การแสดงออกของยีนที่สังเคราะห์เซลลูโลสและลิกนินและการตอบสนองของหญ้าเปียร์ลูกผสม 5 สายพันธุ์ ภายใต้สภาวะความเค็ม

Abstract

          หญ้าเนเปียร์เป็นพืชพลังงานที่มีศักยภาพในการนำมาผลิตไบโอเอทานอล แต่อย่างไรก็ตามหญ้าเนเปียร์ลูกผสม (Pennisetum Hybrids) แต่ละสายพันธุ์อาจมีคุณภาพของลิกโนเซลลูโลส ความสามารถทนเค็ม และกลไกในการตอบสนองต่อความเค็มที่แตกต่างกัน ดังนั้น งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความเค็มที่มีผลต่อการตอบสนองทางสรีรวิทยา กายวิภาค และการแสดงออกของยีนที่สังเคราะห์เซลลูโลส ได้แก่ CesA1, CesA2, CesA3, CesA4, CesA5, และ CesA7 และยีนที่สังเคราะห์ลิกนิน ได้แก่ CAD และ PAL ด้วยเทคนิค Reverse transcription PCR (RT-PCR) เพื่อเป็นแนวทางในการคัดเลือกหญ้าเนเปียร์ที่สามารถปลูกในพื้นที่ดินเค็มและเหมาะสมต่อการผลิตไบโอเอทานอล ผลการทดลอง พบว่าเมื่อพิจารณาจากความสามารถในการรักษาปริมาณรงควัตถุคลอโรฟิลล์และลักษณะของรากหลังจากได้รับความเค็ม หญ้าเนเปียร์ลูกผสมสายพันธุ์อาลาฟัล (AF) เนเปียร์ยักษ์ลำปาง (NL) และเนเปียร์เพชรบูรณ์ (NP) สามารถทนเค็มได้ดีกว่าเนเปียร์ไต้หวัน A25 (NT) และเนเปียร์มาจิโร (MJ) ตามลำดับ และพบระดับการแสดงออกของยีนในสายพันธุ์ AF ที่เป็นพันธุ์ทนเค็มมีแนวโน้มในการสังเคราะห์เซลลูโลสเพิ่มขึ้น (CesA2, CesA3 และ CesA7) แต่สร้างลิกนินน้อยลง (CAD) ภายใต้สภาวะความเค็มสูง ดังนั้น หญ้าเนเปียร์ AF จึงน่าจะเหมาะสมต่อการปลูกเพื่อผลิตไบโอเอทานอลมากที่สุด อย่างไรก็ตามพบว่าระดับการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์เซลลูโลสและลิกนินในใบของหญ้าเนเปียร์ลูกผสมทั้ง 5 สายพันธุ์ ไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงกับลักษณะความทนเค็ม            Napier grass is a plant that has a high potential for bioethanol production. Currently, there are many hybrids of Napier grass (Pennisetum Hybrids) which each hybrid may have different lignocellulose quality and differ in its tolerance and response mechanisms to salinity stress. Therefore, this research aims to study the effect of salinity on the physiological and anatomical responses and examines the expression of cellulose (CesA1, CesA2, CesA3, CesA4, CesA5 and CesA7) and lignin (CAD and PAL) associated genes using reverse transcription PCR (RT-PCR) technique in order to obtain a guideline for selecting Napier grass that can be grown in saline soil and suitable for bioethanol production. The results showed that when considering the ability to maintain the amount of chlorophyll pigments and root characteristics after receiving salinity, Alafal (AF) , Napier Yak Lampang (NL) and Napier Phetchaboon (NP) were able to tolerate salinity better than Napier Taiwan A25 (NT) and Napier Ma- Ji- Ro (MJ), respectively. The level of expression of genes in the AF, salt tolerance hybrid, is likely to increase cellulose synthesis (CesA2, CesA3 and CesA7) but produce less lignin (CAD) under high salinity conditions. Thus, AF may be the most suitable hybrid for bioethanol production. However, the expression level of cellulose and lignin associated genes in leaves of all five hybrids is not directly related with salinity tolerance.