Immune responses and gene expression in white shrimp,Litopenaeus vannamei, induced by Lactobacillus plantarum

Chiu-Hsia Chiu a, Yuan-Kuang Guu a, Chun-Hung Liu b,Tzu-Ming Pan c,**, Winton Cheng b,*

a Department of Food Science, National Pingtung University of Science and Technology, Pingtung 91201, Taiwanb Department of Aquaculture, National Pingtung University of Science and Technology, 1 Sheuh Fu Road,

Nei Pu Hsiang, Pingtung 91201, Taiwanc Institute of Microbiology and Biochemistry, National Taiwan University, Taipei 10617, Taiwan

Received 15 September 2006; revised 22 November 2006; accepted 23 November 2006

Available online 5 December 2006

Udang putih, Litopenaeus vannamei, yang banyak didistribusikan di

sepanjang pantai Pasifik Amerika Tengah dan Selatan, telah diperkenalkan ke

belahan Timur, dan telah menjadi spesies utama yang sedang dibudidayakan saat ini

di Negara-negara Asia Tenggara. Selama dua dekade terakhir, udang budaya di

seluruh dunia telah mengalami masalah terkait dengan memburuk kolam lingkungan

karena pengembangan intensifikasi, kemudian mengakibatkan stres-induced dari

adanya penyakit. Banyak tambak telah terinfeksi oleh wabah virus dan vibriosis. Oleh

karena itu, kesehatan dari udang dan peningkatan kekebalan tubuh udang menjadi

perhatian utama.

Jenis krustasea, haemocytes beredar secara umum dan diklasifikasikan

menjadi tiga jenis yakni hialin, semi-granular dan sel granular besar. Haemocytes

terlibat tidak hanya dalam koagulasi tetapi juga dalam produksi melanin melalui

prophenoloxidase (proPO) sistem, yang memainkan peran penting pertahanan tubuh.

Semi-granular dan granular sel keduanya melakukan fungsi sistem proPO, yang

memiliki peran dalam pengakuan dan pertahanan. Konversi proPO untuk

phenoloxidase (PO) terjadi melalui prophenoloxidase yang mengaktifkan enzim

(PPA) yang berupa sebuah protease serin. PO adalah terminal enzim dalam sistem

proPO, dan AKP diaktifkan oleh polisakarida pada beberapa mikroba, termasuk b-

1 ,3-glukan dan lipopolisakarida (LPS) dari dinding sel jamur melalui sistem

pengenalan non-diri. Sifat spesifik protein, termasuk protein b-1 ,3-glucan, protein

LPS, protein peptidoglikan, dan LPS-dan b-1 , protein 3-glukan (LGBP), yang

mengenali dan merespon terhadap infeksi dan telah dilaporkan dalam beberapa

spesies Crustacea termasuk udang penaeid.

Pada beberapa spesies oksigen reaktif dihasilkan selama fagositosis. Pada

awal proses ini, membran yang terikat kompleks enzim, NADPH oksidase, merakit

setelah mengikat sel ke partikel asing, dan mengurangi molekul oksigen ke anion

superoksida (O2), kemudian menuju produksi hidrogen peroksida (H2O2), singlet

oksigen (1O2), radikal hidroksil (OH), dan sejumlah senyawa reaktif lainnya.

Probiotik didefinisikan sebagai mikroba hidup yang dicampur pada roduk

suplemen atau pakan budidaya yang menguntungkan untuk mempengaruhi host

sehingga menghasilkan senyawa penghambat, yang bersaing untuk memanfaatkan

bahan kimia dan situs adhesi, modulasi dan merangsang fungsi kekebalan, dan

memperbaiki keseimbangan mikroba. Probiotik telah digunakan dalam akuakultur

sebagai sarana pengontrol penyakit, melengkapi atau bahkan dalam beberapa kasus

menggantikan penggunaan senyawa antimikroba. Tujuan dari penelitian ini adalah

untuk memeriksa parameter kekebalan tubuh termasuk jumlah total hemosit, aktivitas

PO, semburan pernafasan, aktivitas SOD, aktivitas fagositosis dan efisiensi ruang

untuk gen Vibrio alginolyticus kekebalan ekspresi termasuk proPO, LGBP, protein

serin, dan PE transkripsi mRNA dari L. vannamei; dan kerentanan yang untuk

V.alginolyticus bila udang diberi diet mengandung Lac. plantarum.

Hasil menghitung total hemosit, aktifitas phenoloxidase (PO), semburan

pernafasan, aktivitas superoksida dismutase (SOD), dan aktifitas fagositik dan

efisiensi ruang untuk Vibrio alginolyticus, serta prophenoloxidase (proPO),

lipopolisakarida-dan b-1, mengikat 3- glukan protein (LGBP), protein serin (SP), dan

peroxinectin (PE) mRNA transkripsi L. vannamei, dan kerentanan yang untuk

V. alginolyticus bila udang diberi pakan yang mengandung Lactobacillus plantarum

pada 0 (kontrol), 107, dan 1010 fu (kg diet)-1 untuk 48 dan 168 jam dievaluasi. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa aktivitas PO, aktivitas SOD, efisiensi ruang untuk

V. alginolyticus, proPO dan PE transkripsi mRNA, dan tingkat kelangsungan hidup

setelah tantangan dengan V. alginolyticus semua meningkat secara signifikan, tetapi

yang hemosit total menurun secara signifikan jumlah udang yang diberi makanan

yang mengandung Lactobacillus plantarum pada 1010 cfu (kg diet)-1 untuk 168 jam.

Namun, tidak ada perbedaan yang signifikan dalam fagositosis, LGBP, atau SP

ekspresi mRNA dari udang yang diamati antara yang berbeda perlakuan. Dapat

disimpulkan bahwa pemberian Lactobacillus plantarum pakan dengan 1010 cfu (kg

diet)-1 modulasi kekebalan diinduksi dan meningkatkan kemampuan kekebalan

L. vannamei, dan meningkatkan perlawanannya terhadap V. alginolyticus infeksi.