12 12 recent rese… · recent research advances of applied biochemistry in animal nutrition...

บทท่ี ความกาวหนาของงานวจิัยดานชวีเคมีประยุกตในโภชนศาสตรสตัว

Recent Research Advances of Applied Biochemistry in Animal

Nutrition

จุดประสงคการเรียนรู

1. ทราบถงึความกาวหนาของงานวจิัยทางดานชีวเคมีประยุกตในโภชนศาสตรสัตว

2. วเิคราะหและทํานายถึงแนวโนมในอนาคตดานโภชนศาสตรอาหารสัตว ตลอดจนประยุกตใช

ความรูที่ไดเพื่อหาแนวทางในการเพ่ิมประสทิธภิาพในการใชอาหารสัตวไดอยางเหมาะสม

ปจจุบัน ศาสตรทางดานชีวเคมีประยุกตในอาหารสัตว ไดมีการพัฒนาอยางตอเนื่องและรวดเร็ว

ซ่ึงตางก็มีจุดมุงหมายเพื่อนํามาเพ่ิมประสิทธิภาพการผลิตสัตวใหสูงข้ึน โดยเฉพาะอยางยิ่งการลด

ตนทุนของอาหารสัตวและเพ่ิมผลกําไร นอกจากนี้ การนําเทคโนโลยีสมัยใหมเขามาใชในการเพ่ิม

ประสทิธภิาพของโภชนะ ถอืเปนอีกปจจัยที่สําคัญตอวงการปศุสัตวของประเทศไทย อันจะนําไปสูความ

เปนผูนําทางดานโภชนศาสตรอาหารสัตวของภูมิภาคอาเซียนตอไป โดยในบทนี้จะขอกลาวถึง

ความกาวหนาทางชีวเคมีประยุกตในโภชนะศาสตรในปจจุบันอยู 2 ประการ ไดแก โภชนพันธุศาสตร

(nutrigenomics) (Kore et al., 2008; Zduñczyk and Pareek, 2009; Ghormade et al., 2011) และการ

ใชเทคโนโลยีชีวภาพในการศึกษาจุลินทรียในกระเพาะรูเมน (rumen molecular biotechnology)

(Cherdthong et al., 2011a,b; Khejornsart et al., 2011; Pilajun and Wanapat, 2013) ซ่ึงทั้ง 2 ศาสตรนี้

ตางเปนเทคโนโลยทีี่ถูกนํามาใชเพื่อปรับปรุงประสทิธภิาพการใชโภชนะเพื่อใหสงผลตอการผลติสตัวใหมี

คุณภาพและปรมิาณตามความตองการที่เพ่ิมข้ึนของประชากรโลกในอนาคต

โภชนพันธุศาสตร (nutrigenomics) ทางดานการผลติสัตว

โภชนพันธุศาสตร (nutrigenomics) เปนศาสตรที่เกี่ยวของกับการศึกษาผลของอาหาร ตอการ

เปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีน (gene expression) หรือการสรางโปรตีน (protein synthesis) ใน

รางกายของสัตว (วรางคณา, 2553) ซ่ึงรวมไปถงึการเปลี่ยนแปลงลําดับยนี (sequencing) การถอดรหัส

(transcription) หรอืการสรางอารเอ็นเอนํารหัส (mRNA) การสรางโปรตีนหรือฮอรโมน ตลอดจนผลตอ

สารในกระบวนการสรางและสลายหรือเมแทบอไลต (metabolites) ตางๆ การศึกษาดานโภชนพันธุ

ศาสตรจะเริ่มจากการศกึษาบทบาทของสารในอาหารตอตัวรับในนิวเคลียส (nuclear receptor) สารที่มี

โมเลกุลขนาดเล็กและละลายน้ํานอย เชน วติามินบางชนดิ หรอืสารเมแทบอไลตบางอยาง สามารถเขา

จับกับ nuclear receptor ไดโดยตรงโดยไมตองอาศัยตัวรับอ่ืนบนเยื่อหุม เซลล 2 ชนิดของ nuclear

12

บทท่ี 12 | ความกาวหนาของงานวจัิยดานชีวเคมปีระยุกตในโภชนศาสตรสัตว

166 อนุสรณ เชิดทอง

receptor ที ่นยิมศกึษากันอยางกวางขวางไดแก (1) retinoic acid receptor (RAR) (2) vitamin D receptor

(VDR) (3) peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs)

แนวคดิดานโภชนพันธุศาสตร

DellaPenna (1999) ไดอธิบายถึงการศึกษาดานโภชนพันธุศาสตร เพื่อใชเปนแนวทางในการ

อธบิายความสัมพันธระหวางการแสดงออกของยีนและบทบาทของโภชนะในอาหาร ตอมา Chavez et

al. (2003) ไดอธิบายวา โภชนพันธุศาสตรเปนการศึกษาความสัมพันธของชีวโมเลกุลระหวางการ

กระตุนดวยโภชนะและการตอบสนองของยนี ในขณะที่ Müller and Kersten (2003) ไดใหคําจํากัดความ

วา โภชนพันธุศาสตรเปนการประยุกตใชเครื่องมือทาง genomics เพื่อศึกษาวิจัยทางดานโภชนะ ดังนั้น

เม่ือมีประยุกตใชอยางกวางขวางจะทําใหเขาใจมากยิ่งวาโภชนะ มีผลตอกระบวนการเมแทบอลิซึมและ

การควบคุมสมดุลอยางไร ตลอดจนเขาใจถงึโรคที่เกดิข้ึนเม่ือกลไกการควบคุมที่ผิดปกตไิป

จโีนมิค (genomics) คอืการศกึษาหนาที่และปฏิสัมพันธของทุกยีนที่อยูใน genome สวน โภชน

พันธุศาสตร (nutrigenomic) คอืการประยุกตใชเทคโนโลยีดาน genomics เพื่อศึกษาการแสดงออกของ

ยนีเม่ือไดรับอิทธพิลเนื่องจากอาหาร รวมทัง้เปนการศกึษาวา ยนีและผลผลติของยนีจะมีปฏิสัมพันธกับ

องคประกอบทางเคมีของอาหาร และสงผลตอการเปลี่ยนแปลงรูปรางอยางไรบาง ดังนั้น โภชนพันธุ

ศาสตร จงึเปนปฏิสัมพันธแบบสองทางระหวางพันธุกรรมและองคประกอบของอาหาร ซ่ึงอาจจะมีผล

ตอการแสดงออกของยีนที่เปลี่ยนแปลงไป และสุดทายจะสงผลตอการถอดรหัส (transcription) ของ

เอนไซมและโปรตนี นอกจากนี้ เม่ือโภชนพันธุศาสตร ถูกนํามารวมเขากับกระบวนการเมแทบอลซึิม จะ

ถูกเรยีกวา เมแทบอโลมิกส (metabolomics) ซ่ึงจะเปนการศกึษากระบวนการตางๆ ที่เกิดข้ึนกับตัวสัตว

ทัง้หมด และจะทําใหไดขอมูลที่ถูกตองและมีความเฉพาะเจาะจงตอโภชนะและสารประกอบในอาหาร

จากการศึกษาการทํางานของยีน จึงทําใหไดกลยุทธใหมที่จะนํามาใชในการประเมิน

ประสทิธภิาพของการใชประโยชนของโภชนะ โดยสามารถวเิคราะหถงึกลไกการควบคุมกระบวนการเม

แทบอลซึิมที่ระดับการแสดงออกของยนี เม่ือไดรับอิทธิพลเนื่องจากสารประกอบในอาหารหรือโภชนะ

ตางๆ นอกจากนี้ การใชเครื่องมือสมัยใหมในการศกึษาความสัมพันธระหวางอาหารและ key biological

factor ซ่ึงมีขอดคีอืใชเวลาในการวิเคราะหไมมาก รวมทั้งยังไดวิธีการใหม ในการศึกษาความแตกตาง

ดานคุณภาพของโภชนะ และอาจจะสามารถใชในการประเมินระบบการผลติปศุสัตว ที่มีการจัดการและ

เสรมิอาหารในรูปแบบตางๆ กัน ตลอดจนสามารถประเมินคุณคาทางโภชนะที่มีอยูในอาหารไดอีกทาง

หนึ่ง

ความกาวหนาทางดานโภชนศาสตร ทําใหทราบวาโภชนะ หรือเมแทบอไลตตางๆ สามารถ

ควบคุมการทํางานของรางกายไดโดยตรง หรอืมีผลกระตุน หรอืยับยั้งตอตัวควบคุมที่เฉพาะเจาะจงได



ดังนัน้ เพื่อศกึษาความสัมพันธของโภชนะและยนี หรือปฏิสัมพันธระหวาง genomics และโภชนะ โภชน

พันธุศาสตรจงึถูกนํามาเพื่อใชในการศกึษาวจิัยดานโภชนศาสตร

จากมุมมองงานวิจัยเพื่อศึกษาผลของโภชนศาสตรตอการเปลี่ยนแปลงของ genome นั้น

การศกึษาโภชนพันธุศาสตรจงึสามารถแบงออกเปน 3 ระยะ คือ ทรานสคริปโตมิคส (transcriptomics)

โปรตโิอมิคส (proteomics) และเมแทบอโลมิคส (metabolomics) ซ่ึงสามารถใชเปนแนวทางในการศึกษา

ถงึความสัมพันธระหวางโภชนะและยนีได นอกจากนี้เทคนคิสมัยใหมเหลานี้ยังมีศักยภาพในการประเมิน

โภชนะและวัดประสทิธภิาพในการนําไปใชประโยชนไดของโภชนะหลายๆ ประเภท

การประยุกตใชทรานสคริปโตมคิ (transcriptomics) ในอาหารสัตว

Transcriptomics เปนการศึกษาระดับของยีนตอปริมาณของ RNA ที่มีอยูในตัวอยางเนื้อเยื่อที่

ตองการทดสอบ โดยในมนุษย transcriptomics มีความเกี่ยวของกับยนีมากกวา 30000 ยีน (Müller and

Kersten, 2003) สวนการศึกษาในสัตวนั้นยังมีขอจํากัดอยูหลายอยาง และสวนมากจะมีการศึกษา

เฉพาะผลของสารประกอบในอาหาร ตอการถอดรหัสของอวัยวะที่ตองการศกึษาเพียงเทานั้น จํานวนที่

ศกึษาจงึยังมีไมมากนัก โดยทั่วไปแลวในการศกึษาดาน transcriptomics จะใชเครื่องมือหลักในการศกึษา

คือ ไมโครแอเรย (microarray) สําหรับ microarray เปนเทคนิคหนึ่งที่ไดถูกพัฒนาข้ึนมาเพื่อใชใน

การศกึษาการแสดงออกของยนี ซ่ึงเดมิใชวธิไีฮบรไิดเซชัน (hybridization) เชน RNA, DNA หรือโปรตีน

ไฮบรไิดเซชัน ซ่ึงสามารถทําการศกึษายนีไดครัง้ละไมกี่ชนดิ ทําใหตองใชเวลามาก (วรพรรณ, 2549)

เนื่องจากยนีมีหนาที่ควบคุมการทํางานของเซลล โดยควบคุมใหเกิดการสรางโปรตีนเพื่อใชใน

กจิกรรมตางๆ เชน โปรตนีบางชนดิทําหนาที่เปนโครงสรางของเซลลโปรตีนบางชนิดทําหนาที่เปนเอน

ไซมเปนตน กระบวนการสรางโปรตนีชนดิหนึ่ง ๆ เริ่มตนจากการถอดรหัสยีนหรือ DNA (gene or DNA

transcription) จากนั้นรหัสของยีนจะถูกสงออกมานอกนิวเคลียสในรูปของ mRNA จากนั้นจะมี

กระบวนการแปลรหัส (translation) เพื่อที่จะสรางโปรตีนตอไป ดังนั้นการตรวจพบ mRNA ของยีนใด

ยอมแสดงวาในขณะนัน้เซลลกําลังมีการสรางโปรตีนที่ถูกควบคุมโดยยีนนั้นๆ อยู เทคนิค microarray

ของ DNA ใชในการศกึษาการแสดงออกของยนี โดยตรวจสอบวาในเวลานั้น ๆ มี mRNA ชนิดใดอยูใน

เซลลนอกจากใชตรวจสอบ mRNA แลว ยังใชตรวจสอบจโีนมิก DNA (genomic DNA) เชน การตรวจ

การกลายพันธุของ DNA (DNA mutation) และตรวจการเปลี่ยนแปลงของยีนในโครโมโซมได หลักการ

ของ DNA อาศัยการจับกันอยางจําเพาะเจาะจงของสาย DNA สองสายที่เปนคูกัน (complementary

strands of DNA) DNA หรอืยนีที่ทราบบทบาทหนาที่แลวจะถูกทําใหตดิอยูบนฐานซ่ึงเปนแผนกระจกที่ดู

คลายแผนกระจกสไลด แผนกระจกนี้ไดปรับใหมีคุณสมบัติที่ยอมให DNA เกาะติดที่ผิวหนาไดและ

สามารถบรรจุช้ิน DNA ไดเปนจํานวนมากและอาจได ถึง 30,000 ช้ิน ดังนั้นกระจกแผนนี้จึง

เปรยีบเสมือนแหลงรวมของ DNA หรอืยนี เรยีกแผนกระจกนี้วา “แผนไมโครแอเรย (microarray slide)”



ซ่ึงเม่ือนํา DNA ไมวาจะเปน genomic DNA หรอื complementary DNA (cDNA) ที่สังเคราะหจาก mRNA

มาทําปฏิกริยิาเพื่อใหจับคูกัน (hybridization) DNA ที่มีลําดับ นวิคลีโอไทดเขาคูกับ DNA ที่ติดอยูบนแผ

นไมโครแอเรยจะสามารถจับคูกันไดกลาวคอื DNA ชนดิเดยีวกันกับ DNA ที่อยูบนแผนไมโครแอเรยจะ

ถูกจับตดิอยูบนแผน microarray นัน้ แต DNA ที่มีลําดับนวิคลโีอไทดแตกตางออกไปจะไมสามารถยึด

จับกับ DNA แผนไมโครแอเรยไดจากนั้นนําแผน microarray ไปเขาเครื่องอาน เนื่องจากไดมีการติด

ฉลาก เชน แถบสีเรืองแสงไวที่ DNA แลว เครื่องจึงสามารถตรวจวัดสีเรืองแสงไดหาก DNA ถูกจับคู

ติดอยูกับ DNA บนแผนไมโครแอเรยและ ความเขมของสีก็สามารถบอกปริมาณ DNA ที่ถูกจับไวได

เทคนคิ microarray ใชในการศกึษาการแสดงออกของยนีชุดใดชุดหนึ่ง เชน ศกึษาการแสดงออกของยีน

เม่ือเซลลไดรับยาเปรยีบเทยีบกับเม่ือไมไดรับยา เปนตน ดังนัน้ในข้ันตอนการทํางานจึงตองเริ่มตนจาก

การเตรยีม DNA หรอืยนีที่เกี่ยวของหรอืคาดวาจะมีการแสดงออกลงบน microarray โดยทําการโคลน

(clone) ยนีหรอื DNA เหลานัน้ดวยเทคนคิพีซีอาร (polymerase chain reaction, PCR) จากนัน้นํามาพิมพ

ลงบนแผนกระจก ซ่ึงทําได 3 วธิคีอื photolithography เปนการใชแสงชวยทําให DNA ตดิบนแผนกระจก

ดวยพันธะโคเวเลนต (covalent bond), mechanical microspotting ซ่ึงใชแรง apillary จากเข็มที่ใชจุด

(spot) ทําให DNA ตดิบนแผนกระจก หรอืใชระบบพิมพแบบ ink jetting ซ่ึงใชกระแสไฟฟาชวยในการยึด

ตดิระหวาง DNA และแผนกระจก ในข้ันตอนสุดทายจะใชแสงอัลตราไวโอเลตทําให DNA บนแผนกระจก

เสยีสภาพ (denature) โดยการคลายเกลยีวออกจากกันและตดิบนแผนกระจกแนนขนในการตรวจสอบว

าในขณะนัน้มีการแสดงออกของยีนใดบาง จะตองทําการสกัด DNA หรือหากใชคอมพลีเมนทารี DNA

จะตองสกัด RNA หรือ mRNA จากเซลลที่ศึกษา แลวสังเคราะหใหเปนคอมพลีเมนทารี DNA และทํา

การตดิฉลาก มักจะตดิฉลาก DNA ของกลุมควบคุมดวยสารเรอืงแสงสเีขียว (Cy3) และติดฉลาก DNA

ของกลุมที่ถูกทดลองดวยสารเรอืงแสงสแีดง (Cy5) จากนัน้นํา DNA มาทําปฏิกริยิาเพื่อใหจับคูกับ DNA

ที่ตดิอยูบนแผน microarray เม่ือนําไปเขาเครื่องอาน จะปรากฏเปนแสงสีตาง ๆ บนแผน microarray

โดยจุดที่เห็นแสงสเีขียวแสดงถงึการแสดงออกของยีนในเซลลกลุมควบคุมและจุดที่เห็นเปนแสงสีแดง

แสดงถงึการแสดงออกของยนีในกลุมที่ถูกทดลอง สําหรับยนีที่มีการแสดงออกในเซลลทั้งสองกลุมจะ

สามารถถูกยึดติดบนแผน microarray ไดทั้งคูซ่ึงจะปรากฏเปนจุดสีผสมระหวางสีเขียวและสีแดงซ่ึง

สามารถมองเห็นเปนจุดสีเหลืองบนแผน microarray นอกจากนี้อาจจะมียีนบางชนิดไมแสดงออกเลย

ในชวงที่ทําการทดลอง จึงไมปรากฏสีใดโดยไมเห็นเปนจุด เนื่องจากไมมีการจับคูกัน แสงเลเซอรใน

เครื่องอานจะสงขอมูลความเขมสไีปยังสวนประมวลผลแลวคํานวณออกมาเปนอัตราสวนความเขมสีซึง

สามารถนํามาแปลผลไดวายนีนัน้ ๆ มีการแสดงออกมากนอยเพียงใด เชน จุดที่มีความเขมของสีเขียว

และสแีดงเปนอัตราสวน 1:1 แสดงวาการแสดงออกของยนีในกลุมที่ถูกทดลองยังคงเหมือนกลุมควบคุม

จุดที่มีความเขมของแสงสีเขียวมากกวาสีแดงแสดงวายีนนั้นถูกกดใหมีการแสดงออกนอย ลง (down

regulation) เม่ือถูกทําการทดสอบ เชน ไดรับสารบางชนิด และในทางตรงขาม จุดที่มีสีแดงเขมกวาสี



เขียวจะแสดงใหเห็นวายนีนัน้มีการแสดงออกมากข้ึน (up regulation) เม่ือไดรับสารที่ทดสอบ (วรพรรณ,

2549)

การใช microarray ที่ประกอบดวย probe มากกวา 8000 ยีนเพื่อศึกษายันในตับของหนู ทําให

ทราบวาในหนูที่ไดรับโปรตีนจากถั่วเหลืองมียีนแตกตางจากหนูที่ไดรับโปรตีนจากเคซีนอยู 33%

(Takamatsu et al., 2004) นอกจากนี้ ยนีในกลุมที่เกี่ยวของกับกระบวนการเมแทบอลซึิมของลิปด ยีนที่

เกี่ยวของกับเมแทบอลิซึมของพลังงาน transcription factor และเอนไซม antioxidation จะมีความ

แตกตางกันอยางมีนัยสําคัญดวย สอดคลองกับงานทดลองของ Tachibana et al. (2005) ที่ทําการ

เปรยีบเทยีบเคซีน และโปรตนีจากถั่วเหลอืง จะมีผลตอการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนจํานวน

120 ยีนที่เกี่ยวของกับเมแทบบอลิซึมของลิปด สาร antioxidant และเมแทบอลิซึมของพลังงาน

นอกจากนี้ Endo et al. (2002) รายงานวาการใหโปรตนีหลายแหลงจะสงผลตอการแสดงออกของยีนที่

แตกตางกันประมาณ 281 ยีนในตับของหนู และแนะนําวาเปนผลเนื่องมาจากโภชนะโปรตีนในอาหาร

มากกวานี้ยังมีการใช microarray เพื่อศึกษาการแสดงออกของยีนที่สมองของหนูเม่ือไดรับปริมาณ

omega-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) ในระดับที่แตกตางกัน ซ่ึงพบวาอาหารที่มีปริมาณของ

PUFA สูงจะทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีนหลายกลุมในเนื้อเยื่อระบบประสาท

สวนกลาง

ในอุตสาหกรรมโคนม การใชเทคโนโลยี microarray ถือวาเปนประโยชนมากในดานการศึกษา

เนื้อเยื่อที่ตอมน้ํานม การเจริญเติบโตของกลามเนื้อ และการพัฒนาและการสรางเซลลกลามเนื้อ

รวมทั้งใชในการศึกษาบทบาทของจุลินทรียในทางเดินอาหารที่สงผลตอการกินไดของโภชนะในสัตว

เค้ียวเอ้ือง จากการศึกษาของ Ron et al. (2007) โดยใช Affymetrix microarray (MG-U74v2) ในการ

จําแนกการแสดงออกของยีนจํานวน 249 probe sets สําหรับ 3 งานทดลอง รวมกับการพัฒนาใน 4

ระยะ คอื ระยะวัยหนุมสาว ระยะตัง้ทอง ระยะใหน้ํานม และระยะมดลูกเขาอู จากนัน้ก็ทําการศึกษาหา

candidate gene ที่เกี่ยวของกับลักษณะการใหน้ํานม พบวามียีนที่แสดงออก 82 ยีน ถูกพบในเนื้อเยื่อ

ตอมน้ํานม และเม่ือมีการทดสอบดวย GeneAtlas พบวาการแสดงออกของยีนในบริเวณนี้มีมากกวา

คาเฉลี่ยของเนื้อเยื่ออ่ืนๆ ถงึ 3 เทา

การใช cDNA microarray ในอุตสาหกรรมการผลิตโคเนื้อ โดยทั่วไปจะศึกษาปริมาณและ

องคประกอบของเสนใยกลามเนื้อ Lehnert et al. (2007) ไดทําการศึกษาความแตกตางของกลามเนื้อ

โครงรางในโค รวมทัง้ศกึษาการแสดงออกของยนีสําหรับการเจรญิเตบิโต และพัฒนาการของกลามเนื้อ

ทารกในครรภ จากผลการทดลองจะพบการแสดงออกของยีนที่ทําหนาที่เกี่ยวของกับการควบคุมการ

สังเคราะหกลามเนื้อ ไดแก FSTL1 และ IGFBP5 ภาพที่ 12.1 แสดงภาพรวมของการใช transcriptomics

เพื่อศกึษาโภชนะและการใหอาหารสัตว



ภาพท่ี 12.1 ภาพรวมของการใช transcriptomics เพื่อศกึษาโภชนะและการใหอาหารสัตว

ท่ีมา: Zduñczyk and Pareek (2009)

การประยุกตใช proteomics ทางดานสัตวศาสตรและอาหารสัตว

Proteomics คอืการศกึษาที่เกี่ยวของกับโปรตนี ทัง้ระดับเซลล ระดับเนื้อเยื่อ และสวนประกอบ

ตางๆ ของรางกาย เครื่องมือหลักที่ใชในการศึกษา proteomics คือ two dimensional (2D) gel

electrophoresis และ mass spectrometry (MS) proteomics เกี่ยวของกับโปรตีนในมนุษยมากกวา

100000 ชนิด (Müller and Kersten, 2003) อยางไรก็ตามการศึกษาในสัตวยังมีขอบเขตเฉพาะ

การศกึษาเกี่ยวของกับผลของอาหารตอ proteome ในอวัยวะตางๆ เชน ตับ เทานั้น สําหรับ proteome

ถอืเปนตัวแทนของโปรตนีของจโีนม โดยจะมีการศกึษาลําดับ ชนดิ และจํานวนของนวิคลโีอไทด อยางไร

ก็ตาม การศกึษาโปรตนี จะมีความยุงยากมากกวาการศกึษา DNA เนื่องจากโครงสรางโปรตีนจะมีการ

คงสภาพใหอยูในรูปรางของตัวเองอยูเสมอ

การวเิคราะหทางดาน proteomics คอนขางที่จะมีประสิทธิภาพและเปนประโยชนในการศึกษา

ผลของเมทไธโอนีน ตอการเจริญของเนื้อเยื่อและการแสดงออกของจีนในกลามเนื้อของไก โดยใช

tandem mass spectrometer เปนเครื่องมือในการศกึษา จากผลการทดลองทําใหทราบถึง proteome ที่

ทําหนาที่ในการควบคุมความสมดุลยของรางกายเม่ือขาดเมทไธโอนีนในไกได นอกจากนี้ การใช

chromatographic fractionation และ/หรือ mono- และ two-dimensional electrophoresis รวมกับ mass

spectrometry สามารถใชเพื่อจําแนกโปรตีนขนาดเล็กชนิดใหมจากไขขาวของไก (Guerin-Dubiard et

al., 2006) ซ่ึงจากการพัฒนาดานโภชนพันธุศาสตรทําใหสามารถจําแนกลําดับจโีนมขนาดเล็กในไขไกได

มากกวา 100 จโีนม

การประยุกตใชเครื่องมือทาง proteomics ไดรับความสนใจมากในปจจุบัน เนื่องดวยเครื่องมือ

ดังกลาวทําใหเขาใจถงึบทบาทการทํางานของ genomics และ proteomics ในสิ่งมีชีวติตางๆ ได ซ่ึงทําให



ไดขอมูลทางดานจีโนมทที่มีความสมบูรณมากยิ่งข้ึน ทั้งใน ไก สุกร โคนม และสัตวชนิดอ่ืนๆ ดวย

นอกจากนี้ยังมีการนําเทคโนโลยีดาน microarray มาศึกษาควบคูกันกับโปรตีน เพื่อใชในการจําแนก

ศกึษาปรมิาณและวเิคราะหหนาที่กาทํางานของโปรตีนที่แตกตางกัน อยางไรก็ตามการใช microarray

ในการศกึษาโปรตนีอาจตองพิจารณาความจําเปนหลายๆ ปจจัย เนื่องจาก microarray เหมาะสําหรับใช

ศกึษาสําหรับโครงสรางที่มีความสลับซับซอนต่ํา ความเหมาะสมทางดานตนทุนในการวเิคราะห มีเวลา

และแรงงานในการวเิคราะหนอย เปนตน ภาพที่ 12.2 ภาพรวมของการใช proteomic เพื่อศึกษา

โภชนะและการใหอาหารสัตว

ภาพท่ี 12.2 ภาพรวมของการใช proteomic เพื่อศกึษาโภชนะและการใหอาหารสัตว

ท่ีมา: Zduñczyk and Pareek (2009)

การประยุกตใช metabolomics ทางดานสัตวศาสตรและอาหารสัตว

Metabolomics ถอืวาเปนการศกึษาข้ันตอนสุดทายที่จะทําใหเขาใจถงึหนาที่ของยนีและโปรตนีให

มากข้ึน จุดประสงคในการศกึษาดาน metabolomics คอื เพื่อวเิคราะหและสรุปถึงภาพรวมทั้งหมดของ

กระบวนการเมแทบอไลตตางๆ ในระบบชีววิทยา ไมวาเปนศึกษา อวัยวะ เนื้อเยื่อ หรือเซลลของ

สิ่งมีชีวติ (Müller and Kersten, 2003) โดยเทคนคิที่ใชในการศกึษา ไดแก nuclear magnetic resonance

(NMR) spectroscopy, high performance liquid chromatography (HPLC) และ gas chromatography-

mass spectrometry (GC-MS) โดยเทคนคิเหลานี้สามารถที่จะใชในการจําแนกสารประกอบตางๆ ออก

จากกันไดในตัวอยางทดสอบนัน้ๆ ลักษณะเดนของเครื่องมือ คอืสามารถทํางานไดโดยอัตโนมัติ ศึกษา

ลักษณะตางๆ ที่สนใจไดหลายอยางในเวลาเดยีวกัน และมีการประมวลผลทางคอมพิวเตอร

ดังนั้น จากที่กลาวมาเบื้อตน จะพบวาแนวทางการประยุกตใชโภชนพันธุศาสตร เพื่อใหเกิด

ประโยชนทางดานการผลิตสัตวมีอยูหลายรูบแบบโดยภาพที่ 12.3 แสดงภาพรวมของการใช omics



technology เพื่อศกึษาโภชนะและการใหอาหารสัตว ซ่ึงสามารถจําแนกออกเปนกลุมตามวัตถุประสงค

ของการผลติสัตวไดดังนี้

1. การประยุกตใชโภชนพันธุศาสตร เพื่อการพัฒนาดานคุณภาพของอาหารสัตว และการใช

อาหารใหเหมาะสมกับลักษณะทางพันธุกรรม และกอใหเกดิประโยชนทั้งดานการปรับปรุงสุขภาพสัตว

และกระบวนการทางสรีรวิทยาใหปกติ การใช gene chips ที่มีรหัสทางพันธุกรรมของสัตว หรือ

microarray จะทําใหนักวิจัยสามารถวัดผลของโภชนะที่เสริมเขาไปในตัวสัตว และทําใหทราบถึงการ

เปลี่ยนแปลงปฏิสัมพันธของยนีในรางกาย

ภาพท่ี 12.3 ภาพรวมของการใช omics technology เพื่อศกึษาโภชนะและการใหอาหารสัตว

ท่ีมา: Ghormade et al. (2011)

2. การประยุกตใชโภชนพันธุศาสตรเพื่อคัดเลอืกโภชนะที่สงผลตอยนี โดยโภชนพันธุศาสตรจะ

ทําใหเราทราบถึงโภชนะที่มีบทบาทตอการเปลี่ยนแปลงการทํางานของยีน โดยเฉพาะอยางยิ่งการ

สงเสริมยีนที่มีคุณสมบัติดี และลดการแสดงออกของยีนที่กอใหเกิดผลเสีย ตัวอยางเชน โภชนะ

บางอยางอาจสงผลตอการลดยนีเครยีดในตัวสัตวและทําใหสัตวมีสุขภาพด ีตอลดจนเพ่ิมผลผลติได

3. การประยุกตใชโภชนพันธุศาสตร เพื่อการจัดการดานโภชนะสําหรับการเพ่ิมผลผลติของสตัว

ซ่ึงการแสดงออกของยีนจะทําใหสามารถจําแนกวิถีและ candidate gene ที่มีบทบาทตอลักษณะที่

สําคัญทางเศรษฐกจิ การปรับปรุงทางดานอาหารหรือโภชนะถือวามีบทบาทสําคัญตอการใหผลผลิต

สัตว โดยเฉพาะอยางยิ่งในชวงที่สัตวอยูในระยะที่ตองการโภชนะสูง เชน ชวง transition period หรือ

ชวงแรกของการใหนม ถาสัตวไดรับโภชนะไมเพียงพออาจจะสงผลตอการใหผลผลิตและสุขภาพของ



สัตวเองได หลักการทางโภชนพันธุศาสตรจะทําใหเขาใจถึงแนวทางในการจัดการทางโภชนะเพื่อ

หลกีเลี่ยงอาการผิดปกติ โรค และเพ่ิมสมรรถนะการผลิตสัตวได จากการศึกษาในโคเพศผูตอน เม่ือ

ไดรับโภชนะต่ํากวาความตองการเนื่องจากกินอาหารคุณภาพต่ํา พบวาจะมีการแสดงออกของยีนที่มี

ความจําเพาะ ที่เกี่ยวของกับโปรตนี turnover เกดิการเปลี่ยนแปลงของ cytoskeletal และมีการควบคุม

สมดุลเมแทบอลคิที่แตกตางจากปกติ (Byrne et al., 2005) จากการศึกษานี้ทําใหทราบถึงแนวทางใน

การประยุกตใชโภชนพันธุศาสตรเพื่อหาเครื่องหมายทางชีวโมเลกุลที่สําคัญในการวิจัยดวยโภชนะ

ศาสตร นอกจากนี้ยังมีการใชโภชนพันธุศาสตรเพื่อศกึษาในกรณีที่สัตวขาดซีลิเนียม ซ่ึงพบวาจะมีการ

เปลี่ยนแปลงในการสังเคราะหโปรตนีในข้ันตอน transcription (Rao etal., 2001) รวมทัง้มีการศกึษายนีที่

ทําหนาที่ในกลไกการลดสารพิษและปองกันเซลลถูกทําลายเม่ือสัตวอยูในอาการขาดซีลเินยีม เปนตน

ดังนั้น จากตัวอยางเบื้องตนแสดงใหเห็นวาโภชนพันธุศาสตร สามารถใชในการจําแนก

เครื่องหมายทางพันธุกรรมที่มีความจําเพาะ เพื่อเปนการปรับปรุงการแสดงออกของยีนตออาหารที่ใช

เพื่อเปนการเพ่ิมประสทิธภิาพในการผลติสัตว นอกจากนี้โภชนพันธุศาสตร ยังสามารถใชเปนเครื่องมือ

เพื่อใชในการจําแนกกลไกและ candidate gene ตออาหารที่เหนี่ยวนําใหเกิดโรคและลดประสิทธิภาพ

การผลิตสัตวเนื่องจากโรคที่เกิดข้ึนนี้ ตลอดจน การศึกษาเครื่องหมายยีนที่มีความสัมพันธกันกับ

ลักษณะที่สําคัญทางเศรษฐกจิ เชน ยนีที่เกี่ยวของกับน้ํานม เนื้อ ขน โดยการแสดงออกของยีนเหลานี้

สามารถปรับปรุงโดยรูปแบบการใหอาหาร ก็อาจเปนอีกแนวทางหนึ่งที่จะทําใหการผลิตปศุสัตวเกิดข้ึน

อยางยั่งยนืตอไป

4. การประยุกตใชโภชนพันธุศาสตรเพื่อศกึษาปฏิสัมพันธระหวางโภชนะกับยนี เนื่องจากอาหาร

เปนสารประกอบจากธรรมชาตทิี่มีความสลับซับซอน ซ่ึงมีความสําคัญในการใชเปนแหลงพลังงานและ

โครงสราง (building block) เพื่อใหสิ่งมีชีวิตมีการเจริญเติบโตและคงสภาพอยูได อยางไรก็ตามโภชนะ

ตางๆ มีบทบาททางชีววยิาที่แตกตางตางกันไป เชนโภชนะบางตัวอาจทําหนาที่เปนสารตานอนุมูลอิสระ

และบางตัวอาจเกี่ยวของกับการปองกันโรค นอกจากนี้โภชนะบางตัวยังอาจทําหนาเกี่ยวกับการรับ

สัญญาณและทํางานเปนโภชนะที่เปนฮอรโมน เปนตน มากกวานั้นพืชบางชนิดอาจมีสาร secondary

metabolites เปนที่ทราบกันคอื phytochemicals ที่จะทํางานเปนตัวควบคุมสุขภาพของสัตวและการผลิต

สัตวอีกทหีนึ่ง

5. การประยุกตใชโภชนพันธุศาสตรเพื่อศึกษากระบวนการแกเฒาของสัตว ในสัตวเลี้ยง

สามารถประยุกตใชโภชนพันธุศาสตร เพื่อศกึษาความแกของสัตวเหลานี้ได โดยสัตวเลี้ยงในวัยหนุมสาว

ที่ไดรับอาหารเหมือนกัน สามารถทําการศึกษาเพื่อจําแนกการแสดงออกของยีนและลักษณะความ

แตกตางทางชีวเคมีในกระบวนการที่ทําใหแกเฒาได

6. การประยุกตใชโภชนพันธุศาสตรเพื่อศึกษาระบบภูมิคุมกัน ซ่ึงการศึกษาทางโภชนพันธุ

ศาสตรสามารถวิเคราะหถึงระดับของโภชนะที่เหมาะสม ที่สงผลตอระบบภูมิคุมกันในสัตวได ซ่ึงการ



ขาดโภชนะที่สําคัญอาจทําใหสัตวมีสุขภาพไมแข็งแรง ระบบภูมิคุมกันจะมีความไวตอการตอบสนองที่

เร็วเม่ือมีการขาดโภชนะ โดยเฉพาะอยางยิ่งสัตวที่อยูในชวงใหผลผลติสูงจะมีความไวตอการสอบสนอง

เร็วกวาในระยะอ่ืนๆ ดังนั้นในการผลิตสัตวปจจุบันจึงพยายามที่จะผลิตสูตรอาหารใหมีโภชนะอยาง

เพียงพอตอความตองการของสัตว ดังนั้น การขาดโภชนะในสัตวจึงมักไมพบในระบบการผลิตสัตว

สมัยใหมนี้

7. การประยุกตใชโภชนพันธุศาสตรตอการปองกันโรค ซ่ึงโภชนะที่จําเปนและสารออกฤทธิ์ทาง

ชีวภาพในอาหารถอืวามีบทบาที่สําคัญในการควบคุมรูปแบบการแสดงออกของยนี โภชนะหลัก วิตามิน

แรธาตุ และ phytochemicals หลายตัว สามารถดัดแปลงการ transcription ของยีนได โดยจะมีผลตอ

การเปลี่ยนแปลงกระบวนการเมแทบอลซึิม การเจริญเติบโตของเซลล และการเปลี่ยนแปลงตางๆ ซ่ึง

ปจจัยทัง้หมดจะสงผลตอกระบวนการเกิดโรคตางๆ ได การศึกษาดาน genome เพื่อดูการแสดงออก

ของยนี โดยใช DNA microarray ทําใหเราทราบถงึกระบวนการ transcription ของยีนหลายๆ ยีนพรอม

กัน ที่อาจจะเปนยนีที่ปกต ิหรอืผิดปกตไิปเนื่องจากอิทธพิลของอาหาร จากขอมูลนี้ทําใหเราสามารถหา

biomarkers เพื่อทําการวินิจฉัยโรคใหมๆ ตลอดจนสารถทํานายหรือคาดการณการเกิดโรค และหา

แนวทางหรอืเครื่องมามาใชในการปองกันได Lee et al. (2010) รายงานวา estradiol (E2) จะมีบทบาทตอ

การกระตุนใหตับมีการสังเคราะหกรดไขมันและ triacylglycerols และเกดิการสะสมที่ตับ ซ่ึงเกี่ยวของกับ

การแสดงออกของยนี mRNA ที่มีผลตอเมแทบอลซึิมของลปิด เชน PPARY, ACLY, FAS, และ apoB

โรคและอาการผิดปกติหลายอยาง เกิดข้ึนจากการที่สัตวไดรับโภชนะไมเพียงพอตามความ

ตองการ เชน ไมไดรับโภชนะที่จําเปน ความไมสมดุลของโภชนะหลัก หรือสัตวไดรับสารประกอบที่เปน

พิษมากับอาหาร ซ่ึงโรคและอาการเหลานี้ตางมีปฏิสัมพันธกันระหวางโภชนะและยีน (Mariman, 2012)

เนื่องจากสิ่งมีชีวติมีความหลากหลาย จงึทําใหการยอยอาหาร การดูดซึมโภชนะ เมแทบอลซึิม และการ

ขับออกมีความแตกตาง ดังนัน้โรคที่เกดิข้ึนจงึมีความแตกตางกันดวย การทํางานของยีนที่ปกติหรือไม

จะข้ึนกับตัวสัญญาณเมแทบอลคิ วานวิเคลยีส รับการสั่งการปจจัยจากภายใน เชน ฮอรโมน หรอืปจจัย

จากภายนอก เชน โภชนะ และจะมีอิทธพิลเนื่องจากสภาพแวดลอมเขามาเปนตัวเหนี่ยวนําดวย จโีนมจะ

มีการตอบสนองตอสภาพแวดลอมไดหลายแบบ ซ่ึงข้ึนอยูกับโภชนะที่ไดรับ ดังนั้นการแสดงออกของ

ขอมูลพันธุกรรมจงึถูกควบคุมโดย โภชนะตาง โภชนะหลัก และ phytochemicals ในอาหาร

8. การประยุกตใชโภชนพันธุศาสตรเพื่อการสบืพันธุ โดยปจจุบันเทคนิคดาน oligo based และ

cDNA microarray ทําใหเขาใจถึงปจจัยหลายอยางที่ควบคุมการ transcription ของยีน และใชในการ

ประเมินรูปแบบการแสดงออกของยนี โดยเฉพาะยีนที่เกี่ยวของกับลักษณะสมรรถนะของการสืบพันธุ

ในโคเนื้อ ตลอดจนทําใหทราบถงึยนีที่มีผลตอการยับยัง้สมรรถนะในการสบืพันธุอีกดวย

การใชเทคโนโลยีชีวภาพในการศกึษาจุลนิทรียในกระเพาะรูเมน



การศึกษาจุลินทรียในสัตวเค้ียวเอ้ือง นับวามีความสําคัญเนื่องจากอาหารที่กินเขาไปจะถูก

เปลี่ยนเปนกรดไขมันที่ระเหยไดงาย (volatile fatty acids; VFA) และจุลนิทรยี ซ่ึงเปนแหลงของพลังงาน

และโปรตนีที่มีคุณภาพแกตัวสัตว โดยธรรมชาตขิองจุลนิทรยีแตละชนดิในกระเพาะรูเมน จะมีการ

พัฒนาและเปลี่ยนแปลงอยูตลอดเวลา ซ่ึงพบวาการกระจายตัวของจุลนิทรยีในรูเมนจะอยูตามของเหลว

ในกระเพาะรูเมน ยดึเกาะตามอนุภาคอาหาร หรอืตามผนังของรูเมน โดยบรเิวณแรกจะพบปริมาณ

มากกวา การศกึษาจุลนิทรยีในกระเพาะรูเมนนัน้นําไปสูการอธบิายการอยูรวมกันระหวางจุลินทรียกับ

สัตวและจุลินทรียดวยกันเอง ในการเพ่ิมผลผลิตสัตวใหสูงนั้น จําเปนตองใหเกิดความสมดุลของ

กระบวนการยอยอาหารและกระบวนการหมักของจุลินทรียที่เหมาะสม ทั้งนี้การทํางานของจุลินทรีย

ข้ึนอยูกับชนดิของอาหารที่ไดรับ การใชอาหารรวมกับสารเสรมิในอาหาร และวธิกีารอ่ืนๆ (Koike et al.,

2003) แตอยางไรก็ตาม การปรับปรุงสภาพกระบวนการหมักในกระเพาะรูเมนจะมีผลอยางมาก จึงจํา

เปนตองมีการศึกษาความหลากหลายของจุลินทรีย เพื่อแยกชนิดและความสัมพันธหรือการทํางาน

ตลอดทั้งบทบาทหนาที่จุลินทรีย นอกจากนี้แมวาจะมีการศึกษาจุลินทรียบางแลวก็ตาม แตมีเพียง

10- 20 เปอรเซ็นตเทานั้นที่ทราบบทบาทหนาที่ของจุลินทรียที่อยูในกระเพาะรูเมน (McSweeney et

al., 2007) ในขณะที่ชนิดอ่ืนๆ ยังไมทราบถึงบทบาทและหนาที่ รวมไปถึงไมทราบปริมาณที่แนชัดได

ดังนัน้จงึมีความจําเปนอยางยิ่งที่จะมีการศึกษาเพื่อหาวิธีการที่มีความเหมาะสม ตอการวิจัยที่มุงเนน

ทางดานนเิวศวทิยาในรูเมนของสัตวเค้ียวเอ้ืองตอไป

วธิกีารสมัยใหมทางดานชีวโมเลกุล

เทคนคิชีวโมเลกุลที่อาศัยพื้นฐานของดเีอ็นเอ (rDNA/ rRNA) ถูกนําเขามาเพื่อศึกษานิเวศวิทยา

ของจุลินทรียในรูเมนเปนครั้งแรกโดย Stahl et al. (1988) ทั้งนี้เนื่องมาจากการใชเทคนิคดั้งเดิมใน

การศึกษา เชนการนับตรงดวยกลองจุลทรรศน หรือ roll tube technique สงผลทําใหประชากรของ

จุลนิทรยีในรูเมนที่ทําการประเมินต่ํากวาความเปนจริง ดังนั้น เทคนิคชีวโมเลกุลที่อาศัยพื้นฐาน 16S/

18S rRNA/ rDNA จึงถูกนํามาใชเพื่อแกไขปญหาที่เกิดข้ึน ซ่ึงวิธีดังกลาวสามารถที่จะใหคาที่มีความ

แมนยําในดานของประชากรจุลนิทรยี รวมทัง้ดานของการจําแนกกลุมหรอืชนิดของจุลินทรียในรูเมนได

ดีกวาวิธีดั้งเดิม สําหรับเทคนิคชีวโมเลกุลที่นิยมใชในการศึกษาดานปริมาณของจุลินทรีย คือ

conventional PCR (conventional polymerase chain reaction, PCR) และ real- time PCR (Cherdthong

et al., 2011a,b) สวนในการศึกษาในดานลายพิมพดีเอ็นเอ (fingerprinting) เพื่อใหทราบถึงความ

หลากหลายของชนิดจุลินทรียในรูเมน วิธีที่นิยมใชมากคือ PCR- denaturing gradient gel

electrophoresis (PCR-DGGE) (Khejornsart et al., 2011; Pilajun and Wanapat, 2013) ในสวนของ

ข้ันตอนการศึกษาตั้งแตไดตัวอยางจากของเหลวในรูเมน หรือ digesta มา จะตองนํามาผาน

กระบวนการสกัดดเีอ็นเอ (DNA extraction) กอนที่จะนําดเีอ็นเอไปทําการศกึษาดวยเทคนคิตาง ๆ ตอไป



ซ่ึงวธิกีารสกัดดเีอ็น ก็ถอืวามีความสําคัญมากเชนเดียวกัน เพื่อใหไดมาซ่ึงดีเอ็นเอที่มีประสิทธิภาพทั้ง

เชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ และวิธีที่ไดรับความนิยมนํามาใชในการสกัด DNA คือ repeated bead

beating + column (Yu and Morrison, 2004)

การใชเทคนคิชีวโมเลกุลในการศกึษาแบคทีเรียในรูเมน

ในงานวจิัยดานชีวโมเลกุลเกี่ยวกับแบคทเีรยี สวนมากจะนยิมศกึษาแบคทเีรยีในกลุม cellulolytic

ที่มีบทบาทสําคัญในการยอยสลายเยื่อใยไดแก Fiborobacter succinogenes, Ruminococcus albus และ

Ruminococcus flavefacienes การศกึษาเริ่มแรกเพื่อใหทราบถงึปรมิาณของแบคทีเรียที่จําเพาะในรูเมน

เทคนคิดานชีวโมเลกุลที่ไดนําเขามาใชในคือ การใช 16S rRNA probing หลังจากนั้นก็ไดพัฒนามาใชวิธ ี

competitive PCR (cPCR) (Koike, 2003) ซ่ึงจากการศึกษาปริมาณของแบคทีเรียในสัตวเค้ียวเอ้ืองที่

ไดรับอาหารหลายชนดิ และเวลาแตกตางกันในหนึ่งวันนัน้ ทําใหทราบไดวา Fiborobacter succinogenes

เปนแบคทีเรียกลุม cellulolytic ที่พบไดมากนั่นเอง เชนเดียวกันกับ Wanapat and Cherdthong (2009)

และ Cherdthong et al. (2011a,b) ไดทําการศกึษาเปรยีบเทยีบประชากรของแบคทีเรียที่ยอยสลายเยื่อ

ใยกลุมหลัก 3 ชนดิ พบวา F. succinogenes เปนกลุมที่มีปรมิาณมากที่สุดในกระเพาะรูเมนของกระบือ

และโคเนื้อ ตามลําดับ ตอมาไดมีการนําใชเทคนคิ real- time PCR กันอยางกวางขวาง ทัง้นี้ เปนเทคนิค

ที่ใชในการศกึษาเชิงปรมิาณของ DNA เปาหมายไดอยางรวดเร็วซ่ึง จะตองมีการออกแบบ primer ใหมี

ความจําเพาะตอชนิดแบคทีเรียที่เราตองการศึกษา เพื่อที่จะให primer เขาไปจับกับ 16S rRNA จาก

ตัวอยาง DNA ที่สกัดมาได จากนั้นจะใช standard curve ที่เราทราบปริมาณของแบคทีเรียแลว เพื่อ

คํานวณเปรยีบเทยีบปรมิาณของเซลลแบคทเีรยีตอไป อยางไรก็ตาม ในการออกแบบ primer จะตองมี

ความพิถพิีถันเปนพิเศษ ซ่ึง Tajima et al. (2001) ไดแสดงใหเห็นวา ยนี 16S rDNA ที่ไดมาจากแบคทเีรยี

ในรูเมนจะมีอัตราในการ amplify ที่มีความแปรปรวนมากและไดนําเทคนคิ real time PCR เพื่อที่จะใชใน

การจําแนกชนิดและวัดปริมาณของแบคทีเรียชนิดตาง ๆ ไดแก Prevotella ruminicola, Prevotella

albensis, Prevotella bryantii, Fibrobacter succinogenes, Selenomonas ruminantium, Mitsuokella

multiacida, Streptococcus bovis, Ruminococcus flavefaciens, Ruminobacter amylophilus,

Eubacterium ruminantium, Treponema bryantii, Succinivibrio dextrinosolvens และ Anaerovibrio

lipolytica โดยทําการศกึษาในโคนมที่มีการเปลี่ยนอาหารที่กิน จากหญาเฮยเปนเมล็ดธัญพืช และจะใช

เทคนิค real time PCR ทําการวัดปริมาณ DNA ของแบคทีเรียในจากตัวอยางรูเมนที่สุมไดในวันที่ 0

(กอนการทดลองซ่ึงไดรับหญาเฮยเปนหลัก), วันที่ 3 (ไดรับเมล็ดธัญพืช เปนเวลา 3 วัน) และวันที่ 28

(ไดรับเมล็ดธัญพชื เปนเวลา 28 วัน) ผลการทดลอง พบวา ปรมิาณ DNA ของ F. succinogense จะพบ

มากในกลุมโคนมที่ไดรับหญาเฮยเปนหลัก (วันที่ 0) แตเม่ือใหโคนมไดรับเมล็ดธัญพืชเปนเวลา 3 และ

28 วัน จะมีผลทําให DNA ของแบคทเีรยี กลุมนี้ลดลง 20 และ 57 เทาตามลําดับ สําหรับในกลุม R.



flavefaciens พบวาในวันที่ 3 ความเขมขน DNA จะลดลง 10 เปอรเซ็นตเม่ือเทียบกับวันที่ 0 และจะคง

ระดับนี้ไปถงึวันที่ 28

ทัง้นี้เปนผลเนื่องมาจากแบคทเีรยีทัง้สองชนดินี้เปนแบคทเีรยีที่อยูในกลุมยอยสลายเยื่อใย ใน

กระเพาะรูเมน โดยเม่ือมีการใหหญาเฮยแกโคนม จะทําใหแบคทีรียทั้งสองชนิดนี้ มีปริมาณที่มาก แต

เม่ือมีการใหเมล็ดธัญพชื จะทําใหแบคทรียีมีปริมาณลดลงได ซ่ึงสอดคลองกับงานทดลองของ Tajima

et al. (2000) ที่พบวาเม่ือใหเมล็ดธัญพชืจะทําใหไมสามารถวัดแบคทเีรียทั้ง 2 ชนิดนี้ได (เนื่องจากการ

วัดไดจํากัดที่ประมาณต่ําสุด 2 เปอรเซ็นต) สวน DNA ของแบคทเีรยีรูเมนในกลุม prevotella มีแนวโนม

ที่จะเพ่ิมข้ึนตามวันที่ไดรับเมล็ดธัญพืช โดยในวันที่ 3 P. ruminocola และ P. bryanti จะมี DNA

เพ่ิมข้ึน 7 และ 263 เทาของวันที่ 0 ตามลําดับ สวนในวันที่ 28 DNA ของ P. ruminocola จะลดลง 3

เทา แต P. bryanti จะยังคงรักษาระดับของ DNA ได ซ่ึงเปนที่ทราบกันดแีลววา แบคทีเรียรูเมนในกลุม

prevotella จะทําหนาที่ในการยอยสลาย oligosaccharide และ xylanose ซ่ึงพบมากในเมล็ดธัญพืช

ดังนัน้จงึพบวาแบคทเีรยีสองชนดินี้จะมีปรมิาณเพ่ิมข้ึนเม่ือโคนมไดรับอาหารพวกธัญพชื

สําหรับ เทคนิค denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) ก็ถือเปนอีกวิธีหนึ่งที่ไดรับ

ความนิยมในการศึกษาดานความหลากหลายของแบคทีเรียเชนเดียวกัน Mackie et al. (2003) ไดใช

เทคนิค DGGE รวมกับ FISH (fluorescence in situ hybridization) ในการหาแบคทีเรียกลุม Oscillospira

ssp. ในโค กวางและแกะ โดยพบวาสามารถแยกได 3 กลุมที่แตกตางกันตามอาหารที่ไดรับ สวน Mao

et al. (2007) ไดใหความสนใจในการใชเทคนิค DGGE เพื่อศึกษาถึงความหลากหลายของประชากร

แบคทเีรยี เม่ือสัตวไดรับการเสรมิ disodium fumarate เปนตน

การใชเทคนคิชีวโมเลกุลในการศกึษาโปรโตซัวในรูเมน

โปรโตซัวในรูเมนจะมีทัง้ขอดแีละขอเสยี ตอการยอยสลายเยื่อใยในกระเพาะรูเมน มีผลตอการ

turnover ของจุลนิทรยีโปรตนี มีผลตอการควบคุมประชากรของแบคทีเรีย และสนับสนุนกิจกรรมการ

ทํางานของจุลนิทรยีกลุม mathanogen ดังนัน้ จงึไดมีการศกึษาเปรยีบเทยีบระหวางการกําจัดโปรโตซัว

(defaunated) กับไมกําจัดโปรโตซัว (faunated) ในสัตวเค้ียวเอ้ือง ซ่ึงมีรายงานวา การกําจัดโปรโตซัวจะ

มีผลตอการเพ่ิมข้ึนของประชากรแบคทเีรยีและฟงไจ สําหรับในการศกึษาถงึประชากรของโปรโตซัวในรู

เมน การใชกลองจุลทรรศนถอืเปนทางเลอืกหนึ่ง ที่ใชในการจําแนกและนับจํานวนของโปรโตซัวในรูเมน

ได แตอยางไรก็ตาม ในการใชกลองจุลทรรศนยังมีขอจํากัดอยู เชน ไมสามารถจําแนกไดทัง้หมด อีกทัง้

ยังมีความ sensitive ต่ํา ดังนัน้เทคนคิดานชีวโมเลกุลจงึไดนําเขามาใชในการศกึษาถงึนเิวศวทิยาของโปร

โตซัวในรูเมน เพื่อที่จะชวยในการศกึษาใหมีความถูกตอง มากข้ึนกวาเดมิ

PCR- cloning- sequencing ถอืเปนวิธีแรกที่มีการตีพิมพโดย Karnati et al. (2003) ซ่ึงจะใชใน

การวัดความหลากหลายของประชากรโปรโตซัวโดยตรงในรูเมน โดยจะตองมีการออกแบบ primers ที่มี



ความจําเพาะตอโปรโตซัว เพื่อใหมีการ amplify เฉพาะ 18S rDNA ของโปรโตซัวที่ไดจาก DNA ของ

ของเหลวในรูเมนเพียงเทานั้น จากการศึกษาในครั้งนี้ จึงแสดงใหเห็นถึงความสามารถในการนําใช

เทคนคิดานชีวโมเลกุล เพื่อใหทราบถงึลักษณะของประชากรโปรโตซัวในรูเมนได

ในดานทางโภชนศาสตร การทราบปรมิาณที่แนนอนของโปรโตซัวในรูเมนและที่มีการไหลผาน

ไปยังสําไสสวน duodenum ถอืวามีความสําคัญยิ่ง โดยในการศกึษาถงึประชากรของโปรโตซัวในรูเมนจะ

ใชกลองจุลทรรศน ซ่ึงถือเปนวิธีดั้งเดิม แตอยางไรก็ตาม จะไมสามารถใชวิธีนี้ในการวัดปริมาณของ

โปรโตซัวที่มีการไหลผานไปยังลําไสสวน duodenum ได เพราะเซลลของโปรโตซัวทั้งหมดจะถูกยอย

สลายกอนไปสูลําไสสวน duodenum (Sylvester et al., 2005) ดังนั้น ในการวัดเชิงปริมาณจะใชอีก

เทคนคิหนึ่งนั่นคอื real- time PCR ซ่ึงเทคนคินี้ จะทําใหไดขอมูลที่มีความถูกตองและแมนยํา (Sylvester

et al., 2005; Skillman et al., 2006) สําหรับการใช real- time PCR ในการวัดปรมิาณของ โปรโตซัวใน

รูเมนและ duodenum สามารถวัดไดทั้งในรูปของจํานวน rDNA copy และ มวลของไนโตรเจน

(Sylvester et al., 2005)

Sylvester et al. (2005) ไดทําการศึกษาโดยใชเทคนิค real- time PCR ในการวิเคราะหหา

ปริมาณ โปรโตซัว- ไนโตรเจน ที่อยูในกระเพาะรูเมนและที่มีการไหลผานไปยังลําไสเล็กสวน

duodenium ซ่ึงจะทําการวิเคราะห DNA ของ โปรโตซัวในสวนของ 18S rRNA และจากผลการทดลอง

พบวาโปรโตซัว-ไนโตรเจน มีคาเทากับ 4.8 -12.7 เปอรเซ็นตของของเหลวในกระเพาะรูเมน สวน

จุลนิทรยี- ไนโตรเจนที่มีการไหลผานไปยัง duodenium มีคาประมาณ 5.9- 11.9 เปอรเซ็นต ตออาหาร

หยาบที่มีเยื่อใย NDF ต่ํา (16 เปอรเซ็นต) และ NDF สูง (21 เปอรเซ็นต) นอกจากนี้ Eugene et al.

(2004) ยังไดพบวา จุลนิทรยีไนโตรเจนที่มีการไหลผานไปยังสวน duodenium จะเพ่ิมข้ึน 21 เปอรเซ็นต

หลังจากที่มีการกําจัดโปรโตซัว (p < 0.05) สวน Skillman et al. (2006) ไดทําการศึกษาเพื่อวิเคราะห

หาปรมิาณของโปรโตซัวในกระเพาะรูเมน และทดสอบความแปรผันประชากรของ Entodinium ในแกะที่

ไดรับหญาเฮยเปนหลัก โดยใชเทคนิค real- time PCR จากการทดลองนี้เม่ือเปรียบเทียบคาทางสถิติ

ของประชากรโปรโตซัว พบวาประชากรของโปรโตซัว ในแกะแตละตัว จะมีความแปรผันแตกตางกัน (p

= 0.05) และ ความแปรผันนี้ จะมีคาสูงกวาความแปรผันเนื่องจากอิทธิพลของวันที่เก็บตัวอยาง (แกะ

ตัวเดียวกันแตมีเวลาในการเก็บตัวอยางตางกัน คือ ในวันที่ 5 และ สัปดาห 6 หลังจากการเริ่มให

อาหาร)

สําหรับเทคนคิ real-time PCR สามารถใชในการศกึษาความสัมพันธระหวางประชากรโปรโตซัว

กับแบคทีเรียได ซ่ึงโปรโตซัว ถือวาเปนกลุมจุลินทรียที่สราง biomass มากที่สุดในรูเมน ที่จะมีผลตอ

ปรมิาตรของรูเมน นอกจากนี้ ยังมีความสัมพันธตอชนิดและประชากรของแบคทีเรียดวย Ozutsumi et

al. (2005) ไดทําการเปรยีบเทยีบประชากรของแบคทเีรยีในรูเมนเม่ือมีการกําจัดและไมกําจัดโปรโตซัว

โดยใชสวน 16S rDNA จากแบคทีเรียในเทคนิค real time PCR ผลการทดลองพบวา Bacteroides และ



Prevotella จะเปนกลุมที่พบมากเม่ือไมมีการกําจัดโปรโตซัว สวนกลุม Clostridium botulinum

(CLUSTER-B and CLUSTER-E) จะพบมากเม่ือมีการกําจัด โปรโตซัวในกระเพาะรูเมน นอกจากนี้

Ozutsumi et al. (2006) ไดใช real time PCR เพื่อศกึษาถึงผลของโปรโตซัว ตอแบคทีเรียในกระเพาะรู

เมนของวัว ซ่ึงการวิเคราะห real- time PCR จะประเมินพลาสมิดที่คัดลอกไดในชวง 101- 108 ของ

แบคทีเรียในรูเมนที่อยูในสภาวะกําจัดและไมกําจัดแบคทีเรีย จากผลการทดลองพบวา พลาสมิดที่

คัดลอกไดในแบคทีเรียกลุม R. albus, R. flavefaciens, P. ruminicola และ CUR-E (มาจากกลุม

Clostridium) จะมีคาสูงในกลุมที่มีการกําจัดโปรโตซัวออกจากกระเพาะ รูเมน โดยเปรยีบเทียบกับกลุม

ที่ไมกําจัดโปรโตซัว

เปนที่ทราบกันดแีลววา P. ruminocola เปนแบคทเีรยีในกลุมของ amylolytic โดย P. ruminocola

จะเขาจับกับแปงแลวจะทําการยอยสลาย สวน entodiniomorphid เปนโปรโตซัวที่จับกนิแปงเปนอาหาร

เชนเดยีวกัน จงึทําใหแบคทเีรยีกลุมนี้ถูกโปรโตซัวจับกนิดวยพรอมกับแปง ดังนัน้ ในกรณีที่มีการกําจัด

โปรโตซัวในรูเมน จะพบวาแบคทเีรยีในกลุมของ amylolytic มีคาเพ่ิมข้ึนเม่ือเปรียบเทียบกับที่ไมมีการ

กําจัดโปรโตซัว แตอยางไรก็ตาม การที่แบคทเีรยีชนดิ F. succinogen เพ่ิมข้ึนในกรณทีี่ไมกําจัดโปรโตซัว

นัน้ ยังไมสามารถอธบิายได และจะตองมีการศกึษาตอไป

สําหรับในแตละวธิยีอมมีขอดีและขอเสีย ตัวอยางเชน ในการศึกษาดวยกลองจุลทรรศน จะมี

ขอดีคือ ใชเวลานอย ตนทุนต่ํา แตมีขอเสียคือ ไมสามารถนับโปรโตซัวที่ถูกยอยสลายได ทั้งนี้ อาจ

เนื่องมาจากกระบวนการสุมตัวอยาง ถามีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ไมเหมาะสม (เปลี่ยนแปลงจาก 39

องศาเซลเซียส) ก็จะทําใหเซลลโปรโตซัวถูกยอยสลาย และทําใหปรมิาณของโปรโตซัวต่ํากวาความเปน

จรงิ แตในการศกึษาดวยเทคนคิ real- time PCR สามารถปองกันไดโดยนําตัวอยางที่สุมมาเพื่อทําการ

สกัด DNA ไปแชแข็งโดยทันที ซ่ึงจะเปนการรักษา DNA จากเซลลของโปรโตซัวที่ถูกยอยสลายไปได

อยางไรก็ตาม แมวาเทคนิค real- time PCR จะใชตนทุนสูงกวาการนับดวยกลองจุลทรรศน แตมีขอดี

คอื วธินีี้จะมีความ sensitive มากกวา โดยจะสามารถวัดปริมาณของโปรโตซัวไดตั้งแต 1 – 106 เซลล

นอกจากนี้ เทคนคิ PCR- denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) ไดนําเขามาใชอยาง

แพรหลายในการเปรียบเทียบประชากรของจุลินทรียหลายกลุม (Yu and Morrison, 2004; Pilajun and

Wanapat, 2013) จากนั้น Sylvester et al. (2005) และ Regensbogenova et al. (2004) ไดมีการนําเขา

มาใชในการศกึษาถงึประชากรของโปรโตซัวในรูเมนและที่มีการไหลผานไปยังลําไสสวน duodenum โดย

ใช primer ที่จําเพาะตอโปรโตซัวที่แตกตางกัน และจากการวจิัยในครัง้นี้ พวกเขาแสดงใหเห็นวา อาหาร

ถอืเปนปจจัยที่มีผลตอการเปลี่ยนแปลงประชากรของโปรโตซัว นอกจากนี้ ยังสามารถที่จะใชเทคนิค

DGGC ในการจําแนกชนิดของโปรโตซัวที่เปนกลุมหลักรูเมนได (Epidinium caudatum, Endodinium

caudatum และ Isotrica prostoma) โดยการนําเอาแถบของ DGGE ที่ปรากฏไปทําการ sequencing แลว

นําไปเปรียบเทียบใน gene blank ตอไป (Sylvester et al., 2005) สวน Morgavi et al. (2006) ไดใช



เทคนคิ PCR - DGGE เพื่อจําแนกกลุมของโปรโตซัวในรูเมน ดวยการออกแบบไพรเมอรที่จําเพาะ และ

พบวาสามารถจําแนกโปรโตซัวในกลุม Epidimium caudatum, Entodinium caudatum และ Isotrica

prostoma (Regensbogenova et al., 2004) แตอยางไรก็ตามยังพบไดเพียงไมกี่ชนิด อาจจะเพราะขอ

จํากัดของไพรเมอรจงึจําเปนตองใชกลองจุลทรรศนรวมดวย

จากการศกึษาเม่ือเร็วๆ นี้โดย Pilajun and Wanapat (2013) ที่ศกึษาการเปลี่ยนแปลงประชากร

ของโปรโตซัวโดยใชเทคนิค PCR-DGGE พบวาในกระบือกลุมที่ไดรับการเสริมน้ํามันมะพราวจะทําให

ประชากรของโปรโตซัวมีการเปลี่ยนแปลงไป และมีประชากรลดลงเม่ือเปรยีบเทยีบกับกลุมควบคุม

การใชเทคนคิชีวโมเลกุลในการศกึษาเช้ือราในรูเมน

ในการศึกษาประชากรของเช้ือราในรูเมน จะทําไดยากกวาในแบคทีเรียหรือโปรโตซัว ทั้งนี้

เนื่องจากเช้ือราในระยะที่มีชีวิตอยู จะแบงออกเปน 2 ระยะ ไดแก ระยะที่เปน zoospore ซ่ึงจะมีการ

ลองลอยอยางอิสระในของเหลวในรูเมน และอีกระยะหนึ่ง คือระยะสมบูรณพันธุ หรือที่เรียกวา thalus

ซ่ึงจะยดึเกาะอยูกับเยื่อใย (Orpin, 1997) สําหรับในการศึกษาเช้ือราในชวงแรกนั้น นิยมที่จะศึกษาโดย

การนับปรมิาณของ zoospore (Orpin, 1997) แตวธินีี้ จะไมสามารถนับปรมิาณเช้ือราที่อยูในระยะที่เปน

thalus ได อีกทั้ง เช้ือราในกลุม polycentric จะสามารถที่จะสราง rhizobium ใหม จากช้ินสวนของ

rhizomycelium เดมิและจาก zoospore เอง ดังนัน้วธิกีารศกึษาโดยการนับ zoospore จะทําใหปริมาณ

ของเช้ือราที่ทําการศึกษาต่ํากวาความเปนจริง แตมีขอดีคือจะใชเวลาไมมากนัก สําหรับวิธี most

probable number (MPN) จะสามารถแกปญหาที่เกิดจากวิธีการนับ zoospore ได นั่นคือ วิธีนี้จะใชใน

การศกึษา thalus forming unit (TFU’ s) แตอยางไรก็ตาม วิธีดั้งเดิมที่ใชศึกษานี้อาจมีความแมนยําของ

ขอมูลต่ํา รวมทัง้ในการประเมินขอมูลจะใชของผูวิจัยอาจมีอคติ ตอขอมูลได ดังนั้นในปจจุบัน จึงไดมี

การนําเทคนคิดานชีวโมเลกุลเขามาศกึษาถงึประชากรของเช้ือราในรูเมน ทัง้นี้ เนื่องจากเปนเทคนิคที่ไม

จําเปนตองเลี้ยงเช้ือ ก็ทําใหทราบถงึโครงสรางของประชากรเช้ือราในรูเมนได โดยเทคนิคที่ใชเชน การ

ทํา PCR แลวแยกผลผลิต PCR ดวย high- resolution gel, automated ribosomal intergenic spacer

region analysis (ARISA) และ วธิกีารใช carboxyfluorescein เพื่อ labeled ใน primer จากนั้นก็จะทําการ

แยกผลผลิต PCR โดย automate sequencer ตอไป สําหรับเทคนิคเหลานี้ จะทําการศึกษายีนของ

rRNA นั่นคอื 18S rRNA sequence หรืออาจจะศึกษาโดยใช internal transcribed spacer region 1 (ITS-

1) ของยนี rRNA เพื่อทราบถงึความหลากหลายดานพันธุกรรมของเช้ือราได Li and Heath (1992) ได

ทําการศกึษาครัง้แรกโดยใช ITS- 1 ซ่ึงพบวา สามารถที่จะแยกเช้ือราออกเปน 2 กลุม ไดแก กลุมแรก

คอื Orpinomyces, Neocallimastrix และ Piromyces กลุมที่สองไดแก Anaeromyces และ Caecomyces

นอกจากนี้ Khejornsart et al. (2011) ไดทําการศึกษาประชากรของเช้ือราโดยใชเทคนิค PCR-

DGGE พบวา กระบอืปลักที่มีการใหฟางหมักยูเรยี-ลาม เปนแหลงอาหารหยาบหลัก เม่ือมีการนําขอมูล



จากการวิเคราะหมาสรางความสัมพันธแบบ phylogenetic relationship จะทําใหสามารถจําแนก

ประชากรของเช้ือราไดเปน 7 clusters โดยในแตละ clusters จะเปนชนิดที่แตกตางกันตามลักษณะของ

เบส ซ่ึงจากขอมูลที่ไดรับถอืวามีความสําคัญยิ่ง ตอการทําความเขาใจถึงบทบาทการยอยสลายเยื่อใย

ของเช้ือราในกระบอืปลัก

สรุป

โภชนพันธุศาสตร เปนศาสตรที่เกี่ยวของกับการศึกษาผลของอาหาร ตอการเปลี่ยนแปลงการ

แสดงออกของยนี หรอืการสรางโปรตนี ในรางกายของสัตว การศึกษาโภชนพันธุศาสตรสามารถแบง

ออกเปน 3 ระยะ คอื ทรานสคริปโตมิคส โปรติโอมิคส และเมแทบอโลมิคส โดยเครื่องมือสมัยใหมที่

นําเขามาใชจะมีลักษณะที่เฉพาะ เชน การศกึษา ทรานสครปิโตมิคส ดวย microarray การศกึษาโปรตโิอ

มิคดวย two dimensional (2D) gel electrophoresis และ mass spectrometry (MS) proteomics สวน

การศึกษาดาน metabolomics ใชเทคนิค nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, high

performance liquid chromatography (HPLC) และ gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

เปนตน โดยสามารถการประยุกตใชโภชนพันธุศาสตรในการพัฒนาดานคุณภาพของอาหารสัตว เพื่อ

คัดเลือกโภชนะที่สงผลตอยีน การจัดการดานโภชนะสําหรับการเพ่ิมผลผลิตของสัตว เพื่อศึกษา

ปฏิสัมพันธระหวางโภชนะกับยนี เพื่อศกึษากระบวนการแกเฒาของสัตว เพื่อศกึษาระบบภูมิคุมกัน เพื่อ

ศกึษาแนวทางการปองกันโรค เพื่อศกึษาสมรถนะการสบืพันธุ เปนตน

การศึกษาดานนิเวศวิทยาในรูเมนของสัตวเค้ียวเอ้ือง โดยเทคโนโลยีสมัยใหมจะเนนในดาน

เทคนิคชีวโมเลกุลที่นํามาใชในการศึกษาถึง 16S/ 18S rRNA/ rDNA ของจุลินทรียในรูเมน ซ่ึงถือวา

ประสบความสําเร็จและมีการยอมรับจากนักโภชนาการอาหารสัตวทั่วโลกเปนอยางมาก ทั้งนี้

เนื่องมาจากประโยชนของเทคนิคชีวโมเลกุลเอง ที่ใหผลถูกตองแมนยํา และมีความรวดเร็วกวาเม่ือ

เปรียบเทียบกับเทคนิคดั้งเดิม ไมวาจะเปนการศึกษาเชิงปริมาณหรือเชิงคุณภาพก็ตาม สําหรับ

เทคโนโลยดีานชีวโมเลกุลที่นํามาศกึษาดานปรมิาณของจุลนิทรยีในรูเมน ไดแก เทคนคิ PCR และ real-

time PCR สวนเทคนคิที่นยิมนํามาศกึษาดานความหลากหลายของจุลนิทรยีในรูเมนไดแก เทคนคิ PCR-

DGGE อยางไรก็ตาม เนื่องจากเทคโนโลยชีีวโมเลกุลเปนเทคโนโลยสีมัยใหมและนําเขามาใชในการศกึษา

ดานนเิวศวิทยารูเมนของสัตวเค้ียวเอ้ืองในประเทศไทยไดไมนานนัก จงึทําใหขอมูลที่ไดยังมีนอยอยู และ

จําเปนที่จะตองมีการศกึษาตอไปในอนาคต ดังนัน้ การนําใชเทคนคิชีวโมเลกุลตอการศึกษานิเวศวิทยา

ในรู เมนจึงมีประโยชนดานการวิจัยถึงวิธีการปรับปรุงกระบวนการหมักในรูเมน โดยการเพ่ิม

ประสทิธภิาพในการใชประโยชนของอาหารสัตวเค้ียวเอ้ือง โดยเฉพาะอยางยิ่งอาหารหยาบคุณภาพต่ํา

ในเขตรอนตอไป



คําถามทายบท

1. จงอธบิายถงึกระประยุกตใชโภชนะพันธุศาสตรดานการผลติสัตว

2. จงอธบิายแนวทางการประยุกตเทคโนโลยชีีวภาพในการศกึษาจลุนิทรยีในรูเมนมาพอเขาใจ

3. ในฐานะที่ทานเปนนกัสตัวศาสตร ทานมีมุมมองในอนาคตอยางไรเกี่ยวกบังานวจิัยดานชีวเคมี

ประยุกตในโภชนศาสตรสัตว

เอกสารอางอิง

วรพรรณ สิทธิถาวร. 2549. เทคโนโลยีไมโครแอเรยของดีเอ็นเอ. วารสารไทยเภสัชศาสตรและ

วทิยาการสุขภาพ. 1: 139-145.

วรางคณา วารีสนอยเจริญ. 2553. โภชนพันธุศาสตร: วิถีสูโภชนาการเฉพาะบุคคล. วารสารคลินิก

อาหารและโภชนาการ. 4: 15-22.

Chavez, A., Muñoz de and M. Chavez. 2003. Nutri- genomics in public health nutrition: short-

term. perspectives. Eur. J. Clin. Nutr. 57: S97-S100.

Cherdthong, A., M. Wanapat, and C. Wachirapakorn. 2011a. Influence of urea calcium mixture

supplementation on ruminal fermentation characteristics of beef cattle fed on concentrates

containing high levels of cassava chips and rice straw. Anim. Feed Sci. Technol. 163: 43-

51.

Cherdthong, A., M. Wanapat, and C. Wachirapakorn. 2011b. Effects of urea-calcium mixture in

concentrate containing high cassava chip on feed intake, rumen fermentation and

performance of lactating dairy cows fed on rice straw. Livest. Sci. 136: 76-84.

DellaPenna, D. 1999. Nutritional genomics: manipulating plant micronutrients to improve human

health (Invited Review). Science. 285:375-379 Endo Y., Z. Fu, K. Abe, S. Arai and H. Kato. 2002. Dietary protein quantity and quality effect rat

hepatic gene expression. J. Nutr. 132: 3632-3637

Eugene, M., H. Archimede and D. Sauvant. 2004. Quantitative meta-analysis on the effects of

defaunation of the rumen on growth, intake and digestion in ruminants. Livest. Prod. Sci.

85: 81- 97.

Ghormade, V., A. Khare and R.P.S.Baghel. 2011. Nutrigenomics and its Applications in Animal

Science . Vet. Res. Forum. 2: 147-155.

Guérin-Dubiard C., M. Pasco, D. Mollé, C. Désert, T. Croguennec and F. Nau. 2006. Proteomic

analysis of hen egg white. J. Agr. Food Chem. 54: 3901-3910



Karnati, S.K.R., Z. Yu , J. T. Sylvester, B.A. Dehority, M. Morrison, and J.L. Firkins. 2003. Technical

note: specific PCR amplification of protozoal 18S rDNA sequences from DNA extracted from

ruminal samples of cows. J. Anim. Sci. 81: 812–815.

Khejornsart. P., M. Wanapat and P. Rowlinson. 2011. Diversity of anaerobic fungi and rumen

fermentation characteristic in swamp buffalo and beef cattle fed on different diets. Livest.

Sci. 139 : 230–236.

Koike, S., S. Yoshitani, Y. Kobayashi, and K. Tanaka. 2003. Phylogenetic analysis of fiber-

associated rumen bacterial community and PCR detection of uncultured bacteria. FEMS

Microbiol. Letters. 229: 23-30.

Kore, K.B., A.K. Pathak and Y.P. Gadekar. 2008. Nutrigenomics: Emerging face of molecular

nutrition to improve animal health and production. Vet. World. 1: 285-286.

Lee, B. K., J. S. Kim, H. J. Ahn, J. H. Hwang, J. M. Kim, H. T. Lee, B. K. An and C. W. Kang. 2010.

Changes in hepatic lipid parameters and hepatic messenger ribonucleic acid expression

following estradiol administration in laying hens (Gallus domesticus). Poult. Sci. 89: 2660-

2667.

Lehnert S.A., A. Reverter, K.A. Byrne, Y. Wang, G.S. Nattrass, N.J. Hudson and P.L. Greenwood,

2007. Gene expression studies of developing bovine longissimus muscle from two different

beef cattle breeds. BMC Develop. Biol. 7: 95-107.

Li, J. and I. B. Heath. 1992. The phylogenetic relationships of the anaerobic chytridiomycetous gut

fungi (Neocallimasticaceae) and the Chytridiomycota. I. Cladistic analysis of rRNA

sequences.Can. J. Bot. 70: 1738-1746.

Müller, M., and S. Kersten. 2003. Nutrigenomics: goals and strategies. Nat. Rev. Genet. 4: 315-

322.

Mao, S. Y., G. Zhang and W. Y. Zhu. 2007. Effect of disodium fumarate on in vitro rumen

fermentation of different substrates and rumen bacterial communities as revealed by

denaturing gradient gel electrophoresis analysis of 16S ribosomal DNA. Asian-Aust. J.

Anim. Sci. 20: 543- 549.

Mackie, R. I., R. I. Aminov, W. Hu, A. V. Klieve, D. Ouwerkerk, M. A. Sundset and Y. Kamagata.

2003. Ecology of uncultivated Oscillospira species in the rumen of cattle, sheep, and

reindeer as assessed by microscopy and molecular approaches. Appl. Environ. Microbiol.

69: 6808-6815.



McSweeney, C.S., S.E. Denman, A.-D. G. Wrigh, and Z. Yu. 2007. Application of recent

DNA/RNA-based techniques in rumen ecology. Asian-Aust. J. Anim. Sci. 20: 283-294.

Morgavi, D.P., J.P. Jouany, C. Martin, M.J. Ranilla. 2006. Archaeal community structure diversity in

the rumen of faunated and defaunated sheep. Int. Cong. Ser. 1293: 127-130.

Orpin, C.G., and K.N. Joblin. 1997. The rumen anaerobic fungi. In: The Rumen Microbial Ecosystem

(Hobson, P.N. and Stewart, C.S., Eds.), pp. 140–195. Blackie Academic and Professional,

London.

Ozutsumi, Y., K, Tajima, A. Takenaka and H. Itabashi. 2006. Real-time PCR detection of the

effects of protozoa on rumen bacteria in cattle. Microbiol. 52: 158–162.

Ozutsumi, Y. K. Tajima, A. Takenaka, and H. Itabashi. 2005. The effect of protozoa on the

composition of rumen bacteria in cattle using 16S rRNAgene clone libraries. Biosci.

Biotechnol. Biochem. 69: 499–506

Pilajun, R., and M. Wanapat. 2013. Microbial population in the rumen of swamp buffalo (Bubalus

bubalis) as influenced by coconut oil and mangosteen peel supplementation. J. Anim.

Physiol. Anim. Nutr. 97: 439-445.

Regensbogenova, M., P. Pristas, P. Javorsky, S.Y. Moon-van der Staay, G.W.M. van der Staay,

J.H.P. Hackstein, C.J. Newbold, and N.R. McEwan. 2004. Assessment of ciliates in the

sheep rumen by DGGE. Lett. Appl. Microbiol. 39: 144-147.

Ron M., G. Israeli, E. Seroussi, J.I. Weller, J.P. Gregg, M. Shani and J.F.Medrano. 2007. Combining

mouse mammary gland gene expression and comparative mapping for the identifi cation of

candidate genes for QTL of milk production traits in cattle. BMC Genomics 8. 183-193

Skillman, L.C., A. F. Toovey, A. J. Williams, and A.D.G. Wright. 2006. Development and validation

of a real-time PCR method to quantify rumen protozoa and examination of variability

between Entodinium populations in sheep offered a hay-based diet. Appl. Environ.

Microbiol. 72: 200–206.

Stahl, D.A., B. Flesher, H. R. Mansfield, and H. R. Montgomery. 1998. Use of phylogenetically-

bade hybridization probes for studies of rumen microbial ecology. App. Envi. Microb. 54:

1079- 1084.

Sylvester, J. T., S. K. R. Karnati, Z. Yu, J. Newbold, and J. L. Firkins. 2005. Evaluation of a real-

time PCR assay quantifying the ruminal pool size and duodenal flow of protozoal nitrogen.

J. Dairy Sci. 88: 2083– 2095.



Takamatsu K., N. Tachibana, I. Matsumoto and K. Abe. 2004. Soy protein functionality and

nutrition analysis. Biofactors. 21: 49-53

Tajima, K., R.I. Aminov, T. Nagamine, H. Matsui, M. Nakamura, and Y. Benno. 2001. Diet-

dependent shifts in the bacterial population of the rumen revealed with real- time PCR.

Appl. Environ. Microbiol. 67: 2766– 2774.

Tajima, K., S. Arai, K. Ogata, T. Nagamine, H. Matsui, M. Nakamura, R. I. Aminov, and Y. Benno.

2000. Rumen bacterial community transition during adaptation to high-grain diet.

Anaerobe. 6:273–284

Wanapat, M., and A. Cherdthong. 2009. Use of real-time PCR technique in studying rumen

cellulolytic bacteria population as affected by level of roughage in swamp buffaloes. Curr.

Microbiol. 58: 294–299.

Yu, Z., and M. Morrison. 2004. Improved extraction of PCR- quality community DNA from digesta

and fecal samples. Bio. Technique. 36: 808- 812.

Zduñczy, Z., and Ch.S. Pareek. 2009. Application of nutrigenomics tools in animal feeding and

nutritional research. J. Anim. Feed Sci. 8: 3–16.

12 12 recent rese… · recent research advances of applied biochemistry in animal nutrition...

Documents