การประเมินความสามารถทนเค็มของต้นกล้าข้าวพันธุ์พื้นเมืองไทยและการเชื่อมโยงทั้งจีโนมกับลักษณะทนเค็ม

Salt tolerant ability evaluation of local Thai rice seedlings and genome-wide association with salt tolerant traits

Name: นพคุณ คุณผลวัฒนา

keyword: ข้าว

; ความเค็ม

Abstract: การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความสามารถในการทนเค็ม (9 dS/m) ของข้าวพันธุ์พื้นเมืองไทยจำนวน 174 พันธุ์ และนำข้อมูลมาใช้สำหรับวิเคราะห์การเชื่อมโยงทั้งจีโนมเพื่อระบุตำแหน่งยีนที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อภาวะเครียดจากความเค็ม ทั้งนี้ค่าน้ำหนักสดต้นและราก น้ำหนักแห้งต้นและราก ปริมาณน้ำสัมพัทธ์ในใบ เสถียรภาพเยื่อหุ้มเซลล์ และองค์ประกอบผลผลิตถูกนำมาศึกษาในระยะต้นกล้าที่มีอายุ 14 วันซึ่งได้รับสารละลายเกลือโซเดียมคลอไรด์ส่งผลให้ดินมีความเค็มที่ระดับ 9 dS/m ระหว่างที่ทำการทดลอง นอกจากนี้การระบุความสามารถในการทนเค็มยังใช้ค่าดัชนีเสถียรภาพเพื่อประเมินความสามารถในการทนเค็มด้วย จากผลการวิเคราะห์องค์ประกอบหลักและการวิเคราะห์กลุ่มโดยใช้ค่าการตอบสนองทางสรีรวิทยาและค่าดัชนีเสถียรภาพพบว่า กลุ่มของพันธุ์ข้าวสามารถจัดกลุ่มตามความสามารถในการทนเค็ม กลุ่มพันธุ์ข้าวที่อาจเป็นแหล่งของยีนทนเค็มที่สำคัญ ได้แก่ หลวงประทาน เจ้าขาว กข1 เล้าแตก ไอไท้ อีพวง สายหยุด ดำด่าง ป้องแอ้ว ขาวกอเดียว เหลืองเตี้ย ขี้ตมพัน และเหนียวสันป่าตอง ชุดข้อมูลการตอบสนองทางสรีรวิทยาได้ถูกใช้ศึกษาการเชื่อมโยงทั้งจีโนมกับฐานข้อมูลสนิปส์จำนวน 223,800 สนิปส์เพื่อแสดงตำแหน่งสนิปส์ที่คาดว่าน่าจะมีความเชื่อมโยงกับพารามิเตอร์ของการตอบสนองทางสรีรวิทยาต่าง ๆ อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (โดยมีค่า Logarithm of Significant Level [-log10(P)] ที่น้อยกว่า 10-6) จากผลการศึกษาพบว่า มีจำนวน 30 สนิปส์ที่ถูกระบุอยู่บน exon ที่มีความเกี่ยวข้องกับความสามารถในการทนเค็ม ซึ่งกระจายตัวบนทุกโครโมโซมยกเว้นโครโมโซมที่ 5 โดยค่าคะแนนความเสียหายจากความเค็มมีความสัมพันธ์กับตำแหน่งของสนิปส์ 4 สนิปส์บนโครโมโซมที่ 1 3 7 และ 11 น้ำหนักสดส่วนต้นในภาวะเครียดจากความเค็มเชื่อมโยงกับ 7 สนิปส์บนโครโมโซมที่ 1 3 4 6 7 และ 10 ในขณะที่ค่าน้ำหนักแห้งต้นมีความเชื่อมโยงกับ 2 สนิปส์บนโครโมโซมที่ 10 และ 11 ส่วนค่าน้ำหนักสดรากมีความเชื่อมโยงกับ 5 สนิปส์บนโครโมโซมที่ 1 7 8 และ 12 ทั้งนี้ตำแหน่งสนิปส์ 4 ตำแหน่งดังกล่าวถูกพบว่าเชื่อมโยงกับพารามิเตอร์น้ำหนักสดส่วนต้นและน้ำหนักแห้งส่วนรากโดยค่าน้ำหนักแห้งรากในภาวะเค็มมีความเชื่อมโยงกับ 7 สนิปส์ บนโครโมโซมที่ 2 7 8 10 11 และ 12 ค่าดัชนีเสถียรภาพของน้ำหนักสดต้น น้ำหนักสดราก น้ำหนักแห้งต้น และน้ำหนักแห้งรากให้ผลการเชื่อมโยงกับจำนวนสนิปส์ 2 4 1 และ 1 สนิปส์ตามลำดับ เมื่อศึกษาการเชื่อมโยงระหว่างค่าการตอบสนองทางสรีรวิทยากับสนิปส์โปรโมเตอร์พบว่ามี 9 ยีนเป้าหมายที่เกี่ยวข้องกับการทนเค็มและถูกพบบนโครโมโซมที่ 3 4 6 9 10 11 และ 12 ผลดังกล่าวไม่สอดคล้องกับสนิปส์ที่ถูกทำนายจากผลการเชื่อมโยงกับสนิปส์บน exon ทั้งนี้ตำแหน่งดังกล่าวจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมถึงบทบาทในการทนเค็มก่อนนำไปใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวในอนาคต

Abstract: This study aims to evaluate the salt tolerant (9 dS/m) ability of 174 local Thai rice cultivars and use the data for genome-wide association analysis to identify the loci involving in salt stress response. Shoot and root fresh weight, shoot and root dry weight, leaf relative water content, cell membrane stability and yield components were determined when 14-day-old rice seedlings were treated with NaCl solution, causing the soil salinity at 9 dS/m during the experimental period. Moreover, stability index was used to identify the ability of salt tolerance. Based on principal component and cluster analysis using physiological parameters and stability index, the clusters of rice accessions were generated according to salt tolerant ability. The rice accessions that may contain the important salt tolerant genes were Luang Pratahn, Jao Khao, RD1, Lao Taek, Ai Tai, E-Puang, Sai Yud, Dam Dahng, Pawng Aew, Khao Gaw Diaw, Leuang Tia, Khitom Pan and Niaw San-pah-tawng. Each physiological response dataset was used for genome-wide association with 223,800 SNPs database to reveal the significant SNPs that associated with physiological response parameters (logarithm of significant level [-log10(P)] less than 10-6). There were 30 SNPs, locating on exons of 30 loci associating with salt tolerant ability. They are distributed on all chromosomes, except chromosome 5. Salt injury score trait was associated with 4 SNPs on chromosome 1, 3, 7 and 11. Shoot fresh weight under salt stress (S_SFW) was associated with 7 SNPs on chromosome 1, 3, 4, 6, 7 and 10, while shoot dry weight under salt stress (S_SDW) was associated with 2 SNPs on chromosome 10 and 11. Root fresh weight under salt stress (S_RFW) associated with 5 SNPs on chromosome 1, 7, 8 and 12, four of which were identified by other parameters, which were shoot fresh weight (S_SFW) and root dry weight under salt stress(S_RDW). Root dry weight under salt stress (S_RDW) was associated with 7 SNPs on chromosome 2, 7, 8, 10, 11 and 12. Stability indices of SFW, RFW, SDW and RDW were associated with 2, 4, 1 and 1 SNPs, respectively. When the phenotypes were associated with SNPs on promoters, 9 the putative salt stress associated genes were found on chromosome 3, 4, 6, 9, 10, 11 and 12. They were not consistent with SNPs predicted by association with SNPs on exons. These loci should be validated for the roles in salt tolerance before application in rice breeding program in the future.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ศุภจิตรา ชัชวาลย์

Role: ที่ปรึกษา

Name: มนนันธ์ พงษ์พานิช

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2558

Modified: 2563-07-16

Issued: 2563-07-16

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60956

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: พฤกษศาสตร์

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5572224023.pdf	12.75 MB	1	2023-12-19 00:34:58

ใช้เวลา

0.032497 วินาที