Original Title: Cloning and Characterization of Cyclophilin Gene from Sorghum bicolor (L.) Moench and Its Transformation into Tobacco Plant
Source: doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2012.3
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការក្លូន និងការកំណត់លក្ខណៈនៃហ្សែន Cyclophilin ពីស្រូវសរហ្គាំ (Sorghum bicolor) និងការបញ្ចូលហ្សែននេះទៅក្នុងរុក្ខជាតិថ្នាំជក់

ចំណងជើងដើម៖ Cloning and Characterization of Cyclophilin Gene from Sorghum bicolor (L.) Moench and Its Transformation into Tobacco Plant

អ្នកនិពន្ធ៖ Suphawadee Ngorian (Biotechnology Research and Development Office, Department of Agriculture), Payungsak Rauyaree (Biotechnology Research and Development Office, Department of Agriculture), Karsedis Distabanjong (Biotechnology Research and Development Office, Department of Agriculture), Chayanit Distabanjong (Biotechnology Research and Development Office, Department of Agriculture), Hathairat Urairong (Biotechnology Research and Development Office, Department of Agriculture)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2012, Thai Agricultural Research Journal

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះមានគោលបំណងដោះស្រាយបញ្ហានៃការបង្កើតពូជរុក្ខជាតិដែលធន់នឹងភាពរាំងស្ងួត ដោយផ្តោតលើការទាញយកហ្សែន cyclophilin (CyP) ដែលមានតួនាទីជួយដល់ប្រព័ន្ធភាពស៊ាំ និងការស៊ូទ្រាំនឹងភាពតានតឹងនៃបរិស្ថានពីរុក្ខជាតិ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសវិស្វកម្មហ្សែន និងជីវសាស្ត្រម៉ូលេគុល ដើម្បីក្លូនហ្សែនគោលដៅ និងបញ្ចូលវាទៅក្នុងរុក្ខជាតិសាកល្បង។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
PCR-based Gene Cloning
ការក្លូនហ្សែនដោយប្រើបច្ចេកទេស PCR
អាចទាញយក និងពង្រីកចំនួនហ្សែនគោលដៅបានយ៉ាងជាក់លាក់ (Specificity) និងមានល្បឿនលឿន។ ទាមទារការរចនាទីតាំងចាប់ផ្តើម (Primers) ច្បាស់លាស់ និងអាចមានកំហុសក្នុងការចម្លងលំដាប់ DNA ប្រសិនបើមិនប្រើអង់ស៊ីមដែលមានគុណភាពខ្ពស់។ ទទួលបានបំណែកហ្សែនពេញលេញទំហំ 1,062 kb និងផ្នែកសកម្ម (ORF) ទំហំ 519 bp ពីស្រូវសរហ្គាំពូជ U-Thong 1 និង Supanburi 60។
Agrobacterium-mediated Leaf Disc Transformation
ការបញ្ចូលហ្សែនតាមរយៈបាក់តេរី Agrobacterium លើកូនស្លឹករុក្ខជាតិ
ជាវិធីសាស្ត្រស្តង់ដារដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការបញ្ចូលហ្សែនទៅក្នុងរុក្ខជាតិស្លឹកដង្កៀប (Dicots) ដូចជាថ្នាំជក់ និងផ្តល់ការតភ្ជាប់ហ្សែនប្រកបដោយស្ថិរភាព។ ទាមទារពេលវេលាយូរក្នុងការបណ្តុះជាលិកា ហើយរុក្ខជាតិអាចងាប់បើបាក់តេរីលូតលាស់ខ្លាំងពេក ឬមិនអាចទប់ទល់នឹងសារធាតុគីមីសម្លាប់មេរោគ។ សម្រេចបានអត្រាជោគជ័យនៃការបញ្ចូលហ្សែនចំនួន ៤០% (រុក្ខជាតិបំប្លែងហ្សែន ១០ ដើម ក្នុងចំណោម ២៥ ដើម ដែលបានជ្រើសរើស)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារការវិនិយោគខ្ពស់លើសម្ភារៈមន្ទីរពិសោធន៍ជីវសាស្ត្រម៉ូលេគុល និងបន្ទប់បណ្តុះជាលិការុក្ខជាតិ (Plant tissue culture) ដែលមានបរិក្ខារទំនើបៗ និងការគ្រប់គ្រងបរិស្ថានយ៉ាងតឹងរ៉ឹង។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះផ្តោតលើការទាញយកហ្សែនពីពូជស្រូវសរហ្គាំរបស់ប្រទេសថៃ (អ៊ូថង ១ និង សុវណ្ណបុរី ៦០) ហើយធ្វើតេស្តសាកល្បងតែនៅលើរុក្ខជាតិគំរូ (រុក្ខជាតិថ្នាំជក់) ប៉ុណ្ណោះ ដែលមិនទាន់បញ្ជាក់ពីប្រសិទ្ធភាពស៊ូទ្រាំនឹងគ្រោះរាំងស្ងួតជាក់ស្តែងលើដំណាំសេដ្ឋកិច្ចផ្សេងទៀត។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ការធ្វើតេស្តបន្តលើដំណាំក្នុងស្រុកដែលងាយរងគ្រោះដោយសារភាពរាំងស្ងួត (ដូចជា ស្រូវ និងដំឡូងមី) គឺចាំបាច់ណាស់ ដើម្បីធានាថាយន្តការនៃហ្សែននេះពិតជាមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុ និងដីនៅកម្ពុជា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រ និងរបកគំហើញនៃការសិក្សានេះ មានសក្តានុពល និងសារៈសំខាន់យ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍពូជដំណាំធន់នឹងអាកាសធាតុនៅក្នុងប្រទេសកម្ពុជា។

ការប្រើប្រាស់វិស្វកម្មហ្សែនដើម្បីបញ្ចូលហ្សែនបន្សាំភាពរាំងស្ងួត (CyP) ទៅក្នុងដំណាំសេដ្ឋកិច្ចកម្ពុជា គឺជាយុទ្ធសាស្ត្រគន្លឹះដ៏មានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការធានាសន្តិសុខស្បៀង ឆ្លើយតបទៅនឹងការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះ និងរៀបចំបន្ទប់ពិសោធន៍: ចាប់ផ្តើមដោយការស្វែងយល់ស៊ីជម្រៅអំពីបច្ចេកទេស PCR, ការកាត់ត DNA, និងការបណ្តុះជាលិការុក្ខជាតិ (Tissue culture)។ សាកលវិទ្យាល័យត្រូវបំពាក់ឧបករណ៍ចាំបាច់ដូចជា Thermal Cycler, ម៉ាស៊ីន Centrifuge, និងរៀបចំបន្ទប់ Clean room ដែលមាន Autoclave និងទូ Biosafety Cabinet
  2. ការវិភាគហ្សែន និងការរចនាទីតាំងចាប់ផ្តើម (Primer Design): កំណត់ពូជរុក្ខជាតិក្នុងស្រុកដែលមានភាពធន់នឹងការរាំងស្ងួត (ឧ. ពូជស្រូវក្នុងស្រុក) ហើយប្រើប្រាស់កម្មវិធីជីវព័ត៌មានវិទ្យា (Bioinformatics) ដូចជា NCBI BLAST និង ClustalW2 ដើម្បីស្វែងរកលំដាប់ហ្សែន និងរចនា Primers ឲ្យបានត្រឹមត្រូវសម្រាប់ការធ្វើ PCR Amplification
  3. ការក្លូនហ្សែន និងការរៀបចំវ៉ិចទ័រ (Vector Construction): ធ្វើការទាញយក DNA (Genomic DNA Extraction) ពីរុក្ខជាតិគោលដៅ បន្ទាប់មកប្រើបច្ចេកទេសកាត់តដោយប្រើអង់ស៊ីម Restriction Enzymes (e.g., XbaI, KpnI) ដើម្បីភ្ជាប់ហ្សែននោះទៅក្នុងវ៉ិចទ័រដឹកនាំ ដូចជា pCAMBIA2300 ដែលមាន 35SCaMV promoter ដើម្បីត្រៀមបញ្ចូលទៅក្នុងបាក់តេរី។
  4. ការបញ្ចូលហ្សែន និងការបណ្តុះជាលិកា (Plant Transformation): ប្រើប្រាស់បាក់តេរី Agrobacterium tumefaciens (ឧ. EHA105) ដែលផ្ទុកវ៉ិចទ័រខាងលើ ដើម្បីបញ្ចូលហ្សែនទៅក្នុងកូនស្លឹករុក្ខជាតិ (Leaf Disc Transformation)។ បន្ទាប់មក ត្រូវយកវាទៅបណ្តុះលើមជ្ឈដ្ឋាន MS media ដែលមានលាយថ្នាំ Kanamycin ដើម្បីជ្រើសរើសតែរុក្ខជាតិណាដែលបានទទួលហ្សែនថ្មី។
  5. ការផ្ទៀងផ្ទាត់ និងការធ្វើតេស្តភាពស៊ូទ្រាំ (Verification & Stress Test): ផ្ទៀងផ្ទាត់វត្តមានរបស់ហ្សែនថ្មីនៅក្នុងរុក្ខជាតិដោយប្រើបច្ចេកទេស PCRSouthern Blotting។ នៅពេលរុក្ខជាតិលូតលាស់ពេញលេញ ត្រូវធ្វើការសាកល្បងដោយបង្អត់ទឹកនៅក្នុងផ្ទះកញ្ចក់ (Greenhouse) ដើម្បីវាយតម្លៃកម្រិតនៃការបញ្ចេញសកម្មភាពរបស់ប្រូតេអ៊ីន និងភាពធន់នឹងភាពរាំងស្ងួតប្រៀបធៀបជាមួយរុក្ខជាតិធម្មតា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Cyclophilin (ស៊ីក្លូហ្វីលីន) ជាប្រភេទប្រូតេអ៊ីនដែលមានតួនាទីឆ្លើយតបទៅនឹងភាពតានតឹងនៃបរិស្ថាន (Abiotic stress) ដូចជាគ្រោះរាំងស្ងួត និងជួយការពារកោសិការុក្ខជាតិពីការខូចខាត ក៏ដូចជារៀបចំបត់ទម្រង់ប្រូតេអ៊ីនផ្សេងៗឱ្យដំណើរការបានត្រឹមត្រូវ។ ដូចជាអង្គរក្ស ឬឆ្មបដែលជួយថែរក្សាកោសិការុក្ខជាតិឱ្យនៅរស់រានមានជីវិត និងរឹងមាំ ទោះបីជាស្ថិតក្នុងស្ថានភាពអាកាសធាតុអាក្រក់ (ដូចជាខ្វះទឹក) ក៏ដោយ។
Plasmid construct (វ៉ិចទ័របញ្ចេញសកម្មភាព ឬ ផ្លាស្មីតកាត់ត) ជាម៉ូលេគុល DNA រាងជារង្វង់ (ជាទូទៅមានប្រភពពីបាក់តេរី) ដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកាត់តបញ្ចូលហ្សែនគោលដៅ (ដូចជាហ្សែន Cyclophilin) ដើម្បីយកវាទៅចម្លង និងបញ្ជូនចូលទៅក្នុងកោសិការុក្ខជាតិថ្មី។ ដូចជារថយន្តដឹកជញ្ជូន ដែលមានភារកិច្ចដឹកឥវ៉ាន់ (ហ្សែនថ្មី) យកទៅដាក់ចូលក្នុងគោលដៅ (កោសិការុក្ខជាតិ)។
Agrobacterium-mediated transformation (ការបញ្ចូលហ្សែនតាមរយៈបាក់តេរី Agrobacterium) ជាបច្ចេកទេសវិស្វកម្មហ្សែនដោយប្រើប្រាស់បាក់តេរី Agrobacterium tumefaciens ដែលមានសមត្ថភាពពីធម្មជាតិក្នុងការចម្លងហ្សែនរបស់វាទៅក្នុងសេនេទិច (DNA) របស់រុក្ខជាតិ ដើម្បីបញ្ចូលហ្សែនដែលយើងចង់បានទៅក្នុងដំណាំ។ ដូចជាការប្រើប្រាស់អ្នកនាំសារដ៏ពូកែម្នាក់ (បាក់តេរី) ឱ្យលួចយកឯកសារសម្ងាត់ (ហ្សែន) ទៅលាក់ទុកក្នុងទូដែក (DNA រុក្ខជាតិ) ដោយមិនឱ្យរុក្ខជាតិដឹងខ្លួន។
Leaf disc transformation (ការបញ្ចូលហ្សែនទៅក្នុងកូនស្លឹក) ជាវិធីសាស្ត្រក្នុងការបញ្ចូលហ្សែនទៅក្នុងរុក្ខជាតិស្លឹកដង្កៀប ដោយកាត់ស្លឹករុក្ខជាតិជាបំណែកតូចៗ ហើយយកទៅត្រាំជាមួយបាក់តេរីផ្ទុកហ្សែន រួចយកទៅបណ្តុះជាលិកាឱ្យដុះជាដើមថ្មីដែលមានផ្ទុកហ្សែនបំប្លែង។ ដូចជាការយកបំណែកមែកធាងទៅផ្សាំឱ្យដុះជាដើមថ្មី តែមុននឹងផ្សាំ គេយកវាទៅជ្រលក់ថ្នាំពិសេសដើម្បីឱ្យវាមានសមត្ថភាពថ្មី (ហ្សែនថ្មី) ជាប់ខ្លួន។
Selectable marker gene (ហ្សែនសម្គាល់សម្រាប់ជ្រើសរើស) ជាហ្សែនដែលត្រូវបានកាត់តភ្ជាប់ជាមួយហ្សែនគោលដៅ ដើម្បីផ្តល់ភាពស៊ូទ្រាំនឹងថ្នាំសម្លាប់មេរោគ (ឧ. ថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិច Kanamycin) ដែលជួយអ្នកស្រាវជ្រាវងាយស្រួលបែងចែករវាងរុក្ខជាតិដែលទទួលបានហ្សែនថ្មី និងរុក្ខជាតិដែលបរាជ័យ។ ដូចជាការបំពាក់អាវក្រោះការពារគ្រាប់កាំភ្លើង ពេលយើងបាញ់គ្រាប់កាំភ្លើង (ថ្នាំសម្លាប់មេរោគ) អ្នកដែលមានអាវក្រោះនេះនឹងនៅរស់ ចំណែកអ្នកដែលគ្មាននឹងស្លាប់ ដែលធ្វើឱ្យយើងដឹងថាអ្នកណាខ្លះទទួលបានអាវក្រោះ។
Electroporation (ការបញ្ចូលហ្សែនដោយចរន្តអគ្គិសនី) ជាបច្ចេកទេសបង្កើនការជ្រាបចូលនៃភ្នាសកោសិកាដោយប្រើចរន្តអគ្គិសនីខ្លីៗ ដើម្បីបង្កើតជារន្ធតូចៗបណ្តោះអាសន្ន ដែលអនុញ្ញាតឱ្យម៉ូលេគុល DNA ធំៗអាចឆ្លងកាត់ចូលទៅក្នុងកោសិកាបាក់តេរី ឬកោសិការុក្ខជាតិបាន។ ដូចជាការឆក់ចរន្តអគ្គិសនីតិចៗទៅលើទ្វារដែលកំពុងបិទជិត ដើម្បីឱ្យវាបើកចំហមួយភ្លែត សម្រាប់ឱ្យយើងអាចរុញឥវ៉ាន់ចូលទៅក្នុងបន្ទប់បាន រួចទ្វារនឹងបិទវិញដោយស្វ័យប្រវត្តិ។
Promoter (ប្រូម៉ូទ័រ ឬ ហ្សែនបញ្ជាការ) ជាលំដាប់ DNA ដែលស្ថិតនៅផ្នែកខាងមុខនៃហ្សែនគោលដៅ មានតួនាទីជាកុងតាក់សម្រាប់បញ្ជា និងគ្រប់គ្រងថាតើហ្សែននោះត្រូវបញ្ចេញសកម្មភាព (បង្កើតប្រូតេអ៊ីន) នៅពេលណា កន្លែងណា និងក្នុងកម្រិតណា។ ដូចជាកុងតាក់ភ្លើងក្នុងផ្ទះ ដែលត្រូវចុចបើកជាមុនសិន ទើបអំពូលភ្លើង (ហ្សែន) អាចបញ្ចេញពន្លឺ (បង្កើតប្រូតេអ៊ីន) បាន។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖