Abstract:
การศึกษาครั้งนี้เป็นการศึกษาเพิ่อค้นหายีนที่มีความเกี่ยวข้องกับการกำหนดเพศของตาลโตนดและเข้าใจเกี่ยวกับความหลากหลายและประวัติความเป็นมาของตาลโตนดในประเทศไทย โดยตาลโตนด (Borassus flabellifer) เป็นพืช dioecious plant ที่คาดว่ามีกลไกการพัฒนาดอกการมาจาก unisexual flower แต่ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด โดยงานวิจัยนี้ได้ทำการหายีนและเครื่องหมายโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการกำหนดเพศโดยเทคนิค ต่าง ๆ (1) suppression subtractive hybridization (SSH), simple sequence repeat (SSR), start codon targeted (SCoT), transposon element (TE) และintron length polymorphism (ILP) (2) การควบคุมโดย epigenetic regulation โดยใช้เครื่องหมาย methylation-sensitive amplified polymorphism (MSAP) และ (3) การแสดงออกของยีนโดยใช้เทคนิค RNA sequencing (RNA-seq) และreal-time quantitative reverse transcription PCR (q-RT PCR) จากผลการทดลองทั้งหมดไม่พบยีนที่แตกต่างกันระหว่างเพศผู้และเพศเมีย แต่ระดับการแสดงออกของช่อดอกเพศผู้และเพศเมียมีความแตกต่างกัน โดยพบว่ามีเพียง 7 ยีนที่แสดงระดับการแสดงออกที่แตกต่างกันในเพศผู้และเพศเมีย ได้แก่ galactinol synthase 1-like, ASPARTIC PROTEASE IN GUARD CELL 2-like, glutathione S-transferase U10-like, long-chain-alcohol oxidase FAO4A, NDR1 HIN1-Like 3-like, transresveratrol di-O-methyltransferase-like, UPF0496 4 ตาลโตนดถือเป็นพืชดึกดำบรรพ์ โดยมีการค้นพบหลักฐานรูปภาพทางประวัติศาสตร์ที่เก่าแก่ที่สุดเป็นรูปชายที่กำลังปีนต้นตาลโตนดในสมัยทราวรดีซึ่งอยู่ในช่วงพุทธศักราชที่ 11-16 (ประมาณ 1,500 ปี ก่อน) เมื่อทำการศึกษาความหลากหลายของตาลในประเทศไทย ด้วยเครื่องหมาย SSR จากปาล์มน้ำมันจำนวน 545 เครื่องหมาย พบว่ามีเครื่องหมายจำนวน 317 (58.17%) เครื่องหมายที่สามารถเพิ่มปริมาณได้ในตาลโตนด และมีจำนวน 29 แอลลีลที่แสดงพอลมิอร์ฟิซึมที่ผ่าน Hardy Weinberg equilibrium (HWE) และlinkage disequilibrium (LD) มีค่า polymorphic information content (PIC) เฉลี่ยอยู่ที่ 0.37 เมื่อศึกษาโครงสร้างประชากรพบว่าตาลโตนดในประเทศไทย มีเพียง 2 กลุ่มประชากรโดยกลุ่มแรกน่าจะนำเข้าทางภาคใต้โดยช่องแคบมะละกา ซึ่งเถือเป็นเส้นทางการค้าทางเรือที่สำคัญของโลก และอีกกลุ่มน่าจะมาจากภาคตะวันออกเฉียงเหนือโดยประเทศเพื่อนบ้าน ส่วนตาลในภาคกลางน่าจะเกิดจากการผสมของตาลจากทั้งภาคใต้และภาคตะวันออกเฉียงเหนือและเมื่อนำไปหาค่า genetic variation index (NA, NE, HO, HE และAR) และ FST พบว่ามีค่าที่ค่อนข้างต่าง นั้นแสดงว่าความหลากหลายของตาลในประเทศไทยมีความหลากหลายที่น้อย เมื่อทำการหาค่า minimum number of founders หรือจำนวนตาลน้อยที่สุดที่ถูกนำเข้ามาในประเทศไทยพบว่า ตาลเพียง 6 ต้นก็สามารถทำให้เกิดความถี่แอลลีลได้ดังที่พบในปัจจุบัน เมื่อกำหนดให้ความถี่ของแอลลีลมีค่ามากกว่า 0.02
Study of identified gene-related with sex determination in Asian palmyra palm and understood genetic diversity and historical of Asian palmyra palm in Thailand. Asian palmyra palm (Borassus flabellifer) is dioecious plant. The mechanisms involved in the development of unisexual flowers are as yet unknown. This thesis to find out genes and markers related with sex determination by (1) suppression subtractive hybridization (SSH), simple sequence repeat (SSR), start codon targeted (SCoT), transposon element (TE) and intron length polymorphism (ILP) (2) epigenetic regulation using methylation-sensitive amplified polymorphism (MSAP) and (3)gene expression with using RNA sequencing (RNA-seq) and real-time quantitative reverse transcription PCR (q-RT PCR). All results could not find out the differences between male and female, but gene expression levels in male and female inflorescences were different. Seven genes, galactinol synthase 1-like, ASPARTIC PROTEASE IN GUARD CELL 2-like, glutathione S-transferase U10-like, long-chain-alcohol oxidase FAO4A, NDR1 HIN1-Like 3-like, trans-resveratrol di-O-methyltransferase-like, UPF0496 4, were showed different level of gene expression between male and female. The Asian palmyra palm is an ancient plant, there were historical pictures of human climbed the toddy palm trees in Dvaravati about 11-16 Buddhist Cracking (~1,500 year ago) . Genetic diversity of this palm in Thailand with 545 SSR markers of oil palm, revealed that 317 (58.17%) SSR markers could transfer to Asian palmary palm with 29 polymorphism alleles by passing the Hardy-Weinberg equilibrium (HWE) and linkage disequilibrium (LD). The average polymorphic information content (PIC) was 0.37. Population structure of Asian palmyra palm in Thailand could bedivided into 2 clusters, the first were initially reach the southern Thailand, group which were introduced possibly from straits of Malacca with world importance shipping route and the other cluster were north-eastern, group which were possibly introduced from Vietnam, Cambodia and Laos.Palms in central part were mixed between palms from southern and north-eastern. Genetic variation indexes (NA, NE, HO, HE and AR) and FST were low. It could explain the low genetic diversity of this Asian palmyra palm. The minimum number of founders or minimum number of introduced palm was 3 genotypes with >0.02 of allele frequency.