Original Title: Development of microsatellite, gene-specific and species-specific markers for hybrid detection of plants in Jatropha genus
Source: doi.org/10.34044/j.anres.2023.57.1.04
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការអភិវឌ្ឍម៉ាកឃ័រមីក្រូសាតែលឡាយ ម៉ាកឃ័រជាក់លាក់ហ្សែន និងម៉ាកឃ័រជាក់លាក់ប្រភេទ សម្រាប់ការកំណត់អត្តសញ្ញាណរុក្ខជាតិកូនកាត់ក្នុងសែន Jatropha

ចំណងជើងដើម៖ Development of microsatellite, gene-specific and species-specific markers for hybrid detection of plants in Jatropha genus

អ្នកនិពន្ធ៖ Matiya Changjalern (Kasetsart University), Penjit Srinophakun (Kasetsart University), Vipa Hongtrakul (Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2023, Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Genetics and Plant Breeding

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ដំណាំ Jatropha curcas គឺជាប្រភពថាមពលបាយអូឌីសែលដ៏មានសក្តានុពល ប៉ុន្តែវាមានមូលដ្ឋានសេនេទិចចង្អៀត និងទិន្នផលគ្រាប់ទាប ដែលទាមទារឱ្យមានការបង្កាត់ពូជអន្តរប្រភេទ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការផ្ទៀងផ្ទាត់កូនកាត់ពិតប្រាកដនៅតែជាបញ្ហាប្រឈមដែលទាមទារនូវឧបករណ៍សេនេទិចច្បាស់លាស់។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានចម្រាញ់ DNA ពីមេបា និងកូនកាត់ បង្កើតប្រ៊ីម័រ (Primers) ជាក់លាក់ និងប្រើប្រាស់ប្រតិកម្មខ្សែច្រវ៉ាក់ប៉ូលីមេរ៉ាស (PCR) ដើម្បីសាកល្បងប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាកឃ័រទាំងបីប្រភេទ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Microsatellite (SSR) Markers
ម៉ាកឃ័រមីក្រូសាតែលឡាយ (SSR)
មានចរិតលក្ខណៈសហដូមីណង់ (Co-dominant) ដែលអាចផ្តល់ព័ត៌មានសេនេទិចច្រើន សម្បូរបែប និងអាចផ្ទេរការប្រើប្រាស់ឆ្លងប្រភេទរុក្ខជាតិបានយ៉ាងល្អ។ អាចមានបាតុភូតរអិល (Replication slippage) ពេលពង្រីក DNA ដែលបង្កើតបានជា 'Stutter bands' ធ្វើឱ្យការអានលទ្ធផលមានភាពស្មុគស្មាញបន្តិច។ ម៉ាកឃ័រចំនួន ២២ គូត្រូវបានអភិវឌ្ឍដោយជោគជ័យ និងមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការកំណត់អត្តសញ្ញាណកូនកាត់នៃអន្តរទម្រង់ទាំងបី។
Gene-specific Markers (SSCP)
ម៉ាកឃ័រជាក់លាក់ហ្សែនតាមបច្ចេកទេស SSCP
ភ្ជាប់ផ្ទាល់ទៅនឹងបម្រែបម្រួលរូបរាង (Phenotypic variation) មានប្រយោជន៍សម្រាប់ការជ្រើសរើសលក្ខណៈសម្បត្តិពូជដែលចង់បាន។ ទាមទារបច្ចេកទេស SSCP លើជែល Polyacrylamide ហើយជួនកាលវាពង្រីកហ្សែនជាក្រុមដែលធ្វើឱ្យការបកស្រាយលទ្ធផលមានការលំបាក។ ម៉ាកឃ័រចំនួន ១៨ គូត្រូវបានប្រើប្រាស់ដោយប្រសិទ្ធភាពដើម្បីបញ្ជាក់កូនកាត់ និងបែងចែកអាឡែល (Alleles) របស់មេបា។
Species-specific Markers
ម៉ាកឃ័រជាក់លាក់ប្រភេទ
មានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់បំផុតចំពោះប្រភេទរុក្ខជាតិគោលដៅ ល្អឥតខ្ចោះសម្រាប់ការបញ្ជាក់ប្រភពមេបាពិតប្រាកដក្នុងកូនកាត់អន្តរប្រភេទ។ ទាមទារដំណើរការស្មុគស្មាញ និងចំណាយពេលច្រើននៅដំណាក់កាលអភិវឌ្ឍន៍ដំបូង ដូចជាការកាត់ដោយអង់ស៊ីម (Restriction enzyme) ការក្លូន និងការកំណត់លំដាប់ DNA ។ ម៉ាកឃ័រចំនួន ២៥ គូត្រូវបានបង្កើតឡើង និងមានភាពជាក់លាក់ផ្តាច់មុខចំពោះប្រភេទ Jatropha នីមួយៗ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះទាមទារធនធានមន្ទីរពិសោធន៍ជីវសាស្ត្រម៉ូលេគុលកម្រិតខ្ពស់ និងអ្នកជំនាញផ្នែកសេនេទិចរុក្ខជាតិ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងប្រទេសថៃ ដោយប្រើប្រាស់ប្រភេទរុក្ខជាតិ Jatropha ចំនួន ៥ ប្រភេទដែលមានក្នុងស្រុក។ ទិន្នន័យសេនេទិចនេះអាចមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ចំពោះតែរុក្ខជាតិនៅតំបន់អាស៊ីអាគ្នេយ៍ ហេតុនេះ វាជារឿងសំខាន់សម្រាប់កម្ពុជាដែលត្រូវយកម៉ាកឃ័រទាំងនេះមកសាកល្បងជាមួយពូជ Jatropha ក្នុងស្រុកមុននឹងអនុវត្តពេញលេញ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រអភិវឌ្ឍម៉ាកឃ័រ DNA នេះមានសក្តានុពលដ៏ធំធេងសម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវកម្មវិធីបង្កាត់ពូជដំណាំ។

ការធ្វើសមាហរណកម្មបច្ចេកវិទ្យាម៉ាកឃ័រម៉ូលេគុលនេះ នឹងជួយប្រែក្លាយកម្មវិធីបង្កាត់ពូជដំណាំនៅកម្ពុជាឱ្យមានភាពច្បាស់លាស់ ស៊ីជម្រៅ និងចំណេញពេលវេលាជាងការបង្កាត់ពូជតាមបែបប្រពៃណី។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះសេនេទិច និងម៉ាកឃ័រម៉ូលេគុល: និស្សិតត្រូវស្វែងយល់ពីទ្រឹស្តីនៃម៉ាកឃ័រ DNA (ដូចជា SSR, SSCP) និងដំណើរការនៃ PCR តាមរយៈការសិក្សាឯកសារស្រាវជ្រាវ ឬវគ្គសិក្សាអនឡាញទាក់ទងនឹង Plant Genetics ។
  2. ការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ជីវព័ត៌មានវិទ្យា (Bioinformatics): ហ្វឹកហាត់ការទាញយកទិន្នន័យហ្សែនពី GenBank និងអនុវត្តការរចនាប្រ៊ីម័រដោយប្រើប្រាស់កម្មវិធី FastPCRPrimer3 ដើម្បីត្រៀមលក្ខណៈសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវជាក់ស្តែង។
  3. អនុវត្តផ្ទាល់ក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ (Lab Hands-on): ចាប់ផ្តើមអនុវត្តបច្ចេកទេសចម្រាញ់ DNA តាមវិធីសាស្ត្រ CTAB ការកំណត់កម្មវិធីដំណើរការម៉ាស៊ីន Thermal Cycler និងបច្ចេកទេសរៀបចំជែល AgarosePolyacrylamide សម្រាប់មើលលទ្ធផល DNA ។
  4. ការវិភាគ និងបកស្រាយទិន្នន័យសេនេទិច: រៀនពីរបៀបអានទម្រង់ DNA (DNA banding patterns) ការបែងចែក 'Stutter bands' និងវាយតម្លៃភាពជាកូនកាត់ពិតប្រាកដ ដោយប្រៀបធៀបជាមួយ DNA របស់មេបា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Microsatellite marker (ម៉ាកឃ័រមីក្រូសាតែលឡាយ) ជាប្រភេទម៉ាកឃ័រ DNA ដែលមានលំដាប់នុយក្លេអូទីតខ្លីៗផ្ទួនគ្នា (១ ទៅ ៦ បាស) ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់សម្រាប់កំណត់អត្តសញ្ញាណសេនេទិច ពីព្រោះវាមានបម្រែបម្រួលខ្ពស់រវាងបុគ្គល និងងាយស្រួលក្នុងការរកភាពខុសគ្នារវាងហ្សែន។ នៅក្នុងការសិក្សានេះ វាជួយបញ្ជាក់ថា តើកូនកាត់ពិតជាទទួលបាន DNA ពីមេបាទាំងសងខាងឬយ៉ាងណា។ ដូចជាការពិនិត្យមើល 'លេខកូដសម្ងាត់' ឬ 'ស្នាមម្រាមដៃ' តូចៗនៅលើខ្សែរថភ្លើង (DNA) ដើម្បីដឹងថារថភ្លើងនេះចេញមកពីរោងចក្រណាមួយឱ្យប្រាកដ។
Interspecific hybridization (ការបង្កាត់កូនអន្តរប្រភេទ) គឺជាដំណើរការនៃការបង្កាត់ពូជរវាងរុក្ខជាតិ ឬសត្វដែលស្ថិតនៅក្នុងប្រភេទ (Species) ផ្សេងគ្នា ប៉ុន្តែក្នុងសែន (Genus) តែមួយ ដើម្បីបង្កើតកូនកាត់ថ្មីដែលប្រមូលផ្តុំលក្ខណៈល្អៗពីមេបាទាំងពីរ (ឧទាហរណ៍៖ បញ្ចូលគ្នានូវទិន្នផលខ្ពស់ និងភាពធន់នឹងជំងឺ)។ ដូចជាការយកស្វាយកែវរមៀតទៅបង្កាត់ជាមួយស្វាយពងមាន់ ដើម្បីទទួលបានពូជស្វាយថ្មីមួយដែលផ្លែធំលឿននិងមានរសជាតិឆ្ងាញ់។
Polymerase chain reaction (ប្រតិកម្មខ្សែច្រវ៉ាក់ប៉ូលីមេរ៉ាស / PCR) ជាបច្ចេកទេសក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍សម្រាប់ថតចម្លង (copy) បំណែក DNA គោលដៅណាមួយឱ្យកើនឡើងរាប់លានដងក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លី ដើម្បីឱ្យគេអាចមានបរិមាណ DNA គ្រប់គ្រាន់សម្រាប់យកទៅមើល និងវិភាគបន្តបាន។ ដូចជាការប្រើម៉ាស៊ីនថតចម្លងឯកសារ (Photocopy) ដើម្បីពង្រីកសន្លឹកក្រដាសដែលមានអក្សរតូចមួយសន្លឹក ឱ្យទៅជារាប់លានសន្លឹក ដើម្បីងាយស្រួលចែកគ្នាមើល។
Single strand conformational polymorphism (បម្រែបម្រួលរូបរាងខ្សែទោល / SSCP) ជាបច្ចេកទេសបំបែកខ្សែពហុទម្រង់ DNA ដើម្បីរកមើលភាពខុសគ្នានៃទម្រង់ ឬរូបរាងរបស់ DNA ខ្សែទោល ដែលបណ្តាលមកពីការផ្លាស់ប្តូរនុយក្លេអូទីតសូម្បីតែមួយតួ។ វាជួយឲ្យអ្នកស្រាវជ្រាវបែងចែកអាឡែល (Alleles) របស់មេបានៅក្នុងកូនកាត់បានយ៉ាងច្បាស់លាស់។ ដូចជាការបោះខ្សែញ័រពីរខ្សែដែលមានប្រវែងស្មើគ្នា ប៉ុន្តែខ្សែមួយមានបន្តុះតូចមួយធ្វើឱ្យពេលធ្លាក់មកវាមានរាងកោងខុសពីខ្សែមួយទៀត ដែលជួយឱ្យយើងចំណាំដឹងថាវាខុសគ្នា។
Co-dominant marker (ម៉ាកឃ័រសហដូមីណង់) ជាប្រភេទម៉ាកឃ័រហ្សែនដែលអាចបង្ហាញអាឡែលទាំងពីររបស់មេបាដោយស្មើភាពគ្នា ដែលអនុញ្ញាតឱ្យគេអាចបែងចែកដាច់ពីគ្នារវាងសែនប្រភេទ Homozygote (អាឡែលដូចគ្នាពីមេបាទាំងពីរ) និង Heterozygote (អាឡែលខុសគ្នា ឬកូនកាត់)។ ដូចជាការលាយថ្នាំពណ៌ក្រហម និងសនៅលើក្រណាត់តែមួយ ហើយយើងនៅតែអាចមើលឃើញចំណុចពណ៌ក្រហម និងពណ៌សដាច់ពីគ្នាដោយមិនរលាយចូលគ្នាជាពណ៌ផ្កាឈូកឡើយ។
Restriction enzyme (អង់ស៊ីមកាត់ DNA) ជាប្រភេទអង់ស៊ីមដែលដើរតួជាកន្ត្រៃជីវសាស្រ្ត សម្រាប់កាត់ផ្តាច់ខ្សែសង្វាក់ DNA នៅត្រង់ចំណុចលំដាប់បាសជាក់លាក់ណាមួយ។ នៅក្នុងការសិក្សានេះ អង់ស៊ីម MseI ត្រូវបានប្រើដើម្បីកាត់ DNA សម្រាប់ការងាររចនាម៉ាកឃ័រជាក់លាក់ប្រភេទ។ ដូចជាកន្ត្រៃវេទមន្តដែលត្រូវបង្កើតឡើងដើម្បីកាត់តែខ្សែបូពណ៌ក្រហមដែលមានឆ្នូតសប៉ុណ្ណោះ ហើយវានឹងមិនកាត់ខ្សែបូពណ៌ផ្សេងឡើយ។
Stutter bands (ស្រមោលក្រវាត់ DNA) ជាបាតុភូតដែលលេចឡើងនៅលើជែល (Gel) ពេលធ្វើការវិភាគម៉ាកឃ័រ SSR ដែលបង្ហាញជាក្រវាត់ DNA តូចៗព្រាលៗ នៅក្បែរក្រវាត់ DNA គោលដៅចម្បង។ វាបណ្តាលមកពីការរអិលខុសបន្តិចបន្តួចរបស់អង់ស៊ីមពេលកំពុងពង្រីក DNA ក្នុងម៉ាស៊ីន PCR ។ ដូចជារូបភាពស្រមោលព្រាលៗដែលកើតមាននៅខាងក្រោយរូបថតចម្បង ពេលដែលយើងថតរូបមនុស្សកំពុងធ្វើចលនាលឿន។
Genomic DNA extraction (ការចម្រាញ់ DNA ពីហ្សេណូម) ជាដំណើរការបំបែកយក DNA ទាំងអស់ចេញពីកោសិការបស់សារពាង្គកាយមួយ (ឧទាហរណ៍៖ ចេញពីស្លឹករុក្ខជាតិ Jatropha) ដោយលាងសម្អាតប្រូតេអ៊ីន ខ្លាញ់ និងសារធាតុផ្សេងៗទៀតចោល ដើម្បីបាន DNA សុទ្ធយកមកវិភាគ។ ដូចជាការគោះបំបែកសំបកស៊ុត ហើយចម្រាញ់យកតែផ្នែកស្នូលក្រហម (DNA) ដោយបោះចោលសំបក និងផ្នែកស (កាកសំណល់កោសិកាផ្សេងៗ)។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖