การวิเคราะห์หน้าที่ของยีนในกระบวนการสังเคราะห์วิตามินซี, OsVTC1, ระหว่างการเข้าโจมตีของเชื้อราโรคไหม้ในข้าว

บทคัดย่อ

โรคไหม้ในข้าวเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ผลผลิตข้าวในโลกลดลงอย่างมาก โดยมีสาเหตุมาจากเชื้อรา Magnaporthe oryzae วิตามินซีเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่สำคัญทำหน้าที่ป้องกันความเสียหายจากภาวะความไม่สมดุลของการเกิดอนุมูลอิสระและมีบทบาทสำคัญต่อกลไกการต้านทานโรคของพืช GDP-D-mannose pyrophosphorylase (GMP หรือ VTC1) เป็นเอนไซม์ที่สร้าง GDP-D-mannose ในการสังเคราะห์วิตามินซี และการสร้างผนังเซลล์และไกลโคโปรตีน ยีน OsVTC1 มี 3 homologs ได้แก่ OsVTC1-1, OsVTC1-3 และ OsVTC1-8 แต่อย่างไรก็ตามบทบาทของยีน OsVTC1 ต่อการต้านทานโรคไหม้ในข้าวยังไม่มีการศึกษามาก่อน ในการศึกษาครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาบทบาทหน้าที่ของยีน OsVTC1 ต่อการต้านทานโรคไหม้ในข้าว ผลการศึกษาพบว่า ยีน OsVTC1 เกี่ยวข้องกับการต้านทานโรคไหม้ในข้าว โดยข้าวพันธุ์กลายที่มีระดับวิตามินซีลดลงมีความต้านทานต่อโรคไหม้ได้ดีกว่าข้าวพันธุ์ปกติ นอกจากนี้ยังพบว่า ปริมาณน้ำตาลในผนังเซลล์, ประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสง, การสะสมอนุมูลอิสระชนิดซุปเปอร์ออกไซด์และ ปริมาณ MDA มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างข้าวพันธุ์กลายที่มีระดับวิตามินซีลดลงและข้าวพันธุ์ปกติ อีกทั้งการศึกษาระดับทรานสคริปโตมและโปรตีโอมพบว่า การเข้าโจมตีของเชื้อราโรคไหม้ทำให้ชักนำการแสดงออกของยีนและโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับความต้านทานโรคในข้าวพันธุ์กลายที่มีระดับวิตามินซีลดลง ได้แก่ ยีนและโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ฮอร์โมน เช่น กรดซาลิไซลิคและจัสโมนิค ดังนั้นผลการศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าการลดการแสดงออกของยีน OsVTC1 ในการสังเคราะห์วิตามินซีจะทำให้ข้าวมีความต้านทานต่อโรคมากขึ้นโดยผ่านกระบวนการต้านทานโรคต่างๆ

คำสำคัญ