โครงสร้างประชากรและความหลากหลายทางพันธุกรรมของข้าวพันธุ์พื้นเมืองที่สูงในจังหวัดเชียงราย
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ข้าวพันธุ์พื้นเมืองที่สูงเป็นแหล่งพันธุกรรมที่มีเอกลักษณ์และมีลักษณะที่เป็นประโยชน์ นับเป็นแหล่งพันธุกรรมที่สำคัญในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวทั้งในปัจจุบันและอนาคต การศึกษานี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินโครงสร้างและความหลากหลายทางพันธุกรรมของข้าวพื้นเมืองที่สูงในจังหวัดเชียงรายด้วยเครื่องหมายโมเลกุล microsatellite จำนวน 12 ตำแหน่ง รวมถึงบันทึก 23 ลักษณะสัณฐานของข้าวพื้นเมืองที่สูงในจังหวัดเชียงรายทั้งหมด 19 ประชากร ที่เก็บจากเกษตรกร 19 ราย จากพื้นที่ 3 ระดับความสูง ได้แก่ พื้นที่สูงน้อยกว่า 500 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล (low) พื้นที่สูงปานกลางตั้งแต่ 500-1,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล (medium) และพื้นที่สูงกว่า 1,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล (high) จากผลการวิจัยพบว่าข้าวพันธุ์พื้นเมืองที่ระดับความสูงน้อยกว่า 500 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล มีความหลากหลายทั้งในระดับสัณฐาน และระดับโมเลกุลมากกว่าข้าวพันธุ์พื้นเมืองที่ความสูงระดับปานกลางตั้งแต่ 500-1,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล และพื้นที่สูงกว่า 1,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล เมื่อวิเคราะห์โครงสร้างประชากรพบว่าที่ K=2 ประชากรข้าวพันธุ์พื้นเมืองที่ศึกษาสามารถแบ่งกลุ่มตามชนิดย่อย ได้แก่ indica และ tropical japonica ในขณะที่ K=4 ประชากรข้าวพันธุ์พื้นเมืองที่ศึกษาสามารถแบ่งออกเป็น 4 กลุ่ม ตามชนิดย่อยและระดับความสูง โครงสร้างของข้าวพันธุ์พื้นเมืองที่ศึกษาในครั้งนี้เป็นผลมาจากการจัดการของเกษตรกรและการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมท้องถิ่น การทำความเข้าใจในโครงสร้างทางพันธุกรรมและความหลากหลายทางพันธุกรรมของข้าวพันธุ์พื้นเมืองสามารถใช้เป็นแนวทางการอนุรักษ์ข้าวพันธุ์พื้นเมืองในสภาพท้องถิ่นนอกสภาพท้องถิ่น และยังนำแหล่งพันธุกรรมมาใช้ประโยชน์ ในโครงการปรับปรุงพันธุ์ข้าวในอนาคต
Article Details
References
กรมทรัพยากรธรณี. 2549. การจำแนกเขตและแนวทางการบริหารจัดการธรณีวิทยาและทรัพยากรธรณีจังหวัดเชียงราย. เอกสารวิชาการ. สถาบันธรณีวิทยาและทรัพยากรธรณีจังหวัดเชียงราย, เชียงราย. 41 หน้า.
ดำเนิน กาละดี. 2546. ความแตกต่างทางพันธุกรรมภายในประชากรกับการเกิดเมล็ดลีบของพันธุ์ข้าวไร่พื้นเมืองโบราณที่บ้านแสนใจใหม่ ต. แม่สลอง อ. แม่ฟ้าหลวง จ. เชียงราย. เอกสารวิชาการ. ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยี ชีวภาพแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ, กรุงเทพฯ. 42 หน้า.
พิทวัส สมบูรณ์ ชนากานต์ เทโบลต์ พรมอุทัย ต่อนภา ผุสดี และ ศันสนีย์ จำจด. 2560. การกระจายตัวทางพันธุกรรมของปริมาณแอนโทไซยานินในเมล็ดข้าวลูกผสมชั่วที่ 2 ระหว่างข้าวเหนียวดำจากที่สูงและข้าวพันธุ์ปทุมธานี 1 ที่ปลูกที่ลุ่มและที่สูง. วารสารเกษตร 33(3): 323-332.
Brown, A.H.D. 1978. Isozymes, plant population genetic structure and genetic conservation. Theoretical and Applied Genetics 52(4): 145-157.
Cavalli-Svorza, L.L. and A.W.F. Edwards. 1967. Phylogenetic analysis: models and estimation procedures. Evolution 21(3): 550-570.
Chang, T.T. and H.I. Oka. 1976. Genetic variousness in the climatic adaptation of rice cultivars. pp. 87-111. In: R. Kisimoto and V.A. Dyck (eds.). Proceedings of the Symposium on Climate and Rice. International Rice Research Institute, Manila, Philippines.
Chen, X., S. Temnykh, Y. Xu, Y.G. Cho and S.R. McCouch. 1997. Development of a microsatellite framework map providing genome-wide coverage in rice (Oryza sativa L.). Theoretical and Applied Genetics 95(4): 553-567.
Coffey, K. 2002. Quantitative methods for the analysis of agrodiversity. pp. 78-95. In: H. Brookfield, C. Padoch, H. Parsons and M. Stocking (eds.). Cultivating Biodiversity: Understanding, Analysing and Using Agricultural Diversity. Intermediate Technology Development Group Publishing, London.
Cui, D., C. Tang, J. Li, X.A, T. Yu, X. Ma, E. Zhang, Y. Wang, G. Cao, F. Xu, L. Dai, L. Han and H. J. Koh. 2017. Genetic structure and isolation by altitude in rice landraces of Yunnan, China revealed by nucleotide and microsatellite marker polymorphisms. Plos One 12(4): e0175731.
Doyle, J.J. and J.L. Doyle. 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Focus 12: 13-15.
Earl, D.A. and B.M. Vonholdt. 2012. STRUCTURE HARVESTER: a website and program for visualizing STRUCTURE output and implementing the Evanno method. Conservation Genetics Resources 4(2): 359-361.
Evanno, G., S. Regnaut and J. Goudet. 2005. Detecting the number of clusters of individuals using the software STRUCTURE: a simulation study. Molecular Ecology 14(8): 2611-2620.
Frankel, O.H., A.H. Brown and J.J. Burdon. 1995. The Conservation of Plant Biodiversity. Cambridge University Press, Cambridge. 301 p.
Frei, E.R., J. Ghazoul, P. Matter, M. Heggli and A.R. Pluess. 2014. Plant population differentiation and climate change: responses of grassland species along an elevational gradient. Global Change Biology 20(2): 441-455.
Garris, A.J., T.H. Tai, J. Coburn, S. Kresovich and S. McCouch. 2005. Genetic structure and diversity in Oryza sativa L. Genetics 169(3): 1631-1638.
Goudet, J. 2001. FSTAT, a program to estimate and test gene diversity and fixation indices (version 2.9. 3). (Onlline). Available: https://www2.unil.ch/popgen/softwares/fstat.htm (October 11, 2016).
Hardon, J., D. Duvick and B. Visser. 2000. Genetic diversity, conservation and development. pp. 1-7. In: A. Conny and D.B. Walter (eds.). Encouraging Diversity: the Conservation and Development of Plant Genetic Resources. Intermediate Technology Publications Ltd., London.
Harlan, J.R. 1975. Crop and Man. American Society of Agronomy. The American Society of Agronomy Inc., Madison, Wisconsin. 284 p.
IRRI. 1980. Descriptors for Rice, Oryza sativa L. International Rice Research Institute, Manila. 21 p.
Liu, K. and S.V. Muse. 2005. PowerMarker: an integrated analysis environment for genetic marker analysis. Bioinformatics 21(9): 2128-2129.
Ni, J., P.M. Colowit and D.J. Mackill. 2002. Evaluation of genetic diversity in rice subspecies using microsatellite markers. Crop Science 42(2): 601-607.
Ohsawa, T. and Y. Ide. 2008. Global patterns of genetic variation in plant species along vertical and horizontal gradients on mountains. Global Ecology and Biogeography 17(2): 152-163.
Okoshi, M., K. Matsuno, K. Okuno, M. Ogawa, T. Itani and T. Fujimura. 2016. Genetic diversity in Japanese aromatic rice (Oryza sativa L.) as revealed by nuclear and organelle DNA markers. Genetic Resources and Crop Evolution 63(2):199-208.
Peakall, R. and P.E. Smouse. 2006. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Molecular Ecology Resources 6(1): 288-295.
Phanthaboun, K. 2009. Genetic diversity of local rice varieties in Luang Prabang, Lao. M.S. Thesis. Chiang Mai University, Chiang Mai. 109 p.
Pielou, E.C. 1966. The measurement of diversity in different types of biological collections. Journal of Theoretical Biology 13: 131-144.
Pritchard, J.K. and W. Wen. 2004. Documentation for STRUCTURE software: Vers. 2. (Onlline). Available: https://web.stanford.edu/group/ pritchardlab/software/readme/readme.html (October 23, 2016).
Pritchard, J.K., M. Stephens and P. Donnelly. 2000. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics 155(2): 945-959.
Pusadee, T., S. Jamjod, Y.C. Chiang, B. Rerkasem and B.A. Schaal. 2009. Genetic structure and isolation by distance in a landrace of Thai rice. Proceedings of the National Academy of Sciences 106(33): 13880-13885.
Rerkasem, B. and K. Rerkasem. 2002. Agrodiversity for in situ conservation of Thailand’s native rice germplasm. Chiang Mai University Journal 1(2): 129-148.
Shannon, C.E. and W. Weaver. 1949. The Mathematical Theory of Communication. University Illinois Press, Urbana, Illinois. 117 p.
Songqiao, Z. 1991. Historical development and geographic distribution of agriculture (farming) in China. Geographical Research 10(1): 1-11.
Tamura, K., D. Peterson, N. Peterson, G. Stecher, M. Nei and S. Kumar. 2011. MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Molecular Biology and Evolution 28(10): 2731-2739.
Temnykh, S., G. DeClerck, A. Lukashova, L. Lipovich, S. Cartinhour and S. McCouch. 2001. Computational and experimental analysis of microsatellites in rice (Oryza sativa L.): frequency, length variation, transposon associations, and genetic marker potential. Genome Research 11(8): 1441-1452.
Temnykh, S., W.D. Park, N. Ayres, S. Cartinhour, N. Hauck, L. Lipovich and S.R. McCouch. 2000. Mapping and genome organization of microsatellite sequences in rice (Oryza sativa L.). Theoretical and Applied Genetics 100(5): 697-712.
Thomson, M.J., N.R. Polato, J. Prasetiyono, K.R. Trijatmiko, T.S. Silitonga and S.R. McCouch. 2009. Genetic diversity of isolated populations of Indonesian landraces of rice (Oryza sativa L.) collected in east Kalimantan on the island of Borneo. Rice 2(1): 80-92.
Wu, K.S. and S.D. Tanksley. 1993. Abundance, polymorphism and genetic mapping of microsatellites in rice. Molecular and General Genetics 241(1): 225-235.
Xiong, Z., S. Zhang, Y. Wang, B.V. Ford-Lloyd, M. Tu, X. Jin, Y. Wu, H. Yan, X. Yang, P. Liu and B.R. Lu. 2010. Differentiation and distribution of indica and japonica rice varieties along the altitude gradients in Yunnan province of China as revealed by InDel molecular markers. Genetic Resources and Crop Evolution 57(6): 891-902.