Please use this identifier to cite or link to this item: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19102
Title: Selection of potential antimicrobial producing fungi isolated from marine organisms
Other Titles: การคัดเลือกเชื้อราที่มีศักยภาพในการสร้างสารต้านจุลินทรีย์จากสิ่งมีชีวิตในทะเล
Authors: Souwalak Phongpaichit
Suraiya Manmana
Faculty of Science (Microbiology)
คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาจุลชีววิทยา
Keywords: Aquatic fungi;Drug resistance in microorganisms
Issue Date: 2019
Publisher: Prince of Songkla University
Abstract: Infections caused by drug resistant microorganisms are increasing worldwide. There is a need to find new sources of antibiotics to combat this problem. The aim of this study was to select marine-derived fungi isolated from marine organisms that produce antimicrobial metabolites. Five hundred and forty-seven fungi were isolated from 17 marine organisms and 123 isolates were selected based on their different colony morphologies for chemical extraction. Three extracts were obtained from each isolate including broth ethyl acetate (BE), cell ethyl acetate (CE) and cell hexane (CH) extracts. All extracts were preliminarily screened for their antimicrobial activity using colorimetric broth microdilution methods at 200 μg/ml against nine human pathogens. The results demonstrated that 219 extracts (59.35%) from 109 isolates (88.62%) showed inhibitory activity against at least one test strain. Most of active extracts were effective against Cryptococcus neoformans ATCC 90112 (CN) (35.77%) followed by Staphylococcus aureus ATCC 25923 (SA) (35.50%), methicillin-resistant S. aureus (MRSA) SK-1 (27.10%), Microsporum gypseum SH- MU4 (MG) (18.42%), Candida albicans ATCC90028 (CA) (10.02%), Talaromyces marneffei PSU-SKH1 (TM) (3.25%), Acinetobacter baumannii NPRC AB005 (AB005) (2.71%), Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 (PA) (1.89%) and Escherichia coli ATCC25922 (EC) (1.08%), respectively. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) or minimum fungicidal concentration (MFC) values were varied in the range of 2-200 and 16->200 μg/ml., respectively. Thirty-six fungi presenting moderate to strong antimicrobial activity were identified based on morphological and/or molecular methods into two phyla, Ascomycota (35 isolates) and Basidiomycota (1 isolate). The active ascomycetous genera were Trichoderma (10 isolates), Aspergillus (8 isolates), Penicillium (8 isolates), Letendraea (2 isolates), Cladosporium (1 isolate), Fusarium (1 isolate), Pestalotiopsis (1 isolate), Phaeosphaeriopsis (1 isolate) and Trichothecium (1 isolate). Only one isolate, Schizophyllum commune AMF238 belonged to the phylum Basidiomycota and two isolates (AMF177 and AMF235) were unidentified. Broth ethyl acetate extracts from Aspergillus clavatonanicus AMF277 (AMF277BE) showed the broadest inhibitory activity against SA, MRSA, EC, PA, AB005, CN and TM with MIC values of 32, 64, 64, 32, 200, 200 and 200 ug/ml, respectively. AMF231CH from Aspergillus unguis AMF231 showed the strongest inhibitory activity against SA (MIC 4 μg/ml) and MG (MIC 16 μg/ml). AMF198CH from Phaeosphaeriopsis musae AMF198 was most active against MRSA (MIC 16 μg/ml). The mycelium and broth extracts of Trichothecium sp. AMF192 (AMF192CH and AMF192BE) displayed the most potential antifungal activity against CA and CN with MIC 8 μg/ml and 2 μg/ml, respectively. Electron microscopic observation of the treated cells with these active extracts showed morphological changes with deformation, collapsed, shrinkage and broken cell with holes. Furthermore, AMF222CE and AMF409BE from of Trichoderma spp. AMF222 and AMF409 presenting weak anti-AB (MIC 200 μg/ml) exhibited the synergistic effects with colistin against AB005. The checkerboard results showed fractional inhibitory concentration index (FICI) ranging from 0.25-0.5 and the time-kill assay revealed bactericidal activity (>3log10 CFU/ml reduction) of these two extracts in combination with colistin after 2 h of incubation. In addition, the extracts were preliminarily determined for their ability to inhibit quorum sensing (QS) using violacein inhibition assay with Chromobacterium violaceum DMST21761 by a disk diffusion methods. Only four extracts (AMF177BE, AMF199BE, AMF231BE and AMF408BE) exhibited anti-QS activity. The results from this study can indicate that the marine- derived fungi are a potential source of antimicrobial active metabolites.
Abstract(Thai): การติดเชื้อจุลินทรีย์ดื้อยาปฏิชีวนะเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงจําเป็นที่ต้องหาแหล่งของยา ปฏิชีวนะใหม่เพื่อแก้ปัญหานี้ วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อคัดเลือกเชื้อราจากสิ่งมีชีวิตในทะเลที่ สร้างสารต้านจุลินทรีย์ แยกเชื้อราได้จํานวน 547 ไอโซเลทจากสิ่งมีชีวิตในทะเลจํานวน 17 ตัวอย่าง และคัดเลือกเชื้อราที่มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันจํานวน 123 ไอโซเลทเพื่อนําไปสกัด ด้วยตัวทําละลายอินทรีย์ โดยเชื้อราแต่ละไอโซเลท ได้สารสกัด 3 ส่วนคือ สารสกัดส่วนน้ําเลี้ยงเชื้อ ที่สกัดด้วยเอธิลอะซีเตท (BE) สารสกัดจากเส้นใยที่สกัดด้วยเอธิลอะซีเตท (CE) และ สารสกัดจาก เส้นใยที่สกัดด้วยเฮกเซน (CH) นําสารสกัดทั้งหมดมาทดสอบฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์เบื้องต้นต่อ จุลินทรีย์ก่อโรค 9 สายพันธุ์ ด้วยวิธี colorimetric broth microdilution ที่ความเข้มข้น 200 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร พบว่ามีสารสกัด 219 สาร (59.35%) จากเชื้อรา 109 ไอโซเลท (88.62%) ที่ สามารถด้านจุลินทรีย์ก่อโรคได้อย่างน้อย 1 ชนิด โดยมีฤทธิ์ต้านเชื้อ Cryptococcus neoformans ATCC 90112 (CN) มากที่สุด (35.77%) รองลงมาคือ Staphylococcus aureus ATCC 25923 (SA) (35.50%) methicillin-resistant S. aureus (MRSA) SK-1 (27.10%) Microsporum gypseum SH- MU4 (MG) (18.42%) Candida albicans ATCC90028 (CA) (10.02%) Talaromyces marneffei PSU-SKH1 (TM) (3.25%) Acinetobacter baumannii NPRC AB005 (AB005) (2.71%) Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 (PA) (1.89%) และ Escherichia coli ATCC25922 (EC) (1.08%) ตามลําดับ โดยมีค่าความเข้มข้นต่ําสุดที่ยับยั้งเชื้อ (minimum inhibitory concentration: MIC) และค่าความเข้มข้นต่ําสุดที่ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย (minimum bactericidal concentration: MBC) หรือค่าความเข้มข้นต่ําสุดที่ฆ่าเชื้อรา (minimum fungicidal concentration: MFC) อยู่ในช่วง 2-200 16->200 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลําดับ ทําการจัดจําแนกเชื้อราที่มีฤทธิ์ในการต้านเชื้อจุลินทรีย์ดี จํานวน 36 ไอโซเลท โดยใช้ลักษณะทางสัณฐานวิทยาและ/หรือ วิธีทางชีวโมเลกุล พบว่าเชื้อรา จัดอยู่ใน 2 ไฟลัมคือ Ascomycota (35 ไอโซเลท) และ Basidiomycota (1 ไอโซเลท) รา Ascomycota ที่มีฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์ ประกอบด้วยจีนัส Trichoderma (10 isolates) Aspergillus (8 isolates) Penicillium (8 isolates) Letendraea (2 isolates) Cladosporium (1 isolate) Fusarium (1 isolate) Pestalotiopsis (1 isolate) Phaeosphaeriopsis (1 isolate) และ Trichothecium (1 isolate) มีเชื้อราเพียงหนึ่งไอโซเลทคือ Schizophyllum commune AMF238 ที่อยู่ในไฟลัม Basidiomycota และมีเชื้อราจํานวน 2 ไอโซเลท ที่ไม่สามารถระบุสายพันธุ์ได้ สารสกัด AMF277BE ที่ได้จากเชื้อ Aspergillus clavatonanicus AMF277 มีฤทธิ์กว้างในการยับยั้งเชื้อ SA, MRSA, EC, PA, AB005, CN และ TM โดยมีค่า MIC เท่ากับ 32, 64, 64, 32, 200, 200 และ 200 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลําดับ สารสกัด AMF231CH จาก Aspergillus unguis AMF231 มีฤทธิ์ดีที่สุดในการยับยั้งเชื้อ SA (MIC 4 ug/ml) และ MG (MIC 16 ug/ml) สารสกัด AMF198CH จากเชื้อ Phaeosphaeriopsis musae AMF198 แสดงฤทธิ์ในการยับยั้งเชื้อ MRSA ดีที่สุด (MIC 16 ug/ml) สารสกัด AMF192CH และ AMF192BE จากเชื้อรา Trichothecium sp. AMF192 แสดงฤทธิ์ต้านเชื้อราดีที่สุด โดยต้านเชื้อ CA และ CN มีค่า MIC เท่ากับ 8 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร และ 2 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลําดับ การศึกษาผลของสารสกัดที่มีฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์ที่ดีที่สุดต่อเซลล์ของจุลินทรีย์ก่อโรค โดยกล้อง จุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องกราด พบว่าสารสกัดมีผลทําให้เซลล์ของเชื้อเปลี่ยนแปลงไป เซลล์ ผิดรูป เซลล์หด เซลล์เหี่ยว และเซลล์แตกเป็นรู ยิ่งไปกว่านั้นสารสกัด AMF222CE และ AMF409BE จากเชื้อ Trichoderma spp. AMF222 และ AMF409 แสดงประสิทธิภาพต่ําในการ ยับยั้งเชื้อ AB005 (MIC 200 ug/ml) สามารถเสริมฤทธิ์ของยา colistin ต่อเชื้อ AB005 เมื่อทดสอบ ด้วยวิธี checkerboard แสดงค่า Fractional Inhibition Concentration index (FICI) อยู่ในช่วง 0.25- 0.5 และวิธี time-kill แสดงฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อ โดยสามารถลดจํานวนเชื้อตั้งต้นลงได้มากกว่า 3 logo CFU/ml ในชั่วโมงที่ 2 หลังจากบ่ม นอกจากนี้ยังได้นําสารสกัดจากเชื้อรามาทดสอบฤทธิ์ด้าน ควอรัมเซนซิ่ง (Quorum sensing QS) เบื้องต้น โดยทดสอบการยับยั้งการสร้างสารสี violacein ของ เชื้อ Chromobacterium violaceum DMST21761 ด้วยวิธี disk diffusion พบว่ามีสารสกัดจํานวนเพียง 4 สาร (AMF177BE, AMF199BE, AMF231BE, AMF480BE) แสดงฤทธิ์ด้าน QS ผลการศึกษา ดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าเชื้อราจากสิ่งมีชีวิตในทะเลเป็นแหล่งของสารต้านจุลินทรีย์ที่สําคัญ
Description: Thesis (M.Sc., Microbiology)--Prince of Songkla University, 2019
URI: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19102
Appears in Collections:326 Thesis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
435113.pdf4.14 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons