การวิเคราะห์พันธุกรรมของยีนที่เกี่ยวข้องกับแอนโทไซยานินในข้าวก่ำพื้นเมืองของไทย

Genetic analysis of genes associated with Anthocyanin in Thai purple rice landraces

Name: ชนิสร สุริยา

ThaSH: ข้าวก่ำ

ThaSH: ข้าวก่ำ -- การปรับปรุงพันธุ์

ThaSH: แอนโทไซยานินส์

Abstract: ข้าวก่ำเป็นข้าวที่มีการเพาะปลูกในพื้นที่ภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย ข้าวก่ำได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในกลุ่มผู้บริโภคอาหารเพื่อสุขภาพเนื่องจากเป็นข้าวที่มีคุณค่าทางโภชนาการสูง และนอกจากนี้ยังมีการพัฒนารวมถึงการใช้ประโยชน์จากส่วนอื่นของข้าวก่ำเพื่อเป็นการเพิ่มมูลค่า และลดภาระในการจัดการหลังการเก็บเกี่ยว อย่างไรก็ตามข้าวก่ำพื้นเมืองของไทยยังมีการศึกษาเกี่ยวกับปริมาณแอนโทไซยานินที่พบรวมไปถึงยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แอนโทไซยานินไม่แพร่หลายมากนัก ซึ่งการศึกษาดังกล่าวสามารถใช้เป็นข้อมูลสำหรับการพัฒนาและปรับปรุงพันธุ์ข้าวก่ำให้มีปริมาณแอนโทไซยานินสูงตรงตามความต้องการ จากความสำคัญดังกล่าวจึงเป็นที่มาของงานวิจัยนี้ซึ่งเป็นการศึกษายีน OsDFR และ OsANS1 ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แอนโทไซยานินในใบที่อายุ 45 วันหลังย้ายปลูกและในเมล็ดข้าวกล้องในข้าวก่ำพื้นเมืองของไทย งานวิจัยนี้ทดลอง ณ ศูนย์วิจัย บูรณาการ สาธิตและฝึกอบรมนวัตกรรมการเกษตร คณะเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ โดยศึกษาในข้าวก่ำ 9 พันธุ์ที่จำแนกออกเป็น 2 กลุ่ม ตามลักษณะของการปรากฎสีในใบและลำต้น กลุ่มที่ 1 คือ ข้าวก่ำที่มีใบและลำต้นสีม่วง ได้แก่ ก่ำดอยสะเก็ด ก่ำพะเยา ก่ำเวียงสา และ K4 และกลุ่มที่ 2 คือ ข้าวก่ำกลุ่มที่มีใบและลำต้นสีเขียว ได้แก่ หอมนิล ก่ำหอม มช. ก่ำเจ้า มช. 107 ข้าวเหนียวดำลืมผัว และ BL3 โดยมีข้าวขาวที่ใช้ เป็นพันธุ์เปรียบเทียบ 2 พันธุ์ได้แก่ ปทุมธานี 1 และขาวดอกมะลิ 105 วางแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ จำนวน 3 ซ้ำ จากผลการทดลองพบการแสดงออกของยีน OsDFR และ OsANS1 ในใบที่อายุ 45 วันหลังย้ายปลูกในข้าวก่ำกลุ่มที่มีใบและลำต้นสีม่วง โดยข้าวก่ำที่มีระดับการแสดงออกของยีน OsDFR สูงที่สุด คือ ก่ำดอยสะเก็ด และก่ำเวียงสา มีระดับการแสดงออกของยีนเท่ากับ 0.71 และ 0.69 ตามลำดับ และข้าวก่ำที่มีระดับการแสดงออกของยีน OsANS1 สูงที่สุด คือ ก่ำดอยสะเก็ด และ K4 มีระดับการแสดงออกของยีนเท่ากับ 0.57 และ 0.56 ตามลำดับ จากการศึกษาปริมาณแอนโทไซยานินในใบที่อายุ 45 วันหลังย้ายปลูกและในเมล็ด พบว่า ในกลุ่มข้าวก่ำที่มีใบและลำต้นสีม่วงพันธุ์ K4 มีปริมาณแอนโทไซยานินในใบสูงสุดเท่ากับ 232.9 มิลลิกรัมต่อน้ำหนักแห้ง 100 กรัม ในส่วนของปริมาณแอนโทไซยานินในเมล็ด พบว่า ข้าวก่ำ K4 ก่ำดอยสะเก็ด และเหนียวดำลืมผัว มีปริมาณแอนโทไซยานินสูงที่สุดเท่ากับ 89.1, 78.1 และ 62.21 มิลลิกรัมต่อน้ำหนักแห้ง 100 กรัม ตามลำดับ จากการศึกษาผลผลิตและองค์ประกอบผลผลิตพบว่ามีความแตกต่างกันออกไปตามพันธุ์ที่ทำการศึกษา โดยกลุ่มของข้าวก่ำพื้นเมืองมีผลผลิตและองค์ประกอบผลผลิตต่ำกว่าข้าวขาวที่เป็นพันธุ์เปรียบเทียบซึ่งเป็นสายพันธุ์ก้าวหน้าที่ให้ผลผลิตสูง จากการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างการแสดงออกของยีน OsDFR และปริมาณแอนโทไซยานินที่พบในข้าวก่ำ พบความสัมพันธ์เชิงลบระหว่างระดับการแสดงออกของยีน OsDFR และปริมาณแอนโทไซยานินในใบ ในขณะที่ไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างระดับการแสดงออกของยีนและปริมาณแอนโทไซยานินในเมล็ด จากการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างการแสดงออกของยีน OsANS1 และปริมาณแอนโทไซยานินที่พบในใบข้าวก่ำ พบความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างระดับการแสดงออกของยีนและปริมาณแอนโทไซยานินในใบ ในขณะที่ไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างระดับการแสดงออกของยีน OsANS1 และปริมาณแอนโทไซยานินในเมล็ด จากการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณแอนโทไซยานินในเมล็ดต่อผลผลิตพบความสัมพันธ์เชิงลบ จากผลการศึกษาดังกล่าวทำให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณแอนโทไซยานินที่พบในข้าวก่ำพื้นเมืองรวมไปถึงความสัมพันธ์ของยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์แอนโทไซยานิน และปริมาณแอนโทไซยานินในข้าวก่ำ ซึ่งข้อมูลดังกล่าวสามารถนำไปพัฒนาเป็นเครื่องหมายโมเลกุลเพื่อใช้ในการคัดเลือกปริมาณแอนโทไซยานินในส่วนต่าง ๆ ของข้าวก่ำเพื่อลดระยะเวลาในการปรับปรุงพันธุ์ในช่วงการคัดเลือกพันธุ์นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นข้อมูลประกอบการตัดสินใจในการใช้ส่วนอื่น ๆ นอกเหนือจากเมล็ดของข้าวก่ำช่วยเพิ่มรายได้ให้แก่เกษตรกรผู้ปลูกข้าวก่ำในการใช้ประโยชน์จากส่วนอื่น ๆ ของข้าวก่ำต่อไป

Abstract: Khao Kum (purple rice) is a type of purple rice landrace widely cultivated in the northern and northeastern regions of Thailand. Purple rice landrace is popular among health food consumers due to its high nutritional value in the grain. Additionally, there is ongoing development and utilization of other parts of the purple rice landrace to add value and alleviate the burden of post-harvest management. However, However, there is a less of comprehensive studies on the anthocyanin content and the genes involved in anthocyanin synthesis in Thai purple rice landrace. This experiment aims to provide information for developing and improving purple rice landrace varieties with desired anthocyanin content. The study focuses on the OsDFR and OsANS1 genes involved in anthocyanin synthesis, analyzing their expression levels in leaves aged 45 days after transplanting and in grains. The experiment took place at the Agricultural Innovation Research, Integration, Demonstration, and Training Center, Faculty of Agriculture, Chiang Mai University, involving nine varieties of purple rice landrace categorized into two groups based on leaf and stem color appearance. The first group comprises purple rice landraces with purple leaves and stems: Kum Doi Saket, Kum Phayao, Kum Wiang Sa, and K4. The second group consists of purple rice landraces with green leaves and stems: Hom Nin, Kum Hom CMU, Kum Jao CMU 107, Luem Pua, and BL3.Two white rice varieties, Pathum Thani 1 and Khao Dawk Mali 105, were used as check varieties. The experiment employed a completely randomized design with samples divided into three replicates. The results indicate the expression of OsDFR and OsANS1 genes in leaves at 45 days in the purple rice landrace group with purple leaves and stems. Kum Doi Saket and Kum Wiang Sa exhibited the highest levels of OsDFR gene expression at 0.71 and 0.69, respectively. The highest levels of OsANS1 gene expression were found in Kum Doi Saket and K4, with relative gene expression levels of 0.57 and 0.56, respectively. Regarding anthocyanin content, K4 in the purple rice landrace group with purple leaves and stems showed the highest anthocyanin in leaves at 232.9 mg per 100 g of dry weight. In grains, K4, Kum Doi Saket, and Luem Pua had the highest anthocyanin content at 89.1, 78.1, and 62.21 mg per 100 g of dry weight, respectively. The study also investigated yield and yield components, revealing differences among the varieties studied. Most purple rice landrace varieties exhibited lower yield and yield components compared to the white rice check varieties with higher yields. Additionally, the relationship between OsDFR and OsANS1 gene expression levels and anthocyanin content in leaves and grains of purple rice landrace varieties was examined. A negative relationship was observed between OsDFR gene expression level and anthocyanin content in leaves, while no significant relationship was found between OsDFR gene expression and anthocyanin content in grains. Conversely, a positive relationship was found between OsANS1 gene expression level and anthocyanin content in leaves, but not in grains. Furthermore, the study examined the relationship between anthocyanin content in grains and yield, revealing a negative relationship between anthocyanin content and yield. Overall, the study provides valuable information about anthocyanin content in purple rice landrace and the relationship between anthocyanin biosynthesis genes and the synthesis process in purple rice landrace. This information can be utilized to develop molecular markers for selecting anthocyanin content in purple rice landrace, thereby streamlining breeding programs during variety selection and aiding decision-making. Utilizing parts other than the seeds of purple rice landrace can also help increase income for farmers.

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: ต่อนภา ผุสดี

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: ศันสนีย์ จำจด

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2567

Modified: 2567-11-01

Issued: 2567-11-01

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: พืชไร่

Grantor: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

©copyrights มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	620831032.pdf	3.19 MB	2	2024-12-18 13:44:23

ใช้เวลา

0.034449 วินาที