การชักนำการเปลี่ยนแปลงลักษณะทางสัณฐานวิทยาของบัวบกสายพันธุ์พื้นเมืองของไทยด้วยรังสีแกมมาแบบเฉียบพลัน
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ความเป็นมาและวัตถุประสงค์: บัวบกเป็นพืชล้มลุกอายุหลายปีที่เจริญเติบโตได้ดีในเขตร้อนและกึ่งร้อนชื้นทั่วโลก จัดเป็นพืชสมุนไพร 1 ใน 5 สุดยอดพืชสมุนไพรของไทย บัวบกมีสารสำคัญประกอบด้วยเอเชียติโคไซด์ (Asiaticoside) เอเชียติคแอซิด (Asiatic acid) มาเดคาสโซไซด์ (Madecassoside) และมาเดคาสซิกแอซิด (Madecassic acid) การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อชักนำเมล็ดบัวบกสายพันธุ์พื้นเมืองให้เกิดการกลายพันธุ์ด้วยรังสีแกมมาแบบเฉียบพลันและศึกษาความแปรปรวนทางพันธุกรรมของบัวบกสายพันธุ์พื้นเมืองหลังได้รับรังสีรุ่นที่ M1V2 เพื่อใช้เป็นแหล่งพันธุกรรมในโครงการปรับปรุงพันธุ์บัวบก
วิธีดำเนินการวิจัย: ฉายรังสีแกมมาแบบเฉียบพลันให้เมล็ดบัวบก จำนวน 6 ระดับ ตามแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ เพาะเมล็ดที่ผ่านการฉายรังสีเพื่อศึกษาการ
กระจายตัวของลักษณะสัณฐานวิทยาบัวบกสายพันธุ์พื้นเมืองหลังได้รับรังสี (รุ่น M1V2) วิเคราะห์ค่าความแปรปรวนที่ระดับความเชื่อมั่น 95 เปอร์เซ็นต์ และสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์เพียร์สันของลักษณะการเจริญเติบโต
ผลการวิจัย: ปริมาณรังสีที่ทำให้การงอกของเมล็ดบัวบกลดลง 50 เปอร์เซ็นต์ (LD50) อยู่ที่ระดับ 162.51 เกรย์ ปริมาณรังสีแกมมาสามารถเปลี่ยนแปลงสัณฐานวิทยาของบัวบก ปริมาณรังสีแกมมาที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ความสูงต้น ความยาวก้านใบ และความยาวไหลลดลง แต่ทำให้จำนวนใบ ความกว้างใบ ความยาวใบ และจำนวนไหลเพิ่มขึ้นเมื่อปลูกทดสอบที่อายุ 90 วัน นอกจากนี้ การกระจายตัวของลักษณะทางสัณฐานวิทยาของบัวบกรุ่นที่ M1V2 ที่อายุ 60 วันหลังย้ายปลูก พบว่า มีความแปรปรวนทางสัณฐานวิทยาค่อนข้างสูงในทุกลักษณะ ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของลักษณะสัณฐานวิทยาของบัวบกรุ่นที่ M1V2 ที่อายุ 60 วันหลังย้ายปลูก พบว่า ความสูงต้นของบัวบกมีความสัมพันธ์เชิงบวกสูงกับความยาวใบ (0.487) ความกว้างใบ (0.415) และความยาวก้านใบ (0.708)
สรุป: รังสีแกมมาแบบเฉียบพลันสามารถกระตุ้นให้เกิดความแปรปรวนทางสัณฐานวิทยาของเมล็ดพันธุ์บัวบกพื้นเมืองได้ แต่ไม่สามารถจำแนกได้ชัดเจน จำเป็นต้องใช้ข้อมูลเชิงปริมาณร่วมในการพิจารณาคัดเลือกสายพันธุ์กลาย ซึ่งการชักนำด้วยรังสีแกมมาสามารถสร้างความแปรปรวนของบัวบกเพื่อประโยชน์ในการปรับปรุงพันธุ์ได้ต่อไป
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
AAT Bioquest. 2023. Quest Graph™ LD50 calculator. Available Source: https://www.aatbio.com/tools/ld50–calculator, January 29, 2023.
Abdelnour-Esquivel, A., J. Perez, M. Rojas, W. Vargas and A. Gatica-Arias. 2020. Use of gamma radiation to induce mutations in rice (Oryza sativa L.) and the selection of lines with tolerance to salinity and drought. In Vitro Cell. Dev. Biol. Plant. 56: 88–97. https://doi.org/10.1007/s11627-019-10015-5.
Alqahtani, A., J.L. Cho, K.H. Wong, K.M. Li, V. Razmovski–Naumovski and G.Q. Li. 2017. Differentiation of three Centella species in Australia as inferred from morphological characteristics, ISSR molecular fingerprinting and phytochemical composition. Front. Plant Sci. 8: 1980. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01980.
Andrew-Peter-Leon, M.T., S. Ramchander, K.K. Kumar, M. Muthamilarasan and M.A. Pillai. 2021. Assessment of efficacy of mutagenesis of gamma-irradiation in plant height and days to maturity through expression analysis in rice. PLoS ONE 16(1): e0245603. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0245603.
Balla, N., T. Taychasinpitak, A. Jala and T. Thanananta. 2017. Effect of gamma irradiation on hybrid ornamental sweet potato (Ipomoea batatas L.) in vitro. Agricultural Sci. J. 48(1): 151–159. (in Thai)
Bioinformatics. 2023. SR plot. Available Source: http://bioinformatics.com.cn/plot_basic_corrplot_corrlation_plot_082_en, January 29, 2023.
Brinkhaus, B., M. Lindner, D. Schuppan and E.G. Hahn. 2000. Chemical, pharmacological and clinical profile of the East Asian medical plant Centella asiatica. Phytomedicine. 7(5): 427–448. https://doi.org/10.1016/s0944-7113(00)80065-3.
Chachai, N., B. Pensuriya, T. Pinsuntiae, P. Pratubkong, J. Mungngam, P. Nitmee, P. Kaewsri, S. Wongsatchanan, R. Jindajia, P. Triboun and J. Sreesaeng. 2021. Variability of morphological and agronomical characteristics of Centella asiatica in Thailand. Trends Sci. 18(23): 502. https://doi.org/10.48048/tis.2021.502.
Collins, M., R. Knutti, J. Arblaster, J.L. Dufresne, T. Fichefet, P. Friedlingstein, X. Gao, W.J. Gutowski, T. Johns, G. Krinner, M. Shongwe, C. Tebaldi, A.J. Weaver and M. Wehner. 2013. Long-term climate change: projections, commitments and irreversibility, pp. 1029–1136. In T.F. Stocker, D. Qin, G.K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley, eds. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, USA.
Devkota, A., S. Dall’Acqua, S. Comai, G. Innocenti and P.K. Jha. 2010. Centella asiatica (L.) urban from Nepal: Quali–quantitative analysis of samples from several sites, and selection of high terpene containing populations for cultivation. Biochem. Syst. Ecol. 38(1) :12–22. https://doi.org/10.1016/j.bse.2009.12.019.
Eom, H.J., H.Y. Shin, H.J. Park, K.H. Kim, J.H. Kim and K.W. Yu. 2022. Functional components and physiological activity in different parts of Centella asiatica. Korean J. Food Preserv. 29(5): 749–761. https://doi.org/10.11002/kjfp.2022.29.5.749.
Gbolahan, B.W., A.I. Abiola, J. Kamaldin, M.A. Ahmad and M.S. Atanassova. 2016. Accession in Centella asiatica; current understanding and future knowledge. J. Pure Appl. Microbiol. 10(4): 2485–2494. http://dx.doi.org/10.22207/JPAM.10.4.02.
Gohil, K.J., J.A. Patel and A.K. Gajjar. 2010. Pharmacological review on Centella asiatica: a potential herbal cure–all. Indian J. Pharm. Sci. 72(5): 546–556. https://doi.org/10.4103%2F0250-474X.78519.
Gray, N.E., A.A. Magana, P. Lak, K.M. Wright, J. Quinn, J.F. Stevens, C.S. Maier and A. Soumyanath. 2018. Centella asiatica – Phytochemistry and mechanisms of neuroprotection and cognitive enhancement. Phytochem. Rev. 17(1): 161–194. https://doi.org/10.1007/s11101-017-9528-y.
Gray, S.B. and S.M. Brady. 2016. Plant developmental responses to climate change. Dev. Biol. 419(1): 64–77. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2016.07.023.
Hase, Y., K. Satoh and S. Kitamura. 2023. Comparative analysis of seed and seedling irradiation with gamma rays and carbon ions for mutation induction in Arabidopsis. Front. Plant Sci. 14: 1149083. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1149083.
Hashim, P. 2011. Centella asiatica in food and beverage applications and its potential antioxidant and neuroprotective effect. Int. Food Res. J. 18(4): 1215–1222.
Hassani, A., A. Azapagic and N. Shokri. 2021. Global predictions of primary soil salinization under changing climate in the 21st century. Nat. Commun. 12: 6663. https://doi.org/10.1038/s41467-021-26907-3.
Kaensaksiri, T., P. Soontornchainaksaeng, N. Soonthornchareonnon and S. Prathanturarug. 2010. Mutational breeding of Centella asiatica (L.) urban for medicinal purposes. Planta Med. 76: 182. https://doi.org/10.1055/s-0030-1264480.
Kaensaksiri, T., P. Soontornchainaksaeng, N. Soonthornchareonnon and S. Prathanturarug. 2011. In vitro induction of polyploidy in Centella asiatica (L.) Urban. Plant Cell Tiss. Organ. Cult. 107: 187–194. https://doi.org/10.1007/s11240-011-9969-8.
Kiani, D., A. Borzouei, S. Ramezanpour, H. Soltanloo and S. Saadati. 2022. Application of gamma irradiation on morphological, biochemical, and molecular aspects of wheat (Triticum aestivum L.) under different seed moisture contents. Sci. Rep. 12: 11082. https://doi.org/10.1038/s41598-022-14949-6.
Majeed, A., Z. Muhammad, R. Ullah and H. Ali. 2018. Gamma irradiation I: effect on germination and general growth characteristics of plants–a review. Pak. J. Bot. 50(6): 2449–2453.
Moghaddam, S.S., H. Jaafar, R. Ibrahim, A. Rahmat, M.A. Aziz and E. Philip. 2011. Effects of acute gamma irradiation on physiological traits and flavonoid accumulation of Centella asiatica. Molecules. 16(6): 4994–5007. https://doi.org/10.3390/molecules16064994.
Mumtazah, H.M., Supriyono, Y. Widyastuti and A. Yunus. 2020. The diversity of leaves and asiaticoside content on three accessions of Centella asiatica with the addition of chicken manure fertilizer. Biodiversitas. 21(3): 1035–1040. https://doi.org/10.13057/biodiv/d210325.
Nav, S.N., S.N. Ebrahimib, A. Sonbolic and M.H. Mirjalili. 2021. Variability, association and path analysis of centellosides and agro-morphological characteristics in Iranian Centella asiatica (L.) Urban ecotypes. S. Afr. J. Bot. 139: 254–266. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2021.03.006.
Nawanopparatsakul, S., P. Phuagphong and N. Kitcharoen. 2012. Effect of citrus extractions on plant growth inhibition by lettuce (Lactuca sativa L) seed germination and seedling length bioassay. J. Pharm. Biomed. Sci. 22(22): 25.
Ogunka-Nnoka, C.U., F.U. Igwe, J. Agwu, O.J. Peter and P.H. Wolugbom. 2020. Nutrient and phytochemical composition of Centella asiatica leaves. Med. Aromat. Plants (Los Angeles). 9(2): 346. https://doi.org/10.35248/2167-0412.20.9.346.
Padmalatha, K. and M.N.V. Prasad. 2008. Genetic diversity in Centella asiatica (L.) Urb., a memory–enhancing neutraceutical herb, using RAPD markers. Med. Aromat. Plant Sci. Biotechnol. 2(2): 90–95.
Pant, P., S. Pandey and S. Dall’Acqua. 2021. The influence of environmental conditions on secondary metabolites in medicinal plants: a literature review. Chem. Biodivers. 18(11): e2100345. https://doi.org/10.1002/cbdv.202100345.
Prasad, A., S.S. Dhawan, A.K. Mathur, O. Prakash, M.M. Gupta, R.K. Verma, R.K. Lal and A. Mathur. 2014. Morphological, chemical and molecular characterization of Centella asiatica germplasms for commercial cultivation in the Indo-Gangetic plains. Nat. Prod. Commun. 9(6): 779–784.
Roostika, I., S. Rahayu and N. Bermawie. 2022. The application of gamma ray irradiation to increase triterpenoid compounds in embryogenic calli of Centella asiatica L. Urban. AIP Conf. Proc. 2462(1): 050001. https://doi.org/10.1063/5.0076402.
Sawatdiwong, K., K. Chusreeaeom and S. Wongchaochant. 2020. Effect of gamma radiation on in vitro growth and morphological changes of Anoectochilus koshunensis Hayata. In Proc. the 58th Kasetsart University Annual Conference, February 5–7, 2020. p. 260. (in Thai)
Singh, B. and R.P. Rastogi. 1969. A reinvestigation of the triterpenes of Centella asiatica. Phytochemistry 8(5): 917–921. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)85884-7.
Srithongkul, J., S. Kanlayanarat, V. Srilaong, A. Uthairatanakij and P. Chalermglin. 2011. Effects of light intensity on growth and accumulation of triterpenoids in three accessions of Asiatic pennywort (Centella asiatica (L.) Urb.). J. Food Agric. Environ. 9(1): 360–363.
Tan, C., X.Q. Zhang, Y. Wang, D. Wu, M.I. Bellgard, Y. Xu, X. Shu, G. Zhou and C. Li. 2019. Characterization of genome-wide variations induced by gamma-ray radiation in barley using RNA–Seq. BMC Genomics. 20: 783. https://doi.org/10.1186/s12864-019-6182-3.
Tanimlak, S., T. Taychasinpitak, P. Sukprasert, P. Jompuk and A. Piriyaphattarakit. 2018. Mutation breeding of gomphrena hybrid by gamma irradiation. TJST. 7(1): 48–57. https://doi.org/10.14456/tjst.2018.6. (in Thai)
Willeit, M., A. Ganopolski, R. Calov and V. Brovkin. 2019. Mid–Pleistocene transition in glacial cycles explained by declining CO2 and regolith removal. Sci. Adv. 5(4): eaav7337. https://doi.org/10.1126/sciadv.aav7337.
WHO (World Health Organization). 2010. Ageing: Global Population. Available Source: https://www.who.int/news–room/questions–and–answers/item/population–ageing, January 28,2023.
Yasurin, P., M. Sriariyanun and T. Phusantisampan. 2016. Review: The bioavailability activity of Centella asiatica. KMUTNB Int. J. Appl. Sci. Tech. 9(1): 1–9. http://dx.doi.org/10.14416/j.ijast.2015.11.001.
Zhang, X.G., T. Han, Z.G. He, Q.Y. Zhang, L. Zhang, K. Rahman and L.P. Qin. 2012. Genetic diversity of Centella asiatica in China analyzed by inter–simple sequence repeat (ISSR) markers: combination analysis with chemical diversity. J. Nat. Med. 66: 241–247. https://doi.org/10.1007/s11418-011-0572-4.