ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การศึกษายีนที่ผลิตอิลิซิตินของเชื้อ Phytophthora palmivora ซึ่งเป็นเชื้อก่อโรคในยางพารา และความสัมพันธ์กับความรุนแรงของเชื้อไอโซเลทต่าง ๆ

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การศึกษายีนที่ผลิตอิลิซิตินของเชื้อ Phytophthora palmivora ซึ่งเป็นเชื้อก่อโรคในยางพารา และความสัมพันธ์กับความรุนแรงของเชื้อไอโซเลทต่าง ๆ
นักวิจัย : นิอร จิรพงศธรกุล
คำค้น : Elicitin , Hevea Brasiliensis , Phytophthora palmivora , Single round seminested multiplex PCR , virulence
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2557
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=MRG5480104 , http://research.trf.or.th/node/7710
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

ไฟทอปทอร่า (Phytophthora spp.) เป็นเชื้อก่อโรคซึ่งสร้างความเสียหายต่อพืช หลายชนิดรวมถึงระบบนิเวศ ในประเทศไทยเชื้อดังกล่าวก่อให้เกิดโรค และทำลายพืช เศรษฐกิจหลายชนิดรวมทั้งยางพารา สายพันธุ์ที่ทำให้ยางพาราเป็นโรคเส้นดำ ผลเน่าและ ใบร่วง ได้แก่ P. palmivora เชื้อนี้เข้าทำลายทางรอยเปิดกรีดสำหรับเก็บน้ำยาง จึงทำให้ ผลผลิตลดลง การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อติดตามการแพร่กระจายของเชื้อ Phytophthora spp. และ P. palmivora ในพื้นที่ปลูกยางพาราใน 3 จังหวัดทางภาคใต้ของประเทศไทย ได้แก่ สงขลา สตูล และนครศรีธรรมราช ในระหว่างปี พ.ศ. 2554–2555 และคัดแยกเชื้อดังกล่าว จากตัวอย่างพืช โดยการคัดแยกเชื้อด้วยการเลี้ยงบนอาหารเฉพาะ และตรวจสอบยืนยัน ด้วยวิธี polymerase chain reaction (PCR-based technique) ซึ่งในการวิจัยครั้งนี้ได้ พัฒนาวิธี single round semi-nested multiplex PCR สำหรับการตรวจวินิจฉัยเชื้อ Phytophthora spp. และ P. palmivora พร้อมกันในการทำ PCR เพียงครั้งเดียว ในระยะเวลาดังกล่าว ผู้วิจัยไม่สามารถแยกเชื้อ Phytophthora spp. และ P. palmivora ได้ เลย พบว่าเชื้อราที่แยกได้ส่วนใหญ่ ได้แก่ Colletotrichum gloeosporioides, Fusarium sp., Cercophora sp., Trichoderma sp. และ Podospora sp. การศึกษายีนที่ผลิตอิลิซิตินในเชื้อ P. palmivora (Ppal_Eli) พบว่า ความยาวของ ลำดับนิวคลีโอไทด์ของทั้งหมด (full length) ของ cDNA ของยีนนี้ มีขนาด 485 คู่เบส โดยมี open reading frame (ORF) ขนาด 357 คู่เบส ซึ่งถอดรหัสได้เป็นสายโพลีเปปไทด์ (Ppal_Eli) ที่มีกรดอะมิโน 118 หน่วย มีมวลโมเลกุล 12208.90 ดาลตัน และมีค่า pI เป็น 4.68 เมื่อ เปรียบเทียบลำดับกรดอะมิโนของ Ppal_Eli กับอิลิซิตินอื่น ๆ ที่ผลิตจากเชื้อ Phytophthora spp. พบว่ามีความเหมือนอยู่ในช่วง 70–90% ภายในโมเลกุล Ppal_Eli มีลำดับกรดอะมิโนที่ เป็น signal peptide ขนาด 20 หน่วย พบอิลิซิตินโดเมน (elicitin domain) จำนวน 1 โดเมน พบพันธะไดซัลไฟด์ Cys3–Cys71, Cys27–Cys56 และ Cy51–Cys95 และมีกรดอะมิโนวาลีน (Valine, Val) ตรงตำแหน่งที่ 13 ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของอิลิซิตินในกลุ่ม acidic alpha elicitin นอกจากนี้ จากผลการศึกษาความสัมพันธ์และสายวิวัฒนาการ (phylogenetic tree) ของลำดับนิวคลีโอไทด์และลำดับกรดอะมิโน ทำให้สามารถจัดแบ่งอิลิซิตินที่ผลิตโดยเชื้อ Phytophthora spp. ได้ 3 กลุ่ม ได้แก่ Class I Class II และ Class III ซึ่งพบว่าอิลิซิติน Ppal_Eli ที่ศึกษานี้มีความเหมือนกับอิลิซิตินที่จัดอยู่ในกลุ่ม Class I ในการศึกษาความสัมพันธ์ของยีนอิลิซิตินกับความรุนแรงของเชื้อ P. palmivora ได้ ทำการแยกไอโซเลทต่าง ๆ จากหัวเชื้อ P. palmivora สายพันธุ์ KBNM 9 ที่เก็บไว้ พบว่า สามารถแยกได้จำนวน 4 ไอโซเลท คือ Ppal1 Ppal3 Ppal4 และ Ppal5 ที่มีความแตกต่าง กันทั้งในแง่การเจริญเติบโตบนอาหารเลี้ยงเชื้อ (แบ่งได้เป็นกลุ่ม very slow-growing slowgrowing และ fast-growing) การผลิตสปอร์แรงเจียม (sporangium production) การ ปลดปล่อยซูโอสปอร์ (zoospore releasing) เมื่อนำเส้นใย (mycelium) ของ P. palmivora ทั้ง 4 ไอโซเลทไปทดสอบวางบนใบยางพารา แล้วติดตามรอยแผล necrosis ที่เกิดบนใบ ยางหลังวางเชื้อเป็นเวลา 24 ชัว่ โมง รวมทั้งการแสดงออกของยีนอิลิซิตินทั้งจากเชื้อที่โตบน อาหาร (in vitro) และจากเชื้อที่เจริญเติบโตได้บนใบยางพารา (in planta) พบว่า ไอโซเลท Ppal3 และ Ppal4 ทำให้เกิด necrosis ขนาดใหญ่ที่สุด ในขณะที่ Ppal1 และ Ppal5 ทำให้ เกิด necrosis ขนาดเล็กใกล้เคียงกัน สอดคล้องกับระดับการแสดงออกของยีนอิลิซิตินแบบ in planta ซึ่งแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มความสัมพันธ์ของการแสดงออกของยีนอิลิซิตินแบบ in planta กับความสามารถของเชื้อในการบุกรุกพืช แต่พบว่าการแสดงออกของยีนอิลิซิติน แบบ in vitro มีแนวโน้มที่จะสัมพันธ์กับการผลิตสปอร์แรงเจียมและการปลดปล่อยซูโอสปอร์ ของเชื้อ P. palmivora อย่างไรก็ตาม ยังไม่สามารถสรุปหน้าที่หรือบทบาทของอิลิซิตินต่อ ความรุนแรงของ P. palmivora ได้อย่างชัดเจน ทั้งนี้ต้องอาศัยผลจากการทดลองเพิ่มเติม เพื่อสนับสนุนหรือยืนยันความสัมพันธ์ของยีนดังกล่าวกับความรุนแรงของเชื้อ เช่น ติดตาม การแสดงออกของยีนนี้ในระยะเวลาต่าง ๆ ควบคู่กับการเจริญเติบโตของเชื้อ P. palmivora ทั้งในอาหารเลี้ยงเชื้อและในใบยางพารา นอกจากนี้ ควรศึกษาปัจจัยอื่น ๆ ที่เชื้อผลิตขึ้น นอกเหนือจากอิลิซิตินที่จะส่งผลให้เชื้อมีความรุนแรงต่างกันได้ด้วย Phytophthora spp., the plant pathogenic oomycetes have devastating effects on crops and natural ecosystems worldwide. In Thailand, these pathogens cause many diseases on economic crops. Among Phytophthora spp., P. palmivora is an important pathogenic species of the rubber plant (Hevea brasiliensis) causing black stripe, green pod rot and abnormal leaf fall. It also attacks the tapping surface that results in reduced latex production and large economic losses. This study aimed to elucidate the distribution of Phytophthora spp. and P. palmivora in rubber plantations in 3 provinces in southern Thailand, Songhkla, Satun and Nakhon Si Thammarat, between 2011 and 2012. These pathogens were isolated from plant specimens by suing selective media and confirmed by polymerase chain reaction, PCR-based technique. The technique named single round semi-nested multiplex PCR was developed to simultaneously detect and identify Phytophthora spp. and P. palmivora in a unique reaction. Unfortunately during the survey period, neither Phytophthora spp. nor P. palmivora could be isolated. Most of the isolated fungi were Colletotrichum gloeosporioides, Fusarium sp., Cercophora sp., Trichoderma sp. and Podospora sp. The gene encoding elicitin produced in P. palmivora (Ppal_Eli) was cloned and characterized. The full length of Ppal_Eli cDNA was 485 bp in length. Ppal_Eli cDNA contained an open reading frame (ORF) of 357 bp encoding a polypeptide of 118 amino acids with a calculated molecular mass of 12208.90 Da and pI value of 4.68. The comparison of the deduced amino acid sequence of Ppal_Eli protein with elicitins produced in other Phytophthora spp. revealed an overall %identity in a range of 70–90%. Ppal_Eli protein consisted 1 predicted signal peptide of 20 amino acids and an elicitin domain. Disulfide tool predicted the cysteine disulfide bonding state and connectivity as follows: Cys3–Cys71, Cys27–Cys56 and Cy51–Cys95, moreover, the N terminal portion of deduced amino acid sequence has Val at position 13 which are typical characteristics of the class acidic alpha elicitins. To study the evolutionary relationship of elicitin, phylogenetic trees were constructed based on both nucleotide sequence and amino acid sequence of the elicitin from P. palmivora, and those of elicitin from other Phytophthora species. The constructed trees were used to base trees with the 3 major clusters including Class I, Class II and Class III while our interested Pal_Eli were presented in Class I. In order to elucidate the relationship between elicitin gene and the virulence of P. palmivora, different isolates was isolated from cultured P. palmivora KBNM 9 lineage. Ppal1, Ppal3, Pal4 and Pal5 was collected and maintained for further studies. These 4 isolates showed many different characters including growth rate on medium, which could be classified into 3 groups of very slow-growing, slow-growing and fastgrowing, sporangium production and zoospore releasing. The detached rubber leaves were inoculated with mycelium of all isolates for 24 h and necroses were then observed. The elicitin gene expression in cultured mycelium (in vitro) as well as that in the pathogen growing in infected leaf tissues (in planta) were also measured. The results showed that in planta Ppal_Eli gene expressed in high level in Ppal3 and Ppal4, which induced large necrosis, while it was lower in Ppal1 and Ppal5 corresponding to the smaller necrotic lesions. The evidence suggested the trend of positively relation between invasion potency into host plant and in planta elicitin gene expression. Conversely, in vitro elicitin gene expression was seemed to be involved in the sporangium production and zoospore releasing. Therefore, based on our data it could not conclude for the precise role or involvement of elicitin in pathogen virulence or virulent pathogenecity. To gain more insight in this controversial issue, the kinetics of elicitin gene expression during pathogen growth in medium or in host plant should be established. In addition, the determinations of any additional factors that may directly influence elicitin activity or pathogen virulence are needed in further studies.

บรรณานุกรม :
นิอร จิรพงศธรกุล . (2557). การศึกษายีนที่ผลิตอิลิซิตินของเชื้อ Phytophthora palmivora ซึ่งเป็นเชื้อก่อโรคในยางพารา และความสัมพันธ์กับความรุนแรงของเชื้อไอโซเลทต่าง ๆ.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
นิอร จิรพงศธรกุล . 2557. "การศึกษายีนที่ผลิตอิลิซิตินของเชื้อ Phytophthora palmivora ซึ่งเป็นเชื้อก่อโรคในยางพารา และความสัมพันธ์กับความรุนแรงของเชื้อไอโซเลทต่าง ๆ".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
นิอร จิรพงศธรกุล . "การศึกษายีนที่ผลิตอิลิซิตินของเชื้อ Phytophthora palmivora ซึ่งเป็นเชื้อก่อโรคในยางพารา และความสัมพันธ์กับความรุนแรงของเชื้อไอโซเลทต่าง ๆ."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2557. Print.
นิอร จิรพงศธรกุล . การศึกษายีนที่ผลิตอิลิซิตินของเชื้อ Phytophthora palmivora ซึ่งเป็นเชื้อก่อโรคในยางพารา และความสัมพันธ์กับความรุนแรงของเชื้อไอโซเลทต่าง ๆ. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2557.