กับวิวัฒนาการของป กผล นางสาวภิญญาร...
Post on 13-Jul-2020
2 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ภาควิชาชีววิทยาปาไมสาขาวิทยาศาสตรชีวภาพปาไม
อาจารยที่ปรึกษา อ.ดร. สุธีร ดวงใจ
การศึกษาความสัมพันธทางพันธุกรรมของพรรณไมสกุลพันจํา (Vatica L.)
กับวิวัฒนาการของปกผล
นางสาวภิญญารัตน ชยาภรณ
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
หัวขอเนื้อหาที่นําเสนอ2
บทนํา วัตถุประสงค อุปกรณและวิธีการ ผลการศึกษาและวิจารณผลการศึกษา สรุป
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
3บทนํา: พรรณไมสกุลพันจํา
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
พรรณไมสกุลพันจํา (Vatica L.) เปนสมาชิกของไมวงศยาง (Dipterocarpaceae) ซึ่งเปนพรรณไมที่มีความสําคัญทางนิเวศวิทยาของปาเขตของประเทศไทยและภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต พรรณไมสกุลพันจํามีลักษณะเปนไมยืนตนขนาดกลางถึงใหญ ลําตน สวนมากกลม เปลาตรง ใบ รูปรี รูปไขกลับรูปหอก พรรณไมสกุลพันจําเปนไมเรือนยอดชั้นรอง แตบางครั้งอาจพบที่เปนชั้นเรือนยอดเดนได ขึ้นกระจายในพื้นที่ลุมและบางชนิดอาจพบขึ้นในปาบนภูเขาสูงถึง 1600 เมตร และยังมีอีกหลายชนิดที่ขึ้นรวมอยูเปนกลุมใกลกับแหลงน้ํา
4บทนํา: การกระจายพันธุพรรณไมสกุลพันจํา
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
พรรณไมในสกุลพันจํามีประมาณ 65–71 ชนิด กระจายพันธุจากประเทศอินเดีย ศรีลังกาไปจนถึงพมา จีนตอนใต ไทย อินโดจีน เกาะไฮหนาน มาเลเซีย และหมูเกาะตางๆในเอเชียตะวันออกเฉียงใต อินโดนิเซีย ปรูไน และฟลิปปนส(Ashton, 1982; Pooma, 2003)
5
บทนํา: ลักษณะผลของพรรณไมสกุลพันจํา
Sect. VaticaSect. Sunaptea
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
ผล 2 แบบ ไดแกผลแบบมีปกซึ่งกลีบเลี้ยง
พัฒนาเปน ปกยาว 2 ปกๆ สั้น 3 ปก โคนปกเรียงจรดกัน ปกยาวรูปหอกกลับแกมรูปแถบ รูปแถบ หรือรูปหอก กลับ ยาวไมเกิน 11 ซม. มีเสนปก 5-7 เสนกลุมพันจํา Section Sunaptea
ผลแบบกลีบเลี้ยงไมพัฒนาเปนปก หรือเปนเพียงปกสั้น (ยาวไมเกิน 1 เทาของความยาวผล) แข็งหนามีขนาดใกลเคียงกัน ผลฝงอยูในฐานรองดอก1/3 หรือเกือบมิด ผิวเปน
็ ื ป ป ป
6
บทนํา: ขอมูลของสกุลพันจําที่ยังไมมีการศึกษา
ความสัมพันธทางพันธุกรรมของพรรณไมสกุลพันจํา สามารถนําไปใชประโยชนในเรื่อง
* การจําแนกกลุม (Section)sect. Vaticasect. Sunaptea
มีลักษณะของวงศวานเดี่ยวหรือไม* วิวัฒนาการของปกผลเปนอยางไร
Vatica H
Vatica EVatica D
Vatica F
Vatica G
Vatica B
Vatica C
Vatica A
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
7
เพื่อศึกษาความสัมพันธทางพันธุกรรมของไมสกุลพันจํา (Vatica L.) โดยใชขอมูลดีเอ็นเอในคลอโร พลาสจีโนม (rbcL , matK และtrnL-trnLF) เพื่อประเมินหารูปแบบวิวัฒนาการของการพัฒนาของปกผลและลักษณะวงศวานเดี่ยวของกลุม (section) จากขอมูลความสัมพันธทางพันธุกรรมที่ได
วัตถุประสงคของการศึกษา
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
8
พรรณไมสกุลพันจํา 28 ตัวอยาง สกุลอื่นๆในวงศยาง 33 ตัวอยางอุปกรณในหองปฏิบัติการการโปรแกรมวิเคราะหขอมูล
อุปกรณและวิธีการ: ตัวอยางพืชและอุปกรณ
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
9
การสกัดดีเอ็นเอ
จากใบตัวอยาง
เพิ่มปริมาณดีเอ็นเอ
โดยเทคนิค PCRPCR purification Sequencing
Editing and
Assembling DNA
sequences
Multiple AlignmentPhylogenetic analyses
อุปกรณและวิธีการ: วิธีการศึกษา
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
monophyly of
both sections
evolution of
calyx
relationships
2. ปนเหวี่ยง
1.
sorbitol
ปนเหวี่ยง
CTAB buffer
1. ทิ้งไว 1 คืน
2. ปนเหวี่ยงเทสวนบนทิ้ง
นําไปใหตาก
แหง
เติม TE และ
Rnase
การสกัดดีเอ็นเอโดยใชวิธี Modified CTAB10
อุปกรณและวิธีการ: วิธีการศึกษา (ตอ)
DNA
ตรวจสอบคุณภาพและปริมาณดีเอ็นเอดวยวิธีการทําอิเลกโทรโฟรีซีส
11
การหาลําดับนิวคลีโอไทด (Sequencing) ของดีเอ็นเอใน cp genome
อุปกรณและวิธีการ: วิธีการศึกษา (ตอ)
Purification of PCR productโดยใช เอนไซม Phosphatase + Exonuclease
สงใหบริษัท Biodesign เพื่อหาลําดับนิวคลโีอไทด
เพิ่มปริมาณดีเอ็นเอสวนที่ตองการศึกษา rbcL matK trnL-trnLFโดยเทคนิค PCR: cp 65 1.5 min.
ดีเอ็นเอของตัวอยางที่ศึกษา
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
12อุปกรณและวิธีการ: วิธีการศึกษา (ตอ)
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
Editing and Assembling DNA sequences โดยใชโปรแกรม ChromasPro
จัดทําขอมูลลําดับนิวคลีโอไทดของแตละตัวอยาง สวนยีนตางๆ ในรูปแบบ fasta file จากนั้นนําขอมูลที่ไดมาจัดเรียง (multiple
alignment) ดวยโปรแกรม Clustal X
ผล sequences จาก Biodesign
13อุปกรณและวิธีการ: วิธีการศึกษา (ตอ)
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
Species A: ATCCAAGTTTTAGGC---GGATAG
Species B: ATCCAAGGTTTATCCGTAGTATAG
Species C: ATCCA-GGTATAACC---GTATAG
Species D: ?? CCATGGTATAACC---GTATAG
DNA data
Species A: ATCCAAGTTTTAGGCGGATAG
Species B: ATCCAAGGTTTATCCGTAGTATAG
Species C: ATCCAGGTATAACCGTATAG
Species D: ??CCATGGTATAACCGTATAG
DNA data
multiple alignment ดวยโปรแกรม Clustal X
14อุปกรณและวิธีการ: วิธีการศึกษา (ตอ)
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
การวิเคราะห Phylogenetic tree – ใชวิธีวิเคราะหแบบMP ในโปรแกรม PAUP และ BI ในโปรแกรม Mrbayes
Sp B
Sp C
Sp D
Sp A
Species A: ATCCAAGTTTTAGGC --- GGATAG
Species B: ATCCAAGGTTTATCCGTAGTATAG
Species C: ATCCA-GGTATAACC --- GTATAG
Species D: ATCCATGGTATAACC --- GTATAG
DNA data
ตรวจสอบลักษณะวงศวานเดี่ยวของ section และวิเคราะหรูปแบบการพัฒนาของปกผลจากขอมูลความสัมพันธทางพันธุกรรม
15
ผลการสกัดดีเอ็นเอ พบวาตัวอยางพรรณไมวงศยางที่เก็บใหแหงในซิลิกาเจลจะไดดีเอ็นเอที่เหมาะสมสําหรับศึกษาลําดับนิวคลีโอไทด แตตัวอยางที่สกัดจากตัวอยางแหง (herbarium) ไดดีเอ็นเอที่คอนขางแตกหัก
ผลการศึกษา: DNA extraction
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
16
การเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอทั้งสามสวนที่ตองการหาลําดับนิวคลีโอไทด ดวยเทคนิค PCR พบวาสวนใหญสามารถเพิ่มปริมาณไดยกเวนบางตัวอยางดังแสดงในตารางขางลาง
รหัส ชนิด
ยีนrbcL trnk+mat
K
trnLF
Vat- 02 Vatica bella
Vat -04 Vatica harmandiana
Vat -05 Vatica lowii
Vat -06 Vatica maingayi
Vat -08 Vatica nitens
Vat -10 Vatica cf odorata
Vat -11 Vatica cf odorata
Vat -12 Vatica pauciflora
Vat -13 Vatica philastreana
Vat -14 Vatica stapfiana
Vat -16 Vatica sp.
ผลการศึกษา: PCR of each region
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
17
A: ATCCA A TT TTG
B: ATCCA AGGTTG
C: ATCCA AGGT AT
D: ATCCA TGGT AT
trnL-trnLF 1075 947 54 74
matK 2055 1835 97 123
rbcL 1428 1314 35 79
Combined 4558 4096 186 276
ผลการศึกษา: characters of each cp region
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
18การวิเคราะห Phylogenetic tree แบบ maximum parsimony
การวิเคราะห Phylogenetic tree แบบ BI (Model based)
Anisoptera costata Ani01Anisoptera curtisii Ani05Anisoptera laevis Ani06Anisoptera scaphula Ani07Cotylelobium lanceolatum Cot01Vatica bella Vat 02Vatica bellaVatica pauciflora Vat12Vatica sp Vat16Vatica strapfiana Vat14Vatica paucifloraVatica lowii Vat05Vatica maingayi Vat06Vatica nitens Vat08Vatica micrantha
Vatica affinis AJB1999Vatica chinensisVatica diospyroides Vat03Vatica philastreana Vat13Hopea ferrea Hop01Hopea helferii Hop02Hopea thorellii Hop15Hopea odorata Hop08Hopea sangal Hop13Hopea brateolata Hop03Hopea sublanceolata Hop14Hopea dryobalanoides Hop04Hopea pierrei Hop12Hopea sp. Hop16Shorea gratissima Sho09Shorea roxburghii Sho12Shorea siamensis Sho01Shorea obtusa Sho03Shorea robusta Sho07Dipterocarpus intricatus Dip01Dipterocarpus tuberculatus Dip03Dipterocarpus hybrid Dip10Dipterocarpus kerrii Dip04Dipterocarpus glandifolius Dip15Dipterocarpus costatus Dip47Dipterocarpus alatus Dip16Dipterocarpus baudii Dip21Dipterocarpus chartaceous Dip23Dipterocarpus dyeri Dip28Dipterocarpus turbinatus Dip37Dipterocarpus obtusifolius Dip38Dipterocarpus crinitus Dip26
100
100
10099
100
79
94
66
60
64
99
97
100
100
100
9470
9963
9975
100
98100
51
89
62
100
Anisoptera
Cotylelobium
Vatica
Hopea
Shorea
Dipterocarpus
Strict consensus with BP
Vatica harmandiana Vat04Vatica odorata Vat10Vatica odorataVatica coriacea
5866
Anisoptera costata Ani01Anisoptera curtisii Ani05Anisoptera laevis Ani06Anisoptera scaphula Ani07Cotylelobium lanceolatum Cot01Vatica bella Vat 02Vatica bellaVatica pauciflora Vat12Vatica sp Vat16Vatica strapfiana Vat14Vatica paucifloraVatica lowii Vat05Vatica nitens Vat08Vatica maingayi Vat06Vatica micranthaVatica harmandiana Vat04Vatica odorata Vat10Vatica odorataVatica coriaceaVatica affinisVatica chinensisVatica diospyroides Vat03Vatica philastreana Vat13Hopea ferrea Hop01Hopea helferii Hop02Hopea thorellii Hop15Hopea odorata Hop08Hopea sangal Hop13Hopea brateolata Hop03Hopea sublanceolata Hop14Hopea dryobalanoides Hop04Hopea pierrei Hop12Hopea sp. Hop16Shorea gratissima Sho09Shorea roxburghii Sho12Shorea siamensis Sho01Shorea obtusa Sho03Shorea robusta Sho07Dipterocarpus intricatus Dip01Dipterocarpus crinitus Dip26Dipterocarpus tuberculatus Dip03Dipterocarpus hybrid Dip10Dipterocarpus kerrii Dip04Dipterocarpus glandifolius Dip15Dipterocarpus costatus Dip47Dipterocarpus baudii Dip21Dipterocarpus obtusifolius Dip38Dipterocarpus alatus Dip16Dipterocarpus dyeri Dip28Dipterocarpus chartaceous Dip23Dipterocarpus turbinatus Dip37
100
100
100100
100
98
100
90
99
87
99
97
98
6257
80
100
91
100
100
100
100
100
100
7296
10098
100 94
100
100100
79
100
76
97
62
Anisoptera
Cotylelobium
Vatica
Hopea
Shorea
Dipterocarpus
ผลการศึกษา: phylogenetic trees of Vatica and related genera
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
19
Anisoptera costata Ani01Anisoptera curtisii Ani05Anisoptera laevis Ani06Anisoptera scaphula Ani07Cotylelobium lanceolatum Cot01Vatica bella Vat 02Vatica bellaVatica pauciflora Vat12Vatica sp Vat16Vatica strapfiana Vat14Vatica paucifloraVatica lowii Vat05Vatica nitens Vat08Vatica maingayi Vat06Vatica micranthaVatica harmandiana Vat04Vatica odorata Vat10Vatica odorataVatica coriaceaVatica affinisVatica chinensisVatica diospyroides Vat03Vatica philastreana Vat13Hopea ferrea Hop01Hopea helferii Hop02Hopea thorellii Hop15Hopea odorata Hop08Hopea sangal Hop13Hopea brateolata Hop03Hopea sublanceolata Hop14Hopea dryobalanoides Hop04Hopea pierrei Hop12Hopea sp. Hop16Shorea gratissima Sho09Shorea roxburghii Sho12Shorea siamensis Sho01Shorea obtusa Sho03Shorea robusta Sho07Dipterocarpus intricatus Dip01Dipterocarpus crinitus Dip26Dipterocarpus tuberculatus Dip03Dipterocarpus hybrid Dip10Dipterocarpus kerrii Dip04Dipterocarpus glandifolius Dip15Dipterocarpus costatus Dip47Dipterocarpus baudii Dip21Dipterocarpus obtusifolius Dip38Dipterocarpus alatus Dip16Dipterocarpus dyeri Dip28Dipterocarpus chartaceous Dip23Dipterocarpus turbinatus Dip37
100
100
100100
100
98
100
90
99
87
99
97
98
6257
80
100
91
100
100
100
100
100
100
7296
10098
100 94
100
100100
79
100
76
97
62
Anisoptera
Cotylelobium
Vatica
Hopea
Shorea
Dipterocarpus
ผลการศึกษา: Relationships among Vatica and related genera
20
Vatica clade I
Vatica clade II
Vatica clade III
Vatica clade IV
Vatica clade V
Cotylelobium lanceolatum Cot01Vatica bella Vat 02Vatica bellaVatica pauciflora Vat12Vatica sp Vat16Vatica strapfiana Vat14Vatica paucifloraVatica lowii Vat05Vatica nitens Vat08Vatica maingayi Vat06Vatica micranthaVatica harmandiana Vat04Vatica odorata Vat10Vatica odorataVatica coriaceaVatica affinisVatica chinensisVatica diospyroides Vat03Vatica philastreana Vat13
100
90
99
87
99
97
98
6257
80
100
91
100
100
BI Majority rule and PP
จากการวิเคราะห Phylogenetic tree แบบ BI ภายในสกุลพันจําพบวา แบงได 5 เคลด ดังรูป
ผลการศึกษา: Relationships within genus Vatica
21
ขอมูลความสัมพันธทางพันธุกรรมพบวา section Vatica และ section Sunaptea มีลักษณะไมเปนวงศวานเดี่ยว
ผลการศึกษา: monophyly of section
22
ผลของพรรณไมสกุลพันจําดั้งเดิมเปนแบบสองปกยาวสามปกสั้น ลักษณะการที่ปกผลไมพัฒนายาว (ปกลดรูป) เกิดขึ้นมากกวาหนึ่งครั้ง
ผลการศึกษา: evolution of fruiting calyx
23สรุปผลการศึกษา
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
จากการวิเคราะหความสมัพันธทางพันธุกรรมระหวางพรรณไมสกุลพันจํากบัพรรณไมสกลุอื่นๆพบวาพรรณไมสกุลพันจํามีลกัษณะเปนวงศวานเดี่ยว (Monophyletic) และมีความสัมพันธใกลชดิกับพรรณไมสกุลเคีย่ม (Cotylelobium) จากการวิเคราะหความสมัพันธทางพันธุกรรมภายในพรรณไมสกุลพันจําพบวา กลุมพันจํา(section Sunaptea) และ กลุมรือเสาะ (section Vatica) มีลักษณะไมเปนวงศวานเดี่ยว ซึ่งผลที่ไดจากการศกึษาครั้งนี้ไมสอดคลองกับการจําแนกกลุมที่ใชในปจจุบนัที่จาํแนกโดย Ashton (1982) จากการวิเคราะหโดยอาศัยขอมูลขางตัน พบวาพรรณไมสกุลพันจํามีผลแบบมีปก แบบสองปกยาวสามปกสัน้เปนลกัษณะโบราณซึ่งเปนลักษณะของผลทั่วๆไปที่พบในพรรณไมวงศยาง ตอมาพรรณไมสกุลพันจําบางชนิดไดมีการลดรูปปกอยางนอยสองครั้ง ครั้งแรกเกิดใน ทะลอก (V.philastreana Pierre) และ จันทรกะพอ (V. diospyroides Symington) ครั้งที่สองเกิดใน รือเสาะเขา (V. sp.) สักปก (V. bella Slooten) สักทะเล (V. stapfiana (King) Slooten) และ สักน้ํา (V. pauciflora (Korth.) Blume) เบื้องตนคาดวาการลดรูปของปกผลเปนการปรับตวัของพรรณไม ที่เปลี่ยนมาใชกระแสน้ําในการกระจายพันธุแทนกระแสลม ซึ่งสอดคลองกับลกัษณะปาที่พรรณไมสกุลพันจําชนิดนั้นๆกระจายพันธุอยูนั่นคอื ปาบุงปาทาม และปาพรุ
24
อาจารยสุธีร ดวงใจ อาจารยที่ปรึกษาโครงงานและคาใชจายมานพ ผูพัฒน สําหรับตัวอยางที่ใชศึกษาภาควิชาชีววิทยาปาไมสําหรับความพรอมของเครื่องมือตางๆอาจารยภาควิชาชีววิทยาปาไมทุกทาน
ขอขอบคุณ
หองปฏิบัติการชีวโมเลกุล ภาควิชาชีววิทยาปาไม
top related