Identification of Thai cassava cultivars using SCAR markers and multiplex PCR

Abstract

บทคัดย่อ มันสำปะหลังเป็นพืชเศรษฐกิจที่มีความสำคัญ และมีการคัดเลือกพันธุ์ปลูกที่มีเปอร์เซ็นต์แป้งสูงเพื่ออุตสาหกรรม แต่พันธุ์ปลูกที่ได้รับการพัฒนาอาจมีลักษณะสัณฐานวิทยาคล้ายคลึงกัน ดังนั้นการจำแนกพันธุ์ปลูกจึงต้องอาศัยบุคลากรที่มีความชำนาญ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาเครื่องหมายโมเลกุลสำหรับระบุพันธุ์ปลูกของมันสำปะหลังไทยจำนวน 16 พันธุ์ปลูกที่ได้จากแหล่งเชื้อพันธุกรรมในศูนย์วิจัยพืชไร่ระยอง โดยนำแถบดีเอ็นเอซึ่งมีความแตกต่างกันในพันธุ์ปลูกต่างๆ ที่ได้จากการทำ HAT-RAPD มาโคลนและหาลำดับนิวคลีโอไทด์ เพื่อออกแบบไพรเมอร์สำหรับ SCAR ที่มีความจำเพาะจำนวน 4 คู่ โดย SCAR marker ที่ได้สามารถใช้จำแนกพันธุ์ปลูกของมันสำปะหลังได้ ดังนี้ (1) 308-bp marker และ 850-bp marker ใช้ระบุอัตลักษณ์ของพันธุ์ปลูกระยอง 60 และห้านาที ตามลำดับ (2) 414-bp marker ใช้ระบุกลุ่มพันธุ์ปลูกระยอง 1 ระยอง 11 ระยอง 90 ระยอง 86-13 ห้วยบง 60 และเกษตรศาสตร์ 50 (3) 273-bp marker ใช้ระบุกลุ่มพันธุ์ปลูกระยอง 3 ระยอง 9 และระยอง 72 และ (4) 414-bp marker และ 273-bp marker ใช้ระบุกลุ่มพันธุ์ปลูกระยอง 5 และห้วยบง 80 นอกจากนี้ ยังได้มีการพัฒนาเทคนิค multiplex PCR ที่เหมาะสมกับการใช้ไพรเมอร์สำหรับ SCAR พร้อมกันทั้ง 4 คู่ในหนึ่งปฏิกิริยา เพื่อให้การตรวจสอบดีเอ็นเอเป้าหมายมีความรวดเร็วและประหยัดยิ่งขึ้น ABSTRACT   Cassava is an important economic crop which has been artificially selected to improve cultivars with high industrial yield of starch. Based on their morphoagronomic descriptors however, several improved cultivars are similar. Hence, accurate identification of each cultivar requires well-trained personnel. This study aimed to establish molecular markers for the identification of 16 Thai cassava cultivars from the germplasm collection in Rayong Field Crops Research Center. HAT-RAPD amplicons which were distinctive among the cultivars were employed for molecular cloning. Based on nucleotide sequences obtained four SCAR primer pairs were designed. SCAR markers were generated and used to differentiate the cultivars as follows: (1) 308-bp marker and 850-bp marker for Rayong 60 and Hanatee, respectively; (2) 414-bp marker for Rayong 1, Rayong 11, Rayong 90, Rayong 86-13, Huay Bong 60 and Kasetsart 50; (3) 273-bp marker for Rayong 3, Rayong 9 and Rayong 72; and (4) 414-bp and 273-bp markers for Rayong 5 and Huay Bong 80. For the procedure to be less time-consuming and more cost-effective, efficient multiplex PCR with optimal conditions was developed to incorporate all four pairs of SCAR primers in a single PCR reaction.