ผลของอาหารสังเคราะห์ต่อการเจริญและพัฒนาในหลอดทดลองของ ต้นหวายการ์เร็ต (Dendrobium garrettii Seidenf.) กล้วยไม้หายากของประเทศไทย
คำสำคัญ:
หวาย, พืชถิ่นเดียว, การขยายพันธุ์โดยจุลวิธี, เบนซิลอะดีนินบทคัดย่อ
ต้นหวายการ์เร็ต (Dendrobium garrettii Seidenf.) เป็นกล้วยไม้ขนาดเล็กที่พบเฉพาะในประเทศไทยเท่านั้น จากการที่ต้นหวายการ์เร็ตต้องอาศัยระยะเวลาในการเจริญเติบโตและประสบกับปัญหาการถูกลักลอบนำออกมาจากถิ่นอาศัยตามธรรมชาติที่ส่งผลให้จำนวนของพืชชนิดนี้ลดลงอย่างฉับพลัน จึงทำให้ต้นหวายการ์เร็ตถูกจัดอยู่ในสถานะที่เสี่ยงต่อการสูญพันธุ์ เพื่อเป็นการอนุรักษ์และป้องกันการสูญพันธุ์ของพืชชนิดนี้ งานวิจัยนี้จึงศึกษาสูตรอาหารที่เหมาะสมต่อการอนุรักษ์พันธุ์ต้นหวายการ์เร็ตนอกถิ่นอาศัย ด้วยวิธีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช การศึกษานี้แบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน โดยศึกษาความเข้มข้นที่เหมาะสมของอาหารสังเคราะห์สูตร Murashige และ Skoog (MS) ก่อนที่จะศึกษาผลของเบนซิลอะดีนิน (N6-benzyladenine: BA) ต่อการเลี้ยงและเพิ่มปริมาณต้นหวายการ์เร็ตในหลอดทดลอง โดยนำต้นปลอดเชื้อของต้นหวายการ์เร็ตที่มีลำลูกกล้วยสูง 1 เซนติเมตร ไปเลี้ยงบนอาหารสังเคราะห์ที่มีความเข้มข้นของสารอาหารสูตร MS แตกต่างกัน 3 ระดับ (¼MS ½MS MS) ซึ่งอาหารทุกระดับเติมผงถ่านกัมมันต์ (Activated charcoal: AC) ความเข้มข้น 1 กรัม/ลิตร ร่วมด้วย หลังจากเลี้ยงนาน 8 สัปดาห์ ชิ้นพืชที่เลี้ยงบนอาหารสังเคราะห์สูตร ½MS ร่วมกับ AC ทุกชิ้นพืชรอดชีวิต โดยมียอด (1.00+0.13 ยอด/ชิ้นพืช) และรากใหม่ (1.69+0.32 ราก/ชิ้นพืช) เกิดขึ้นจากชิ้นพืชในจำนวนที่มากที่สุดด้วย เมื่อลำลูกกล้วยที่เกิดขึ้นจากอาหารสูตรนี้มีความสูงถึง 1 เซนติเมตร ลำลูกกล้วยถูกแยกออกและนำมาเลี้ยงบนอาหารสังเคราะห์สูตร ½MS ร่วมกับ AC และ BA ความเข้มข้น 0-8 มิลลิกรัม/ลิตร เมื่อครบ 12 สัปดาห์ ชิ้นพืชทุกชิ้นถูกย้ายไปเลี้ยงต่อบนอาหารสังเคราะห์สูตร ½MS ร่วมกับ AC ที่ไม่มี BA ต่ออีก 8 สัปดาห์ ผลการทดลองพบว่าอาหารสูตร ½MS ร่วมกับ AC ที่ไม่เติม BA เป็นอาหารที่ดีที่สุดในการขยายพันธุ์กล้วยไม้หายากชนิดนี้ ดังนั้น BA จึงไม่มีผลต่อการเพิ่มปริมาณยอดใหม่ในพืชชนิดนี้อย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม ในการทดลองพบการออกดอกของชิ้นพืชที่เลี้ยงบนอาหารสูตร ½MS ร่วมกับ AC ที่มี BA ความเข้มข้น 2 และ 4 มิลลิกรัม/ลิตร ซึ่งการค้นพบเช่นนี้อาจนำไปประยุกต์ใช้เพื่อผสมเกสรในหลอดทดลองซึ่งอาจเกิดประโยชน์ต่อการอนุรักษ์พันธุ์ต้นหวาย
การ์เร็ตในอนาคต ผลการศึกษาที่ได้นี้สามารถใช้เป็นวิธีพื้นฐานในการอนุรักษ์พันธุ์กล้วยไม้ชนิดนี้และอาจเป็นอีกวิธีการหนึ่งในการช่วยรักษาความหลากหลายทางชีวภาพของประเทศไทยให้คงอยู่ต่อไป
เอกสารอ้างอิง
Asghar, S., Ahmad, T., Hafiz, I.A., & Yaseen, M. (2011). In vitro propagation of orchid (Dendrobium nobile) var. Emma White. African Journal of Biotechnology, 10(16), 3097-3103.
Bai, Y., Bao, Y.H., Wang, W.Q., & Yan, Y.N. (2006). Tissue culture and rapid propagation of Dendrobium crepidatum Lindl. ex Paxt. Plant Physiology Communications, 42, R28-S68.
Bernier, G. (2013). My favourite flowering image: the role of cytokinin as a flowering signal. Journal of Experimental Botany, 64(18), 5795-5799.
BGO Plant Databases, (2017). Dendrobim garrettii Seidenf. Retrieved February 18, from http://www.qsbg.org/database/botanic_book%20full%20option/search_detail.asp?botanic_id=3027. (in Thai).
Boullanin, R.E., Lagram, K., Mousadik, A.E., & Serghini, M.A. (2017). Effect of explants density and size on the in vitro proliferation and growth of separated shoots of globe artichoke (Cynara cardunculus var. scolymus L.). Journal of Materials and Environmental Sciences, 8(7), 2469-2473.
Carimi, F., Zottini, M., Formentin, E., Terzi, M., & Lo Schiavo, F. (2003). Cytokinins: new apoptotic inducers in plants. Planta, 216(3), 413-421.
Chamchumroon, V. (2017). Threatened Plants in Thailand. Bangkok: Department of National Parks, Wildlife and Plant Conservation.
Christie, A., Jenny, K.T., & Smith, M.A.L. (1995). Automation and Environmental Control in Plant Tissue Culture. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.
Dutra, D., Johnson, T.R., Kauth, P.J., Stewart, S.L., Kane, M.E., & Richardson, L. (2008). Asymbiotic seed germination, in vitro seedling development, and greenhouse acclimatization of the threatened terrestrial orchid Bletia purpurea. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 94, 11-21.
George, E.F., Hall, M.A., & De-Klerk, G.J. (2008). Plant Propagation by Tissue Culture. (3rd ed). Dordrecht: Springer.
Juntab, S., Pattanakiat, S., & Sukprasert, (2013). Production orchid of farmers in Bangkok, Samut Sakhon and Nakhon Pathom Province. Journal of Agricultural Extension and Communication, 9(1), 8-16.
Kabir, M.F., Rahman, M.S., Jamal, A., Rahman, M., & Khalekuzzaman, M. (2013). Multiple shoot regeneration in Dendrobium fimbriatum Hook, an ornamental orchid. Journal of Animal and Plant Sciences, 23(4), 1140-1145.
Khaenthong, I. (2014). Micropropagation of varigated-leaf Dendrobium Burana Jade. Master’s Thesis, Department of Plant Science, Faculty of Science, & Department of Pharmaceutical Botany, Faculty of Pharmacy, Mahidol University.
Kong, Q., Yuan, S.Y., & Vegvari, G.Y. (2007). Micropropogation of an orchid Dendrobium strongylanthum Rchb.f. International Journal of Horticultural Science, 13(1), 13:61-64.
Kukulczanka, K., & Wojciechowska, U. (1983). Propagation of two Dendrobium species by in vitro culture. Acta Horticulturae, 131, 105-110.
Lee, E. J., & Paek, K.Y. (2012). Enhanced productivity of biomass and bioactive compounds through bioreactor cultures of Eleutherococcus koreanum Nakai adventitious roots affected by medium salt strength. Industrial Crops and Products, 36(1), 460-465.
Luo, J. P., Wang, Y., Zha, X. Q., & Huang, L. (2008). Micropropagation of Dendrobium densiflorum Lindl. ex Wall. through protocorm-like bodies: effects of plant growth regulators and lanthanoids. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 93, 333-340.
Luo, J.P., Wawrosch, C., & Kopp, B. (2009). Enhanced micropropagation of Dendrobium huoshanense C.Z. Tang et S.J. Cheng through protocorm-like bodies: the effects of cytokinins, carbohydrate sources and cold pretreatment. Scientia Horticulturae, 123, 258-262.
Mok, M.C., Martin, R.C., & Mok, D.W.S. (2000). Cytokinins: biosynthesis metabolism and perception. In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant, 36(2), 102-107.
Murashige, T., & Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15(3), 473-497.
Nayak, N.R., Sahoo, S., Patnaik, S., & Rath, S.P. (2002). Establishment of thin cross section (TCS) culture method for rapid micropropagation of Cymbidium aloifolium (L.) Sw. and Dendrobium nobile Lindl. (Orchidaceae). Scientia Horticulturae, 94, 107-116.
Parthibhan, S., Benjamin, J.H.F., Muthukumar, M., Sherif, N.A., Kumar, T.S., & Rao, M.V. (2012). Influence of nutritional media and photoperiods on in vitro asymbiotic seed germination and seedling development of Dendrobium aqueum Lindley. African Journal of Plant Science, 6(14), 383-393.
Parthibhan, S., Rao, M.V., Teixeira da Silva, J.A., & Kumar, T.S. (2018). Somatic embryogenesis from stem thin cell layers of Dendrobium aqueum. Biologia Plantarum, 62, 439-450.
Paul, S., Kumaria, S., & Tandon, P. (2012). An effective nutrient medium for asymbiotic seed germination and large-scale in vitro regeneration of Dendrobium hookerianum, a threatened orchid of northeast India. AoB Plants, plr032.
Plants of the World Online. (2020). Dendrobium Sw. Retrieved February 18, from http://plantsoftheworldonline.org/taxon/urn:lsid:ipni.org:names:325886-2.
Rao, S., & Barman, B. (2014). In vitro micropropagation of Dendrobium chrysanthum Wall. ex Lindl. a threatened orchid. Scholars Academic Journal of Biosciences, 2(1), 39-42.
Roy, J., & Banerjee, N. (2003). Induction of callus and plant regeneration from shoot-tip explants of Dendrobium fimbriatum Lindl. var. oculatum Hk. f. Scientia Horticulturae, 97, 333-340.
Seidenfaden, G. (1985). Orchid Genera in Thailand XII. Dendrobium Sw. Opera Botanica no. 83. Copenhagen: Council for Nordic Publications in Botany.
Sharma, U., Rao, V.R., Nohan, J.S.S., & Reddy, A.S. (2007). In vitro propagation of Dendrobium microbulbon A. Rich - a rare ethnomedicinal herb. Indian Journal of Biotechnology, 6, 381-384.
Swarts, N.D., & Dixon, K.W. (2009). Terrestrial orchid conservation in the age of extinction. Annals of Botany, 104(3), 543-556.
Teixeira da Silva, J.A., Cardoso, J.C., Dobranszki, J., & Zeng, S. (2015). Dendrobium micropropagation: a review. Plant Cell Reports, 34(5), 671-704.
Teixeira da Silva, J.A., Zeng, S., Cardoso, J.C., Dobranszki, J., & Kerbuay, G.B. (2014). In vitro flowering of Dendrobium. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 119(3), 447-456
Thomas, T.D. (2008). The role of activated charcoal in plant tissue culture. Biotechnology Advances, 26(6), 618-631.
Tongdonae, S., Jaichagun, M., & Sripotar, D. (2014). Study on orchid identification of genus Dendrobium to monitor and control wild populations which impact by exportation in compliance with the Plant Act B. E. 2518. Thai Agricultural Research Journal, 32(1), 35-44.
Utami, E.S.W., Hariyanto, S., & Manuhara, Y.S.W. (2016). In vitro propagation of the endangered medicinal orchid, Dendrobium lasianthera J.J. Sm through mature seed culture. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 7(5), 406-410.
Walter, K.S., & Gillett, H.J. (1998). 1997 IUCN Red List of Threatened Plants. Compiled by the World Conservation Monitoring Centre. Norwich: IUCN - The World Conservation Union, Gland, Switzerland and Cambridge, UK.
Wannakrairoj, S. (2008). Status of ornamental plants in Thailand. Acta Horticulturae, 788, 29-36.
Winarto, B., Rachmawati, F., Santi, A., & Teixeira da Silva, J.A. (2013). Mass propagation of Dendrobium ‘Zahra FR 62’, a new hybrid used for cut flowers, using bioreactor culture. Scientia Horticulturae, 161, 170-180.
Winarto, B., & Teixeira da Silva, J.A. (2015). Use of coconut water and fertilizer for in vitro proliferation and plantlet production of Dendrobium ‘Gradita 31’. In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant, 51, 303-314.
Zhao, D., Hu, G., Chen, Z., Shi, Y., Zheng, L., Tang, A., & Chulin, L. (2013). Micropropagation and in vitro flowering of Dendrobium wangliangii: a critically endangered medicinal orchid. Journal of Medicinal Plants Research, 7(28), 2098-2110.
