Original Title: Optimization of Certain Parameters for Transformation of indica Rice Hom Kra Dang Ngah Variety via Agrobacterium-Mediated Transformation
Source: li01.tci-thaijo.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រមួយចំនួនសម្រាប់ការបំប្លែងហ្សែនពូជស្រូវ indica ឈ្មោះ Hom Kra Dang Ngah តាមរយៈការបំប្លែងដោយប្រើ Agrobacterium

ចំណងជើងដើម៖ Optimization of Certain Parameters for Transformation of indica Rice Hom Kra Dang Ngah Variety via Agrobacterium-Mediated Transformation

អ្នកនិពន្ធ៖ Zhang Yinxia (School of Agriculture, Ningxia University), Sompong Te-chato (Department of Plant Science, Prince of Songkla University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2015 Kasetsart J. (Nat. Sci.)

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហានៃអត្រាជោគជ័យទាបក្នុងការបំប្លែងហ្សែនពូជស្រូវប្រភេទ indica ដែលពិបាកក្នុងការបង្កាត់ (Recalcitrant genotype) ដោយផ្តោតលើពូជក្នុងស្រុកឈ្មោះ Hom Kra Dang Ngah ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើការសាកល្បងដោយបង្កើនប្រសិទ្ធភាពលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗចំនួនបីដើម្បីបង្កើតប្រព័ន្ធបំប្លែងហ្សែនតាមរយៈបាក់តេរី Agrobacterium ឱ្យមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
6-week-old Calli Infection (OD600=0.6, 20 mins)
ការចម្លងលើកោសិកាអំប្រ៊ីយ៉ុងអាយុ ៦ សប្តាហ៍ ជាមួយដង់ស៊ីតេបាក់តេរី ០.៦ រយៈពេល ២០ នាទី
កោសិកាមានសកម្មភាពបំបែកខ្លួនលឿន (Mitogenetic status) ដែលផ្តល់ភាពងាយស្រួលក្នុងការភ្ជាប់បាក់តេរី និងបញ្ចូល T-DNA ។ ការលូតលាស់របស់រុក្ខជាតិមានអត្រាខ្ពស់។ ទាមទារការកំណត់ពេលវេលាដ៏ជាក់លាក់ និងការតាមដានយ៉ាងដិតដល់នៅដំណាក់កាលបណ្តុះ(Subculture)។ ផ្តល់អត្រាបញ្ចេញហ្សែន gus ខ្ពស់បំផុតរហូតដល់ ៨៣,៥% ព្រមទាំងការលូតលាស់រុក្ខជាតិថ្មី (Plantlet regeneration) បាន ៧៥% ។
8-week-old Calli Infection
ការចម្លងលើកោសិកាអំប្រ៊ីយ៉ុងអាយុ ៨ សប្តាហ៍
មានម៉ាសកោសិកាច្រើនជាងមុនដោយសាររយៈពេលនៃការបណ្តុះយូរជាងការធ្វើតេស្តមុន។ ពិបាកក្នុងការកម្ចាត់បាក់តេរី Agrobacterium ចេញវិញនៅដំណាក់កាលបន្ទាប់ ដែលងាយនឹងបង្កឱ្យមានការខូចខាត (Contamination) និងងាប់កោសិកា។ ផ្តល់អត្រាបញ្ចេញហ្សែន gus ត្រឹមតែ ៥១,៣% ប៉ុណ្ណោះ និងមានកម្រិតពណ៌ខៀវខ្សោយក្នុងការធ្វើតេស្ត។
Low Bacterial Density / Short Time (OD600=0.3, 10-15 mins)
ការប្រើដង់ស៊ីតេបាក់តេរីទាប និងរយៈពេលចម្លងខ្លី (១០-១៥ នាទី)
កាត់បន្ថយហានិភ័យនៃការកើនឡើងជ្រុលនៃបាក់តេរី និងងាយស្រួលលាងសម្អាតក្រោយពេលបណ្តុះរួមគ្នា (Co-cultivation)។ ពេលវេលាមិនគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់បាក់តេរីភ្ជាប់ទៅនឹងកោសិកា និងដំណើរការផ្ទេរ T-DNA ដែលធ្វើឱ្យអត្រាជោគជ័យទាបបំផុត។ អត្រាបញ្ចេញហ្សែនមានកម្រិតទាបខ្លាំង ពោលគឺធ្លាក់ចុះមកចន្លោះពី ៥,៣% ទៅ ៣៣,៥%។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ដំណើរការបំប្លែងហ្សែននេះទាមទារឱ្យមានមន្ទីរពិសោធន៍បណ្តុះជាលិការុក្ខជាតិ (Plant Tissue Culture Lab) និងឧបករណ៍វិភាគម៉ូលេគុលកម្រិតខ្ពស់។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងដោយប្រើប្រាស់ពូជស្រូវក្នុងស្រុករបស់ប្រទេសថៃឈ្មោះ Hom Kra Dang Ngah។ ដោយសារពូជស្រូវប្រភេទ indica មានលក្ខណៈប្រែប្រួលខ្លាំងទៅតាមសេនេទិច (Genotype-dependent recalcitrance) លទ្ធផលប៉ារ៉ាម៉ែត្រនេះអាចនឹងមិនឆ្លើយតបដូចគ្នា ១០០% ទៅនឹងពូជស្រូវរបស់កម្ពុជានោះទេ ប៉ុន្តែវាជាមូលដ្ឋានបង្អែកដ៏ល្អ។ នេះមានសារៈសំខាន់សម្រាប់កម្ពុជា ព្រោះស្រូវភាគច្រើនរបស់កម្ពុជា (ដូចជាផ្ការំដួល និងសែនក្រអូប) សុទ្ធតែជាពូជ indica ដែលពិបាកក្នុងការបំប្លែងហ្សែនដូចគ្នា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រ និងពិធីការ (Protocol) នៃការបំប្លែងហ្សែននេះ មានអត្ថប្រយោជន៍យ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ និងការកែលម្អពូជស្រូវនៅប្រទេសកម្ពុជា។

ជារួម ឯកសារនេះផ្តល់នូវការណែនាំដ៏រឹងមាំមួយដើម្បីជម្នះភាពលំបាកក្នុងការបំប្លែងហ្សែនពូជស្រូវ indica ដែលនឹងជួយត្រួសត្រាយផ្លូវដល់ការបង្កើតពូជស្រូវថ្មីៗនៅកម្ពុជាឱ្យកាន់តែមានសក្តានុពល។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ជំហានទី១៖ ការបណ្តុះកោសិកាជាលិកា (Callus Induction): អនុវត្តការបណ្តុះកោសិកាអំប្រ៊ីយ៉ុង (Embryogenic calli) ពីគ្រាប់ស្រូវទុំ ដោយប្រើប្រាស់មជ្ឈដ្ឋាន MS medium លាយជាមួយ 3% sucrose, 2 mg/L 2,4-D, 1 mg/L NAA, 1 mg/L 6-BA, 0.5 mg/L Kn, និង 1 g/L Casein hydrolysate រយៈពេល ៤ ទៅ ៦ សប្តាហ៍ ដើម្បីទទួលបានកោសិកាដែលសកម្ម។
  2. ជំហានទី២៖ ការរៀបចំបាក់តេរី និងផ្លាស្មីត (Vector Preparation): បណ្តុះបាក់តេរី Agrobacterium tumefaciens strain EHA105 ដែលមានផ្ទុកផ្លាស្មីត pCAMBIA1304-EPSPs នៅក្នុងសូលុយស្យុងរាវ។ ត្រូវប្រាកដថាកំណត់ដង់ស៊ីតេអុបទិក (OD600) ឱ្យបានត្រឹម ០.៦ និងបន្ថែម 200 μM Acetosyringone ដើម្បីជំរុញការបញ្ជូនហ្សែន។
  3. ជំហានទី៣៖ ការចម្លង និងបណ្តុះរួមគ្នា (Infection and Co-cultivation): កាត់កោសិកាអំប្រ៊ីយ៉ុងអាយុ ៦ សប្តាហ៍ជាបំណែកតូចៗ (០.៥ ស.ម) រួចត្រាំក្នុងសូលុយស្យុងបាក់តេរីរយៈពេល ២០ នាទី។ បន្ទាប់មក ផ្តិតឱ្យស្ងួត ហើយបន្តបណ្តុះលើមជ្ឈដ្ឋានក្នុងទីងងឹតសីតុណ្ហភាព ២៦ ដឺក្រេសេ រយៈពេល ៣ ថ្ងៃ។
  4. ជំហានទី៤៖ ការលាងសម្អាត និងជ្រើសរើស (Washing and Selection): លាងសម្អាតកោសិកាជាមួយមជ្ឈដ្ឋានរាវដែលមានផ្ទុកថ្នាំផ្សះ 500 mg/L Cefotaxime។ បន្ទាប់មក ផ្ទេរទៅមជ្ឈដ្ឋានជ្រើសរើសដែលមានផ្ទុកថ្នាំសម្លាប់ស្មៅ 0.5 mM Glyphosate រយៈពេល ៤ សប្តាហ៍ ដើម្បីចម្រាញ់យកតែកោសិកាដែលបានបំប្លែងហ្សែនជោគជ័យ។
  5. ជំហានទី៥៖ ការបញ្ជាក់លទ្ធផលម៉ូលេគុល (Molecular Confirmation): ប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ PCR ដើម្បីពង្រីក និងបញ្ជាក់ពីវត្តមានរបស់ហ្សែន epsps (ទំហំ 1600 bp) និងធ្វើការសាកល្បង GUS histochemical assay ជាមួយសូលុយស្យុង X-Gluc ដើម្បីពិនិត្យមើលការបញ្ចេញពណ៌ខៀវលើកោសិកា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Agrobacterium-mediated transformation (ការបំប្លែងហ្សែនតាមរយៈបាក់តេរី Agrobacterium) ជាបច្ចេកទេសបញ្ចូលហ្សែនថ្មីទៅក្នុងកោសិការុក្ខជាតិដោយប្រើប្រាស់បាក់តេរីពពួក Agrobacterium tumefaciens ដែលមានសមត្ថភាពពីធម្មជាតិក្នុងការចម្លង និងផ្ទេរផ្នែកខ្លះនៃ DNA របស់វា (T-DNA) ចូលទៅក្នុងសេណូម (Genome) របស់រុក្ខជាតិ។ ដូចជាការប្រើប្រាស់អ្នកនាំសារ (បាក់តេរី) ដើម្បីយកឯកសារសំខាន់ (ហ្សែនថ្មី) ទៅប្រគល់ជូនរោងចក្រ (កោសិការុក្ខជាតិ) ដើម្បីឱ្យរោងចក្រនោះចេះផលិតរបស់ថ្មី។
Embryogenic calli (កោសិកាអំប្រ៊ីយ៉ុង ឬកាលុស) ជាបណ្តុំកោសិការុក្ខជាតិដែលមិនទាន់មានរូបរាងជាសរីរាង្គ (ស្លឹក ដើម ឬឫស) ច្បាស់លាស់ ប៉ុន្តែមានសក្តានុពល និងសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងការលូតលាស់បំបែកខ្លួនទៅជាកូនរុក្ខជាតិថ្មីទាំងមូលបាន នៅពេលដែលទទួលបានអ័រម៉ូនលូតលាស់ត្រឹមត្រូវ។ ប្រៀបដូចជាដីឥដ្ឋទន់ៗដែលយើងអាចយកទៅសូនជារូបរាងអ្វីក៏បាន (កោសិកាដើមដែលអាចលូតលាស់ជាផ្នែកណាមួយរបស់រុក្ខជាតិ)។
gus gene (ហ្សែនអ្នករាយការណ៍ gus) ជាហ្សែនដែលត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ជាសញ្ញាសម្គាល់ (Reporter gene) នៅក្នុងការបំប្លែងហ្សែន។ នៅពេលដែលហ្សែននេះត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងរុក្ខជាតិដោយជោគជ័យ វាផលិតអង់ស៊ីមដែលអាចបំបែកសារធាតុគីមីជាក់លាក់មួយ (X-Gluc) ធ្វើឱ្យជាលិការុក្ខជាតិប្រែទៅជាពណ៌ខៀវ ដែលងាយស្រួលក្នុងការសង្កេតមើលដោយភ្នែកទទេ។ ដូចជាការបំពាក់អំពូលភ្លើងពណ៌ខៀវលើទំនិញ ដើម្បីបញ្ជាក់ប្រាប់យើងថាទំនិញនោះត្រូវបានបញ្ជូនទៅដល់គោលដៅដោយជោគជ័យ។
epsps gene (ហ្សែន epsps) ជាហ្សែនដែលផលិតអង់ស៊ីមជួយឱ្យរុក្ខជាតិអាចរស់រានមានជីវិតបាន ទោះបីជាត្រូវបានបាញ់ថ្នាំសម្លាប់ស្មៅគ្លីហ្វូសាត (Glyphosate) ក៏ដោយ។ នៅក្នុងការពិសោធន៍ គេប្រើវាដើម្បីធ្វើការជ្រើសរើសយកតែកោសិកាណាដែលទទួលបានហ្សែនថ្មី (កោសិកាដែលគ្មានហ្សែននេះនឹងងាប់ពេលប៉ះថ្នាំសម្លាប់ស្មៅ)។ ដូចជាការស្លៀកអាវក្រោះការពារគ្រាប់កាំភ្លើង ដែលជួយឱ្យអ្នកពាក់មានជីវិតរស់រានបាន ខណៈអ្នកដែលគ្មានអាវក្រោះត្រូវស្លាប់។
Co-cultivation (ការបណ្តុះរួមគ្នា) ជាដំណាក់កាលមួយដែលកោសិការុក្ខជាតិ និងបាក់តេរី Agrobacterium ត្រូវបានដាក់ឱ្យនៅជាមួយគ្នាក្នុងមជ្ឈដ្ឋានតែមួយក្នុងរយៈពេលកំណត់មួយ ដើម្បីទុកពេលឱ្យបាក់តេរីធ្វើការតោងជាប់ និងផ្ទេរហ្សែន (T-DNA) ចូលទៅក្នុងកោសិការុក្ខជាតិ។ ប្រៀបដូចជាការដាក់មនុស្សពីរនាក់ឱ្យនៅក្នុងបន្ទប់តែមួយ ដើម្បីឱ្យពួកគេមានពេលជជែកគ្នា និងផ្លាស់ប្តូរព័ត៌មានឱ្យគ្នាទៅវិញទៅមក។
OD600 / Optical Density (ដង់ស៊ីតេអុបទិក) ជារង្វាស់ដែលប្រើសម្រាប់កំណត់កំហាប់ ឬចំនួនបាក់តេរីនៅក្នុងសូលុយស្យុងរាវ ដោយវាស់បរិមាណពន្លឺ (នៅរលកពន្លឺ 600 ណាណូម៉ែត្រ) ដែលអាចឆ្លងកាត់សូលុយស្យុងនោះ។ ដង់ស៊ីតេកាន់តែខ្ពស់ មានន័យថាមានបាក់តេរីកាន់តែច្រើននៅក្នុងនោះ។ ដូចជាការមើលទៅក្នុងទឹកទន្លេដែលល្អក់ខ្លាំង ដើម្បីដឹងថាមានកករដីច្រើនប៉ុនណា (ទឹកកាន់តែល្អក់ មានន័យថាមានចំនួនបាក់តេរីកាន់តែច្រើន)។
Polymerase chain reaction / PCR (ប្រតិកម្មច្រវាក់ប៉ូលីមេរ៉ាស) ជាបច្ចេកទេសមន្ទីរពិសោធន៍ម៉ូលេគុលដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតច្បាប់ចម្លង (copy) នៃបំណែក DNA ជាក់លាក់មួយឱ្យបានរាប់លានដងក្នុងរយៈពេលខ្លី ដើម្បីងាយស្រួលក្នុងការពិនិត្យមើលថាតើហ្សែនគោលដៅពិតជាមានវត្តមាននៅក្នុងរុក្ខជាតិដែលទើបនឹងបំប្លែងឬទេ។ ប្រៀបដូចជាម៉ាស៊ីនថតចម្លង (Photocopy) ដ៏មានថាមពល ដែលអាចកូពីអត្ថបទមួយទំព័រទៅជារាប់លានសន្លឹកក្នុងពេលតែមួយភ្លែត ដើម្បីងាយស្រួលយកមកពិនិត្យ។
T-DNA (ឌីអេនអេសម្រាប់ផ្ទេរ) ជាផ្នែកមួយនៃ DNA របស់ផ្លាស្មីតនៅក្នុងបាក់តេរី Agrobacterium ដែលត្រូវបានកាត់ និងផ្ទេរចូលទៅរួមបញ្ចូលជាមួយ DNA របស់រុក្ខជាតិគោលដៅ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រតែងតែដាក់បញ្ចូលហ្សែនដែលពួកគេចង់បាន (ដូចជាហ្សែនធន់នឹងជំងឺ) ទៅក្នុងតំបន់ T-DNA នេះ។ ដូចជាទូរថភ្លើងផ្ទុកទំនិញ ដែលយើងអាចដាក់អីវ៉ាន់ (ហ្សែនថ្មី) អ្វីក៏បានចូលទៅក្នុងនោះ ដើម្បីដឹកជញ្ជូនចូលទៅក្នុងសេណូមរបស់រុក្ខជាតិ។
Glyphosate selection (ការជ្រើសរើសដោយប្រើគ្លីហ្វូសាត) ជាដំណើរការនៃការប្រើប្រាស់ថ្នាំសម្លាប់ស្មៅគ្លីហ្វូសាត (Glyphosate) ដាក់ចូលក្នុងមជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះជាលិកា ដើម្បីកម្ចាត់កោសិកាដែលមិនបានទទួលហ្សែន epsps ចេញ ដោយទុកតែកោសិកាណាដែលបានបំប្លែងហ្សែនដោយជោគជ័យឱ្យបន្តលូតលាស់។ ដូចជាការរៀបចំការប្រឡងដ៏តឹងរ៉ឹងមួយ ដែលអ្នកមិនមានសមត្ថភាព (អត់មានហ្សែនការពារ) ត្រូវធ្លាក់ និងត្រូវដកចេញ ខណៈអ្នកមានសមត្ថភាពទើបអាចបន្តទៅវគ្គបន្ទាប់បាន។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖