การวิเคราะห์สายพันธุ์ส้มสีทองน่านด้วยเครื่องหมายพันธุกรรม

บทคัดย่อ

ส้มสีทองน่าน เป็นส้มเขียวหวานที่มีเอกลักษณ์ โดยผิวส้มจะมีสีทองและมีรสหวานอมเปรี้ยวเล็กน้อย นอกจากนี้ยังเป็นเป็นผลไม้ขึ้นชื่อของจังหวัดน่าน และเป็นสินค้าสิ่งบ่งชี้ทางภูมิศาสตร์ไทย (GI Thailand) อย่างไรก็ตามจะพบว่าในการพัฒนาการเพาะปลูกส้มสีทองดังกล่าวยังขาดการปรับปรุงสายพันธุ์ นอกเหนือจากนี้ยังพบว่าข้อมูลพื้นฐานทางวิชาการยังไม่มีการสำรวจรวบรวมไว้เป็นหลักฐานทางวิชาการหรือทางวิทยาศาสตร์ งานวิจัยนี้จึงมีจุดประสงค์เพื่อศึกษาการวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ในคลอโรพลาสต์จีโนมและจีโนมทั้งหมดของส้มสีทองน่าน เริ่มจากการสกัดคลอโรพลาสต์ดีเอ็นเอและจีโนมิกดีเอ็นเอจากตัวอย่างใบอ่อนของส้มสีทองน่านจำนวน 11 ตัวอย่าง โดยจะพบว่าคลอโรพลาสต์ดีเอ็นเอและจีโนมิกดีเอ็นเอที่สกัดได้มีขนาดของดีเอ็นเอมากกว่า 20,000 คู่เบส มีคุณภาพดี และไม่มีการปนเปื้อนของอาร์เอ็นเอ นอกจากนี้ความเข้มข้นของคลอโรพลาสต์ดีเอ็นเอและจีโนมิกดีเอ็นเออยู่ในช่วงค่าระหว่าง 1.724 ถึง 68.037 และ 5.031 ถึง 637.430 นาโนกรัมต่อไมโครลิตร ตามลำดับ โดยตัวอย่างดีเอ็นเอที่สกัดได้จะถูกนำไปตรวจวิเคราะห์หาลำดับนิวคลีโอไทด์ด้วยเทคนิค next-generation sequencing โดยใช้วิธี Illumina จะพบว่าจากผลการวิเคราะห์ข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์ในตัวอย่างคลอโรพลาสต์ดีเอ็นเอจะพบว่าตัวอย่าง NGO_06CP มีข้อมูลชิ้นลำดับนิวคลีโอไทด์ (raw reads) และปริมาณข้อมูลชิ้นลำดับนิวคลีโอไทด์ (raw data) สูงสุด ตัวอย่าง NGO_10CP มีประสิทธิภาพในการอ่านลำดับนิวคลีโอไทด์ที่สูงสุด และตัวอย่าง NGO_03CP จะมีค่า Q20 ค่า Q30 และปริมาณคู่เบส G และ C สูงที่สุด จากผลการวิเคราะห์ข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์ของโครโมโซมอลดีเอ็นเอ พบว่าตัวอย่าง NGO_08WG มีข้อมูลชิ้นลำดับนิวคลีโอไทด์(raw reads) และปริมาณข้อมูลชิ้นลำดับนิวคลีโอไทด์ (raw data) สูงสุด ตัวอย่าง NGO_05WG มีปริมาณข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์ที่ถูกต้อง (clean reads) สูงสุด และมีค่า Q20 และ Q30 สูงสุด ตัวอย่าง NGO_04WG มีประสิทธิภาพในการอ่านลำดับนิวคลี-โอไทด์ที่สูงสุด ตัวอย่าง NGO_08WG จะมีปริมาณคู่เบส G และ C สูงสุด อย่างไรก็ตามอัตราความผิดพลาดของเบสโดยรวมของแต่ละตัวอย่างจะมีค่าเท่ากัน นอกจากนี้พบว่าตัวอย่าง NGO_05WG มีข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์สายสั้นที่มีการจัดเรียงลำดับนิวคลีโอไทด์(mapped reads) สูงสุด มีข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์สายสั้นทั้งหมด (total reads) สูงสุด มีอัตราการจัดเรียงข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์ (mapping rate) สูงสุด มีความลึกของข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์เฉลี่ย (average depth) สูงสุด และมีจำนวนซ้ำของข้อมูลระดับ 1X (1X coverage) สูงสุด ในขณะเดียวกันพบว่าตัวอย่าง NGO_09WG มีจำนวนซ้ำของข้อมูลระดับ 4X (4X coverage) สูงสุด นอกเหนือจากนี้ยังพบว่าตัวอย่าง NGO_09WG มีจำนวนของสนิปส์ทั้งหมด การเพิ่มหรือขาดหายไปของเบสทั้งหมด การกลายพันธุ์ระดับโครโมโซมทั้งโครงสร้างทั้งหมด รวมไปถึงการแปรผันของจำนวนชุดดีเอ็นเอทั้งหมดอยู่ในระดับสูงสุดเมื่อเทียบกับตัวอย่างอื่นๆ จากการศึกษาพบว่าในตัวอย่าง Mon-Hin-Kaew (รหัส NGO_10WG) ใช้เป็นตัวอย่างเปรียบเทียบนั้น พบว่ามีการเพิ่มหรือขาดหายไปของนิวคลีโอไทด์ในบริเวณเอกซอน (exon) ที่อาจทำให้เกิด stop loss มีการกลายพันธุ์ระดับโครโมโซมทั้งโครงสร้างในบริเวณ upstream/downstream และมีการเปลี่ยนตำแหน่งทิศทางของโครโมโซมในระดับที่ต่ำสุด ในขณะเดียวกัน พบว่าตัวอย่าง Ban-Tha-Nao (รหัส NGO_06WG) ซึ่งใช้เป็นตัวอย่างเปรียบเทียบนั้น พบว่ามีการกลายพันธุ์ระดับโครโมโซมทั้งโครงสร้างในบริเวณ upstream สูงสุด และมีการกลายพันธุ์ระดับโครโมโซมทั้งโครงสร้างในบริเวณ splicing ต่ำสุด เมื่อทำการเปรียบเทียบระหว่างตัวอย่างอื่น ๆ จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา น่าน โดยจากผลการตรวจวิเคราะห์ดังกล่าว จึงสามารถบ่งชี้ได้ว่าสายพันธุ์ของส้มสีทองน่านจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา น่าน มีความแตกต่างกันทางพันธุกรรมเมื่อเปรียบเทียบกับสายพันธุ์ที่มาจากสวนอื่น ๆ อย่างไรก็ดี จากการศึกษาและวิเคราะห์หาลำดับนิวคลี- โอไทด์ส้มสีทองน่านในครั้งนี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการศึกษาลายพิมพ์ดีเอ็นเอ ความหลากหลายทางพันธุกรรม ตลอดจนโครงสร้างของทางพันธุกรรมของประชากรส้มสีทองน่าน เพื่อเป็นข้อมูลพื้นฐานที่สำคัญในการปรับปรุงสายพันธุ์ส้มสีทองน่านในประเทศไทยต่อไป

คำสำคัญ