ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของลิ้นจี่จากเครื่องหมายโมเลกุลไอเอสเอสอาร์ ลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีน rbcL และบริเวณระหว่างยีน trnL-trnF

Main Article Content

สิริมา สุวรัตน์
แสงทอง พงษ์เจริญกิต
ยุพเยาว์ คบพิมาย
วินัย วิริยะอลงกรณ์
จันทร์เพ็ญ สะระ
ศรัณย์ จีนะเจริญ

Abstract

Abstract


Lychee (Litchi chinensis Sonn.) is an economically important fruit crop in Thailand, mainly cultivating in the northern and central part of the country. The popular cultivars are Hong Huai, Ohia, Kimjeng, Chakraphat and Khom. Currently, climate changes cause on-off flowering of lychee, and therefore many farmers have stopped growing the crop which may lead to a loss of traditional cultivars. Meajo University thus have collected and conserved many lychee cultivars in the germplasm field. In establishing a genetic database, it is necessary to classify lychee cultivars using molecular markers. This research aimed to genetically identify 23 lychee cultivars using 20 ISSR (inter-simple sequence repeat) markers and DNA sequences of rbcL gene together with trnL-trnF intergenic spacer region. The results showed that ISSR markers produced 91 bands, 79 (86.81 %) of which were polymorphic. The genetic relationship analysis revealed the similarity coefficients among lychee cultivars ranged from 0.529-1.000, and the lychee samples were categorized into 3 groups: group I consisted of cultivars grown in the central part of the country; group II consisted of cultivars from central and northern part and group III composed of those from the northern part. However, three cultivar pairs were not genetically separated. Analysis of DNA sequences of rbcL gene and trnL-trnF intergenic spacer region showed the genetic distance coefficients varied from 0.0000-0.0035, where Jeen Daeng cultivar was different from other cultivars. When analyzing genetic relationships using longan as an outgroup, lychee cultivars were separated from longan but among lychee cultivars could not be distinguished, except Jeen Daeng cultivar. 


Keywords: Litchi chinensis; ISSR marker; trnL-trnF gene; rbcL gene

Downloads

Download data is not yet available.

Article Details

How to Cite
สุวรัตน์ ส., พงษ์เจริญกิต แ., คบพิมาย ย., วิริยะอลงกรณ์ ว., สะระ จ., & จีนะเจริญ ศ. (2019). ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของลิ้นจี่จากเครื่องหมายโมเลกุลไอเอสเอสอาร์ ลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีน rbcL และบริเวณระหว่างยีน trnL-trnF. Thai Journal of Science and Technology, 8(3), 271–286. https://doi.org/10.14456/tjst.2019.36
Section
วิทยาศาสตร์ชีวภาพ
Author Biographies

สิริมา สุวรัตน์

สาขาพันธุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแม่โจ้ ตำบลหนองหาร อำเภอสันทราย จังหวัดเชียงใหม่ 50290

แสงทอง พงษ์เจริญกิต

สาขาพันธุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแม่โจ้ ตำบลหนองหาร อำเภอสันทราย จังหวัดเชียงใหม่ 50290

ยุพเยาว์ คบพิมาย

สาขาพันธุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแม่โจ้ ตำบลหนองหาร อำเภอสันทราย จังหวัดเชียงใหม่ 50290

วินัย วิริยะอลงกรณ์

สาขาไม้ผล คณะผลิตกรรมการเกษตร มหาวิทยาลัยแม่โจ้ ตำบลหนองหาร อำเภอสันทราย จังหวัดเชียงใหม่ 50290

จันทร์เพ็ญ สะระ

ฝ่ายปรับปรุงและพัฒนาพันธุกรรมพืชและสัตว์ สำนักวิจัยและส่งเสริมวิชาการการเกษตร มหาวิทยาลัยแม่โจ้ ตำบลหนองหาร อำเภอสันทราย จังหวัดเชียงใหม่ 50290

ศรัณย์ จีนะเจริญ

ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม่ ตำบลช้างเผือก อำเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ 50300

References

ชินวัฒน์ ยัพวัฒนพันธุ์, 2541, จำแนกลิ้นจี่โดยวิธีสัณฐานวิทยาอิเล็กโทรโฟรีซีสและเซลล์พันธุศาสตร์, วิทยานิพนธ์ปริญญาโท, มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, เชียงใหม่, 109 น.
ธีระชัย ธนานันต์, 2553, พันธุศาสตร์โมเลกุล, ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ศูนย์รังสิต, ปทุมธานี, 148 น.
นฤมล ธนานันต์, จาตุรงค์ สัมฤทธิ์ และธีระชัย ธนานันต์, 2557, การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของข้าวมีสีโดยใช้ลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีน rbcL และ rpoC1, Thai J. Sci. Technol. 5: 674-862.
ปิยดา บุสดี, ธีระชัย ธนานันต์ และนฤมล ธนานันต์, 2558, การจำแนกมะม่วงในประเทศไทยจากลำดับดีเอ็นเอของยีน rpoC1 และ rbcL, Thai J. Sci. Technol. 6: 983-993.
ปรีชา ประเทพ, 2543, พันธุศาสตร์ยุคใหม่ : เทคโนโลยีดีเอ็นเอเพื่อการอนุรักษ์ทรัพยากรพันธุกรรม, อภิชาตการพิมพ์, มหาสารคาม, 105 น.
วิชา ธิติประเสริฐ, 2546, ฐานข้อมูลเชื้อพันธุ์พืช : ลิ้นจี่, สำนักคุ้มครองพันธุ์พืชแห่งชาติ กรมวิชาการเกษตร, กรุงเทพฯ, 220 น.
สุพัตรา โพธิ์เอี่ยม, วิภารัตน์ ศิริพงษ์, ชัยวัฒน์ ฤทธิเดชากุล, ดวงทิพย์ อภิรัตน์มนตรี และวินัย สมประสงค์, 2556, ความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการของพืชสกุล Barleria โดยใช้ลำดับนิวคลีโอไทด์บริเวณ trnL-trnF, Thai J. Genet. S(1): 222-225.
สุรเชษฐ เอี่ยมสำอาง, เบญจพร ศรีสุวรมาศ และกาญจน์ คุ้มทรัพย์, 2558, การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมในมะม่วงบางสายพันธุ์โดยใช้ลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีน rbcL, น. 2803-2807, ใน การนำเสนอผลงานวิจัยระดับชาติ เครือข่ายบัณฑิตศึกษา มหาวิทยาลัยราชภัฏภาคเหนือ ครั้งที่ 17, มหาวิทยาลัยราชภัฏพิบูลสงคราม, พิษณุโลก.
Aradhya, M.K., Zee, F.T. and Manshardt, R.M., 1995, Isozyme variation in litchee (Litchi chinensis Sonn.), Sci. Hort. 36: 21-35.
Amundsen, K. and Warnke, S., 2012, Agrostis species relationships based on trnL-trnF and atpI-atpH intergenic spacer regions, HortScience 47: 18-24.
Anuntalabhochai, R., Chundet, R., Chiangda, J. and Apavatjrut, P., 2002, Genetic diversity within lychee based on RAPD analysis, Acta Hort. 575: 253-259.
Bajpai, A., Muthukumar, M., Singh, A., Nath, V. and Ravishankar, H., 2016, Narrow genetic base of Indian litchi (Litchi chinensis) cultivars based on molecular markers, Ind. J. Agric. Sci. 86: 448-455.
Baraket, G., Olfa, S., Khaled, C., Messaoud, M., Mohamed, M., Mokhtar, T. and Amel, S.H., 2009, Chloroplast DNA analysis in Tunisian fig cultivars (Ficus carica L.): Sequence variations of the trnL-trnF intergenic spacer, Biochem. Syst. Ecol. 36: 828-835.
Chundet, R., Cutler, R.W., Tasanon, M. and Anuntalabhochai, S., 2007, Hybrid detection in lychee (Litchee chinensis Sonn.) cultivars using HAT-RAPD markers, ScienceAsia 33: 307-311.
Cutler, R.W., Chundet, R., Handa, T. and Anuntalabhochai, S., 2006, Development of sequence characterized DNA markers linked to a temperature dependence for flower induction in lychee (Litchi chinensis Sonn.) cultivars, Sci. Hort. 107: 264-270.
Degani, C., Beiles, A., El-Batsri, R., Goren, M. and Gazit, S., 1995, Identifying lychee cultivars by isozyme analysis, J. Amer. Soc. Hort. Sci. 120: 307-312.
Degani, C., Deng, J., Beiles, A., El-Batsri, R., Goren, M. and Gazit, S., 2003. Identifying lychee (Litchi chinensis Sonn.) cultivars and their genetic relationships using inter simple sequence repeat (ISSR) markers, J. Amer. Soc. Hort. Sci. 128: 838-845.
Doyle J.J. and Doyle J.L., 1987, A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue, Phytochem. Bull. 19: 11-15.
Fan, Q., Chen, S., Zhou, R., Xiang, X., Liao, W. and Shi, S., 2011, Genetic variation of wild litchi (Litchi chinensis Sonn. subsp. chinensis) revealed by microsatellites, Conserv. Genet. 12: 753-760.
Felsenstein, J., 1985, Confidence limits on phylogenies: An approach using the bootstrap, Evolution 39: 783-791.
Ganjun, Y., Heqiang, H., Dacheng, C., Ziran, H., Changhd, C. and Yanping, Q., 2003, Studies on genetic relationship among litchi varieties by using AFLP, Acta Hort. Sinica 30: 399-403.
Gielly, L. and Taberlet, P., 1994, The use of chloroplast DNA to resolve plant phylogenies: Non coding versus rbcL sequences, Mol. Biol. Evol. 11: 769-777.
Groff, G.W., 1921, The Lychee and Longan, Orange Judd, New York, 188 p.
Hampl, V., Pavlícek, A. and Flegr, J., 2001, Construction and bootstrap analysis of DNA fingerprinting-based phylogenetic trees with a freeware program FreeTree: Application to trichomonad parasites, Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 51: 731-735.
Hsu, C.P., Lin, C.C., Huang, C.C., Lin, Y.H., Chou, J.C., Tsia, Y.T. and Chung, Y.C., 2012, Induction of apoptosis and cell cycle arrest in human colorectal carcinoma by litchi seed extract, BioMed Res. Int. 2012(341497): 1-7.
Huang, F., Zhang, R., Yi, Y., Tang, X., Zhang, M., Su, D. and Wei, Z., 2014, Comparison of physicochemical properties and immune modulatory activity of polysaccharides from fresh and dried litchi pulp, Molecules 19: 3909-3925.
Kress, W.J. and Erickson, D.L., 2007, A two-locus global DNA barcode for land plants: The coding rbcL gene complements the non-coding trnH-psbA spacer region, PLoS ONE 2(6): e508.
Kumar S., Stecher G., Li M., Knyaz C., and Tamura K., 2018, MEGA X: Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms, Mol. Biol. Evol. 35: 1547-1549.
Levin, R.A., Wagner, W.L., Hoch, P.C., Nepokroeff, M., Pires, J.C., Zimmer, E.A. and Sytsma, K. J., 2003, Family-level relationships of Onagraceae based on chloroplast rbcL and ndhF data, Amer. J. Bot. 90: 107-15.
Lithanatudom, S.K., Chaowasku, T., Nantarat, N., Jaroenkit, T., Smith, D.R. and Lithanatudom, P., 2017, A first phylogeny of the genus Dimocarpus and suggestions for revision of some taxa based on molecular and morphological evidence, Sci. Rep. 7(6716): 1-11.
Liu, W., Xiao, Z., Bao, X., Yang, X., Fang, J. and Xiang, X., 2015, Identifying litchi (Litchi chinensis Sonn.) cultivars and their genetic relationships using single nucleotide polymorphism (SNP) markers, PLoS ONE 10(8): e0135390.
Long, Y., Cheng, J., Mei, Z., Zhao, L., Wei, C., Fu, S. and Fu, J., 2015, Genetic analysis of litchi (Litchi chinensis Sonn.) in southern China by improved random amplified polymorphic DNA (RAPD) and inter-simple sequence repeat (ISSR), Mol. Biol. Rep. 42: 159-166.
Manoj, K., Meetu, G., Divya, S., Manoj, P., Prasad, U.S. and Sarin, N.B., 2010, Genetic relatedness among Indian litchi accessions (Litchi chinensis Sonn.) by RAPD markers, Int. J. Agric. Res. 5: 805-815.
Madhou, M., Bahorun, T. and Hormaza, J.I., 2010, Phenotypic and molecular diversity of litchi cultivars in Mauritius, Fruits 65(3): 141-152.
Madhou, M., Normand, F., Bahorun, T. and Hormaza, J.I., 2013, Fingerprinting and analysis of genetic diversity of litchi (Litchi chinensis Sonn.) accessions from different germplasm collections using microsatellite markers, Tree Genet. Genomes 9: 387-396.
Mingfang, L.I., Xueqing, Z., Yongqiang, Z., Xiangshe, W., Suyu, L., Lei, L.I. and Xingrong, W.U., 2006, Development and characterization of SSR markers in lychee (Litchi chinensis), Mol. Ecol. Notes 6: 1205-1207.
Nei, M. and Li, W.H., 1979, Mathematical model for studying genetic variation in terms of restriction endonucleases, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 76: 5269-5273.
Nicholas, K.B., Nicholas, H.B.Jr. and Deerfield, D.W., 1997, GeneDoc: analysis and visualization of genetic variation, Eur. Mol. Biol. Network News 4: 1-4.
Page, R.D.M., 1996, TREEVIEW: An application to display phylogenetic trees on personal computers, Comput. Appl. Biosci. 12: 357-358.
Sneath, P.H. and Sokal, R.R., 1973, Numerical Taxonomy: The Principles and Practice of Numerical Classification, Freeman, San Francisco. 573 p.
Subhadrabandhu S., 1990, Lychee and Longan Cultivation in Thailand, Rumthai Publication, Bangkok, 40 p.
Taberlet, P., Gielly, L., Pautou, G. and Bouvet, J., 1991, Universal primers for amplification of three non-coding regions of chloroplast DNA, Plant Mol. Biol. 17: 1105-1109.
Tamura, K., 1992, Estimation of the number of nucleotide substitutions when there are strong transition-transversion and G+C-content biases, Mol. Biol. Evol. 9: 678-687.
Thompson, J.D., Gibson, T.J., Plewniak, F., Jeanmougin, F. and Higgins, D.G., 1997, The CLUSTAL_X windows interface: Flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools, Nucl. Acids Res. 25: 4876-4882.
Tongpamnak, P., Patanatara, A., Srinives, P. and Babprasert, C., 2002, Determination of genetic diversity and relationships among Thai litchi accessions by RAPD and AFLP markers, Kasetsart J. (Nat. Sci.) 36: 370-380.
Viruel, M.A. and Hormaza, J.I., 2004, Development, characterization and variability analysis of microsatellites in lychee (Litchi chinensis Sonn., Sapindaceae), Theor. Appl. Genet. 108: 896-902.
Wangspa, R., Cutler, R. W., Sitthiprom, S., Chundet, R., Dumampai, N. and Anuntalabhochai, S., 2005, DNA fingerprint database of some economically important Thai Plants: Litchi chinensis Sonn. Dimocarpus longan Lour. and Peuraria spp., ScienceAsia 31: 145-149.
Wu, J., Zhang, C., Chen, J., Cai, C., Wang, L., Fu, D. and Ou, L., 2016, Morphological diversity within litchi (Litchi chinensis Sonn.) based on leaf and branch traits, Sci. Hort. 207: 21-27.
Wang, X., Yuan, S., Wang, J., Lin, P., Liu, G., Lu, Y. and Wei, Y., 2006, Anticancer activity of litchi fruit pericarp extract against human breast cancer in vitro and in vivo, Toxicol. Appl. Pharm. 215: 168-178.
Yang, B., Wang, J., Zhao, M., Liu, Y., Wang, W. and Jiang, Y., 2006, Identification of polysaccharides from pericarp tissues of litchi (Litchi chinensis Sonn.) fruit in relation to their antioxidant activities, Carbohydr. Res. 341: 634-638.