Original Title: Nucleotide sequencing of specific genes in nuclear and plastid genomes of good performance hybrids derived from interspecific hybridization in the genus Jatropha
Source: doi.org/10.34044/j.anres.2020.54.1.08
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការកំណត់លំដាប់នុយក្លេអូទីតនៃហ្សែនជាក់លាក់ក្នុងហ្សែណូមនុយក្លេអ៊ែរនិងផ្លាស្ទីតរបស់កូនកាត់គុណភាពល្អ ដែលបានមកពីការបង្កាត់អន្តរប្រភេទក្នុងសែន Jatropha

ចំណងជើងដើម៖ Nucleotide sequencing of specific genes in nuclear and plastid genomes of good performance hybrids derived from interspecific hybridization in the genus Jatropha

អ្នកនិពន្ធ៖ Nutchanun Sakthanutpat (Kasetsart University), Chatuporn Kuleung (Kasetsart University), Vipa Hongtrakul (Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2020 Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Genetics and Plant Breeding

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការខ្វះខាតភាពចម្រុះនៃហ្សែននៅក្នុងរុក្ខជាតិល្ហុងខ្វង (Jatropha curcas) ដែលជារុក្ខជាតិដ៏សំខាន់សម្រាប់ផលិតប្រេងជីវម៉ាស តាមរយៈការវាយតម្លៃទំនាក់ទំនងពន្ធុវិទ្យារវាងប្រភេទនិងកូនកាត់របស់វា។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសកំណត់លំដាប់ DNA លើតំបន់ហ្សែនចំនួន៤ផ្សេងៗគ្នា ដើម្បីវិភាគទំនាក់ទំនងវិវឌ្ឍន៍និងបែងចែកប្រភេទរុក្ខជាតិ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Plastid gene sequencing (rbcL)
ការកំណត់លំដាប់ហ្សែនផ្លាស្ទីត (rbcL)
ងាយស្រួលក្នុងការធ្វើប្រៀបធៀបកម្រិតអម្បូរឬគ្រួសាររុក្ខជាតិ ដោយសារវាមានការវិវឌ្ឍយឺត និងងាយស្រួលពង្រីក (Amplify)។ មានភាពចម្រុះនៃហ្សែន (Polymorphism) ទាបបំផុត មិនអាចបែងចែកប្រភេទកូនកាត់និងពូជដែលមានទំនាក់ទំនងជិតស្និទ្ធបានល្អទេ។ មានការផ្លាស់ប្តូរនុយក្លេអូទីតតែ ២ កន្លែងប៉ុណ្ណោះក្នុងចំណោម ៥៤៣ bp មិនអាចបែងចែកកូនកាត់ពីពូជ J. curcas បានឡើយ។
Plastid intergenic spacer sequencing (trnH–psbA)
ការកំណត់លំដាប់ចន្លោះហ្សែនផ្លាស្ទីត (trnH–psbA)
មានអត្រា Polymorphism ខ្ពស់ជាង rbcL និងអាចបែងចែកប្រភេទ Jatropha ទាំង៥បានយ៉ាងច្បាស់។ នៅតែមិនអាចបែងចែករវាងកូនកាត់ និងប្រភេទ J. curcas បាន ដោយសារវាទទួលមរតកតាមខ្សែស្រឡាយមេ (Maternal inheritance) ប៉ុណ្ណោះ។ រកឃើញតំបន់ផ្លាស់ប្តូរ (Indels) ចំនួន ១៤៤ កន្លែង តែនៅមិនអាចញែកកូនកាត់ពីពូជដើមបាន។
Nuclear gene sequencing (ITS of rDNA)
ការកំណត់លំដាប់ហ្សែននុយក្លេអ៊ែរ (ITS នៃ rDNA)
មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងការបែងចែកប្រភេទរុក្ខជាតិជិតស្និទ្ធ និងអាចញែកពូជ J. curcas ដែលមានជាតិពុលនិងគ្មានជាតិពុលបានយ៉ាងល្អ។ អាចមានភាពស្មុគស្មាញបន្តិចក្នុងការវិភាគដោយសារវាមានច្បាប់ចម្លងច្រើន (Multi-copies) នៅក្នុងហ្សែណូម។ បែងចែក Jatropha ជា ៥ ក្រុម និងអាចញែកកូនកាត់បានដោយសារការទទួលមរតកហ្សែនពីមេបាទាំងសងខាង។
Nuclear gene sequencing (SAD)
ការកំណត់លំដាប់ហ្សែននុយក្លេអ៊ែរ (SAD)
មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់បំផុតក្នុងការបែងចែកប្រភេទរុក្ខជាតិ កូនកាត់ ពូជមានឬគ្មានជាតិពុល និងប្រភេទរង ដោយសារមានភាពចម្រុះហ្សែនខ្ពស់នៅក្នុងតំបន់ Intron។ ទាមទារការរចនា Primer ច្រើនគូ (រហូតដល់ ៦ គូ) និងទាមទារការផ្គុំលំដាប់ហ្សែនវែង ដែលចំណាយពេលនិងការវិភាគច្រើនជាង។ ផ្តល់លទ្ធផលល្អដាច់គេក្នុងការបែងចែកអត្តសញ្ញាណប្រភេទរុក្ខជាតិ និងបានបញ្ជាក់យ៉ាងច្បាស់ថា J. integerrima មានទំនាក់ទំនងជិតស្និទ្ធបំផុតនឹង J. curcas

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារនូវឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍ជីវសាស្ត្រម៉ូលេគុលកម្រិតខ្ពស់ សារធាតុគីមីចម្រាញ់ និងកម្មវិធីកុំព្យូទ័រឯកទេសសម្រាប់វិភាគទិន្នន័យហ្សែន។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងប្រទេសថៃ ដោយប្រមូលគំរូរុក្ខជាតិល្ហុងខ្វង (Jatropha) ពីខេត្តចំនួន ៥ ផ្សេងៗគ្នា។ ទោះបីជាលក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុស្រដៀងគ្នានឹងកម្ពុជាក៏ដោយ ភាពចម្រុះនៃពូជរុក្ខជាតិនៅក្នុងតំបន់ភូមិសាស្ត្រកម្ពុជាអាចមានភាពខុសប្លែកគ្នាបន្តិចបន្តួច ដែលទាមទារឱ្យមានការសិក្សាផ្ទៀងផ្ទាត់បន្ថែមលើពូជក្នុងស្រុកមុននឹងសន្និដ្ឋានទាំងស្រុង។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រវិភាគហ្សែននុយក្លេអ៊ែរនេះមានសារៈសំខាន់និងសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍពូជរុក្ខជាតិប្រេងជីវម៉ាស និងវិស័យកសិកម្មនៅកម្ពុជា។

សរុបមក បច្ចេកទេសកំណត់លំដាប់ DNA ចម្រុះនេះផ្តល់នូវឧបករណ៍ដ៏មុតស្រួចសម្រាប់អ្នកស្រាវជ្រាវកម្ពុជាក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវកម្មវិធីបង្កាត់ពូជរុក្ខជាតិដោយផ្អែកលើទិន្នន័យម៉ូលេគុលប្រកបដោយភាពច្បាស់លាស់។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ការរៀបចំគំរូ និងការចម្រាញ់ DNA (DNA Extraction): ចាប់ផ្តើមពីការប្រមូលគំរូស្លឹករុក្ខជាតិគោលដៅ រួចប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រ CTAB ឬឈុតចម្រាញ់ពាណិជ្ជកម្ម ដើម្បីទាញយក Genomic DNA ព្រមទាំងវាស់ស្ទង់គុណភាពដោយប្រើ Spectrophotometer និង Agarose Gel Electrophoresis
  2. ការរចនា និងតេស្ដ Primer សម្រាប់ការធ្វើ PCR: ស្វែងរកលំដាប់ហ្សែនគោលដៅ (ដូចជា SAD ឬ ITS) ពីមូលដ្ឋានទិន្នន័យ GenBank រួចប្រើប្រាស់កម្មវិធីដូចជា Fast PCR ដើម្បីរចនា Primer ឱ្យបានត្រឹមត្រូវ រួចដំណើរការប្រតិកម្ម PCR amplification ដោយប្រើ Phusion DNA polymerase។
  3. ការកំណត់លំដាប់នុយក្លេអូទីត (DNA Sequencing): បញ្ជូនផលិតផល PCR ដែលបានបន្សុទ្ធរួច (Purified PCR products) ដោយប្រើ FavorPrep™ Gel/PCR Purification Kit ទៅកាន់មន្ទីរពិសោធន៍សេវាកម្មអានលំដាប់ DNA (ឧទាហរណ៍ 1st BASE) ដើម្បីទទួលបានទិន្នន័យ Sequence ឆៅ។
  4. ការតម្រឹមទិន្នន័យ និងវិភាគហ្សែន (Sequence Alignment): ប្រើប្រាស់កម្មវិធី BioEdit ដែលមានភ្ជាប់ ClustalW ដើម្បីកាត់តម្រឹម (Trim and Align) ទិន្នន័យហ្សែនដែលទទួលបាន និងប្រើ CAP3 សម្រាប់ផ្គុំលំដាប់ហ្សែនបំណែកខ្លីៗឱ្យក្លាយជាហ្សែនពេញលេញតែមួយ។
  5. ការសង់ម៉ូដែលទំនាក់ទំនងពន្ធុវិទ្យា (Phylogenetic Analysis): នាំចូលទិន្នន័យដែលបានតម្រឹមរួចទៅក្នុងកម្មវិធី MEGA ដោយជ្រើសរើសយកវិធីសាស្ត្រ Maximum Likelihood ដើម្បីសង់ដើមឈើពន្ធុវិទ្យា (Phylogenetic tree) និងវាយតម្លៃទំនាក់ទំនងរវាងពូជរុក្ខជាតិ ឬកូនកាត់ដែលបានស្រាវជ្រាវ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Interspecific hybridization (ការបង្កាត់អន្តរប្រភេទ) ដំណើរការនៃការបង្កាត់ពូជរវាងរុក្ខជាតិ ឬសត្វពីរប្រភេទផ្សេងគ្នា (Species) ដែលស្ថិតនៅក្នុងសែន (Genus) តែមួយ ដើម្បីបង្កើតបានជាកូនកាត់ដែលទទួលបានលក្ខណៈសម្បត្តិល្អៗពីមេបាទាំងសងខាង ដូចជាការលូតលាស់លឿន និងធន់នឹងជំងឺ។ ដូចជាការយកសេះនិងលាទៅបង្កាត់គ្នា ដើម្បីបានជាសត្វឡាដែលមានកម្លាំងខ្លាំងនិងធន់នឹងអាកាសធាតុ។
Plastid genome (ហ្សែណូមផ្លាស្ទីត) បណ្តុំព័ត៌មានហ្សែនដែលស្ថិតនៅក្នុងផ្លាស្ទីត (ដូចជាក្លរ៉ូផ្លាស) នៃកោសិការុក្ខជាតិ ដែលជាទូទៅត្រូវបានទទួលមរតកពីខ្សែខាងមេ (Maternal inheritance) ប៉ុណ្ណោះ ហើយវាមានអត្រានៃការផ្លាស់ប្តូរវិវឌ្ឍន៍យឺត។ ដូចជាកេរ្តិ៍ឈ្មោះ ឬកេរមរតកគ្រួសារដែលត្រូវបានបញ្ជូនបន្តពីម្តាយទៅកូនតៗគ្នាដោយមិនសូវមានការកែប្រែឬផ្លាស់ប្តូរច្រើន។
Nuclear genome (ហ្សែណូមនុយក្លេអ៊ែរ) បណ្តុំព័ត៌មានហ្សែនចម្បងដែលស្ថិតនៅក្នុងស្នូល (Nucleus) នៃកោសិកា ដែលត្រូវបានទទួលមរតកពីមេបាទាំងសងខាង (ទាំងញីទាំងឈ្មោល) ធ្វើឱ្យវាមានភាពចម្រុះខ្ពស់ និងស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់ការសិក្សាបែងចែកកូនកាត់។ ដូចជាសៀវភៅបញ្ជីជាតិវង្សគ្រួសារដែលកត់ត្រារួមបញ្ចូលគ្នានូវប្រវត្តិលម្អិតទាំងខ្សែខាងឪពុកនិងខ្សែខាងម្តាយ។
Phylogenetic tree (ដើមឈើទំនាក់ទំនងពន្ធុវិទ្យា) គំនូសបំព្រួញមានរាងដូចមែកឈើ ដែលបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងនៃប្រវត្តិវិវឌ្ឍន៍រវាងប្រភេទរុក្ខជាតិ ឬសត្វផ្សេងៗគ្នា ដោយផ្អែកលើភាពស្រដៀងគ្នា ឬភាពខុសគ្នានៃលំដាប់ហ្សែនរបស់ពួកវា។ ដូចជាគំនូសបំព្រួញនៃមែកធាងគ្រួសារ (Family tree) ដែលបង្ហាញថានរណាជាបងប្អូនជីដូនមួយ ឬមានដូនតារួមគ្នា។
Polymorphism (ភាពចម្រុះនៃហ្សែន) អត្ថិភាពនៃទម្រង់ហ្សែន ឬលំដាប់នុយក្លេអូទីតខុសៗគ្នាចាប់ពីពីរឬច្រើនឡើងទៅនៅក្នុងប្រភេទរុក្ខជាតិ ឬសត្វតែមួយ ដែលជួយឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាចបែងចែកភាពខុសគ្នារវាងពូជដែលមានទំនាក់ទំនងជិតស្និទ្ធ។ ដូចជាម៉ូដែលរថយន្តម៉ាកតែមួយ ប៉ុន្តែមានពណ៌ ទំហំម៉ាស៊ីន និងការរចនាខាងក្នុងខុសៗគ្នា។
Polymerase chain reaction / PCR (ប្រតិកម្មច្រវាក់ប៉ូលីមេរ៉ាស) បច្ចេកទេសមន្ទីរពិសោធន៍ម៉ូលេគុលដែលប្រើសម្រាប់ពង្រីក (Amplify) បំណែក DNA ជាក់លាក់ណាមួយឱ្យកើនឡើងចំនួនរាប់លានដង ដើម្បីងាយស្រួលក្នុងការយកទៅកំណត់លំដាប់ឬសិក្សាបន្ត។ ដូចជាម៉ាស៊ីនថតចម្លង (Photocopier) ដែលអាចថតចម្លងឯកសារមួយសន្លឹកទៅជារាប់លានសន្លឹកក្នុងពេលដ៏ខ្លី។
Indels (ការបញ្ចូលឬការបាត់បង់នុយក្លេអូទីត) ប្រភេទនៃការផ្លាស់ប្តូរហ្សែន ដែលមូលដ្ឋាននុយក្លេអូទីត (DNA bases) ត្រូវបានបញ្ចូលបន្ថែម (Insertions) ឬបាត់បង់ (Deletions) ពីខ្សែ DNA ដែលធ្វើឱ្យប្រវែងនៃលំដាប់ហ្សែនមានការប្រែប្រួល។ ដូចជាការសរសេរពាក្យមួយដែលយើងភ្លេចសរសេរអក្សរមួយតួ (បាត់បង់) ឬសរសេរលើសអក្សរមួយតួ (បញ្ចូលបន្ថែម) ដែលធ្វើឱ្យពាក្យនោះខុសពីទម្រង់ដើម។
Stearoyl-acyl carrier protein desaturase / SAD (អង់ស៊ីម SAD) ជាអង់ស៊ីមដែលជំរុញការបំប្លែងអាស៊ីតខ្លាញ់ឆ្អែតទៅជាអាស៊ីតខ្លាញ់មិនឆ្អែតនៅក្នុងប្រេងរុក្ខជាតិ។ ហ្សែនដែលគ្រប់គ្រងអង់ស៊ីមនេះ មានភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ក្នុងនុយក្លេអ៊ែរ ដែលសក្តិសមបំផុតសម្រាប់ប្រើជាសូចនាករក្នុងការកំណត់អត្តសញ្ញាណរុក្ខជាតិកូនកាត់ Jatropha ដូចជាចុងភៅដែលសម្រេចចិត្តថាត្រូវបន្ថែមគ្រឿងផ្សំអ្វីខ្លះដើម្បីបំប្លែងប្រេងធម្មតាទៅជាប្រេងដែលមានគុណភាពខ្ពស់សម្រាប់សុខភាព។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖