Please use this identifier to cite or link to this item:
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/12552
Title: | Diet Analysis of Wrinkle-Lipped Free-Tailed Bat (Chaerephon plicatus Buchannan, 1800) Using Direct-PCR DGGE Technique / Kantima Thongjued |
Other Titles: | การวิเคราะห์อาหารของค้างคาวปากย่น (Chaerephon plicatus Buchannan, 1800) โดยใช้วิธี direct PCR-DGGE |
Authors: | Wilaiwan Chotigeat Kantima Thongjued |
Keywords: | Bats Food |
Issue Date: | 2019 |
Publisher: | Prince of Songkla University |
Abstract: | Globally insectivorous bats have been reported as a biological pest control agent. Chaerephon plicatus may play an important role for rice pest suppression. Diet analysis is used to reveal this ecosystem service. However, fecal examination using microscopic method have never provided reliable species prey list due to the possibility of thorough mastication for some insects. In this study, first, we developed and validated a direct PCR protocol for fast and effective universal insect species identification. Second, we tested applicability of the well-optimized protocol in various sample types regularly encountered in ecological studies. Third, we employed direct PCR protocol together with Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) (called direct PCR-DGGE technique) to identify insect preys in bat guano samples, and fourth, the ecosystem service of C. plicatus in regulating insect pest and also its foraging behavior in the surrounding agricultural landscapes was assessed. The developed direct PCR protocol that incorporates a 2-min sample preparation in PBS-buffer step achieved 100% success rates for amplification in six insect orders: Mantodea, Phasmatodea, Neuroptera, Odonata, Blattodea, and Orthoptera. High and moderate success rates were obtained for five other groups: Lepidoptera (97.3%), Coleoptera (93.8%), Diptera (90.5%), Hemiptera (81.8%), and Hymenoptera (75.0%). High-quality sequencing data were obtained from these amplifiable products, allowing confidence in species identification. The method was sensitive down to 1⁄4 of a 1-mm2 fragment of leg or body and its success rates with oven-dried, ethanol-preserved, food, bat guano, and museum specimens were 100%, 98.6%, 90.0%, 86.3%, and 30.0%, respectively. Two hundreds and seven of 240 bat guano pellets collected monthly from bat caves surrounded by rice fields were successfully amplified and provided 325 bands on DGGE gel. Sequencing confirmed that these bands comprised 42 identified OTU of insects and could be assigned to 7 orders, 25 families, 24 genera, and 26 species. The results showed that C. plicatus diet was shaped by agricultural landscape, and also relied on availability of insect preys in their foraging range. Potential rice pest species, e.g. brown planthoppers (Nilaparvata lugens), and medical important insects, e.g. mosquitoes (Culex sp.) were consumed by C. plicatus, indicating its function as pest suppressing agent. This is the first time direct PCR-DGGE has been successfully used to analyze bat diet from guano samples. Diet of the bat was revealed genetically down to species level resulting in a more complete picture of ecosystem service, which allows further understanding of predator-prey interaction. These findings also provide basic data which could further benefit conservation and sustainable management of bat caves adjacent to the farmland to protect their habitat and prevent population decline, which may help to improve productivity, profitability of the agriculture industry, and consequently promote human well-being. |
Abstract(Thai): | การศึกษาที่ผ่านมาพบว่า ค้างคาวกินแมลงหลายชนิดทั่วโลกสามารถช่วยควบคุม แมลงศัตรูพืชได้ในประเทศไทยค้างคาวปากย่น (Chaerephon plicatus) ช่วยควบคุมแมลงศัตรูพืช ในนาข้าว การศึกษาอาหารของค้างคาวจะทําให้เข้าใจนิเวศบริการของค้างคาวเหล่านี้ได้ งานวิจัยที่ ผ่านมาศึกษาอาหารที่คงเหลือจากการย่อยในมูลค้างคาวโดยอาศัยกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งไม่สามารถ ระบุรายละเอียดถึงระดับชนิดพันธุ์ของแมลงที่ค้างคาวกินเป็นอาหารได้ ในการศึกษาครั้งนี้ผู้วิจัยมี ความมุ่งหวังในการพัฒนาวิธีการ รวมถึงทวนสอบวิธีการตรวจระบุชนิดแมลงโดยอาศัยวิธีการเพิ่ม ปริมาณดีเอ็นเอด้วยเทคนิคลูกโซ่โพลีเมอเรสโดยตรง (direct PCR) ที่จะสามารถนําไปใช้ในการระบุ ชนิดแมลงครอบคลุมแมลงหลากหลายกลุ่ม อีกทั้งสามารถนําไปประยุกต์ใช้ในตัวอย่างแมลงที่ถูก เก็บรักษาสภาพด้วยวิธีการต่างๆได้ นอกจากนี้วิธีการที่พัฒนาขึ้นถูกนําไปใช้ร่วมกับเทคนิคอิเล็ก โทรโฟรีซิส เรียกว่า เทคนิค direct PCR-DGGE เพื่อคัดแยกและระบุชนิดแมลง จากดีเอ็นเอผสมที่ เพิ่มปริมาณได้จากกองมูลค้างคาว ซึ่งช่วยให้สามารถประเมินนิเวศบริการของค้างคาวปากย่นที่มีต่อ พื้นที่การเกษตรที่ล้อมรอบถ้ําอาศัยของค้างคาวได้ ผลการศึกษาพบว่าวิธีการเตรียมตัวอย่างแบบใช้ สารละลาย PBS สามารถให้อัตราความสําเร็จในการเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอได้ถึง 100 เปอร์เซ็นต์ ใน 6 อันดับของแมลง ได้แก่ อันดับ Mantodea, Phasmatodea, Neuroptera, Odonata, Blattodea และ Orthoptera อัตราความสําเร็จปานกลางถึงระดับสูงพบใน 5 อันดับของแมลง ได้แก่ Lepidoptera (97.3%), Coleoptera (93.8%), Diptera (90.5%), Hemiptera (81.8%) และ Hymenoptera (75.0%) อีกทั้งลําดับเบสจากผลิตภัณฑ์พีซีอาร์ ที่ได้จากวิธีการข้างต้นนี้ มีคุณภาพดี ทําให้สามารถระบุชนิด พันธุ์แมลงได้อย่างน่าเชื่อถือ วิธีการที่พัฒนาขึ้นนี้มีความไววิเคราะห์สูง สามารถใช้วิเคราะห์ตัวอย่าง ขา หรือ ลําตัวแมลงที่มีขนาดเล็กเพียงเศษหนึ่งส่วนสี่ของชิ้นเนื้อเยื่อขนาดหนึ่งตารางมิลลิเมตรได้ และยังสามารถนําไปใช้ในการตรวจระบุชนิดจากตัวอย่างแมลงอบแห้ง, แมลงที่ดองในสารละลาย เอธิลแอลกอฮอล์, แมลงที่ถูกปรุงเป็นอาหาร, ซากแมลงในกองมูลค้างคาว และตัวอย่างแมลงที่เก็บ รักษาในพิพิธภัณฑ์เป็นเวลานานได้ ด้วยอัตราความสําเร็จ 100, 98.6, 90.0, 84.0 และ 30.0 เปอร์เซ็นต์ ตามลําดับ ในกองมูลค้างคาวจํานวน 207 จากทั้งหมด 240 กองมูลที่รวบรวมเป็นประจํา ทุกเดือนเป็นเวลา 1 ปี จากถ้ําที่ล้อมรอบด้วยพื้นที่นาข้าวและพื้นที่การเกษตร ถูกนํามาเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอด้วยวิธีการที่พัฒนาขึ้น พบว่ามีอัตราความสําเร็จมากถึง 86.3 เปอร์เซ็นต์ เมื่อนําผลิตภัณฑ์ พีซีอาร์ที่ได้นี้มาวิเคราะห์ด้วยอิเล็กโทรโฟรีซิสแบบ DGGE พบว่าดีเอ็นเอผสมสามารถแยกออกได้ เป็น 325 แถบดีเอ็นเอ ผลการหาลําดับเบสจากแถบดีเอ็นเอเหล่านี้พบว่าประกอบด้วย 42 รูปแบบ ของลําดับเบสที่สามารถระบุชนิดได้ด้วยเกณฑ์ที่กําหนดไว้ ผลการตรวจระบุชนิดพบว่าอาหารของ ค้างคาวประกอบด้วยแมลงอย่างน้อย 7 อันดับ, 25 วงศ์, 24 สกุล และ 26 ชนิดพันธุ์ ในจํานวนนี้ แมลงส่วนหนึ่งเป็นแมลงที่อาศัย และใช้พื้นที่การเกษตรเป็นแหล่งอาหาร แสดงให้เห็นว่าอาหารของ ค้างคาวปากย่นฝูงนี้อาจจะถูกกําหนดโดยลักษณะพื้นที่การเกษตรที่ล้อมรอบถ้ํา ซึ่งเป็นปัจจัยที่มีผล โดยตรงต่อการปรากฏชนิดพันธุ์ของแมลงที่กระจายในบริเวณดังกล่าว จากชนิดพันธุ์แมลงที่ตรวจ พบในครั้งนี้พบว่ามีแมลงศัตรูพืชที่สําคัญคือ เพลี้ยกระโดดสีน้ําตาล (Nilaparvata lugens) ประกอบ อยู่ด้วย อีกทั้งยังพบยุงชนิดที่มีความสําคัญทางการแพทย์ (Culex sp.) แสดงให้เห็นว่าค้างคาวปาก ย่นสามารถทําหน้าที่ช่วยในการควบคุมแมลงศัตรูพืชและแมลงนําโรคเหล่านี้ได้ การศึกษาครั้งนี้เป็น การค้นพบชนิดพันธุ์ของแมลงที่เป็นอาหารของค้างคาวปากย่นโดยอาศัยเทคนิคทางอณูพันธุศาสตร์ ได้เป็นครั้งแรก ซึ่งขยายให้เห็นภาพรวมของอาหาร รวมถึงพฤติกรรมการหาอาหารของค้างคาว ชนิดนี้ได้ดีกว่าที่ผ่านมา ข้อมูลที่ได้ยังเป็นพื้นฐานที่จะนําไปใช้ในการร่างแผนงานอนุรักษ์ และการ จัดการถ้ําค้างคาวอย่างมีประสิทธิภาพและยั่งยืน เพื่อที่การคงอยู่ของค้างคาวชนิดนี้จะได้เอื้อ ประโยชน์ต่อภาคการเกษตรในแง่ของการช่วยกําจัดแมลงศัตรูพืชให้กับพื้นที่เพาะปลูกที่ล้อมรอบถ้ําต่อไป |
Description: | Thesis (M.Sc., Molecular Biology and Bioinformatics)--Prince of Songkla University, 2019 |
URI: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/12552 |
Appears in Collections: | 348 Thesis |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
435350.pdf | 10.21 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in PSU Knowledge Bank are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.