การกลายพันธุ์ของยีนอะซิโตแลคเตทซินเธทในเซลล์ของสายพันธุ์อ้อยที่ต้านทานสารอิมาซาเพอร์

บทคัดย่อ

การคัดเลือกเซลล์ของสายพันธุ์อ้อยต้านทานสารอิมาซาเพอร์ ได้ดำเนินการเพื่อพิจารณไกลพื้นฐานทางชีวเคมี  และชีวโมเลกุลว่ามีการกลายพันธุ์ของยีนอะซิโตแลคเตทซินเธท (ALS)  เกิดขึ้นในเซลล์อ้อยที่ต้านทานสารหรือไม่ ทำการทดลองที่ห้องปฏิบัติการของหน่วยวิจัยด้านพืชศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน จ.นครปฐม  ในการคัดเลือกเซลล์อ้อยต้านทานสารอิมาซาเพอร์  ได้ชักนำแคลลัสจากส่วนม้วนใบอ่อนของอ้อยพันธุ์ K 97-32  จากนั้นชักนำให้เกิดเป็นเซลล์แขวนลอยโดยใช้สูตรอาหาร  MS ดัดแปลงที่ประกอบด้วย  น้ำมะพร้าว 10%/ล. Caseim  hydrolysate  0.5 ก./ล. myo-inositol 0.1 ก./ลิตร  และ 2,4-D 3มก./ลิตร  โดยเริ่มต้นทำการคัดเลือกเซลล์อ้อยต้านทานสารอิมาซาเพอร์    จากระดับความเข้มข้นของสารอิมาซาเพอร์ตั้งแต่ 0.1 ถึง1  ไมโครโมลาร์ ใช้เวลาในการคัดเลือกนาน  378  วัน  เซลล์ที่รอดจากการคัดเลือกจะทำการเปลี่ยนอาหารใหม่ในช่วงทุกๆ 14 วัน ซึ่งมีดัชนีของความต้านทานสารเป็น  918  เท่าของเซลล์อ้อยปกติ การศึกษากลไกทางชีวเคมีของความต้านทานสารอิมาซาเพอร์โดยพิจารณาจากการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของเอนไซม์ ALS  ในเซลล์อ้อยที่ต้านทานสารและเซลล์อ้อยปกติ  เมื่อพิจารณาจากค่า I₅₀  แสดงว่าในเซลล์อ้อยที่ต้านทานสารมีกิจกรรมของเอนไซม์ ALS  มากกว่าเซลล์อ้อยปกติ 10.8  เท่า นอกจากนี้ได้ทำการพิจารณาในระดับชีวโมเลกุลของยีน  ALS  ซึ่งเป็นตำแหน่งเป้าหมายในการเข้าทำลายของสารกำจัดวัชพืช  โดยทำการโคลนยีนและหาลำดับเบสในส่วนที่ครอบคลุมบริเวณ(domain) B และ E ของยีน  ALS ขนาด 455  คู่เบส  จากเซลล์อ้อยปกติและเซลล์อ้อยที่ต้านทานสารอิมาซาเพอร์  ซึ่งได้ทำการขึ้นทะเบียนใน  Genbank รหัส EU 243998  และ  EU 243999  ตามลำดับเมื่อตรวจสอบลำดับเบสของยีน ALS ในเซลล์อ้อยที่ต้านทานสาร พบว่ามีการกลายพันธุ์เฉพาะจุดเกิดขึ้นที่เป็นแบบการหายไป(deletion) ของกรดอะมิโนอะลานีน(alanine) เกิดขึ้นที่ตำแหน่ง  666  เมื่อเปรียบเทียบกับตำแหน่งลำดับกรดอะมิโนของ  Arabidopsis  thaliana    (GenBank   accession  number   X  51514)  จากการศึกษาในครั้งนี้แสดงให้เห็นว่า ในเซลล์อ้อยที่ต้านทานสารจะมีการกลายพันธุ์เฉพาะจุดเกิดขึ้นภายในยีน  ALS ที่ เป็นแบบการหายไป ซึ่งอาจจะส่งผลทำให้มีการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมขอเอนไซม์  ALS  ที่เป็นแบบการตอบสนองน้อย(less sensitivity) ต่อสารอิมาซาเพอร์