Genetic diversity and antibacterial activity of Celastrus paniculatus Willd.

Abstract

Celastrus paniculatus Willd. is a medicinal woody climber that distributes all over Southeast Asia to Malaysia and Australia. It is used in traditional medicine against diseases like leucoderma, skin diseases, paralysis, and fever. The objectives of this study were to investigate the genetic diversity of C. paniculatus Willd. in the Northeast and the North of Thailand by molecular technique, the chemical constituents of seed oil, and antibacterial activity. Forty-three locations in Chiang Mai, Phitsanulok, Lei, and Mahasarakham Province were reached C. paniculatrus Willd. Genomic DNAs were isolated from juvenile leaves of plants. ITS and rbcL were DNA markers to classify relationtionship. Phylogenetic tree of C. paniculatrus Willd. sequences constructed by MEGA X program. Both phylogenetic trees could classify C. paniculatrus Willd. into 2 groups, but ITS marker showed C. paniculatrus Willd. in Phitsanulok Province difference from most of the samples. Maybe they were subspecies of others. Twenty-four seeds oil of C. paniculatus Willd. via applied Thai traditional extraction were studied about phytochemical that showed alkaloid and terpenoid via preliminary phytochemical screening, then confirm via thin-layer chromatography technique (TLC). The chemical component of seed oils was analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). It was found that the seed oil component of CP-CMI, CP-LEI-30, CP-MKM-WP-15, and CP-PLK were oleic Acid (23.085%), glycidyl oleate (12.289), 17-octadecynoic acid (7.907), and 17-octadecynoic acid (13.982), respectively. Antibacterial activity of CP-MKM-WP-15 and CP-LEI-30 against S aureus DMST 19376 and B cereus DMST 6228 respectively, was observed and the minimum inhibitory concentration (MIC) of 12.5, 25 and 0.78 percent (v/v), respectively, was observed. The study suggests that C. paniculatus Willd. seed oil via applied Thai traditional extraction could be used as a component to develop a new antiseptic product.

กระทงลายเป็นไม้เถาเลื้อย มีการกระจายพันธุ์ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ไปจนถึงมาเลเซียและออสเตรเลีย มีสรรพคุณเป็นสมุนไพรพื้นบ้านที่ใช้ในการรักษาโรคด่างขาว โรคผิวหนัง อัมพาตและรักษาอาการเป็นไข้ วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้เพื่อศึกษาความหลากหลายทางพันธุกรรมของกระทงลาย พฤกษเคมีและฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียของกระทงลายในภาคตะวันออกเฉียงเหนือและภาคเหนือของประเทศไทย จากการสำรวจพื้นที่ในภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ พบต้นกระทงลายทั้งหมด 43 พื้นที่ ในจังหวัดเชียงใหม่ พิษณุโลก เลยและมหาสารคาม นำใบอ่อนของกระทงลายมาสกัดดีเอ็นเอเพื่อศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพของกระทงลายโดยใช้ยีน ITS และ rbcL เป็นเครื่องหมายบ่งชี้ความแตกต่าง แล้วสร้างแผนภูมิความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมด้วยโปรแกรม MEGA X จากแผนภูมิทางวิวัฒนาการพบว่าทั้งสองยีนแยกความแตกต่างของกระทงลายได้ 2 กลุ่มพันธุกรรมโดย ITS แยกความแตกต่างของกระทงลายจากจังหวัดพิษณุโลกออกจากพื้นที่อื่นๆ ชัดเจนซึ่งตัวอย่างนี้อาจเป็น subspecies ที่มีการแปรผ้นทางพันธุกรรมจากกระทงลายในพื้นที่อื่น ส่วนผลจากการสกัดน้ำมันด้วยการประยุกต์วิธีสกัดน้ำมันแบบพื้นบ้านของไทยจากตัวอย่างเมล็ดกระทงลายสามารถสกัดน้ำมันจากเมล็ดได้ 24 ตัวอย่าง จากการทดสอบพฤกษเคมีเบื้องต้นพบว่าน้ำมันกระทงลายมีองค์ประกอบของอัลคาลอยด์และเทอร์ปีนอยด์ เมื่อนำตัวอย่างน้ำมันมาตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโทรเมทรี (Gas Chromatography-Mass Spectrometry, GC-MS) พบว่า CP-CMI, CP-LEI-30, CP-MKM-WP-15 และ CP-PLK พบองค์ประกอบของสารจำนวนมาก เช่น Oleic Acid (23.085%), Glycidyl oleate (12.289%), 17-Octadecynoic acid (7.907%) and 17-Octadecynoic acid (13.982%) เมื่อศึกษาฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียพบว่าสารสกัดน้ำมัน CP-MKM-WP-15 CP-LEI-30 และ CP-CMI-30 มีฤทธิ์ต้านเชื้อ Staphylococcus aureus DMST 19376 Bacillus cereus DMST 6228 และ Propionicbacterium acnaes DMST 14916 ตามลำดับ และเมื่อนำมาศึกษาความเข้มข้นของสารต้านจุลชีพที่น้อยที่สุดที่สามารถมีฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรีย (MIC, Minimum Inhibitory Concentration) มีค่า 12.5, 25 และ 0.78 เปอร์เซ็นต์ (v/v) ตามลำดับ จากการศึกษาพบว่าการประยุกต์วิธีการสกัดน้ำมันกระทงลายแบบพื้นบ้านไทยสามารถผลิตน้ำมันจากเมล็ดกระทงลายที่เป็นแนวทางในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ยับยั้งเชื้อแบคทีเรียได้