Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Effects of salinity on fatty acid composition and expression of genes involved in polyunsaturated fatty acid biosynthesis in copepod Apocyclops royi
Year (A.D.)
2022
Document Type
Thesis
First Advisor
จันทร์ประภา อิ่มจงใจรัก
Second Advisor
ปิติ อ่ำพายัพ
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Food Technology (ภาควิชาเทคโนโลยีทางอาหาร)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
เทคโนโลยีทางอาหาร
DOI
10.58837/CHULA.THE.2022.415
Abstract
โคพีพอด Apocyclops royi เป็นแพลงก์ตอนสัตว์ขนาดเล็กกลุ่มครัสเตเชียน ที่นิยมนำมาเป็นอาหารมีชีวิตในการอนุบาลลูกสัตว์น้ำ โคพีพอดมีความสามารถในการสังเคราะห์กรดไขมันสายยาวไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน (Long chain polyunsaturated fatty acid; LC-PUFA) ผ่านการทำงานของเอนไซม์ดีเซสทูเรส (Desaturase) และอีลองเกส (Elongase) งานวิจัยนี้ได้ศึกษาลักษณะสมบัติและบทบาทของยีน desaturase-like (ArCb5D6D) ในโคพีพอด Apocyclops royi สายพันธุ์ไทย (A. royi-TH) จากการศึกษาพบว่ายีน ArCb5D6D ประกอบด้วยบริเวณ open reading frame 1323 คู่เบส ซึ่งสามารถแปลรหัสเป็นโปรตีนขนาด 440 กรดอะมิโน โดยโปรตีน ArCb5D6D ประกอบด้วยบริเวณ Cytochrome b5-like heme/steroid binding domain และบริเวณ Fatty acid desaturase domain ซึ่งมีความเหมือนกับโปรตีน desaturase-like ในกุ้งและปู 61-65% และจากการศึกษาการแสดงออกของยีน ArCb5D6D ในโคพีพอด A. royi-TH แต่ละระยะพัฒนาการ (NP: ระยะนอเพลียส, CD: ระยะโคพีโพดิด, AD: ระยะโตเต็มวัย) พบว่ายีน ArCb5D6D มีการแสดงออกสูงในโคพีพอดระยะ CD และโคพีพอดระยะ AD ซึ่งสอดคล้องกับปริมาณกรดไขมัน PUFA ในโคพีพอด โดยพบปริมาณกรดไขมัน PUFA สูงสุดในโคพีพอดระยะ AD รองลงมาคือ ระยะ CD และระยะ NP ตามลำดับ จากผลการศึกษานี้สามารถบ่งชี้ได้ว่ายีน ArCb5D6D เป็นยีนในกลุ่ม desaturase-like ซึ่งมีบทบาทในชีวสังเคราะห์กรดไขมันในสิ่งมีชีวิตครัสเตเชียน นอกจากนี้งานวิจัยนี้ยังได้ศึกษาอิทธิพลของความเค็มต่อคุณค่าทางโภชนาการของโคพีพอด A. royi-TH โดยเลี้ยงโคพีพอดที่สภาวะความเค็ม 15 พีพีที (ความเค็มต่ำ) และ 25 พีพีที (กลุ่มควบคุม) จากนั้นเปรียบเทียบองค์ประกอบกรดไขมัน และการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับชีวสังเคราะห์กรดไขมันจำนวน 3 ยีน ได้แก่ ยีน ArD5D, ยีน ArD6D และยีน ArCb5D6D จากผลการศึกษาพบว่าโคพีพอด A. royi-TH ที่เลี้ยงที่ความเค็ม 15 พีพีที (ความเค็มต่ำ) มีปริมาณกรดไขมัน ARA (C20:4 n-6) และปริมาณกรดไขมันกลุ่มโอเมก้า 6 (n-6 PUFA) สูงกว่าโคพีพอดกลุ่มควบคุม (25 พีพีที) อย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) สอดคล้องกับผลการวิเคราะห์การแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับชีวสังเคราะห์กรดไขมัน พบว่าโคพีพอด A. royi-TH ที่เลี้ยงในสภาวะความเค็มต่ำ (15 พีพีที) มีค่าการแสดงออกของยีน ArD5D, ยีน ArD6D และยีน ArCb5D6D สูงกว่าโคพีพอดกลุ่มควบคุม อย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) จากผลการทดลองนี้ชี้ให้เห็นว่าสภาวะความเครียดจากความเค็มต่ำสามารถเพิ่มการสังเคราะห์กรดไขมัน ARA ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของฮอร์โมนหลายชนิด ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับการควบคุมสมดุลออสโมซิส (osmoregulation) ของสัตว์น้ำ และอาจสันนิษฐานได้ว่ายีน ArCb5D6D เป็นยีนในกลุ่ม desaturase-like ที่มีบทบาทเกี่ยวข้องในวิถีการสังเคราะห์กรดไขมัน ARA ของสิ่งมีชีวิตครัสเตเชียน โดยข้อมูลเชิงลึกที่ได้จะทำให้เข้าใจถึงชีววิทยาพื้นฐานของชีวสังเคราะห์กรดไขมันสายยาวไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนของโคพีพอด และจะเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาความสามารถในการสังเคราะห์กรดไขมันสายยาวไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนของโคพีพอด A. royi-TH
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Copepod Apocyclops royi is a small zooplankton crustacean and one of the dominant species in the larval fish live feed. Copepods possess the capacity to synthesize LC-PUFA through the activity of desaturase and elongase enzymes. In this study, a desaturase-like gene (ArCb5D6D) was identified in the copepod Apocyclops royi, Thai copepod species (A. royi-TH). Bioinformatics analysis showed that the ArCb5D6D gene consists of an open reading frame of 1323 bp that encoded a protein of 440 amino acids. ArCb5D6D protein possessed the typical features of the desaturase protein family including conserved cytochrome b5-like heme/steroid binding domain, followed by fatty acid desaturase domain, sharing 61-65% amino acid sequence similarity with shrimp and crab desaturase-like proteins. Moreover, the mRNA expression of the ArCb5D6D gene was investigated in A. royi-TH copepods at each developmental stage (NP: nauplius, CD: copepodid, AD: adult stage). The results show that the ArCb5D6D gene was highly expressed in CD and AD , consistent with PUFA content in copepods. The highest PUFA content was observed in the AD stage, followed by the CD stage and NP stage, respectively. It supports that the ArCb5D6D protein of A. royi-TH is a desaturase-like protein families which plays a role in fatty acid biosynthesis in the crustacean group. Additionally, the effect of salinity on the nutritional value of copepod A. royi-TH was also studied. Copepod A. royi-TH were cultured at different salinities (15 ppt: hyposalinity, 25 ppt: control group). We investigate the fatty acid composition and the mRNA expression of three genes involved in fatty acid biosynthesis (ArD5D, ArD6D, ArCb5D6D). The results showed that the content of ARA (C20:4 n-6) and n-6 PUFA in A. royi-TH cultured at 15 ppt salinity (hyposalinity) was significant (p < 0.05) higher than the control group (25 ppt) consistent with the results of gene expression analysis. The expression level of ArD5D, ArD6D and ArCb5D6D was up-regulated in hyposalinity group. These results suggest that low salinity stress can increase the synthesis of ARA which is the precursor of hormone involved in the osmoregulation of aquatic animals and the ArCb5D6D gene may play a role in ARA synthesis in copepod A. royi-TH. The results provide further insight into the mechanisms of LC-PUFA biosynthesis and also provide a foundation to optimize the LC-PUFA biosynthetic pathway in A. royi-TH.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
เกื้อกอบ, สุภิดา, "อิทธิพลของความเค็มต่อองค์ประกอบกรดไขมันและการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์กรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนในโคพีพอด Apocyclops royi" (2022). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 6126.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/6126