Chromosome Research8
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
รายงานวจิ ยฉบั ับสมบูรณ์ เรื่อง พนธั ุศาสตร์เซลล์ของปลาแมนดาริน(Synchiropus spp.) Cytogenetics of Madarinfish (Synchiropus spp.) หัวหน้าโครงการวจิ ยั นางสาววรรณภา กสิฤกษ์ ผู้ร่วมวจิ ยั นายณฐวั ุฒ ิ เหลองอื ่อน รศ. ดร.อลงกลด แทนออมทอง ได้รับทุนสนับสนุนการวจิ ยจากงบประมาณแผั ่นดนผิ ่านมหาวทยาลิ ยบั ูรพา ประจาปํ ีงบประมาณ 2556 สถาบันวทยาศาสตริ ์ทางทะเล มหาวทยาลิ ยบั ูรพา สิงหาคม 2557 กตติ กรรมประกาศิ รายงานวจิ ยฉบั บนั ้ีไดร้ ับการจดสรรงบประมาณสนั บสนั ุนการวิจยั ทุนอุดหนุนการวิจยงบประมาณั เงินรายได ้ (เงินอุดหนุนรัฐบาล) มหาวิทยาลยบั ูรพา ประจาปํ ี 2556 ซ่ึงผวู้ ิจยใครั ่ขอขอบพระคุณอยางมาก่ ขอขอบพระคุณผอู้ านวยการํ และ เจาหน้ าท้ ี่ สถาบนวั ทยาศาสตริ ์ทางทะเลทุกท่านที่ช่วยอานวยํ ความสะดวกในการเขามาท้ างานวํ ิจยั และอนุเคราะห์การใชสถานท้ ี่และเครื่องมือในการทางานวํ ิจยั ขอขอบคุณคณะนิสิตนกศั ึกษาคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลยขอนแกั ่นที่ใหความร้ ่วมมือช่วยเหลือ ในการทางานวํ ิจยนั ้ีเป็นอยางด่ ี คุณประโยชนท์ ี่มีในรายงานการวิจยฉบั บนั ้ี ผวู้ ิจยขอมอบเปั ็นกตเวทิตาแก่บิดา มารดา บูรพาจารย์ และผมู้ ีพระคุณทุกๆ ท่าน รวมท้งมหาวั ิทยาลยบั ูรพา และมหาวิทยาลยขอนแกั ่น คณะผทู้ างานวํ จิ ยั วรรณภา กสิฤกษ ์ ณฐวั ฒุ ิ เหลืองอ่อน อลงกลด แทนออมทอง สิงหาคม 2557 ก พนธั ุศาสตร์เซลล์ของปลาแมนดาริน(Synchiropus spp.) บทคดยั ่อ การศึกษาพนธั ุศาสตร์เซลลของปลาในวงศ์ ปลาแมนดาร์ ิน (วงศ์ Callionymidae) 3 ชนิด ไดแก้ ่ ปลาแมนดารินเขียว (Synchiropus splendidus) ปลาแมนดารินจุด (S. picturatus) และปลาสกูตเตอร์ (S. ocellatus) เตรียมโครโมโซมจากไตดวยว้ ิธีการบดขย้ีเซลล ์ และการเพาะเล้ียงเซลลเม์ ดเล็ ือดขาวทาการํ ยอมส้ ีโครโมโซมแบบธรรมดาและแถบสีแบบนอร์ ผลการศึกษาพบวาจ่ านวนโครโมโซมดํ ิพลอยดของปลา์ แมนดารินเขียวในเพศผเทู้ ่ากบั 39 แท่ง และในเพศเมีย 40 แท่ง ส่วนปลาแมนดารินจุด และปลาสกูตเตอร์มี ท้งในเพศผั ูและเพศเม้ ียเท่ากนคั ือ 40 แท่ง ปลาท้งสามชนั ิดมีจานวนโครโมโซมพํ ้ืนฐานเท่ากบั 40 โดย t t สามารถจดสั ูตรคาริโอไทป์ ไดด้ งนั ้ี ปลาแมนดารินเขียวเพศผ ู้ 2n (39) = L 8 + M 28 +X1X2Y เพศเมีย 2n (40) = t t t t t t t L 8 + M 28 +X1X1X2X2 ปลาแมนดารินจุด 2n (40) = L 14 + M 24 + S 2 และปลาสกตเตอรู ์ 2n (40) = L 16 + M 18 + t S 6 ปลาแมนดารินเขียวมีการกาหนดเพศระบบํ X1X1X2X2/X1X2Y สาหรํ ับปลาแมนดารินจุดและปลาสกตเตอรู ์ ตรวจไม่พบความแตกต่างของของคาริโอไทป์ ระหว่างปลาเพศผและเพศเมู้ ียการยอมแถบส้ ีแบบนอร์พบนอร์ 3 ตาแหนํ ่งในปลาแมนดารินเขียว สาหรํ ับปลาแมนดารินจุดและปลาสกตเตอรู ์พบตาแหนํ ่งนอร์ 2 ตาแหนํ ่ง จาก ขอม้ ูลเบ้ืองตนน้ ามาสรํ ้างแบบจาลองสมมตํ ิฐานสายวิวฒนาการของโครโมโซมั ทาใหํ ้สันนิษฐานไดว้ ่าปลา แมนดารินท้งั 3 ชนิดที่ศึกษาในคร้ังน้ีมาจากบรรพบุรุษร่วมที่มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยดเท์ ่ากบั 48 แท่ง มี จานวนโครโมโซมพํ ้ืนฐานเท่ากบั 48 และเป็นโครโมโซมชนิดเทโลเซนทริกท้งหมดั คาสํ าคํ ญั : ปลาแมนดารินวงศ ์ Callionymidae, โครโมโซม, คาริโอไทป์ ข Cytogenetics of Madarinfish (Synchiropus spp.) ABSTRACT Cytogenetics of three species of the some fishes (family Callionymidae) was studied such as Mandarin fish (Synchiropus splendidus), Picturesque dragonet (S. picturatus) and Ocellated dragonet (S. ocellatus). Chromosomes from kidney tissue and T-lymphocyte cell culture were prepared by breaking cell and followed by conventional staining and NOR-banding techniques. The result showed that diploid chromosome number (2n) of Mandarin fish as 39 in male and 40 in female, both male and female of Picturesque dragonet and Ocellated dragonet as 40 in equal. There were 40 fundamental numbers (NF) or chromosome arms in all species. The karyotypic formula of fishes can be shown as following: S. splendidus t t t t t 2n (39) = L 8 + M 28 +X1X2Y in male, 2n (40) = L 8 + M 28 +X1X1X2X2 in female, S. picturatus 2n (40) = L 14 + t t t t t M 24 + S 2 and S. ocellatus 2n (40) = L 16 + M 18 + S 6. The present discovery knowledge, the sex-chromosome system of S. splendidus was X1X1X2X2/X1X2Y system, in which the X1, X2 and Y classified as large telocentric, medium telocentric and large metacentric chromosomes, respectively. No strange size chromosomes related to sex was observed in S. picturatusand S. ocellatus. The results showed that there were 3 positions of NORs in S. splendidus while S. picturatus and S. splendidus showed 2 positions with NORs. As a consequence the data above can be used to simulate the evolution hypothesis. The three fish species apparently evolved from a common ancestor of 48 telocentric chromosomes (NF = 48). Key Words: Family Calloionymidae, chromosome, karyotype ค สารบัญ เรื่อง หน้า บทคดยั อ่ ก สารบญั ค สารบญภาพั จ สารบญตารางั ช บทที่ 1 บทนาํ 1.1 ความสาคํ ญและทั ี่มาของปัญหาที่ทาการวํ ิจยั 1 1.2 วตถั ุประสงคของโครงการว์ ิจยั 2 1.3 ขอบเขตของโครงการวิจยั 2 บทที่ 2 ตรวจสอบเอกสารงานวิจยั 2.1 การศึกษาพนธั ุศาสตร์เซลล ์ 3 2.2 อนุกรมวิธาน สัณฐานวิทยา และชนิดพนธั ุ์ของปลาวงศปลาแมนดาร์ ิน 4 2.3 การยอมแถบส้ ีบนโครโมโซม 4 2.4 การกาหนดเพศในปลาํ 7 2.5 รายงานการศึกษาพนธั ุศาสตร์เซลลของปลาวงศ์ Calloonymidae์ 10 บทที่ 3วิธีการวิจยั 3.1 การเกบต็ วอยั าง่ 11 3.2 การเตรียมโครโมโซม 11 3.3การเตรียมสไลดโครโมโซม์ และการยอมส้ ีโครโมโซม 13 3.4 การตรวจสอบโครโมโซม การจดคารั ิโอไทป์ และอิดิโอแกรมมาตรฐาน 13 บทที่ 4ผลการวิจยั 4.1 ปลาแมนดารินเขียว (Synchiropussplendidus) 16 4.2 ปลาแมนดารินจุด (Synchiropuspicturatus) 23 4.3 ปลาสกตเตอรู ์ (Synchiropusocellatus) 29 บทที่ 5สรุปและวิจารณ์ผลการวิจยั 5.1 สรุปผลการวิจยั 35 5.2 วิจารณ์ผลการวิจยั 36 ง สารบัญ (ต่อ) เรื่อง หน้า เอกสารอางอ้ ิง 40 ภาคผนวก 42 จ สารบัญภาพ ภาพท ี่ หน้า ภาพที่ 4.1 ลกษณะปลาแมนดารั ินเขียว (Mandarin fish, Synchiropussplendidus)สเกลบาร์ 3 เซนติเมตร 17 ภาพที่ 4.2 เซลลเมทาเฟสโครโมโซม์ (ภาพบน) และคาริโอไทป์ (ภาพล่าง) ของปลา แมนดารินเขียว (Synchiropussplendidus)เพศผ ู้มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยดเท์ ่ากบั 39 แท่ง ดวยว้ ิธีการยอมส้ ีแบบธรรมดา (สเกลบาร์ 10 ไมโครเมตร) 18 ภาพที่ 4.3เซลลเมทาเฟสโครโมโซม์ (ภาพบน) และคาริโอไทป์ (ภาพล่าง) ของปลา แมนดารินเขียว (Synchiropussplendidus)เพศเมีย มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยด ์ เท่ากบั 40 แท่ง ดวยว้ ิธีการยอมส้ ีแบบธรรมดา (สเกลบาร์ 10 ไมโครเมตร) 19 ภาพที่ 4.4 เซลลเมทาเฟสโครโมโซมของปลาแมนดาร์ ินเขียว (Synchiropussplendidus)เพศผ ู้ มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยด39์ แท่ง (ภาพบน) และเพศเมียมีจานวนโครโมโซมํ ดิพลอยด40์ แท่ง (ภาพล่าง) ดวยว้ ิธีการยอมแถบส้ ีแบบนอร์ (สเกลบาร์ 10 ไมโครเมตร) 20 ภาพที่ 4.5อิดิโอแกรมของปลาแมนดารินเขียว (Synchiropussplendidus) มีระบบการกาหนดเพศํ แบบ X1X1X2X2/X1X2Yเพศผมู้ ีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยด39์ แท่ง และเพศเมีย มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยด40์ แท่ง ดวยว้ ิธีการยอมส้ ีแบบธรรมดา 21 ภาพที่ 4.6 ลกษณะปลาแมนดารั ินจุด (Picturesque dragonet, Synchiropuspicturatus)สเกลบาร์ 3 เซนติเมตร 23 ภาพที่ 4.7เซลลเมทาเฟสโครโมโซม์ (ภาพบน) และคาริโอไทป์ (ภาพล่าง) ของปลาแมนดารินจุด (Synchiropuspicturatus)เพศผ ู้มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยดเท์ ่ากบั 40 แท่ง ดวยว้ ิธีการ ยอมส้ ีแบบธรรมดา (สเกลบาร์ 10 ไมโครเมตร) 24 ภาพที่ 4.8เซลลเมทาเฟสโครโมโซม์ (ภาพบน) และคาริโอไทป์ (ภาพล่าง) ของปลาแมนดารินจุด (Synchiropuspicturatus)เพศเมีย มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยดเท์ ่ากบั 40 แท่ง ดวย้ วิธีการยอมส้ ีแบบธรรมดา (สเกลบาร์ 10 ไมโครเมตร) 25 ภาพท่ี 4.9 เซลลเมทาเฟสโครโมโซมของปลาแมนดาร์ ินจุด (Synchiropuspicturatus)เพศผ ู้ (ภาพบน) และเพศเมีย (ภาพล่าง)มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยดเท์ ่ากบั 40 แท่ง ดวย้ วิธีการยอมแถบส้ ีแบบนอร์ (สเกลบาร์ 10 ไมโครเมตร) 26 ฉ สารบัญภาพ(ต่อ) ภาพท ี่ หน้า ภาพที่ 4.10 อิดิโอแกรมของปลาแมนดารินจุด (Synchiropuspicturatus) มีจานวนโครโมโซมํ ดิพลอยดเท์ ่ากบั 40 แท่ง ดวยว้ ิธีการยอมส้ ีแบบธรรมดา 27 ภาพที่ 4.11 ลกษณะปลาสกั ตเตอรู ์ (Ocellated dragonet, Synchiropusocellatus)สเกลบาร์ 1 เซนติเมตร 29 ภาพที่ 4.12เซลลเมทาเฟสโครโมโซม์ (ภาพบน) และคาริโอไทป์ (ภาพล่าง) ของปลาสกตเตอรู ์ (Synchiropusocellatus)เพศผ ู้มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยดเท์ ่ากบั 40 แท่ง ดวย้ วิธีการยอมส้ ีแบบธรรมดา (สเกลบาร์ 10 ไมโครเมตร) 30 ภาพที่ 4.13เซลลเมทาเฟสโครโมโซม์ (ภาพบน) และคาริโอไทป์ (ภาพล่าง) ของปลาสกตเตอรู ์ (Synchiropusocellatus)เพศเมีย มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยดเท์ ่ากบั 40 แท่ง ดวย้ วิธีการยอมส้ ีแบบธรรมดา (สเกลบาร์ 10 ไมโครเมตร) 31 ภาพที่ 4.14 เซลลเมทาเฟสโครโมโซมของปลาสก์ ตเตอรู ์ (Synchiropusocellatus)เพศผ ู้(ภาพบน) และเพศเมีย (ภาพล่าง)มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยดเท์ ่ากบั 40 แท่ง ดวยว้ ิธีการยอม้ แถบสีแบบนอร์(สเกลบาร์ 10 ไมโครเมตร) 32 ภาพที่ 4.15 อิดิโอแกรมของปลาสกตเตอรู ์ (Synchiropusocellatus) มีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยด ์ เท่ากบั 40 แท่ง ดวยว้ ิธีการยอมส้ ีแบบธรรมดา 33 ช สารบัญตาราง ตารางท ี่ หน้า ตารางที่ 2.1รายงานการศึกษาพนธั ุศาสตร์เซลลของวงศ์ ปลาแมนดาร์ ิน (Callionymidae) 10 ตารางที่ 4.1 คาเฉล่ ี่ยความยาวของแขนโครโมโซมขางส้ ้นั (short arm; Ls), ความยาวของแขน โครโมโซมขางยาว้ (long arm; Ll), ความยาวท้งหมดของโครโมโซมแตั ่ละคู ่ (total length; LT), คา่ relative length (RL), คา่ centromeric index (CI), คาเบ่ ี่ยงเบน มาตรฐาน (standard deviation, SD) ของคา่ RL, CI ขนาดและชนิดของโครโมโซม แต่ละแท่งจากเซลลระยะเมทาเฟส์ ของปลาแมนดารินเขียว (Synchiropussplendidus) เพศผและเพศเมู้ ียจานวนํ 20 เซลลม์ ีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยดเท์ ่ากบั 39 แท่งใน เพศผ ู้และ 40 แท่งในเพศเมีย 22 ตารางที่ 4.2 คาเฉล่ ี่ยความยาวของแขนโครโมโซมขางส้ ้นั (short arm; Ls), ความยาวของแขน โครโมโซมขางยาว้ (long arm; Ll), ความยาวท้งหมดของโครโมโซมแตั ่ละคู ่ (total length; LT), คา่ relative length (RL), คา่ centromeric index (CI), คาเบ่ ี่ยงเบน มาตรฐาน (standard deviation, SD) ของคา่ RL, CI ขนาดและชนิดของโครโมโซม แต่ละแท่งจากเซลลระยะเมทาเฟส์ ของปลาแมนดารินจุด (Synchiropuspicturatus) เพศผและเพศเมู้ ียจานวนํ 20 เซลลม์ ีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยดเท์ ่ากบั 40 แท่ง 28 ตารางที่ 4.3 คาเฉล่ ี่ยความยาวของแขนโครโมโซมขางส้ ้นั (short arm; Ls), ความยาวของแขน โครโมโซมขางยาว้ (long arm; Ll), ความยาวท้งหมดของโครโมโซมแตั ่ละคู ่ (total length; LT), คา่ relative length (RL), คา่ centromeric index (CI), คาเบ่ ี่ยงเบน มาตรฐาน (standard deviation, SD) ของคา่ RL, CI ขนาดและชนิดของโครโมโซม แต่ละแท่งจากเซลลระยะเมทาเฟส์ ของปลาสกตเตอรู ์ (Synchiropusocellatus) เพศผ ู้ และเพศเมียจานวนํ 20 เซลลม์ ีจานวนโครโมโซมดํ ิพลอยดเท์ ่ากบั 40 แท่ง 34 ตารางที่ 5.1 ผลการศึกษาลกษณะของคารั ิโอไทป์ ในปลาแมนดาริน (วงศCallionymidae)์ ที่ได ้ จากการศึกษาในคร้ังน้ี เปรียบเทียบกบรายงานการศั