ดอกทานตะวันของ Van Gogh คือดอกไม้กลายพันธุ์

By: terminus
Writer
on Sat, 31/03/2012 - 01:07

ภาพสีน้ำมันภาพหนึ่งของ Vincent van Gogh จิตรกรชื่อดัง เป็นรูปของดอกทานตะวันที่มีหน้าตากลมๆ คล้ายกับดอกเบญจมาศ ดอกทานตะวันนี้เป็นลักษณะที่ค่อนข้างหาได้ยากของดอกทานตะวัน นักวิทยาศาสตร์เรียกลักษณะแบบนี้ว่า "double-flowered"

สาเหตุที่มันได้ชื่อนี้ต้องอธิบายถึงโครงสร้างของดอกทานตะวันก่อนว่า ความจริงแล้วดอกทานตะวันที่เราเห็นเป็นดอกไม้หน้ากลมแบนใหญ่ๆ นั้น มันคือ "ช่อดอก 1 ช่อ" ถ้าเข้าไปดูใกล้ๆ จะเห็นว่าเม็ดเล็กๆ ที่เรียงตรงกลางดอกทานตะวันนั้นคือดอกไม้เดี่ยวดอกเล็กๆ รูปร่างคล้ายท่อ เรียกว่า "disc floret" ส่วนสิ่งที่ดูเหมือนกลีบดอกสีเหลือง-ส้ม-แดง แท้จริงแล้วมันคือกลีบดอกของดอกเดี่ยวอีกประเภทที่เรียกว่า "ray floret" ซึ่งก็มีหน้าตาคล้าย disc floret นั่นแหละแต่มีกลีบดอกขยายโตแบบเกินหน้าเกินตาชาวบ้าน (นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่าดอก ray floret มีวิวัฒนาการขึ้นมาเพื่อล่อแมลงผสมเกสร)

ดังนั้นชื่อ double-flowered ก็หมายถึงดอกทานตะวันที่กลีบดอกของ disc floret ขยายใหญ่โตเหมือนกลีบของ ray floret นั่นเอง

ลักษณะดอกของทานตะวันแบบต่างๆ (เรียงจากซ้ายไปขวา) ดอกปกติ, ดอก double-flowered, ดอก tubular-rayed

ทีมวิจัยที่นำโดย John Burke of แห่ง University of Georgia ศึกษาพันธุกรรมของดอกทานตะวันที่มีรูปร่างหน้าตาแตกต่างๆ กันหลายสายพันธุ์ เช่น พันธุ์ Moulin Rouge ที่มีหน้าตาเหมือนดอกทานตะวันทั่วไป, พันธุ์ Teddy Bear ซึ่งเป็น double-flowered แบบสุดๆ จนดอกแทบจะกลมดิ๊ก, พันธุ์ Primrose ซึ่งมีรูปร่างกึ่งๆ เป็นต้น วิธีการโดยหลักก็ผสมข้ามสายพันธุ์ไปมาเพื่อดูว่าลักษณะใดเป็นลักษณะเด่นข่มลักษณะใดบ้าง และเทียบกับข้อมูลรหัสพันธุกรรมว่าความแตกต่างตรงจุดไหนที่ทำให้เกิดลักษณะต่างๆ โดยเฉพาะดอก double-flowered

ในที่สุด พวกเขาก็ค้นพบว่าลักษณะดอก double-flowered เป็นลักษณะด้อยที่เกิดจากการกลายพันธุ์ในยีน HaCYC2c

ยีน HaCYC2c มีหน้าที่เกี่ยวข้องควบคุมการสร้างกลีบดอกขนาดใหญ่ของ ray floret โดยที่ดอกทานตะวันปกติ ยีน HaCYC2c จะเปิดทำงานใน ray floret เท่านั้น แต่ในดอก double-flowered มันทำงานทั้งใน disc floret และ ray floret

คนปลูกดอกไม้ขายคงสังเกตพบลักษณะ double-flowered ของดอกทานตะวันมานานแล้ว และก็รู้ว่าเป็นลักษณะที่หายาก นานๆ จะโผล่ขึ้นมาที (van Gogh ก็คงไปซื้อมาจากร้านดอกไม้ที่ไหนสักแห่ง) แถมมันยังเพาะพันธุ์ได้น้อยจนถึงแทบไม่ได้เลย เนื่องจากดอก ray floret เป็นหมัน และดอก disc floret ที่มีหน้าตาแบบ ray floret ก็มักเป็นหมันเหมือนกัน นั่นแปลว่าดอกทานตะวัน double-flowered เป็นหมันแทบจะทั้งช่อ

ไม่รู้สิว่าเมื่อไรเน้อ? ดอกทานตะวันของ Van Gogh จะกลายพันธุ์เป็นดอกไม้น่ารักๆ อย่างในรูปข้างล่างนี้ ฮิฮิ

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน PLoS Genetics doi:10.1371/journal.pgen.1002628

ที่มา - Scientific American


เพิ่มเติมทางเทคนิค (คำเตือน: ตรงนี้ผมแยกไว้เนื่องจากมันอาจจะทำให้เกิดอาการแพ้, หน้ามืด, ปวดหัวในคนที่ไม่ค่อยถนัดพันธุศาสตร์ ผมเองก็เป็นหนึ่งในนั้นเพราะตอนนี้เริ่มปวดหัวแล้ว)

อย่างที่ผมบอกไปว่าดอก double-flowered มักจะเป็นหมันทั้งดอก ดังนั้นนักวิจัยจึงไม่สามารถผสมข้ามดอก double-flowered กับดอก wild type (ในที่นี้ wild type คือ พันธุ์ Moulin Rouge) ปริมาณมากๆ ได้ ทางออกของงานวิจัยนี้เรียกได้ว่าชาญฉลาดมากๆ นั่นคือใช้อีกลักษณะเข้ามาช่วยในการทดลองผสมข้ามพันธุ์

ลักษณะนั้นคือ tubular-rayed ซึ่งเป็นลักษณะที่เรียกได้ว่าตรงกันข้ามกับ double-flowered เลย นั่นคือดอก ray floret มีกลีบดอกที่พัฒนาโตไม่เต็มที่ ส่วนดอก disc floret ปกติ มันจึงติดเมล็ดได้

ตัวลักษณะของ tubular-rayed ถูกควบคุมด้วยยีนด้อย ตรงนี้รู้ได้จากเพราะเมื่อเขาผสมดอกพันธุ์ Primrose ซึ่งมี phenotype แบบกึ่งๆ แล้วรุ่นลูกมันให้ดอกที่เป็นกึ่งๆ กับดอกแบบ tubular-rayed ออกมาในอัตราส่วน 3:1 ดังนั้นเขาจึงรู้ได้ทันทีว่าดอก Primrose จะต้องมี genotype เป็น dbl/tub และดอกแบบ tubular-rayed เป็น tub/tub (สมมติให้ dbl แทนยีนของลักษณะ double-flowered และ tub แทน tubular-rayed)

แผนผังการผสมข้ามสายพันธุ์ที่พิสูจน์ความเป็นยีนเด่นยีนด้อยของ double-flowered เป็นไปดังแผนภาพข้างล่าง (ภาพนี้เอามาจากบทความใน PLoS Genetics เลย)

จากแผนภาพจะเห็นได้ว่า ยีนของลักษณะ wild type (+) ข่มยีน dbl ไม่สมบูรณ์ แต่ทั้ง wild type และ dbl ข่ม tub สมบูรณ์

และการกลายพันธุ์ของ dbl นั้นคาดว่าเกิดจาก insertion ในส่วน promoter ตรงตำแหน่งก่อนจุด transcription ทำให้กระทบต่อการเปิด-ปิดการทำงานของยีน HaCYC2c ดังที่บอกไปข้างต้น

7 Comments

PaPaSEK's picture

นั่งอ่านบทความนี้แล้วหัวเราะอย่างเป็นบ้าอยู่คนเดียว

tontpong's picture

นอกจากจะทำให้เกิดอาการ แพ้/หน้ามืด/ปวดหัว แล้ว
ยังทำให้เปนบ้าได้ด้วย ช่างเปนบทความที่น่ากัวยิ่ง :O

LazarusSP1's picture

ฟาน ก็อกฮ์ อาจทราบถึงความเศร้าโศกของทานตะวันกลายพันธุ์ ที่เป็นหมันเหล่านั้นอยู่แล้วก็ได้นะครับ เขาเลยเลือกที่จะวาดภาพดอกทานตะวันพวกนี้

mementototem's picture

ถึง double flowers จะดูสวยแต่คงไม่เป็นผลดีทางธุรกิจสักเท่าไหร่ พัฒนามาโชว์เพื่อการท่องเที่ยวได้อย่างเดียว

ป.ล. มีโฆษณาแฝงด้วยแฮะ :P