ผลของโซเดียมคลอไรด์และโซเดียมคลอไรด์แอคคลิเมชันต่อการสะสมโพรลีนและการแสดงออกของยีน P5CS ในถั่วเหลืองบางพันธุ์

Abstract

การทดลองนี้ศึกษาผลของโซเดียมคลอไรด์และโซเดียมคลอไรด์แอคคลิเมชันที่มีต่อการเจริญเติบโตของส่วนต้นและราก การสะสมโพรลีน ตลอดจนการแสดงออกของยีน P5CS ซึ่งเป็นยีนหนึ่งที่ควบคุมการสะสมโพรพีนในถั่วเหลือง 4 พันธุ์ คือ พันธุ์ สจ.5 มข.35 สท.2 และ ชม.60 จากการทดลองให้ภาวะเค็มตั้งแต่ระยะเพาะเมล็ดพบว่าจะทำให้เปอร์เซ็นต์การงอกของถั่วเหลืองลดลง และยับยั้งการเจริญเติบโตทั้งส่วนต้นและรากของต้นกล้าถั่วเหลือง การให้โซเดียมคลอไรด์แอคคลิเมชันกับถั่วเหลืองในระยะงอก โดยใช้โซเดียมคลอไรด์ความเข้มข้น 40 และ 80 มิลลิโมลาร์ ไม่ทำให้ถั่วเหลืองมีความทนต่อภาวะเค็มได้ดีขึ้น นอกจากนี้ยังทำให้มีน้ำหนักแห้งต้นและรากลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับต้นที่ไม่ได้รับแอคคลิเมชัน และยังทำให้เกิดอาการเหลืองยกเว้นเส้นใบในต้นกล้าที่ได้รับแอคคลิเมชันอีกด้วย การให้โซเดียมคลอไรด์แอคคลิเมชัน 2 แบบ กับต้นกล้าถั่วเหลืองอายุ 10 วัน คือแบบที่ 1 ค่อยๆเพิ่มความเข้มข้นของโซเดียมคลอไรด์ดังนี้ 10mM เป็นเวลา 3 วัน แล้วเพิ่มเป็น 20 mM เป็นเวลา 3 วัน และ 40 mM เป็นเวลา 4 วัน แล้วจึงให้ภาวะเค็มที่ระดับ 80 mM และแบบที่ 2 ค่อยๆเพิ่มความเข้มข้นของโซเดียมคลอไรด์แบบเดียวกันกับแบบที่ 1 แต่เมื่อเพิ่มความเข้มข้นถึง 40 mM เพียง 2 วันจึงย้ายกลับไปที่ความเข้มข้น 0 mM เป็นเวลา 2 วันก่อนได้รับภาวะเค็มที่ระดับ 80 mM พบว่าถั่วเหลืองที่ได้รับแอคคลิเมชันทั้ง 2 แบบมีการเจริญเติบโตในส่วนต้นและรากเท่ากับต้นที่ไม่ได้รับแอคคลิเมชัน แต่ยังคงน้อยกว่าชุดควบคุม จากการศึกษาการสะสมโพรลีนเมื่อได้รับภาวะเค็ม จะพบการสะสมโพรลีนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในถั่วเหลืองพันธุ์ สท.2 ที่ไม่ได้รับแอคคลิเมชัน ในขณะที่ต้นที่ได้รับแอคคลิเมชันทั้ง 2 แบบมีการสะสมโพรลีนในระดับปกติ ซึ่งไม่แตกต่างจากชุดควบคุม อย่างไรก็ตามพบการสะสมโพรลีนในถั่วเหลืองพันธุ์ มข.35 ที่ได้รับแอคคลิเมชัน แบบที่ 1 มีการสะสมเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับชุดทดลองอื่นๆ และการสะสมโพรลีนเพิ่มมากชิ้นนี้จะพบควบคู่ไปกับอาการใบไหม้เป็นจุดทำให้ขอบใบม้วนลง แสดงให้เห็นว่าการสะสมโพรลีนเพิ่มมากขึ้นในถั่วเหลืองเมื่อได้รับภาวะเค็มเป็นอาการของความเสียหายมากกว่าจะเป็นลักษณะของความทนเค็ม จากการศึกษายีน P5CS ในถั่วเหลืองด้วยวิธี Southern blot analysis โดยใช้ P5CS ของ mothbean เป็น probe พบแถบ DNA เพียงแถบเดียว ซึ่งมีความเป็นไปได้ที่จะเป็นยีนเดี่ยว (single gene) และจากการศึกษาการแสดงออกของยีน P5CS ในถั่วเหลืองด้วยวิธี Southern blot analysis พบสัญญาณของ P5CS mRNA ในถั่วเหลืองพันธุ์ มข.35 ที่ได้รับภาวะเค็มเป็นเวลา 12 วัน โดยมีทิศทางสอดคล้องกับการสะสมของโพรลีนเพิ่มขึ้นในใบ แสดงให้เห็นว่า การสะสมโพรลีนเพิ่มมากขึ้นในถั่วเหลืองพันธุ์ มข.35 เมื่อได้รับภาวะเค็มเป็นผลมาจากการแสดงออกของยีน P5CS เพิ่มมากขึ้น