควัตถุที่ใช้ในการสังเคราะห์แสง และ กรดอะมิโนที่จําเป็นต่อการเจริญเติบโตของกุ้ง นํา PNSB ทั้ง 2 สายพันธุ์ในรูปไลโอฟิไลซ์ผสมใน อัตราส่วน 1: 1 และเติมลงในอาหารกุ้งทางการค้าคิดเป็น 1% 3% และ 5% ของน้ําหนักอาหารกุ้ง ได้ อาหารดัดแปลง 3 สูตร ได้แก่ อาหารสูตรที่ 1 สูตรที่ 2 และสูตรที่ 3 ตามลําดับ เพื่อใช้ในการเลี้ยงกุ้ง ตั้งแต่ระยะวัยอ่อนจนถึงกุ้งวัยรุ่นช่วงต้นซึ่งเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 60 วัน พบว่าปริมาณของ NH NO, NO, และ COD ในน้ําเลี้ยงกุ้งที่ให้อาหารสูตรที่ 2 และ 3 มีค่าสูงกว่าชุดควบคุมอย่างมีนัยสําคัญทาง สถิติขณะที่น้ําเลี้ยงกุ้งจากบ่อที่ให้อาหารสูตรที่ 1 มีค่าพารามิเตอร์ดังกล่าวต่ําที่สุดเมื่อเทียบกับชุดที่ ให้อาหารสูตรดัดแปลงด้วยกัน และมีค่าใกล้เคียงกับชุดควบคุม พบว่าการเจริญเติบโตของกุ้งที่ให้ อาหารสูตรที่ 1 มีการเจริญเติบโตดีมากกว่ากุ้งที่ให้อาหารสูตรที่ 2 3 และกุ้งในชุดควบคุม การอยู่ รอดของกุ้งสูงสุดพบในชุดการทดลองอาหารสูตรที่ 1 เท่ากับ 85% ซึ่งค่าที่ได้ไม่แตกต่างอย่างมี นัยสําคัญทางสถิติเมื่อเทียบกับชุดการทดลองอื่น ซึ่งกุ้งในชุดควบคุมมีการอยู่รอด เท่ากับ 80% อีก ทั้งยังพบว่ากุ้งในทุกชุดการทดลองที่ให้อาหารสูตรดัดแปลงมีการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน สูงขึ้น (ปริมาณเม็ดเลือดรวม และกิจกรรมของเอนไซม์ฟีนอลออกซิเดส รวมทั้งเอนไซม์ซูเปอร์ ออกไซด์ ดิสมิวเทส) รวมทั้งผลของเนื้อเยื่อตับและตับอ่อนของกุ้ง (hepatopancreas) ในทุกชุดที่ให้ อาหารสูตรดัดแปลงมีลักษณะปกติ ซึ่งบ่งชี้ว่ากุ้งมีสุขภาพดี โดยสรุปผลงานวิจัยครั้งนี้แสดงให้เห็น ว่า PNSB ทั้ง 4 สายพันธุ์ที่คัดเลือกได้จัดเป็นแบคทีเรียที่มีประโยชน์ที่มีศักยภาพสูงสําหรับใช้ใน การเพาะเลี้ยงกุ้งขาว
รายละเอียด: Thesis (Ph.D., Microbiology)--Prince of Songkla University, 2017
URI: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/11737
ปรากฏในกลุ่มข้อมูล:326 Thesis

แฟ้มในรายการข้อมูลนี้:
แฟ้ม รายละเอียด ขนาดรูปแบบ 
420149.pdf3.43 MBAdobe PDFดู/เปิด


รายการทั้งหมดในระบบคิดีได้รับการคุ้มครองลิขสิทธิ์ มีการสงวนสิทธิ์เว้นแต่ที่ระบุไว้เป็นอื่น