ดีเอ็นเอบาร์โค้ดเพื่อการระบุชนิดของกล้วยไม้กลุ่มเอื้องน้ำต้นในประเทศไทย

Abstract

Calanthe group is an orchid in subfamily Epidendroideae, consisting of Calanthe, Phaius, and Cephalanteropsis which are shared many morphological characteristics. Therefore, it is difficult to classify in species/genus levels using only morphology. DNA barcoding is accurate and rapid technique for species identification. In this study, 12 species in Calanthe, 4 species in Phaius and 2 species in Cephalantheropsis were evaluated based on 4 regions of chloroplast DNA. From the result, the rates of PCR amplification success for matK and rbcL genes were 100% but for intergenic spacers between psbA-trnH and trnL-trnF were 71.11% and 84.44%, respectively. The success rates of DNA sequencing for regions of matK, rbcL, psbA-trnH and trnL-trnF were 88.89, 73.33, 37.5 and 52.63%, respectively. Three regions of Chloroplast DNA were low polymorphism in intraspecific but high in interspecific which rbcL gene showed lowest polymorphism. However, the region combination were higher intraspesifiic and interspecific polymorphism. Genetic relationship analyzed by MEGA5.2 using UPGMA method presented that there are 5 groups of Calanthe orchids with high bootstrap support and related with flower morphology based on matK. Therefore matK gene should be recommend for DNA barcoding in Calanthe group.

กล้วยไม้กลุ่มเอื้องน้ำต้นจัดอยู่ในวงศ์กล้วยไม้ วงศ์ย่อย Epidendroideae ซึ่งประกอบด้วย 3 สกุล คือ สกุลเอื้องน้ำต้น (Calanthe) สกุลเอื้องพร้าว (Phaius) และสกุลเอื้องกลีบเกลียว (Cephalanteropsis) ซึ่งมีลักษณะสัณฐานวิทยาที่คล้ายกัน ทำให้ยากต่อการจำแนกชนิดหรือสกุล ดีเอ็นเอบาร์โค้ดเป็นเทคนิคที่ถูกต้องและสามารถใช้ในการระบุชนิดได้ง่าย โดยทำการศึกษาของลำดับนิวคลีโอไทด์ที่ในคลอโรพลาสต์ ในสกุลเอื้องน้ำต้น 12 ชนิด สกุลเอื้องพร้าว 4 ชนิด และสกุลเอื้องกลีบเกลียว 2 ชนิด จากผลการทดลองพบว่า ยีน matK และยีน rbcL สามารถเพิ่มปริมาณผลผลิตพีซีอาร์ได้ 100 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่บริเวณระหว่างยีน psbA-trnH และบริเวณระหว่างยีน trnL-trnF สามารถเพิ่มปริมาณผลผลิตพีซีอาร์ได้เพียง 71.11 เปอร์เซ็นต์ และ 84.44 เปอร์เซ็นต์ โดยยีน matK ยีน rbcL บริเวณระหว่างยีน psbA-trnH และบริเวณระหว่างยีน trnL-trnF สามารถหาลำดับนิวคลีโอไทด์ได้ 88.89 เปอร์เซ็นต์ 73.33 เปอร์เซ็นต์ 37.5 เปอร์เซ็นต์ และ 52.63 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งคลอโรพลาสดีเอ็นเอ 3 บริเวณมีความแตกต่างภายในชนิดต่ำแต่มีความแตกต่างทางพันธุกรรมระหว่างชนิดสูง ยกเว้นยีน rbcL ที่มีความแตกต่างทางพันธุกรรมต่ำทั้งภายในชนิดและระหว่างชนิดจากการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม โดยใช้ MEGA5.2 ด้วยวิธี UPGMA จากค่า bootstrap support ที่สูง ยีน matK สามารถแบ่งกล้วยไม้กลุ่มเอื้องน้ำต้นออกเป็น 5 กลุ่ม ซึ่งสอดคล้องกับสัณฐานวิทยาของดอก ดังนั้นยีน matK มีประสิทธิภาพเพียงพอสำหรับบาร์โค้ดในกล้วยไม้กลุ่มเอื้องน้ำต้น