Mangrove project

Mangrove genome project

การเปรียบเทียบจีโนมพืชป่าชายเลน

ป่าชายเลนเป็นระบบนิเวศน์ที่สำคัญ เป็นแหล่งอนุบาลสัตว์น้ำ และป้องกันการกัดเซาะชายฝั่ง พืชป่าชายเลนเป็นกลุ่มพืชที่มีการปรับตัวกับสิ่งแวดล้อมชายฝั่งทะเล โดยเฉพาะอย่างยิ่งตลอดช่วงระยะเวลาที่มีเปลี่ยนแปลงระดับน้ำทะเลหลายสิบเมตรในช่วงระยะเวลาล้านปีที่ผ่านมา

การเปลี่ยนแปลงของพื้นที่ชายฝั่งทะเลในช่วงศตวรรษที่ผ่านมาก็มีกิจกรรมของมนุษย์ที่เข้ามาเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมชายฝั่งทะเลเป็นอย่างมาก ทำให้การศึกษาพันธุศาสตร์ประชากรของพืชป่าชายเลนมีความจำเป็นในการเข้าใจการเปลี่ยนแปลงในระดับวิวัฒนาการของพืชป่าชายเลนเป็นอย่างยิ่ง

โครงการวิจัยนี้เป็นความร่วมมือระหว่างคณะนักวิจัยจาก ศูนย์โอมิกส์แห่งชาติ, ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ, สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์แห่งชาติ และกรมทรัพยาการทางทะเลและชายฝั่ง ได้สร้างฐานข้อมูลจีโนม และองค์ความรู้ด้านความหลากหลายทางพันธุกรรมของพรรณไม้ป่าชายเลนในประเทศไทย ในวงศ์โกงกาง จำนวน 10 ชนิด ได้แก่ Bruguiera cylindrica, Bruguiera gymnorrhiza, Bruguiera hainesii, Bruguiera parviflora, Bruguiera sexangula, Ceriops decandra, Ceriops tagal, Ceriops zippeliana, Rhizophora apiculata และ Rhizophora mucronata รวมถึงแผนที่การกระจายตัวของพืชป่าชายเลนทั้ง 10 ชนิดนั้น

โดยองค์ความรู้จากฐานข้อมูลจีโนมพืชป่าชายเลนสามารถต่อยอดสู่การศึกษาเชิงวิวัฒนาการ การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต การเกิดขึ้นของสปีชีส์ใหม่ เช่น พืชวงศ์โกงกางมีบรรพบุรุษร่วมกันเมื่อ 50 ล้านปีก่อน การเปรียบเทียบจีโนมของพืชวงศ์โกงกางยังทำให้ทราบยีนที่ถูกคัดเลือกไว้ทางวิวัฒนาการเพื่อประโยชน์ในการปรับตัวกับสิ่งแวดล้อมทนเค็มอีกด้วย

นอกจากนั้นการศึกษาโครงสร้างประชากรทางพันธุศาสตร์แสดงถึงความหลากหลายทางธรรมชาติของพืชแต่ละชนิด สามารถบ่งชี้การแบ่งแยกโครงสร้างประชากรย่อยในพื้นที่ฝั่งอันดามัน และพื้นที่ฝั่งอ่าวไทย ที่มีแนวเทือกเขาตะนาวศรี/ภูเก็ต และเทือกเขานครศรีธรรมราช เป็นแนวกั้นขวางตามธรรมชาติ โดยพืชวงศ์โกงกางมีขนาดดอกไม้เป็นปัจจัยสำคัญในการกระจายเกสรตัวผู้ ซึ่งเป็นสาเหตุหลักในการแบ่งแยกประชากรย่อยจากแนวกั้นธรรมชาติจนเกิดเป็นสปีชีส์ใหม่ได้ ในขณะที่กิจกรรมของการปลูกป่าทดแทนก็ทำให้โครงสร้างประชากรพันธุศาสตร์ ของพืชบางชนิดที่นิยมใช้ปลูกป่าชายเลนทดแทนเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากจนแทบไม่เหลือโครงสร้างพันธุศาสตร์ประชากรย่อยอีกเลย

ผลผลิต (output)

องค์ความรู้เชิงวิวัฒนาการ การเกิดขึ้นของสปีชีส์ใหม่ และการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างประชากรพันธุศาสตร์พืชป่าชายเลน ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงนั้นๆ ตลอดจนถึงกลไกการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของพืชป่าชายเลน นอกจากนั้นข้อมูลการกระจายตัวของพืชไปจนถึงความหลากหลายทางพันธุกรรมและโครงสร้างพันธุศาสตร์ประชากรของพืชแต่ละชนิดในพื้นที่ต่างๆ ที่มีลักษณะทางกายภาพและภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน ยังทำให้นักวิจัยสามารถเข้าใจปัจจัยสำคัญในการอยู่รอดของพืชและการกระจายตัวของพืชแต่ละชนิด

ผลกระทบ (impact)

องค์ความรู้ทางวิชาการของข้อมูลจีโนมพืชป่าชายเลนทำให้ทราบถึงวิวัฒนาการของพืชป่าชายเลน การคัดเลือกยีนโดยธรรมชาติ และกลไกการทำงานของยีนที่จำเป็นต้องปรับตัวในสิ่งแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เป็นข้อมูลเพื่อการศึกษาและการวิจัย ส่งเสริมความรู้ในการจัดตั้ง สวนพฤกษศาสตร์ป่าชายเลนนานาชาติ ร.๙  ซึ่งเป็นสวนพฤษศาสตร์แห่งแรกของโลกที่รวมรวมพันธุ์ไม้ป่าชายเลนครบทุกชนิดบนโลกนี้ และข้อมูลการกระจายตัวของพืชป่าชายเลนที่มีรายละเอียดในระดับการแบ่งแยกโครงสร้างพันธุศาสตร์ประชากรย่อย ทำให้สามารถเข้าใจถึงการกระจายตัวของพืชแต่ละชนิดในท้องถิ่นต่างๆ ทำให้สามารถออกแบบการปลูกป่าทดแทนเชิงอนุรักษ์ได้

ผลลัพธ์ (outcome)

การอนุรักษ์อย่างยั่งยืน สามารถออกแบบรูปแบบการปลูกป่าทดแทนที่เหมาะสม การคัดเลือกชนิดพันธุ์ไม้จากพืชท้องถิ่นในการปลูกป่าชายเลนทดแทนเชิงอนุรักษ์ ที่สร้างความยั่งยืน

Others R&D