Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Transcriptome of local Thai rice cultivar under salt stress condition
Year (A.D.)
2019
Document Type
Thesis
First Advisor
ศุภจิตรา ชัชวาลย์
Second Advisor
กิติพร พลายมาศ
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Botany (ภาควิชาพฤกษศาสตร์)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
พฤกษศาสตร์
DOI
10.58837/CHULA.THE.2019.1024
Abstract
ข้าว (Oryza sativa L.) เป็นพืชอาหารสำคัญในภูมิภาคเอเชีย ซึ่งในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของไทยนั้นถือเป็นแหล่งผลิตข้าวสำคัญที่มีคุณภาพดีแต่มีผลผลิตต่ำเนื่องจากภาวะดินเค็มที่ส่งผลต่อการเจริญเติบโตและความสามารถในการติดเมล็ด จากการประเมินการตอบสนองต่อภาวะเค็มในกล้าข้าวพบว่าข้าวพันธุ์หลวงประทานซึ่งเป็นข้าวพันธุ์พื้นเมืองไทยแสดงลักษณะการทนเค็ม ดังนั้น จึงทำการศึกษาทรานสคริปโทมที่เวลา 0 3 6 12 24 และ 48 ชั่วโมง หลังจากได้รับภาวะเค็มเพื่อศึกษากลไกการทนเค็มของข้าวพันธุ์นี้โดยใช้เทคนิค 3’-Tag RNA-seq ผลการศึกษาพบว่ามียีนที่แสดงออกอย่างแตกต่างเป็นครั้งแรกภายหลังเผชิญกับภาวะเค็มเป็นเวลา 12 ชั่วโมง ได้แก่ OsRCI2-5 ซึ่งเป็นยีนที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณ และเมื่อเวลาผ่านไป 24 ชั่วโมงพบว่า OsRMC ซึ่งเป็นยีนที่สามารถตอบสนองต่อภาวะเครียดจากความเค็มแสดงออกมาอย่างแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ และเมื่อพืชเผชิญกับภาวะเค็มเป็นเวลา 48 ชั่วโมงพบว่ามียีนที่แสดงออกอย่างแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจำนวน 63 ยีน ซึ่งมีหน้าที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการทนเค็ม ผลการวิเคราะห์โครงข่ายการแสดงออกร่วมของยีนที่ภาวะเค็มทั้ง 63 ยีน จากการคำนวณค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์แบบพลวัตบางส่วน พบว่า OsRCI2-5 และ OsRMC มีการแสดงออกร่วมกับยีนที่ทำหน้าที่ควบคุมการแสดงออกของยีนอื่น ๆ ประกอบด้วย Transcription factor และ Ubiquitin ligase enzyme โดยในภาวะเค็ม OsRMC มีส่วนทำให้มีการแสดงออกมากขึ้นของยีนที่เกี่ยวกับการตอบสนองเพื่อป้องกันตนเองของพืชจากปัจจัยทางชีวภาพ จากการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อยืนยันผลกระทบของภาวะเค็มต่อการแสดงออกของยีนที่ระบุได้ ด้วย qRT-PCR ในข้าวพันธุ์ต่าง ๆ พบว่า OsRCI2-5 และ OsRMC เป็นยีนที่พืชตอบสนองต่อภาวะเค็มและเกี่ยวข้องกับกลไกการทนเค็มในข้าวพันธุ์หลวงประทาน
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Rice (Oryza sativa L.) has been a staple food source for many Asian countries. The northeastern of Thailand is one of the main regions for high quality rice farming. However, the grain yield obtained from rice grown in this area is quite low due to soil salinity, which affects plant growth, development and fertility. Based on the evaluation of rice seedling responses to salinity stress, ‘Luang Prathan’ rice, one of local Thai rice cultivars, performed salinity tolerance characters. To investigate the mechanisms of salt tolerance, transcriptomes of ‘Luang Prathan’ rice after 0, 3, 6, 12, 24, and 48 hours after salt stress treatment were explored by using 3’-Tag RNA-seq. The differentially expressed gene (DEG) was first detected after 12 hours of stress treatment, which is OsRCI2-5, the gene involving in salt stress signal transduction. After 24 hours of salt stress, OsRMC, a gene responding to salt stress was detected as the significant differentially expressed gene. On the next timing, 48 hours of salt stress, 63 DEGs were detected, most of which were the genes with the stress protection functions. The result of gene co-expression network derived from partial dynamical correlation coefficient of 64 DEGs shows co-expression of OsRCI2-5 and OsRMC with stress responsive regulator gene, transcription factor and ubiquitin ligase enzyme. Moreover, in salinity condition, OsRMC might plays a role in the induction of gene involve with plant defense response. Based on the validation of these expressed genes by qRT-PCR, OsRCI2-5 and OsRMC are plant salt stress responsive genes and involving in salt tolerance mechanism in ‘Luang Prathan’ rice.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
จันทนกูล, พีรวัธน์, "ทรานสคริปโทมของข้าวพันธุ์พื้นเมืองไทยภายใต้ภาวะเครียดจากความเค็ม" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 9400.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/9400