DOI: 10.32900/2312-8402-2023-130-244-258
Ключові слова: Ficus villosa Blume, екстракти, антимікробна ефективність, методика дискової дифузії Кірбі-Бауера, патогени риб, чутливість, резистентність
Використання природних сполук, які можна знайти в багатьох видах рослин, має великий антимікробний потенціал щодо збудників хвороб риб у тваринництві та аквакультурі. У цьому дослідженні ми вивчали антимікробну активність етанольного екстракту, отриманого із листя Ficus villosa Blume, щодо 3 видів Aeromonas: A. sobria, A. hydrophila та A. salmonicida subsp. salmonicida, а також Serratia liquefaciens, Yersinia ruckeri, Pseudomonas fluorescens, Shewanella putrefaciens, з метою оцінки можливого використання цієї рослини для запобігання інфекціям, викликаними цими збудниками захворювань риб в аквакультурі. Це дослідження було проведено в рамках поточного проекту між п’ятьма університетами, який здійснюється в рамках програми співпраці, спрямованої на оцінку лікувальних властивостей тропічних і субтропічних рослин. Зразки листя F. villosa, культивованого в тепличних умовах, відбирали в Національному ботанічному саду імені М.М. Гришка (НБС) НАН України. Штами Aeromonas, використані в наших дослідженнях, були Aeromonas hydrophila (K886), Aeromonas sobria (K825) і Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida (St30). Ці мікроорганізми походять із колекції штамів бактерій Відділу хвороб риб Національного ветеринарного науково-дослідного інституту в Пулавах (Польща), і були виділені з риб двох прісноводних видів, що вирощуються, і мали клінічні ознаки захворювання: короп звичайний (Cyprinus carpio L.) (K886 і K825) і райдужна форель (Oncorhynchus mykiss Walbaum) (St30). Бактерії Serratia liquefaciens, Yersinia ruckeri, Pseudomonas fluorescens, Shewanella putrefaciens виділяли як від умовно здорової райдужної форелі (Oncorhynchus mykiss Walbaum), так і від особин із клінічними ознаками захворювань за методикою, розробленою у Відділі хвороб риб Національного ветеринарного науково-дослідного інституту в Пулавах (Польща). Антимікробну чутливість досліджуваних штамів проводили методом дискової дифузії Кірбі-Бауера (1966) згідно з рекомендаціями Інституту клінічних і лабораторних стандартів (CLSI, 2014) з нашими деякими модифікаціями. Результати антимікробного скринінгу показали, що екстракт з листя F. villosa проявляв різні антибактеріальні властивості щодо патогенів риб. Спиртовий екстракт, отриманий із листя F. villosa, виявляв максимальну антимікробну активність щодо Shewanella putrefaciens, Aeromonas sobria та Pseudomonas fluorescens. Відсоток збільшення діаметрів зон інгібування становив 122,7% для Shewanella putrefaciens, 54,9% – для Aeromonas sobria та 48,5% – для Pseudomonas fluorescens, відповідно. F. villosa виявляв помірні антибактеріальні властивості щодо Serratia liquefaciens, Yersinia ruckeri, Aeromonas hydrophila, Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida. Отже, штам Shewanella putrefaciens виявив найбільшу чутливість до спиртового екстракту, отриманого з листя F. villosa, тоді як штами Serratia liquefaciens і Yersinia ruckeri були найбільш стійкими до цього екстракту. Подібні дослідження демонструють, що рослинні екстракти, отримані з рослин роду Ficus, є потенційними джерелами ботанічних препаратів для боротьби з бактеріальними інфекціями в аквакультурі.
Бібліографічний список
Abd El-Hamid, M. I., Abd El-Aziz, N. K., & Ali, H. A. (2016). Protective potency of clove oil and its transcriptional down-regulation of Aeromonas sobria virulence genes in African catfish (Clarias gariepinus L.). Cellular and molecular biology (Noisy-le-Grand, France), 62(10), 49–54.
Al Laham, S. A., & Al Fadel, F. M. (2014). Antibacterial Activity of Various Plants Extracts Against Antibiotic-resistant Aeromonas hydrophila. Jundishapur journal of microbiology, 7(7), e11370. https://doi.org/10.5812/jjm.11370.
Appiah, E. K., Hashem, S., Fatsi, P. S. K., Tettey, P. A., Saito, H., Omura, M., & Kawai, K. (2022). Antibacterial activity of Mallotus japonicus (L.F.) Müller Argoviensis on growth of Aeromonas hydrophila, A. salmonicida, Edwardsiella tarda and Vibrio anguillarum. Journal of applied microbiology, 132(1), 298–310. https://doi.org/10.1111/jam.15198.
Austin, B., Austin, D. A. (2016). Bacterial Fish Pathogens. Disease of Farmed and Wild Fish, 6th ed. Springer International Publishing Switzerland.
Awad, E., & Awaad, A. (2017). Role of medicinal plants on growth performance and immune status in fish. Fish & shellfish immunology, 67, 40–54. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2017.05.034.
Aydin, S., Erman, Z., & Bilgin, Ö. C. (2001). Investigations of Serratia liquefaciens Infection in Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum). Turkish Journal of Veterinary & Animal Sciences, 25(5), Article 2. Available at: https://journals.tubitak.gov.tr/veterinary/vol25/iss5/2.
Baba, E., Acar, Ü., Yılmaz, S., Zemheri, F., & Ergün, S. (2018). Dietary olive leaf (Olea europea L.) extract alters some immune gene expression levels and disease resistance to Yersinia ruckeri infection in rainbow trout Oncorhynchus mykiss. Fish & shellfish immunology, 79, 28–33. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2018.04.063.
Bauer, A. W., Kirby, W. M., Sherris, J. C., Turck, M. (1966). Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method. American Journal of Clinical Pathology, 45(4), 493-496.
Berg C.C., Corner E.J.H. (2005). Moraceae (Ficus). In: Noteboom H.P. (ed.) Flora Malesiana, Ser. 1, Vol. 17, Part 2. National Herbarium Nederland, Leiden, pp. 1-730.
Berg, C. C. (2003). Flora Malesiana precursor for the treatment of Moraceae 1: The Main subdivision of Ficus: The subgenera. Blumea-Biodiversity, Evolution and Biogeography of Plants, 48(1), 166–177. https://doi.org/10.3767/000651903X686132.
Chowdhury, H., Kumar Bera, A., Subhasmita Raut, S., Chandra Malick, R., Sekhar Swain, H., Saha, A., & Kumar Das, B. (2023). In Vitro Antibacterial Efficacy of Cymbopogon flexuosus Essential Oil against Aeromonas hydrophila of Fish Origin and in Silico Molecular Docking of the Essential Oil Components against DNA Gyrase-B and Their Drug-Likeness. Chemistry & biodiversity, 20(3), e202200668. https://doi.org/10.1002/cbdv.202200668
Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) 2014. VET03-/VET04-S2 Performance standards for antimicrobial susceptibility testing of bacteria isolated from aquatic animals, Second Informational Supplement. Vol. 34, No. 15, Wayne, PA, USA.
Clinical and Laboratory Standards Institute: VET03-A: Methods for antimicrobial disk susceptibility testing of bacteria isolated from aquatic animals. Approved Guideline. 2006, Vol. 26 (No. 23) CLSI, Wayne.
Dallaire-Dufresne, S., Tanaka, K. H., Trudel, M. V., Lafaille, A., & Charette, S. J. (2014). Virulence, genomic features, and plasticity of Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida, the causative agent of fish furunculosis. Veterinary microbiology, 169(1-2), 1–7. https://doi.org/10.1016/j.vetmic.2013.06.025.
Hardi, E. H., Nugroho, R. A., Kusuma, I. W., Suwinarti, W., Sudaryono, A., & Rostika, R. (2018). Borneo herbal plant extracts as a natural medication for prophylaxis and treatment of Aeromonas hydrophila and Pseudomonas fluorescens infection in tilapia (Oreochromis niloticus). F1000Research, 7, 1847. https://doi.org/10.12688/f1000research.16902.2.
Hayatgheib, N., Fournel, C., Calvez, S., Pouliquen, H., & Moreau, E. (2020). In vitro antimicrobial effect of various commercial essential oils and their chemical constituents on Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida. Journal of applied microbiology, 129(1), 137–145. https://doi.org/10.1111/jam.14622.
Hoseinifar, S. H., Jahazi, M. A., Mohseni, R., Raeisi, M., Bayani, M., Mazandarani, M., Yousefi, M., Van Doan, H., & Torfi Mozanzadeh, M. (2020). Effects of dietary fern (Adiantum capillus-veneris) leaves powder on serum and mucus antioxidant defence, immunological responses, antimicrobial activity and growth performance of common carp (Cyprinus carpio) juveniles. Fish & shellfish immunology, 106, 959–966. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2020.09.001.
Kozińska A. (2007). Dominant pathogenic species of mesophilic aeromonads isolated from diseased and healthy fish cultured in Poland. Journal of fish diseases, 30(5), 293–301. https://doi.org/10.1111/j.1365-2761.2007.00813.x.
Kumar, G., Menanteau-Ledouble, S., Saleh, M., & El-Matbouli, M. (2015). Yersinia ruckeri, the causative agent of enteric redmouth disease in fish. Veterinary research, 46(1), 103. https://doi.org/10.1186/s13567-015-0238-4.
Lim, J., & Hong, S. (2020). Characterization of Aeromonas salmonicida and A. sobria isolated from cultured salmonid fish in Korea and development of a vaccine against furunculosis. Journal of fish diseases, 43(5), 609–620. https://doi.org/10.1111/jfd.13158.
Mansouri Taee, H., Hajimoradloo, A., Hoseinifar, S. H., & Ahmadvand, H. (2017). Dietary Myrtle (Myrtus communis L.) improved non-specific immune parameters and bactericidal activity of skin mucus in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fingerlings. Fish & shellfish immunology, 64, 320–324. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2017.03.034.
McIntosh, D., & Austin, B. (1990). Recovery of an extremely proteolytic form of Serratia liquefaciens as a pathogen of Atlantic salmon, Salmo salar, in Scotland. Journal of Fish Biology, 36(5), 765-772.
Mon, A. M., Shi, Y., Yang, X., Hein, P. P., Oo, T. N., Whitney, C. W., & Yang, Y. (2020). The uses of fig (Ficus) by five ethnic minority communities in Southern Shan State, Myanmar. Journal of ethnobiology and ethnomedicine, 16(1), 55. https://doi.org/10.1186/s13002-020-00406-z
Okoth, D. A., Chenia, H. Y., Koorbanally, N. A. (2013). Antibacterial and antioxidant activities of flavonoids from Lannea alata (Engl.) Engl. (Anacardiaceae). Phytochemistry Letters, 6, 476-481. https://doi.org/10.1016/j.phytol.2013.06.003.
Paździor, E., Pękala-Safińska, A., & Wasyl, D. (2019). Phenotypic Diversity and Potential Virulence Factors of the Shewanella Putrefaciens Group Isolated from Freshwater Fish. Journal of veterinary research, 63(3), 321–332. https://doi.org/10.2478/jvetres-2019-0046.
Pękala-Safińska, A., Tkachenko, H., Kurhaluk, N., Buyun, L., Osadowski, Z., Honcharenko, V., Prokopiv, A. (2021). Studies on The Inhibitory Properties of Leaf Ethanolic Extracts Obtained from Ficus (Moraceae) Species Against Aeromonas Spp. Strains. Journal of Veterinary Research, 65(1), 59-66. https://doi.org/10.2478/jvetres-2021-0007.
Salehi, B., Prakash Mishra, A., Nigam, M., Karazhan, N., Shukla, I., Kiełtyka-Dadasiewicz, A., Sawicka, B., Głowacka, A., Abu-Darwish, M. S., Hussein Tarawneh, A., Gadetskaya, A. V., Cabral, C., Salgueiro, L., Victoriano, M., Martorell, M., Docea, A. O., Abdolshahi, A., Calina, D., & Sharifi-Rad, J. (2021). Ficus plants: State of the art from a phytochemical, pharmacological, and toxicological perspective. Phytotherapy research: PTR, 35(3), 1187–1217. https://doi.org/10.1002/ptr.6884.
Semwal, A., Kumar, A., & Kumar, N. (2023). A review on pathogenicity of Aeromonas hydrophila and their mitigation through medicinal herbs in aquaculture. Heliyon, 9(3), e14088. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e14088.
Shabana, B. M., Elkenany, R. M., & Younis, G. (2022). Sequencing and multiple antimicrobial resistance of Pseudomonas fluorescens isolated from Nile tilapia fish in Egypt. Brazilian journal of biology = Revista brasleira de biologia, 84, e257144. https://doi.org/10.1590/1519-6984.257144.
Singh, D., Singh, B., & Goel, R. K. (2011). Traditional uses, phytochemistry and pharmacology of Ficus religiosa: a review. Journal of ethnopharmacology, 134(3), 565–583. https://doi.org/10.1016/j.jep.2011.01.046.
Soltani, M., Baldisserotto, B., Hosseini Shekarabi, S. P., Shafiei, S., & Bashiri, M. (2021). Lactococcosis a Re-Emerging Disease in Aquaculture: Disease Significant and Phytotherapy. Veterinary sciences, 8(9), 181. https://doi.org/10.3390/vetsci8090181.
Sutili, F. J., Silva, L.deL., Gressler, L. T., Gressler, L. T., Battisti, E. K., Heinzmann, B. M., de Vargas, A. C., & Baldisserotto, B. (2015). Plant essential oils against Aeromonas hydrophila: in vitro activity and their use in experimentally infected fish. Journal of applied microbiology, 119(1), 47–54. https://doi.org/10.1111/jam.12812.
Terzi, E., Kucukkosker, B., Bilen, S., Kenanoglu, O. N., Corum, O., Özbek, M., & Parug, S. S. (2021). A novel herbal immunostimulant for rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) against Yersinia ruckeri. Fish & shellfish immunology, 110, 55–66. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2020.12.019.
Tkachenko, H., Buyun, L., Kurhaluk, N., Gurnenko, I., Honcharenko, H., Prokopiv, A. (2021). Review on the prosperous antibacterial effects of some Ficus species (Moraceae). Biotyczne i abiotyczne zasoby Pomorza Środkowego: wpływ antropopresji na funkcjonowanie ekosystemów [Biotic and abiotic resources of Central Pomerania: the impact of anthropopressure on the functioning of ecosystems]. Eds H. Tkachenko, A. Jarosiewicz, Słupsk, Scientific Publishing House of the Pomeranian University in Słupsk, – P. 193-239. ISBN 978-83-7467-363-1.
Tkachenko, H., Buyun, L., Terech-Majewska, E., Osadowski, O., Sosnovskyi, Y., Honcharenko, V., Prokopiv, A. (2016). In vitro antibacterial efficacy of Ficus spp. against fish pathogen, Pseudomonas fluorescens. In: International Forum “The Current State and Prospects for the Development of Aquaculture in the Caspian Region“, dedicated to the 85th anniversary of Dagestan State University and the 75th anniversary of Professor F. Magomayev. Ed. F. Magomayev, S. Chalayeva, S. Kurbanova, A. Shakhnazova (Makhachkala, 17-19 October, 2016) – Makhachkala, Printing house IPE RD, 2016. – p. 182-189.
Tkachenko, H., Buyun, L., Terech-Majewska, E., Osadowski, Z. (2016). Antibacterial activity of ethanolic leaf extracts obtained from various Ficus species (Moraceae) against the fish pathogen, Citrobacter freundii. Baltic Coastal Zone – Journal of Ecology and Protection of the Coastline, 20, 117–136.
Tkachenko, H., Buyun, L., Terech-Majewska, E., Osadowski, Z. (2016). In vitro antimicrobial activity of ethanolic extracts obtained from Ficus spp. leaves against the fish pathogen Aeromonas hydrophila. Archives of Polish Fisheries, 24, 219–230. https://doi.org/10.1515/aopf-2016-0019
Tkachenko, H., Buyun, L., Terech-Majewska, E., Osadowski, Z., Sosnovskyi, Y., Honcharenko, V., Prokopiv, A. (2016). The antimicrobial activity of some ethanolic extracts obtained from Ficus spp. leaves against Aeromonas hydrophila. Trudy VNIRO, 162, 172–183.
Tkachenko, H., Buyun, L., Terech-Majewska, E., Osadowski, Z., Sosnovskyi, Y., Honcharenko, V., Prokopiv, A. (2016). In vitro antibacterial efficacy of various ethanolic extracts obtained from Ficus spp. leaves against fish pathogen, Pseudomonas fluorescens. In: Globalisation and regional environment protection. Technique, technology, ecology. Eds Tadeusz Noch, Wioleta Mikołajczewska, Alicja Wesołowska. Gdańsk, Gdańsk High School Publ., P. 265-286.
Tkachenko, H., Kurhaluk, N., Pękala-Safińska, A., Buyun, L., Honcharenko, V., Prokopiv, A. (2023). Antibacterial efficacy of leaf extracts derived from Ficus elastica Roxb. ex Hornem. (Moraceae) and its cultivars against Aeromonas sobria strain. Scientific and Technical Bulletin of the Institute of Animal Science of the National Academy of Agrarian Science of Ukraine, 129: 26-36. https://doi.org/10.32900/2312-8402-2023-129-26-36.
Tkachenko, H., Pękala-Safińska, A., Buyun, L., Kurhaluk, N. (2022). A comparative assessment of the antibacterial activity of extracts derived from leaves of various Ficus species (Moraceae) against fish pathogens. Fisheries & Aquatic Life, 30(4), 217–231. https://doi.org/10.2478/aopf-2022-0021.
Tkachenko, Н., Buyun, L., Terech-Majewska, Е., Sosnovskyi, Y., Honcharenko, V., Prokopiv, А. (2016). In vitro inhibition of Aeromonas hydrophila growth by ethanolic extracts obtained from leaves of various Ficus species (Moraceae). Proceedings of V scientific and practical conference of International Association of Parasilotogists “Parasitic systems and parasitocoenoses of animals“, June 24-27, 2016, Vytebsk, Republic Belarus, Vytebsk. – P. 231-234.
Tkaczenko H., Pękala-Safińska A., Buyun L., Honcharenko V., Prokopiv A., Kurhaluk N. 2023. Antibacterial activity of extracts derived from leaves of Ficus elastica Roxb. ex Hornem. (Moraceae) and its cultivars against three Aeromonas spp. strains. Agrobiodiversity for Improving Nutrition, Health and Life Quality, 7(1): 70-79. https://doi.org/10.15414/ainhlq.2023.0008.
Van Doan, H., Soltani, M., Leitão, A., Shafiei, S., Asadi, S., Lymbery, A. J., & Ringø, E. (2022). Streptococcosis a Re-Emerging Disease in Aquaculture: Significance and Phytotherapy. Animals: an open access journal from MDPI, 12(18), 2443. https://doi.org/10.3390/ani12182443.
Wei, L. S., Goh, K. W., Abdul Hamid, N. K., Abdul Kari, Z., Wee, W., & Van Doan, H. (2022). A mini-review on co-supplementation of probiotics and medicinal herbs: Application in aquaculture. Frontiers in veterinary science, 9, 869564. https://doi.org/10.3389/fvets.2022.869564.
Wrobel, A., Leo, J. C., & Linke, D. (2019). Overcoming Fish Defences: The Virulence Factors of Yersinia ruckeri. Genes, 10(9), 700. https://doi.org/10.3390/genes10090700.
Wu, Z. B., Gatesoupe, F. J., Li, T. T., Wang, X. H., Zhang, Q. Q., Feng, D. Y., Feng, Y. Q., Chen, H., & Li, A. H. (2018). Significant improvement of intestinal microbiota of gibel carp (Carassius auratus gibelio) after traditional Chinese medicine feeding. Journal of applied microbiology, 124(3), 829–841. https://doi.org/10.1111/jam.13674.
Xu, J., Li, Q., Zhang, J., Li, X., & Sun, T. (2021). In Silico Structural and Functional Analysis of Cold Shock Proteins in Pseudomonas fluorescens PF08 from Marine Fish. Journal of food protection, 84(8), 1446–1454. https://doi.org/10.4315/JFP-21-044.
Yazgan, H., Ozogul, Y., & Kuley, E. (2019). Antimicrobial influence of nanoemulsified lemon essential oil and pure lemon essential oil on food-borne pathogens and fish spoilage bacteria. International journal of food microbiology, 306, 108266. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2019.108266.
Yu, H. B., Rao, P. S., Lee, H. C., Vilches, S., Merino, S., Tomas, J. M., & Leung, K. Y. (2004). A type III secretion system is required for Aeromonas hydrophila AH-1 pathogenesis. Infection and immunity, 72(3), 1248–1256. https://doi.org/10.1128/IAI.72.3.1248-1256.2004.
Zar, J.H. (1999). Biostatistical Analysis. 4th ed., Prentice Hall Inc., New Jersey.
Zhang, W., Yu, Y., He, H., Lv, X., Liu, Z., & Ni, L. (2022). The Adhesion and Spoilage of Shewanella putrefaciens in Tilapia. Foods (Basel, Switzerland), 11(13), 1913. https://doi.org/10.3390/foods11131913.