Original Title: Identification of DNA Markers Linked to thermo-sensitive genic male sterile (tms) in Rice IR68301S (Oryza sativa L.)
Source: doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2019.7
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការកំណត់អត្តសញ្ញាណសញ្ញាសម្គាល់ DNA ដែលភ្ជាប់ទៅនឹងហ្សែនបង្កភាពអារដោយសារសីតុណ្ហភាព (thermo-sensitive genic male sterile - tms) នៅក្នុងពូជស្រូវ IR68301S (Oryza sativa L.)

ចំណងជើងដើម៖ Identification of DNA Markers Linked to thermo-sensitive genic male sterile (tms) in Rice IR68301S (Oryza sativa L.)

អ្នកនិពន្ធ៖ Sudthana Khlaimongkhon (Center of Agricultural Biotechnology, Kasetsart University), Sriprapai Chakhonkaen (National Center for Genetic Engineering and Biotechnology), Keasinee Pitngam (National Center for Genetic Engineering and Biotechnology), Numphet Sangarwut (National Center for Genetic Engineering and Biotechnology), Natjaree Panyawut (National Center for Genetic Engineering and Biotechnology), Thiwawan Wasinanon (National Center for Genetic Engineering and Biotechnology), Chareerat Mongkolsiriwatana (Division of Genetics, Kasetsart University), Julapark Chunwongse (Center of Agricultural Biotechnology, Kasetsart University), Amorntip Muangprom (National Center for Genetic Engineering and Biotechnology)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2019 Thai Agricultural Research Journal

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការស្វែងរកទីតាំងហ្សែន tms (thermo-sensitive genic male sterile) នៅក្នុងពូជស្រូវ indica IR68301S ដើម្បីបង្កើតសញ្ញាសម្គាល់ DNA សម្រាប់ការបង្កាត់ពូជស្រូវកូនកាត់ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើការវិភាគហ្សែនលើចំនួនប្រជាជនស្រូវជំនាន់ F2 ដែលបានមកពីការបង្កាត់រវាងពូជ IR68301S (អារ) និង IR 14632 (ធម្មតា) ដោយប្រើប្រាស់សញ្ញាសម្គាល់ DNA ជាក់លាក់។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Insertion-Deletion (InDel) Markers
ការប្រើប្រាស់សញ្ញាសម្គាល់ DNA ប្រភេទ InDel		 មានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់បំផុតចំពោះហ្សែន ឬទីតាំងច្បាស់លាស់តែមួយនៅលើក្រូម៉ូសូម (single locus) ដែលផ្តល់លទ្ធផលត្រឹមត្រូវ និងអាចទុកចិត្តបាននៅពេលធ្វើការពិសោធន៍ផ្ទួនៗ។ ទាមទារការវិភាគទិន្នន័យហ្សែនស្មុគស្មាញ និងការរចនា Primers ថ្មីដោយខ្លួនឯងតាមរយៈមូលដ្ឋានទិន្នន័យ (Database) មុននឹងអាចយកមកប្រើប្រាស់បាន។ បានកំណត់ទីតាំងសញ្ញាសម្គាល់ 2gAP003974 ដែលនៅកៀកនឹងហ្សែន tms បំផុតក្នុងគម្លាតត្រឹមតែ 1.37 cM ប៉ុណ្ណោះ។
Simple Sequence Repeat (SSR) Markers
ការប្រើប្រាស់សញ្ញាសម្គាល់ DNA ប្រភេទ SSR		 ងាយស្រួលក្នុងការប្រើប្រាស់ ចំណាយតិច និងមានទិន្នន័យ Primers ដែលត្រូវបានចុះផ្សាយស្រាប់ច្រើន ធ្វើឱ្យចំណេញពេលវេលាក្នុងការរៀបចំ។ អាចមានលទ្ធភាពជាន់ទីតាំងគ្នា (multiple loci) លើក្រូម៉ូសូម ដែលធ្វើឱ្យកម្រិតនៃភាពជាក់លាក់ទាបជាងប្រភេទ InDel ក្នុងករណីខ្លះ។ បានរកឃើញសញ្ញាសម្គាល់ RM12676 ដែលស្ថិតនៅចម្ងាយ 1.10 cM ពីហ្សែន tms លើក្រូម៉ូសូមទី២។
Bulked Segregant Analysis (BSA)
ការវិភាគបំបែកក្រុមហ្សែន (BSA)		 មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការជួយកាត់បន្ថយការចំណាយ និងទំហំការងារ ដោយការច្របាច់បញ្ចូល DNA (Pooling) ពីសំណាករុក្ខជាតិដែលមានលក្ខណៈដូចគ្នាដើម្បីធ្វើតេស្តរាវរកសញ្ញាសម្គាល់រួម។ ទោះជាអាចជួយរាវរកសញ្ញាសម្គាល់បានលឿន ប៉ុន្តែនៅតែតម្រូវឱ្យមានការវិភាគសំណាកនីមួយៗដាច់ដោយឡែកនៅជំហានបន្ទាប់ ដើម្បីគណនាចម្ងាយពន្ធុវិទ្យា (Genetic distance)។ បានជួយច្រោះយកសញ្ញាសម្គាល់ចំនួន ២២ ដែលមានទំនាក់ទំនងជាមួយហ្សែន tms ពីក្នុងចំណោមសញ្ញាសម្គាល់សរុប ៣៦១ ដែលបានយកមកធ្វើតេស្តបឋម។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តវិធីសាស្ត្រនេះទាមទារឱ្យមានមន្ទីរពិសោធន៍ជីវសាស្ត្រម៉ូលេគុលកម្រិតស្តង់ដារ និងអ្នកជំនាញផ្នែកពន្ធុវិទ្យារុក្ខជាតិ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងប្រទេសថៃ ដោយប្រើប្រាស់ពូជស្រូវ IR68301S ដែលមានប្រភពពីវិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវស្រូវអន្តរជាតិ (IRRI) នៅប្រទេសហ្វីលីពីន។ ដោយសារប្រទេសកម្ពុជាមានលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុ (ជាពិសេសសីតុណ្ហភាព) និងបរិស្ថានកសិកម្មស្រដៀងគ្នាបេះបិទទៅនឹងប្រទេសថៃ ទិន្នន័យស្តីពីឥទ្ធិពលសីតុណ្ហភាព (Thermo-sensitive) មកលើភាពអាររបស់ស្រូវនេះ គឺមានភាពសុក្រឹត និងសក្តិសមបំផុតសម្រាប់យកមកអនុវត្តនៅកម្ពុជា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រ និងការរកឃើញនៅក្នុងឯកសារនេះមានតម្លៃធំធេងណាស់សម្រាប់ជំរុញកម្មវិធីបង្កាត់ពូជស្រូវកូនកាត់ (Hybrid Rice Breeding) នៅប្រទេសកម្ពុជា។

ការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា Marker-Assisted Selection (MAS) ផ្អែកលើការរកឃើញនេះ នឹងជួយសន្សំសំចៃពេលវេលា និងធនធានយ៉ាងច្រើនក្នុងការស្រាវជ្រាវពូជស្រូវកូនកាត់នៅកម្ពុជា ធៀបនឹងការបង្កាត់ពូជតាមបែបប្រពៃណី។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃពន្ធុវិទ្យា និង TGMS: និស្សិតត្រូវចាប់ផ្តើមពីការសិក្សាស្វែងយល់ពីយន្តការនៃហ្សែនបង្កភាពអារដោយសារសីតុណ្ហភាព (TGMS) នៅក្នុងស្រូវ ព្រមទាំងគោលការណ៍នៃការបង្កាត់ពូជស្រូវកូនកាត់ប្រព័ន្ធពីរខ្សែ (Two-line hybrid rice system) តាមរយៈឯកសារស្រាវជ្រាវរបស់វិទ្យាស្ថាន IRRI ។
  2. អនុវត្តការរចនាសញ្ញាសម្គាល់ (Primer Design): ចូលទៅកាន់មូលដ្ឋានទិន្នន័យ GRAMENE (www.gramene.org) ដើម្បីទាញយកទិន្នន័យក្រូម៉ូសូមទី២ របស់ស្រូវ រួចប្រើប្រាស់កម្មវិធី Primer 3 ដើម្បីអនុវត្តការរចនា Primers សម្រាប់សញ្ញាសម្គាល់ InDel ដោយខ្លួនឯង។
  3. អនុវត្តបច្ចេកទេសស្រង់ DNA និង PCR: អនុវត្តផ្ទាល់នៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នូវវិធីសាស្ត្រស្រង់ DNA រុក្ខជាតិប្រភេទ CTAB method ពីស្លឹកស្រូវ និងរៀនប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន PCR ដើម្បីធ្វើប្រតិកម្មពង្រីកសញ្ញាសម្គាល់ SSR ដូចជា RM12676 ជាដើម។
  4. អនុវត្តការវិភាគ Bulked Segregant Analysis (BSA): រៀបចំសំណាក DNA ដោយបែងចែកជាពីរក្រុម (ក្រុមលំអងអារ និងក្រុមលំអងធម្មតា) រួចយកទៅរត់នៅលើ Agarose gel ឬ Polyacrylamide gel ដើម្បីពិនិត្យមើលភាពខុសគ្នានៃប្រវែងបំណែក DNA របស់ក្រុមទាំងពីរ។
  5. គណនាចម្ងាយពន្ធុវិទ្យា (Genetic Distance): ប្រមូលទិន្នន័យពីបន្ទះ Gel ហើយប្រើប្រាស់រូបមន្ត C = (N1+N2/2)/N ដើម្បីគណនាអត្រានៃការបំបែកខ្លួន (Recombination frequency) និងបំប្លែងវាទៅជាខ្នាត centimorgan (cM) សម្រាប់ការគូរផែនទីហ្សែន (Genetic map)។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Thermo-sensitive genic male sterile (TGMS) (ភាពអារនៃលំអងដោយសារកត្តាសីតុណ្ហភាព) ជាលក្ខណៈពន្ធុវិទ្យារបស់រុក្ខជាតិ (ពិសេសស្រូវ) ដែលធ្វើឱ្យលំអងផ្ការបស់វាបាត់បង់សមត្ថភាពបង្កកំណើត (ក្លាយជាអារ) នៅពេលវាលូតលាស់ក្នុងលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ប៉ុន្តែអាចផលិតលំអងធម្មតាវិញនៅពេលសីតុណ្ហភាពទាប។ វាជាបច្ចេកវិទ្យាសំខាន់បំផុតសម្រាប់ការផលិតពូជស្រូវកូនកាត់ប្រព័ន្ធពីរខ្សែ (Two-line hybrid rice)។ ដូចជាកុងតាក់ភ្លើងអូតូម៉ាទិកដែលបិទ (ធ្វើឱ្យលំអងអារ) នៅពេលមេឃក្តៅ និងបើក (លំអងអាចបង្កកំណើតបាន) នៅពេលមេឃត្រជាក់។
Bulked Segregant Analysis (BSA) (ការវិភាគបំបែកក្រុមហ្សែន) ជាវិធីសាស្ត្រក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រពន្ធុវិទ្យាដែលគេយក DNA ពីរុក្ខជាតិជាច្រើនដើមដែលមានលក្ខណៈរូបរាង (Phenotype) ដូចគ្នាបេះបិទ (ឧ. សុទ្ធតែមានលំអងអារ) មកច្របាច់បញ្ចូលគ្នាជាក្រុមតែមួយ ដើម្បីយកទៅធ្វើតេស្តរកសញ្ញាសម្គាល់ DNA ណាដែលនៅកៀកនឹងហ្សែនគោលដៅបានយ៉ាងរហ័ស។ ដូចជាការប្រមូលទឹកមាត់ពីមនុស្សមួយក្រុមដែលមានជំងឺដូចគ្នា មកពិនិត្យរួមគ្នាម្តងដើម្បីស្វែងរកមេរោគតែមួយ ដោយមិនបាច់ចំណាយពេលនិងថវិកាពិនិត្យម្តងម្នាក់ៗនោះទេ។
Simple Sequence Repeat (SSR) markers (សញ្ញាសម្គាល់ DNA លំដាប់ជាន់គ្នា) ជាបំណែកខ្លីៗនៃ DNA ដែលមានលំដាប់កូដអក្សរ (A, T, C, G) កើតឡើងដដែលៗជាប់ៗគ្នា ហើយចំនួននៃការច្រំដែលនេះខុសៗគ្នាពីរុក្ខជាតិមួយទៅរុក្ខជាតិមួយទៀត។ គេប្រើវាជា "ស្លាកសញ្ញា" ដើម្បីស្វែងរកទីតាំងហ្សែនជាក់លាក់នៅលើក្រូម៉ូសូម។ ដូចជាលេខកូដប្រៃសណីយ៍ ដែលជួយបញ្ជាក់ប្រាប់យើងពីអាសយដ្ឋានពិតប្រាកដនៃផ្ទះមួយខ្នង (ហ្សែន) នៅក្នុងទីក្រុងដ៏ធំមួយ (ក្រូម៉ូសូម)។
Insertion-deletion (InDel) markers (សញ្ញាសម្គាល់ការបន្ថែមឬបាត់បង់ DNA) ជាប្រភេទសញ្ញាសម្គាល់ DNA ដែលសម្គាល់ត្រង់ទីតាំងដែលមានការបាត់បង់ (Deletion) ឬការលូតចូលបន្ថែម (Insertion) នូវកូដ DNA រវាងពូជរុក្ខជាតិពីរប្រភេទ។ វាមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់បំផុត និងមានទីតាំងច្បាស់លាស់តែមួយនៅលើក្រូម៉ូសូមក្នុងការយកមកសិក្សាពីភាពខុសគ្នានៃហ្សែន។ ដូចជាការប្រៀបធៀបសៀវភៅពីរគូ ដែលសៀវភៅមួយមានដាច់បាត់មួយទំព័រ ឬមានថតចម្លងទំព័របន្ថែម ខណៈសៀវភៅមួយទៀតគឺនៅធម្មតា។
Single recessive gene (ហ្សែនលាក់តែមួយ) ជាប្រភេទហ្សែនដែលមិនបង្ហាញលក្ខណៈរបស់វាចេញមកក្រៅទេ លុះត្រាតែរុក្ខជាតិទទួលបានហ្សែនប្រភេទនេះពីទាំងឪពុក និងទាំងម្តាយរបស់វា។ នៅក្នុងការសិក្សានេះ ភាពអាររបស់លំអងកើតឡើងលុះត្រាតែស្រូវមានហ្សែនលាក់នេះពេញលេញ (homozygous recessive)។ ដូចជាការចាក់សោរទ្វារសុវត្ថិភាពដែលទាមទារឱ្យមានកូនសោរពីរដូចគ្នាបេះបិទ (ពីម៉ែមួយ ពីពុកមួយ) ទើបអាចបើកទ្វារ (បញ្ចេញលក្ខណៈ) នោះបាន។
centimorgan (cM) (សង់ទីម៉ហ្កាន ឬខ្នាតចម្ងាយហ្សែន) ជាខ្នាតរង្វាស់ចម្ងាយរវាងហ្សែនមួយ និងហ្សែនមួយទៀត ឬរវាងហ្សែននិងសញ្ញាសម្គាល់នៅលើក្រូម៉ូសូមតែមួយ ដែលត្រូវបានគណនាផ្អែកលើអត្រានៃការបំបែកនិងចាប់គូឡើងវិញ (Recombination frequency) នៃ DNA។ 1 cM ស្មើនឹងឱកាស 1% នៃការបំបែកចេញពីគ្នា។ ដូចជាការវាស់ចម្ងាយផ្លូវគិតជាគីឡូម៉ែត្រពីបង្គោលគីឡូមួយទៅបង្គោលគីឡូមួយទៀតនៅលើផ្លូវជាតិ ដើម្បីដឹងថាវានៅជិតឬឆ្ងាយពីគ្នា។
Heterozygous / Homozygous (ហ៊ីតេរ៉ូស៊ីហ្កូត / ហូម៉ូស៊ីហ្កូត) ហូម៉ូស៊ីហ្កូត (Homozygous) គឺជារុក្ខជាតិដែលមានច្បាប់ចម្លងនៃហ្សែនដូចគ្នាបេះបិទទាំងពីរ (ឧទាហរណ៍ ហ្សែនលាក់ទាំងពីរ) ខណៈ ហ៊ីតេរ៉ូស៊ីហ្កូត (Heterozygous) មានច្បាប់ចម្លងខុសគ្នា (មួយលេច មួយលាក់) ដែលធ្វើឱ្យលទ្ធផលនៃប្រវែង DNA ពេលយកទៅពិនិត្យនៅលើបន្ទះជែលមានលក្ខណៈខុសគ្នាពោលគឺ លេចចេញ ១ ឆ្នូតសម្រាប់ Homozygous និង ២ ឆ្នូតសម្រាប់ Heterozygous។ ហូម៉ូស៊ីហ្កូតប្រៀបដូចជាការមានស្បែកជើងមួយគូពណ៌ខ្មៅសុទ្ធ ចំណែកហ៊ីតេរ៉ូស៊ីហ្កូតប្រៀបដូចជាការមានស្បែកជើងមួយគូដែលម្ខាងខ្មៅ និងម្ខាងស។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖