Study of gene expression for anthocyanin biosynthesis genes and investigation of differential genes expression in the genome of cut Vanda orchid cv. ‘Sansai Blue’ after exposure to exogenous ethylene using transcriptome analysis

ชุดโครงการวิจัย “การศึกษาการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แอนโทไซยานิน และการวิเคราะห์ลำดับเบสและสังเคราะห์ข้อมูลการถอดรหัสที่ส่งผลต่อการแสดงออกของยีนที่แตกต่างกันด้วยทรานสคริปโตมในกล้วยไม้สกุลแวนด้าพันธุ์ ‘Sansai Blue’ หลังจากได้รับเอทิลีนจากภายนอก” ประกอบด้วยโครงการย่อยจำนวน 2 โครงการคือ

โครงการวิจัยย่อยที่ 1 การศึกษาการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แอนโทไซยานินในดอกกล้วยไม้สกุลแวนด้าพันธุ์ ‘Sansai Blue’ หลังจากได้รับเอทิลีนจากภายนอก   และ

โครงการวิจัยย่อยที่ 2 การตรวจสอบการแสดงออกของยีนที่เปลี่ยนแปลงในจีโนมของกล้วยไม้สกุลแวนด้าพันธุ์ ‘Sansai Blue’ หลังจากได้รับเอทิลีนจากภายนอกด้วยวิธีวิเคราะห์ทรานสคริปโตม

เป็นโครงการที่ยื่นเสนอขอของบประมาณด้านวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม กลุ่ม Basic Research Fund ปีงบประมาณ 2564  ระยะเวลาในการดำเนินการ 2 ปี  โดย ผศ.ดร. มัณฑนา  บัวหนอง เป็นหัวหนาโครงการ  และผู้ร่วมวิจัยคือ รศ.ดร. เฉลิมชัย  วงษ์อารี และนางสาวสุดารัตน์  ขุนเมือง  หน่วยงานรับผิดชอบหลักคือสาขาเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว  คณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี  มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

เพื่อที่จะเข้าใจถึงสาเหตุและกลไกความผิดปกติทางสรีรวิทยาของกลีบดอกกล้วยไม้สกุลแวนด้าพันธุ์ ‘Sansai Blue’ โดยสีของกลีบดอกจะซีดขาวลงอย่างรวดเร็วการเมื่อได้รับเอทิลีนในเชิงลึกได้อย่างบูรณา  การวิจัยนี้เพื่อศึกษาการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แอนโทไซยานินในดอกกล้วยไม้สกุลแวนด้าพันธุ์ ‘Sansai Blue’หลังจากได้รับเอทิลีนจากภายนอก  รวมไปถึงศึกษาแสดงออกของยีนที่เปลี่ยนแปลงในจีโนมของกล้วยไม้สกุลแวนด้าพันธุ์ ‘Sansai Blue’  ด้วยวิธีวิเคราะห์ทรานสคริปโตม  แล้วจึงนําข้อมูลของชีวโมเลกุลทุกชนิดมาแปรผลร่วมกันตามแนวทางวิจัยเชิงระบบ และสังเคราะห์ผลร่วมกันกับบริษัท QTLomics Technologies Pvt. Ltd จากประเทศอินเดียในด้านการทำทรานสคริปโตมและการวิเคราะห์ผล    ทั้งนี้งานวิจัยนี้ยังได้รับความร่วมมือทางวิชาการและการวิจัยจากผู้เชี่ยวชาญจาก Agricultural Research Organization (ARO), The Volcani Center ประเทศอิสราเอล คือ Dr. Shimon Meir และ Dr. Sonia Philosoph-Hadas  ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญแนวหน้าในสาขาเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยวไม้ตัดดอก

ผลผลิตจากงานวิจัยนี้จะเป็นบทความวิจัยทางวิชาการระดับนานาชาติ (Quartile 1/2) จำนวน 1 เรื่อง  และองค์ความรู้ใหม่ที่ได้ในเชิงลึกในเรื่องการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แอนโทไซยานินในดอกกล้วยไม้สกุลแวนด้าพันธุ์ ‘Sansai Blue’ หลังจากได้รับเอทิลีนจากภายนอกจะสามารถนำมาสานต่ออย่างยั่งยืนในเชิงการจัดการหลังการเก็บเกี่ยว   และสามารถจัดฝึกอบรมให้กับบริษัทและผู้ประกอบการส่งกล้วยไม้ออกต่างประเทศ  ให้เข้าใจและป้องกันการซีดจางของกลีบดอกกล้วยไม้แวนด้าหลังการเก็บเกี่ยว  ทำให้สามารถควบคุมคุณภาพของดอกหลังการเก็บเกี่ยว และสามารถแข่งขันได้ในตลาดโลก

1. หลักการและเหตุผล (แสดงถึงบริบทของพื้นที่และระบุที่ไปที่มาของปัญหาและความต้องการของพื้นที่ (Situation Review) และอธิบายความจำเป็นและความสำคัญที่โครงการวิจัยจะเข้าไปแก้ไขปัญหาสำคัญ/พัฒนาศักยภาพที่สำคัญ และระบุคำถามงานวิจัยของโครงการวิจัย)

โครงการวิจัยนี้เป็นการทดลองและพัฒนาต่อยอดงานวิจัยในเชิงลึกเพื่อเข้าใจถึงกลไกการเสื่อมสภาพของดอกกล้วยไม้สกุลแวนด้าที่ถูกชักนําโดยเอทิลีนจากภายนอกในระดับชีวโมเลกุลด้วยการศึกษาการแสดงออกของยีนทีเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แอนโทไซยานินในกลีบดอก รวมไปถึงการใช้เทคโนโลยีโอมิกส์ (omics methodologies) ซึ่งกําลังเข้ามามีบทบาทสําคัญในการเปลี่ยนแปลงการทําวิจัยในด้านต่าง ๆ เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายในการตรวจวัดที่ถูกลง และมีประสิทธิภาพในการวัดที่สูงขึ้น เทคโนโลยีดังกล่าวสามารถนํามาใช้ในการตรวจวัดระดับการทํางานหรือปริมาณของชีวโมเลกุลเป็นจํานวนมากแบบพร้อมๆกัน (multiplexing) อีกทั้งยังสามารถตรวจสอบความแตกต่างของหลายตัวอย่างทดลองในระยะเวลาอันสั้น (high throughput) ทรานสคริปโตมิกส์ (transcriptomics) จึงถูกนํามาใช้สําหรับวัดความแตกต่างของปริมาณ messenger RNA และเมื่อมีการนําข้อมูลของชีวโมเลกุลทุกชนิดมาแปรผลร่วมกันตามแนวทางวิจัยเชิงระบบก็จะช่วยให้เข้าถึงข้อมูลคุณภาพขนาดใหญ่เกี่ยวกับระบบชีวภาพ และเข้าใจถึงกลไกและสาเหตุการเสื่อมสภาพของดอกกล้วยไม้ที่ถูกชักนําโดยเอทิลีนจากภายนอกในเชิงลึกได้อย่างบูรณาการเพื่อหาแนวทางในการชะลอ หรือ ป้องกันการเสื่อมสภาพของดอกกล้วยไม้ในขั้นตอนต่อไป