IDENTIFICATION AND GENETIC RELATIONSHIPS AMONG LITCHI CULTIVARS (Litchi chinensis Sonn.) USING ISSR MARKERS AND DNA SEQUENCES OF CHLOROPLAST

Abstract

Litchi (Litchi chinensis Son.) is an economically important fruit crop in Thailand and mainly cultivated in the Northern and Central parts of Thailand. Maejo University has collected litchi cultivars in germplasm collection field at Department of Pomology, Faculty of Agricultural Production. This research aimed to identify and study genetic relationships among 23 litchi cultivars using inter-simple sequence repeat (ISSR) and nucleotide sequences in chloroplast. Of 27 ISSR primers, 24 primers successfully generated DNA fingerprint with 125 DNA bands in total, and DNA size ranged from 300-3,000 bp. Number of polymorphism band was 107 which accounted for 85.6 percent of total number of band. Similarity coefficients among 23 litchi cultivars ranged from 0.542-1.000. Grouping of genetic similarity showed that litchi cultivars were classified into 3 groups, but three cultivar pairs were not genetically different: (1) Kwangjao and Ohia, (2) Samphaokhaeo and Saraekthong, (3) Hong Huai and Samphaothong. Chloroplast nucleotide sequencing revealed one variation in rbcL and three variations in trnL-trnF intergenic spacer region. Pooling DNA sequences from the two regions revealed that dissimilarity coefficient varied from 0.0000-0.0035 and only Jeen Daeng cultivar was genetically different from other cultivars. Consequently, phylogenetic tree analysis showed that Jeen Daeng was on separate clade, whereas, 22 cultivars where on the same clade.

ลิ้นจี่ (Litchi chinensis Sonn.) เป็นไม้ผลที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจชนิดหนึ่งของไทย ซึ่งนิยมปลูกในภาคเหนือและภาคกลาง มหาวิทยาลัยแม่โจ้ได้มีการรวบรวมพันธุ์ลิ้นจี่ไว้ที่แปลงรวบรวมและอนุรักษ์พันธุ์ลิ้นจี่ สาขาไม้ผล คณะผลิตกรรมการเกษตร การทดลองนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อจำแนกพันธุ์และศึกษาความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของลิ้นจี่ 23 พันธุ์ โดยใช้เครื่องหมายโมเลกุลไอเอสเอสอาร์และลำดับนิวคลีโอไทด์ในคลอโรพลาสต์ พบว่าเครื่องหมายไอเอสเอสอาร์ จำนวน 27 ไพรเมอร์ มี 24 ไพรเมอร์ที่สามารถสร้างลายพิมพ์ดีเอ็นเอได้โดยให้แถบดีเอ็นเอทั้งหมด จำนวน 125 แถบ มีขนาดประมาณ 300-3,000 คู่เบส โดยเป็นแถบดีเอ็นเอที่มีพอลิมอฟิซึม จำนวน 107 แถบ คิดเป็น 85.6 เปอร์เซ็นต์ ค่าสัมประสิทธิ์ความเหมือนทางพันธุกรรมของลิ้นจี่ 23 พันธุ์ อยู่ในช่วง 0.542 ถึง 1.000 เมื่อจัดกลุ่มความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมพบว่าลิ้นจี่แบ่งเป็น 3 กลุ่ม แต่ไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างพันธุ์ลิ้นจี่ 3 คู่ ออกจากกัน คือ (1) พันธุ์กวางเจากับโอวเฮียะ (2) พันธุ์สำเภาแก้วกับพันธุ์สาแหรกทอง และ (3) พันธุ์ฮงฮวยกับพันธุ์สำเภาทอง เมื่อศึกษาลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีนในคลอโรพลาสต์พบว่า ลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีน rbcL มีความผันแปรเพียง 1 ตำแหน่ง ลำดับนิวคลีโอไทด์บริเวณระหว่างยีน trnL-trnF มีความผันแปร 3 ตำแหน่ง เมื่อนำลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีน rbcL และบริเวณระหว่างยีน trnL-trnF มาวิเคราะห์ร่วมกัน พบว่าค่าสัมประสิทธิ์ความต่างทางพันธุกรรมระหว่างลิ้นจี่ 23 พันธุ์อยู่ในช่วง 0.0000-0.0035 โดยพันธุ์จีนแดงมีค่าความต่างทางพันธุกรรมจากพันธุ์อื่น ๆ เมื่อสร้างแผนภูมิความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม พันธุ์จีนแดงแยกออกจากลิ้นจี่พันธุ์อื่น ๆ แต่ไม่สามารถแยกพันธุ์ลิ้นจี่อีก 22 พันธุ์ออกจากกันได้