การวิเคราะห์ลักษณะเชิงโมเลกุลของอ้อยทนเค็มสายพันธุ์กลายที่ถูกชักนำด้วยรังสีแกมม่า

Molecular characterization of salt tolerance sugarcane mutants induced by gamma ray

Name: วศินี พูลสวัสดิ์

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ -- วิทยานิพนธ์. วท.ม. (พันธุวิศวกรรม) 2559.

Classification :.LCCS: SB229.T35

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. -- สาขาพันธุวิศวกรรม -- วิทยานิพนธ์

ThaSH: อ้อย -- การปรับปรุงพันธุ์

ThaSH: อ้อย -- เทคโนโลยีชีวภาพ

ThaSH: รังสีแกมมา

Abstract: งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับกลไกการทนเค็มในอ้อยสายพันธุ์กลาย AE2-22 ที่ถูกชักนำด้วยรังสีแกมม่า เพื่อตรวจสอบตำแหน่งที่เกิดการกลายภายในจีโนมของอ้อยสายพันธุ์ AE2-22 จึงสร้างลายพิมพ์ AFLP ที่ใช้เอนไซม์ตัดจำเพาะ 2 ชนิด (EcoRI และ MseI) ร่วมกับไพรเมอร์ 39 คู่ โดยเปรียบเทียบกับสายพันธุ์ไวด์ไทป์ (LK92-11) ควบคู่สายพันธุ์ทนเค็ม (K88-92) และสายพันธุ์อ่อนแอ (K92-80) จากลายพิมพ์ทั้งหมด 1,785 ตำแหน่ง เป็นตำแหน่งที่แตกต่างจากสายพันธุ์ไวด์ไทป์ 173 ตำแหน่ง (9.7%) โดยมี 6 ตำแหน่งที่สัมพันธ์กับสายพันธุ์ทนเค็ม และเพื่อตรวจสอบว่าการกลายที่เกิดขึ้นภายในจีโนม เกี่ยวข้องในการควบคุมการแสดงออกของยีนในการป้องกันตนเองจากความเครียด จึงประเมินการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของ ยีน SuSK (Sugarcane shaggy-like kinase), SUT1 (Sucrose transporter1), NHX1 (Na+/H+antiporter1) และ CAT2 (Catalase2) เมื่ออยู่ในสภาวะเครียดเนื่องจากเกลือ ในวันที่ 3 และ 7 ด้วยเทคนิค quantitative real time RT-PCR โดยเปรียบเทียบกับสายพันธุ์ไวด์ไทป์พบว่า รูปแบบการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีน SuSK, SUT1 และ NHX1 ต่างจากไวด์ไทป์ ในขณะที่ยีน CAT2 ไม่ต่างไปจากไวด์ไทป์ ซึ่งชี้ให้เห็นว่า การกลายที่เกิดขึ้น เกี่ยวข้องในการควบคุมการแสดงออกของยีน SuSK, SUT1 และ NHX1 เพื่อป้องกันตนเองจากความเครียดเนื่องจากเกลือ นอกจากนี้ยังพบว่า ระดับการแสดงออกของยีน SuSK, SUT1 และ NHX1 มีแนวโน้มสูงขึ้นเมื่ออยู่ในสภาวะที่มีเกลือ จึงแสดงให้เห็นว่า กลไกการป้องกันความเครียดเนื่องจากเกลือในอ้อยทนเค็มสายพันธุ์กลาย AE2-22 ใช้กลไกการสื่อสัญญาณความเครียดออสโมติก การรักษาแรงดันออสโมติก และ รักษาสมดุลของไอออน นอกจากนี้ ยังค้นหายีนที่ตอบสนองต่อสภาวะเครียดเนื่องจากเกลือในสายพันธุ์กลาย AE2-22 ด้วยเทคนิค GeneFishing พบว่า ยีนที่กำหนดรหัสโปรตีน ATP synthase CF1 alpha chain protein, AIG1 transcript variant X1, Metallothionein-like protein 4B-like, ATP-dependent zinc metalloprotease FTSH 1, Curvature thylakoid 1C, S-adenosylmethionine-dependentmethyltransferases และ Putative ABC transporter C family member 15 มีการแสดงออกลดลง ในขณะที่ยีนที่กำหนดรหัสโปรตีน Wound induced protein1, S-adenosyl methionine synthase -1like และ Thioredoxin M1 มีการแสดงออกเพิ่มขึ้น จึงชี้ให้เห็นว่ากลไกการตอบสนองเพื่อทนต่อสภาวะเครียดเนื่องจากเกลือในสายพันธุ์กลาย AE2-22 เกี่ยวข้องกับกระบวนการต่างๆ ทางสรีรวิทยาและชีวเคมีรวมทั้งกระบวนการสังเคราะห์แสงและเมทาบอลิซึมของพลังงาน, กระบวนการตอบสนองต่อความเครียดและกลไกการป้องกันตัวเอง, กระบวนการเมทาบอลิซึมของเมไทโอนิน, การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างไทลาคอยด์ และกระบวนการควบคุมและขนส่งสาร แต่ที่น่าสนใจคือ การเปลี่ยนแปลง การแสดงออกของยีนที่เด่นชัดต่างไปจากไวด์ไทป์ คือ ยีนที่เกี่ยวข้องในกระบวนการสังเคราะห์แสงและเมทาบอลิซึมของพลังงาน คือ ATP synthase CF1 alpha chain และ Thioredoxin M1 ซึ่งเป็นนัยว่าการกลายที่เกิดขึ้นในจีโนมของสายพันธุ์ AE2-22 ส่งผลต่อความสามารถของกระบวนการสังเคราะห์แสง ในการตอบสนองเพื่อทนต่อสภาวะเครียดเนื่องจากเกลือ The goal of this research was to investigate genetic variation related to salt tolerance of sugarcane mutant line, AE2-22, induced by gamma ray. To detect induced mutation loci in AE2-22 genome, AFLP fingerprinting were performed using two restriction enzymes (EcoRI and MseI) and 39 combination primers, along with wild type (LK92-11), salt tolerant (K88-92) and salt sensitive (K92-80) genotypes. A total of 1,785 loci were established, of which 173 loci (9.7%) were altered from wild type and 6 loci were related to salt tolerant genotype. To examine the induced mutation in genome involved in the regulation of salt defensive genes, expression changes of SuSK (Sugarcane shaggy-like kinase), SUT1 (Sucrose transporter1), NHX1 (Na+/H+ antiporter1) and CAT2 (Catalase2) were evaluated during salt stress condition for 3 and 7 days using quantitative real-time PCR in comparison to wild type. The result revealed that fold change of expression pattern of SuSK, SUT1 and NHX1 were veered from wild type, whereas CAT2 was not. This indicated that its mutation implicated in regulation of SuSK, SUT1 and NHX1 expressions in defense to salt stress. Furthermore, the relative expression of SuSK, SUT1 and NHX1 in AE2-22 mutant was up-regulated in relation to salt exposed time, indicating that salt defense mechanism in AE2-22 mutant via signal transduction of osmotic stress, osmoprotection and ion homeostasis. In addition, salt stress responsive genes in AE2-22 mutant were explored using GeneFishing technique. The result showed that genes encode ATP synthase CF1 alpha chain, AIG1 transcript variant X1, Metallothionein-like protein 4B-like, ATP-dependent zinc metalloprotease FTSH 1, Curvature thylakoid 1C, S-adenosylmethionine-dependentmethyltransferases and Putative ABC transporter C family member 15 were down regulated, while genes encode Wound induced protein1, S-adenosylmethionine synthase -1like and Thioredoxin M1 were up regulated, indicating salt tolerant response of AE2-22 mutant involved in several physiological and biochemical mechanism, including photosynthesis and energy metabolism, stress and defense, methionine metabolism, thylakoid structure and transporter. Interestingly, expression changes of photosynthesis and energy metabolism, ATP synthase CF1 alpha chain and Thioredoxin M1 were found prominently and their expression pattern differed from wild type, suggesting that mutation in AE2-22 genome effected on capacity of photosynthesis in response to salt stress in term of tolerance.

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: tdckulib@ku.ac.th

Name: จรีรัตน์ มงคลศิริวัฒนา

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์หลัก

Name: สุริยันตร์ ฉะอุ่ม

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Created: 2559

Modified: 2566-05-10

Issued: 2566-05-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: https://kasetsart.idm.oclc.org/login?url=https://www.lib.ku.ac.th/KUthesis/2559/wasinee-poo-all.pdf

CallNumber: SB229.T35 .ว18

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: พันธุวิศวกรรม

Grantor: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

©copyrights มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	wasinee-poo-all.pdf	3.72 MB

ใช้เวลา

0.036262 วินาที