Effects of a Bacillus subtilis AQHB001 on growth, immune responses, water quality and antimicrobrial activity in pacific whiteleg shrimp (Litopenaeus vannamei, Boone, 1931)
Abstract:
ในปัจจุบันโรคร้ายแรงที่สร้างความเสียหายให้แก่อุตสาหกรรมการเลี้ยงกุ้งขาวแวนนาไมย์ที่ชื่อว่า Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease (AHPND) ซึ่งมีสาเหตุมาจากเชื้อแบคทีเรียในสกุล Vibrio หลายชนิด กำลังเป็นอุปสรรคสำคัญอย่างมากต่อการทั้งต่ออุตสาหกรรมการเลี้ยงกุ้งของโลกและของไทย เพื่อเป็นการแก้ไขปัญหาดังกล่าวการศึกษาในครั้งนี้ประสบความสำเร็จในการประยุกต์ใช้แบคทีเรียโปรไบโอติกส์ที่แยกได้จากฟาร์มเลี้ยงกุ้งในพื้นที่การเลี้ยงแถบชายฝั่งทะเล ซึ่งได้ผ่านการคัดกรองประสิทธิภาพในการยับยั้งแบคทีเรีย Vibrio spp. ที่ก่อโรคในกุ้งหลายชนิด โดยเฉพาะแบคทีเรีย Vibrio parahaemolyticus สายพันธุ์ที่ก่อโรค AHPND (VPAHPND) โดยพบว่าแบคทีเรียที่มีความสามารถและประสิทธิภาพสูงที่สุดในการควบคุมเชื้อก่อโรคดังกล่าวนี้คือแบคทีเรีย Bacillus subtilis สายพันธุ์ AQHBS001 โดยเฉพาะแบคทีเรีย V. parahaemolyticus หลายสายพันธุ์ และได้ถูกนำไปศึกษาการประยุกต์ใช้ในการเลี้ยงกุ้งขาวแวนนาไมย์ในห้องปฏิบัติการในรูปเซลล์มีชีวิตทั้งแบบผสมลงในน้ำและแบบผสมอาหารให้กุ้งกิน ซึ่งพบว่าการให้แบคทีเรียสายพันธุ์ AQHBS001 โดยการผสมลงในน้ำที่ใช้เลี้ยงกุ้งที่ระดับความเข้มข้น 1x103-1x105 CFU/mL สามารถลดปริมาณแอมโมเนียในน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพแต่ไม่พบความสามารถในการส่งเสริมให้กุ้งทดลองมีความสามารถในการต้านทานเชื้อก่อโรค VPAHPND ได้ อย่างไรก็ตามการผสมอาหารด้วยแบคทีเรียโปรไบโอติกส์ชนิดนี้ที่ระดับความเข้มข้น 1x107 และ 1x109 CFU/อาหาร 1 กิโลกรัม เป็นเวลา 5 สัปดาห์ สามารถทำให้กุ้งทดลองมีน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น อัตราการเจริญเติบโตต่อวัน อัตราการเจริญเติบโตจำเพาะและอัตราการเปลี่ยนอาหารเป็นเนื้อสูงกว่ากุ้งในกลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ นอกจากนี้ยังสามารถกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของกุ้ง โดยเฉพาะความสามารถในการกลืนกินเชื้อโรคและสิ่งแปลกปลอมของเซลล์เม็ดเลือดและการลดปริมาณเชื้อก่อโรคของน้ำเลือด รวมทั้งการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกัน ซึ่งได้แก่ Prophenoloxidase, Lysozyme และ Anti-lipopolysaccharide factor ให้มีการแสดงออกที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ทั้งยังสามารถกระตุ้นให้กุ้งที่ได้โปรไบโอติกส์ในอาหารมีความสามารถในการต้านทานเชื้อก่อโรค VPAHPND ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
The serious disease caused by some Vibrio spp. so-called acute hepatopacreatic necrosis disease (AHPND) is now hampering Pacific whiteleg shrimp industry worldwide, especially in Thailand. In order to overcome this problem, potent probiotic candidates were isolated from shrimp farms nearby coastal areas. The target Bacillus probiotics were screened for their performance in controlling pathogenic Vibrio spp. and various V. parahaemolyticus, AHPND strains. Among obtained probiotics, Bacillus subtilis AQHBS001, which widely inhibited various strains of VPAHPND, was chosen to test in laboratory scales with water soluble and feed applications of viable forms. It was showed that water addition 1×103 -1×105 CFU/mL of this probiotic could effectively reduce total ammonia, but not affect in improving VPAHPND resistance. However, feed supplemented with the selected probiotics at 1×107 and 1×109 CFU/kg diet and continuously fed for 5 weeks was found to efficiently improve growth performance including final weight gain, average daily growth, specific growth rate and feed conversion ratio. Additionally, this probiotic significantly elevated immune-responses through phagocytic activity and clearance efficiency and enhanced the expression of prophenoloxidase, lysozyme, and anti-lipopolysaccharide factor genes. Furthermore, it obviously improved midgut characteristics by increasing microvilli and intestinal wall thickness. Finally, it evidently improved the efficiency in resistance against VPAHPND.