การศึกษาการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับรีโทรทรานสโพซอนและการสังเคราะห์ด้วยแสงใน ข้าวขาวดอกมะลิ 105 ภายใต้ภาวะเครียดจากการขาดน้ำ

Abstract

           การขาดน้ำเป็นปัจจัยสำคัญที่สร้างความเสียหายให้กับระบบการสังเคราะห์ด้วยแสง การเติบโต และผลผลิตของข้าว จากงานวิจัยที่ผ่านมาพบว่าโปรตีนรีโทรทรานสโพซอนอาจเกี่ยวข้องกับการปรับตัวเพื่อทนต่อสภาวะเครียดดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาระดับการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แสง และยีนรีโทรทรานสโพซอนของข้าวพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 (Oryza sativa L. cv. ‘KDML105’) ภายใต้สภาวะขาดน้ำ ด้วยเทคนิค quantitative real-time PCR จากการทดลองปลูกข้าวอายุ 3 สัปดาห์ ในสภาพขาดน้ำเป็นระยะเวลา 0 6 12 24 48 และ 96 ชั่วโมง พบว่าการขาดน้ำส่งผลให้น้ำหนักสดของต้น และปริมาณรงควัตถุในการสังเคราะห์แสงมีค่าลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) ในชั่วโมงที่ 48 และ 96 นอกจากนี้พบว่าระดับการแสดงออกของยีนที่ควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนที่ทำหน้าที่ในระบบแสง I และ II (PsaE  OEC1 และ PsbP) มีการแสดงออกลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) สอดคล้องกับการลดลงของปริมาณรงควัตถุ ส่วนยีนรีโทรทรานสโพซอน (TE423) พบว่ามีการแสดงออกเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) หลังการขาดน้ำเป็นเวลา 12 ชั่วโมง แสดงให้เห็นว่าการขาดน้ำส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของระบบแสงทั้งสองของข้าวขาวดอกมะลิ 105 ส่งผลให้มีอัตราการสังเคราะห์แสงและการเจริญเติบโตลดลง อย่างไรก็ตามข้าวอาจสามารถปรับตัวทนต่อการขาดน้ำด้วยกลไกอื่นซึ่งถูกควบคุมโดยรีโทรทรานสโพซอนได้  

           Water stress is a detrimental factor to photosynthetic apparatuses, growth and yield of rice. From previous studies, retrotransposons may function in adaptation for the stress tolerance. Thus, the aim of this study was to analyze the expression levels of photosynthetic and retrotransposon-related genes in KDML105 rice (Oryza sativa L. cv. ‘KDML105’) under water stress by quantitative real-time PCR. Three-week old seedlings grown under water stress for 0, 6, 12, 24, 48 and 96h were used for analysis. The results showed that growth and photosynthetic pigment contents were significantly reduced at 48 and 96 hours (p < 0.05). Down-regulation of genes in photosystem I and II (PsaE, OEC1 and PsbP) were observed according to the degradation of the pigments. Up-regulation of retrotransposon gene (TE423) was significantly observed after water stress for 12 h (p < 0.05). The results suggest that water stress affects the photosynthetic efficiency of both photosystems of KDML105 rice which lead to the reduction of photosynthesis and growth. However, it might tolerate to water stress through other mechanisms by the regulation of retrotransposons.