Abstract:
บัวประดับเป็นพืชดอกในสกุล Nymphaea มีสีสันสวยงามและนิยมปลูกทั่วโลก เร็วๆ นี้ ได้มีการสร้างลูกผสมใหม่จากการผสมพันธุ์ทั้งระหว่างชนิดและระหว่างสกุลย่อยออกมาเป็นจำนวนมาก ดังนั้นจึงมีความจำเป็นต้องศึกษาข้อมูลพันธุกรรมระดับโมเลกุล งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาเครื่องหมายไมโครแซทเทลไลท์และศึกษาความแปรผันลำดับเบสของคลอโรพลาสต์ดีเอ็นเอในบัวประดับสกุล Nymphaea เพื่อการจำแนกและวิเคราะห์ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม พัฒนาเครื่องหมายไมโครแซทเทลไลท์ด้วยวิธี SSR-enrichment และจากลำดับเบสสมบูรณ์จากจีโนมคลอโรพลาสต์ของบัวประดับสกุล Nymphaea ในฐานข้อมูล NCBI ออกแบบไพรเมอร์ได้จำนวน 66 และ 38 คู่ คัดเลือกได้ 6 คู่ และ 10 คู่ ตามลำดับ เมื่อตรวจสอบกับดีเอ็นเอตัวอย่างบัว 114 ตัวอย่าง ด้วยไพรเมอร์ที่ออกแบบจากจีโนมคลอโรพลาสต์ 10 คู่ วิเคราะห์รูปแบบแอลลีลพบว่ามีจำนวนแอลลีลอยู่ในช่วง 5-18 แอลลีล เฉลี่ย 11.8 แอลลีลต่อคู่ไพรเมอร์ เครื่องหมาย NymCp4 และ NymCp13 ให้จำนวนแอลลีลสูงสุด ค่า Polymorphic Information Contents (PICs) มีค่าตั้งแต่ 0.456 ถึง 0.856 ค่าเฉลี่ย 0.741 ชี้ให้เห็นว่าเครื่องหมายดีเอ็นเอนี้มีความหลากหลายในระดับสูง สามารถจัดกลุ่มบัวประดับได้เป็น 3 กลุ่ม เมื่อวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ในคลอโรพลาสต์บริเวณ rbcL, matK และ trnH-psbA intergenic spacer ของบัวประดับสกุล Nymphaea ที่มีชื่อเสียงจำนวน 29 สายพันธุ์ โดยใช้โปรแกรม BioEdit และ MEGA 6.0 พบว่าบริเวณ trnH-psbA intergenic spacer มีความแปรผันของลำดับนิวคลีโอไทด์มากที่สุด จัดกลุ่มความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมด้วยวิธี Maximum Likelihood พบว่าสอดคล้องกับลักษณะสัณฐานวิทยา โดยแบ่งเป็น 3 กลุ่มชัดเจนตามสกุลย่อย เครื่องหมายไมโครแซทเทลไลท์และลำดับนิวคลีโอไทด์บริเวณตำแหน่งจำเพาะเหล่านี้สามารถใช้เป็นเครื่องมือที่ช่วยสนับสนุนการระบุสายพันธุ์และเพื่อขอขึ้นทะเบียนบัวประดับสายพันธุ์ใหม่ๆ ในอนาคต
Waterlily, Nymphaea, is a genus of flowering plants that has colorful flowers and being favoured globally. Many new interspecific and intersubgeneric hybrids have been introduced recently. Therefore, genetic information at molecular level is needed. The purpose of this study are to develop microsatellite markers and study chloroplast DNA sequence variation in waterlilies, Nymphaea spp. for supporting their classification and genetic relationship analysis. Microsatellite markers were developed using SSR-enrichment method and from the NCBI complete chloroplast (cp) genome sequence of Nymphaea spp. Sixty-six SSR and 38 cpSSR primer pairs were designed and 6 SSR and 10 cpSSR primer pairs were selected. Ten cpSSR primer pairs were used to test on a collection of 114 waterlilies. These cpSSR markers were highly polymorphic, with the number of alleles ranging from 5 to 18 and with an average of 11.8 alleles per marker. The highest alleles number was from NymCp4 and NymCp13 markers. Polymorphic Information Contents (PICs) ranged from 0.456 to 0.856, with an average of 0.741. Cluster analysis of all samples was indicated that there were 3 clusters. Three chloroplast DNA regions (rbcL, matK and trnH-psbA intergenic spacer) from 29 elite cultivars were sequenced and then the data were analyzed by BioEdit and MEGA 6.0. The trnH-psbA intergenic spacer gave the highest sequence polymorphism. Phylogenetic tree based on all three regions by Maximum Likelihood method was consistent with morphological characters. Three clearly defined clusters were classified according to their subgeneric taxonomic classification. These microsatellite markers and specific DNA sequences will be useful as a tool for specific identification and for registration of the new release notable Nymphaea cultivars in the future.