DNA barcoding of plants in the genus Solanum L. in Thailand.

Abstract

DNA barcoding is very interesting for various researches. In this study, DNA barcoding was used to identify plants in the genus Solanum L. in Thailand. Sixteen species from Solanum L. found in Thailand were collected. Genomic DNA was successfully extracted from every specimen. Three DNA regions, internal transcribed spacer 2 (ITS2), matK and rbcL were studied for DNA barcode. Upon PCR amplification, fragments encompassing ITS2, matK and rbcL were approximately 500, 850 and 750 base pairs, respectively. Success rate of PCR amplification of ITS2, matK and rbcL were 100%, 87.5% and 100%, respectively. Sequences were validated in Bioedit and deposited in GenBank. Kimura-2 parameter distances between pairs of twelve species, S. americanum Mill., S. anguivi Lam., S. erianthum D. Don., S. lycopersicum L., S. mammosum L., S. melongena L., S. sanitwongsei W. G. Craib., S. seaforthianum Andrews., S. spirale Roxb., S. stramoniifolium Jacq., S. torvum Sw.,and S. aethiopicum L., were calculated by MEGA version 7. The average K2P of ITS2, matK, and rbcL were 0.124, 0.019, and 0.011, respectively. The average K2P of ITS2 was the most different. The results were corresponded to Phylogenetic tree that ITS2 was able to classified Solanum L. better than matK and rbcL. Results suggested that ITS2 was a good DNA barcode for Solanum L. plants because of its ease of amplification and sequence variation. However, a combination with other DNA fragment will increase identification efficiency.

เทคนิคการใช้ดีเอ็นเอบาร์โค้ดในการระบุชนิดของสิ่งมีชีวิตได้รับความสนใจในการวิจัยเป็นอย่างมาก ในการศึกษานี้จึงได้นำเอาหลักการของดีเอ็นเอบาร์โค้ดมาใช้ในการระบุชนิดพืชสกุลมะเขือที่พบในประเทศไทย โดยในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาและรวบรวมพืชสกุลมะเขือในประเทศไทยได้ทั้งหมด 16 ชนิด ทำการสกัดจีโนมิกดีเอ็นเอ โดยสามารถสกัดจีโนมิกดีเอ็นเอได้จากพืชตัวอย่างทั้งหมด แล้วทำการศึกษาดีเอ็นเอบาร์โค้ด 3 ตำแหน่ง ได้แก่ internal transcribed spacer 2 (ITS2), matK และ rbcL พบว่า การเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอตำแหน่ง ITS2 ได้ขนาดดีเอ็นเอประมาณ 500 คู่เบส มีค่าความสำเร็จร้อยละ 100 ส่วนดีเอ็นเอตำแหน่ง matK ได้ขนาดดีเอ็นเอประมาณ 850 คู่เบส มีค่าความสำเร็จร้อยละ 87.5 และส่วนดีเอ็นเอตำแหน่ง rbcL ได้ขนาดดีเอ็นเอประมาณ 750 คู่เบส มีค่าความสำเร็จร้อยละ 100 นำเอาข้อมูลลำดับนิวคลีโอไทด์ที่อ่านได้มาตรวจสอบความถูกต้องด้วยโปรแกรม Bioedit บันทึกไว้ในฐานข้อมูล GenBank โดยร้อยละความสำเร็จในการอ่านลำดับนิวคลีโอไทด์ของดีเอ็นเอตำแหน่ง ITS2, matK และ rbcL มีค่า 93.8, 75.0 และ 100 ตามลำดับ เมื่อทำการเปรียบเทียบค่า K2P distance ด้วยโปรแกรม MEGA รุ่น 7 ระหว่างชนิดของพืชในสกุลมะเขือ 12 ชนิด ได้แก่ S. americanum Mill., S. anguivi Lam., S. erianthum D. Don., S. lycopersicum L., S. mammosum L., S. melongena L., S. sanitwongsei W. G. Craib., S. seaforthianum Andrews., S. spirale Roxb., S. stramoniifolium Jacq., S. torvum Sw. และ S. aethiopicum L. พบว่ามีค่าเฉลี่ยของ K2P distance ในตำแหน่ง ITS2, matK และ rbcL เท่ากับ 0.124, 0.019 และ 0.011 ตามลำดับ โดยตำแหน่ง ITS2 มีค่าความแตกต่างมากที่สุด ซึ่งมีผลสอดคล้องกับการสร้างแผนภูมิความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการชาติพันธุ์ พบว่าตำแหน่ง ITS2 สามารถจัดจำแนกพืชสกุลมะเขือได้ดีกว่าตำแหน่ง matK และ rbcL แสดงว่าดีเอ็นเอตำแหน่ง ITS2 เป็นบริเวณที่มีความเหมาะสมในการใช้เป็นดีเอ็นเอบาร์โค้ดของพืชสกุลมะเขือ เนื่องจากสามารถเพิ่มจำนวนได้ง่ายและมีความผันแปรระหว่างชนิดสูง สามารถเป็นบาร์โค้ดที่มีประโยชน์ในการจำแนกพืชสกุลมะเขือ แต่ควรใช้ร่วมกับดีเอ็นเอบาร์โค้ดส่วนอื่นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการจำแนก