การค้นหาตำแหน่ง QTL และเครื่องหมาย SSR ที่เชื่อมโยงกับความต้านทานต่อ ด้วงถั่วเขียวในถั่วเขียวผิวดำพันธุ์ป่า
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ถั่วเขียวผิวดำ [Vigna mungo (L.) Hepper] เป็นพืชที่มีความสำคัญในภูมิภาคเอเชีย โดยมีการนำไปใช้ประโยชน์ทั้งการบริโภคโดยตรงและการแปรรูปในภาคอุตสาหกรรมต่าง ๆ ทำให้ต้องมีการเพิ่มผลผลิตของถั่วเขียวผิวดำ อย่างไรก็ตาม ปัญหาโรคและแมลง ส่งผลกระทบต่อปริมาณและคุณภาพผลผลิตของถั่วเขียวผิวดำ โดยเฉพาะการเข้าทำลายของด้วงถั่วเขียว (cowpea weevil; Callosobruchus maculatus) ซึ่งเป็นแมลงสาเหตุหลักที่ทำให้เมล็ดถั่วเขียวผิวดำเสียหาย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพัฒนาพันธุ์ถั่วเขียวผิวดำเพื่อให้ต้านทานต่อด้วงถั่วเขียว อย่างไรก็ตาม รายงานเกี่ยวกับพันธุกรรมที่ควบคุมความต้านทานต่อด้วงเจาะเมล็ดในถั่วเขียวผิวดำยังมีอยู่น้อย ก่อนหน้านี้มีการทำแผนที่พันธุกรรมและค้นหาตำแหน่งเชิงปริมาณ (quantitative trait locus; QTL) ที่ควบคุมความต้านทานต่อด้วงถั่วเขียวในถั่วเขียวผิวดำพันธุ์ป่าพบว่า ความต้านทานถูกควบคุมด้วย QTL หลัก 2 ตำแหน่ง คือ qVmunBr6.1 และ qVmunBr6.2 การศึกษาครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาและค้นหาตำแหน่งของเครื่องหมายดีเอ็นเอที่เชื่อมโยงกับยีนที่ควบคุมลักษณะความต้านทานต่อด้วงถั่วเขียวในถั่วเขียวผิวดำ โดยใช้ประชากร F2 จำนวน 198 ต้น ที่เกิดจากการผสมพันธุ์ระหว่างถั่วเขียวผิวดำพันธุ์ปลูกชัยนาท 80 ซึ่งอ่อนแอต่อด้วงถั่วเขียวกับถั่วเขียวผิวดำพันธุ์ป่า TVNu 1076 ซึ่งต้านทานต่อด้วงถั่วเขียว และวิเคราะห์พันธุกรรมของประชากร F2 โดยใช้เครื่องหมาย SSR ที่พัฒนาขึ้นใหม่ในการศึกษาครั้งนี้ จากการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลจีโนไทป์ (Genotype) ของแต่ละเครื่องหมายกับข้อมูลเปอร์เซ็นต์เมล็ดที่ถูกทำลายโดยด้วงถั่วเขียวด้วยวิธี single marker analysis (SMA) พบ เครื่องหมาย CMSSR09 CMSSR11 CMSSR19 และ CMSSR40 มีความเชื่อมโยงกับความต้านทานต่อด้วงถั่วเขียว และจากการค้นหาตำแหน่ง QTL พบ QTL หลัก 1 ตำแหน่ง คือ qVmBr6.1.1 ซึ่งวางตัวอยู่ระหว่างเครื่องหมาย CMSSR11 และ CMSSR19 สามารถอธิบายความแปรปรวนเปอร์เซ็นต์เมล็ดถูกทำลายได้ 29.19% ผลการศึกษาในครั้งนี้สามารถใช้เป็นข้อมูลเพื่อการทำแผนที่ยีนแบบละเอียดและค้นหายีนที่ควบคุมความต้านทานต่อด้วงถั่วเขียวในถั่วเขียวผิวดำต่อไป
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Altschul, S.F., Gish, W., Miller, W., Myers, E.W., & Lipman, D.J. (1990). Basic local alignment search tool. Journal of Molecular Biology, 215(3), 403-410.
Benbouza, H., J acquemin, J.M., Baudoin, J.P., & Mergeai, G. (2006). Optimization of a reliable, fast, cheap and sensitive silver staining method to detect SSR markers in polyacrylamide gels. Biotechnology, Agronomy, Society and Environment, 10(2), 77-81.
Chen, T., Hu, L., Wang, S., Wang, L., Cheng, X., & Chen, H. (2022) Construction of high-density genetic map and identification of a bruchid resistance locus in mung bean (Vigna radiata L.). Frontiers in genetics, 13, 903267. https://doi.org/10.3389/fgene.2022.903267
Dongre, T.K., Pawar, S.E., Thakare, R.G., & Harwalkar M.R. (1996). Identifcation of resistant source to cowpea weevil (Callosobruchus maculatus (F.)) in Vigna sp. and inheritance of their resistance in black gram (Vigna mungo var. mungo). Journal of Stored Products Research, 32(3), 201–204. https://doi.org/10.1016/S0022-474X(96)00028-8
Fujii, K. & Miyazaki, S. (1987). Infestation resistance of wild legumes (Vigna sublobata) to azuki bean weevil, Callosobruchus chinensis (L.) (Coleoptera: Bruchidae) and its relationship with cytogenetic classification. Applied Entomology and Zoology, 22(2), 229–230. https://doi.org/10.1303/aez.22.229
Ha, J., Satyawan, D., Jeong, H., Lee, E., Cho, K.H., Kim, M.Y., & Lee, S.H. (2021). A near-complete genome sequence of mungbean (Vigna radiata L.) provides key insights into the modern breeding program. The Plant Genome, 14(3), e20121. https://doi.org/10.1002/tpg2.20121
Li, H., Ye, G., & Wang, J. (2007). A modified algorithm for the improvement of composite interval mapping. Genetics, 175(1), 361–374. https://doi.org/10.1534/genetics.106.066811
Lodhi, M.A., Ye, G-N., Weeden, N.F., & Reisch, B.I. (1994). A simple and efficient method for DNA extraction from grapevine cultivars and Vitis species. Plant Molecular Biology Reporter ,12 (1), 6-13. https://doi.org/10.1007/BF02668658
Meng, L., Li, H., Zhang, L., & Wang, J. (2015). QTL IciMapping: Integrated software for genetic linkage map construction and quantitative trait locus mapping in biparental populations. The Crop Journal, 3 (3), 269-283.
Kang, Y. J., Kim, S. K., Kim, M. Y., Lestari, P., Kim, K. H., Ha, B.-K., Jun, T. H., Hwang, W. J., Lee, T., Lee, J., Shim, S., Yoon, M. Y., Jang, Y. E., Han, K. S., Taeprayoon, P., Yoon, N., Somta, P., Tanya, P., Kim, K. S., & Lee, S.-H. (2014). Genome sequence of mungbean and insights into evolution within Vigna species. Nature Communications, 5(1), 5443. https://doi.org/10.1038/ncomms6443
Kaewwongwal, A., Kongjaimun, A., Somta, P., Chankaew, S., Yimram, T. & Srinives, P. (2015). Genetic diversity of the black gram (Vigna mungo (L.) Hepper) gene pool as revealed by SSR markers. Breeding Science, 65(2), 127–137.
Kashiwaba, K., Tomooka, N., Kaga, A., Han, O.K. & Vaughan, D.A. (2003). Characterization of resistance to three bruchid species (Callosobruchus spp., Coleoptera, Bruchidae) in cultivated rice bean (Vigna umbellata). Journal of economic entomology, 96(1), 207–213
Kosambi, D.D. (1944). The estimation of map distance from recombination values. Annals of Eugenics, 12(1), 172–175.
Naito, K., Wakatake, T., Shibata, T.F., Iseki, K., Shigenobu, S., Takahashi, Y., Tanaka, E.O., Muto, C., Teruya, K., Shiroma, A., Shimoji, M., Satou, K., Hirano, T., Nagano, A.J., Tomooka, N., Hasebe, M., Fukushima, K. & Sakai, H. (2022). Genome sequence of 12 Vigna species as a knowledge base of stress tolerance and resistance. bioRxiv, 2022.2003.2028.486085. https://doi.org/10.1101/2022.03.28.486085
Pootakham, W., Nawae, W., Naktang, C., Sonthirod, C., Yoocha, T., Kongkachana, W., Sangsrakru, D., U-thoomporn, N.S., Somta, P., Laosatit, K. & Tangphatsornruang, S. (2021). Molecular Ecology Resources, 21(1), 238-250. https://doi.org/10.1111/1755-0998.
Somta, P., Ammaranan, C., Ooi, P. & Srinives, P, (2007). Inheritance of seed resistance to bruchids in cultivated mungbean (Vigna radiata (L.) Wilzcek). Euphytica, 155, 47-55.
Somta, P., Chen, J., Yundaeng, C., Yuan, X., Yimram, T., tomooka, N. & Chen, X. (2019). Development of an sNp-based high-density linkage map and QtL analysis for bruchid (Callosobruchus maculatus F.) resistance in black gram (Vigna mungo (L.) Hepper). Scientific Reports, 9, 3930. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40669-5
Souframanien, J. & Gopalakrishna, T. (2007). Source for bruchid resistance and its inheritance in Trombay wild urdbean (Vigna mungo var. silvestris). Journal of Food Legumes, 20(1), 19–21.
Soundararajan, R., Geetha, S., Chitra, N., & Dinakaran, D. (2013). Resistance in Vigna mungo var. silvestris against bruchids. Callosobruchus maculatus (F.). Annals of Plant Protection Sciences, 21(2), 279–282
Talekar, N.S. & Lin, Y.H. (1992). Characterization of Callosobruchus chinensis resistance in mungbean. Journal of Economic Entomology, 85(4),1150–1153, https://doi.org/10.1093/jee/85.4.1150
Temnykh, S., DeClerck, G., Lukashova, A., Lipovinch, L., Cartinhour, S. & McCouch, S. (2001). Computational and experimental analysis of microsatellites in rice (Oryza sativa L.): frequency, length variation, transposon association and genetic marker potential. Genome Research, 11(8), 1441–1452.
Tomooka, N., Kashiwaba, K., Vaughan, D.A., Ishimoto, M. & Egawa, Y. (2000). The effectiveness of evaluating wild species: searching for sources of resistance to bruchid beetles in the genus Vigna subgenus Ceratotropis. Euphytica, 115(1), 27–41
Untergasser, A., Cutcutache, I., Koressaar, T., Ye, J., Faircloth, B.C., Remm, M. & Rozen, S.G. (2012). Primer3 – new capabilities and interfaces. Nucleic Acids Research, 40(15), e115.
