เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January...

13
Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February 2012 Jantorn R, Siriyasatien P, Tawatsin A, Thavara U, Preativatanyou K. Identification of forensically important blowflies in Thailand based on the second internal transcribed spacer region of ribosomal DNA and the NADH dehydrogenase subunit 5 gene. Chula Med J 2012 Jan - Feb; 56(1): 101 - 13 Problem/Background Estimation of postmortem interval (PMI) is essential for supporting justice especially in legal cases. At early stage of death, the PMI can be evaluated using data from physical changes of the corpses. In case of the corpses that have died more than 48 hours, the physical change may be less accurate for prediction. The species identification of blowflies, early found on corpses, as well as the specific developmental stage are required for PMI estimation. However, it is not yet practical for morphological identification. To surpass these problems, DNA- based identification is preferentially applied. เวชศาสตร์ร่วมสมัย การจำแนกชนิดแมลงวันหัวเขียวที ่มีความสำคัญทางนิติกีฏวิทยา ในประเทศไทยโดยอาศัยข้อมูลสารพันธุกรรมบริเวณ second internal transcribed spacer ของ ribosomal DNA และยีน NADH dehydrogenase subunit 5 : * นิสิตปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิทยาศาสตร์การแพทย์ คณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ** ภาควิชาปรสิตวิทยา คณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย *** สถาบัยวิจัยวิทยาศาสตร์สาธารณสุข กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข รัชฎาภรณ์ จันทร* เผด็จ สิริยะเสถียร** อภิวัฏ ธวัชสิน*** อุษาวดี ถาวระ*** กนก พฤฒิวทัญญ**

Transcript of เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January...

Page 1: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February 2012

Jantorn R, Siriyasatien P, Tawatsin A, Thavara U, Preativatanyou K. Identification of

forensically important blowflies in Thailand based on the second internal transcribed

spacer region of ribosomal DNA and the NADH dehydrogenase subunit 5 gene. Chula

Med J 2012 Jan - Feb; 56(1): 101 - 13

Problem/Background Estimation of postmortem interval (PMI) is essential for supporting

justice especially in legal cases. At early stage of death, the PMI

can be evaluated using data from physical changes of the

corpses. In case of the corpses that have died more than

48 hours, the physical change may be less accurate for

prediction. The species identification of blowflies, early found

on corpses, as well as the specific developmental stage are

required for PMI estimation. However, it is not yet practical for

morphological identification. To surpass these problems, DNA-

based identification is preferentially applied.

เวชศาสตรรวมสมย

การจำแนกชนดแมลงวนหวเขยวทมความสำคญทางนตกฏวทยา

ในประเทศไทยโดยอาศยขอมลสารพนธกรรมบรเวณ second

internal transcribed spacer ของ ribosomal DNA

และยน NADH dehydrogenase subunit 5

:

* นสตปรญญาวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวทยาศาสตรการแพทย คณะแพทยศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

** ภาควชาปรสตวทยา คณะแพทยศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

*** สถาบยวจยวทยาศาสตรสาธารณสข กรมวทยาศาสตรการแพทย กระทรวงสาธารณสข

รชฎาภรณ จนทร*

เผดจ สรยะเสถยร** อภวฏ ธวชสน***

อษาวด ถาวระ*** กนก พฤฒวทญญ **

Page 2: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

102 Chula Med Jรชฎาภรณ จนทร และคณะ

Objective To demonstrate the application of the second internal transcribed

spacer (ITS2) region and the NADH dehydrogenase subunit

5 (ND5) gene for differentiation of forensically important blowflies

in Thailand.

Design Descriptive study

Setting Department of Parasitology, Faculty of Medicine, Chulalongkorn

University

Methods Thirty-one samples of blowflies DNA from previous study were

amplified for ITS2 and ND5 regions via PCR technique. Then,

the PCR products were cloned using the pGEM ®-T vector and

transformed into Escherichia coli strain DH5α competent cell.

Three clones were sequenced from each sample. The DNA

sequences were compared with GenBank database. For PCR-

RFLP analysis, the PCR products for ITS2 and ND5 were

separately digested with restriction endonucleases DraI and

VspI for ND5 gene, respectively. Also, phylogenetic tree was

constructed by neighbor-joining method.

Results Sequencing reactions revealed that PCR yielded the ITS2 product

size of approximately 400 bp and the ND5 product size of

437 bp. Results from PCR-RFLP analysis could separate blowflies

into 4 patterns. Additionally, sequence analysis showed no

significant intraspecific divergence in the same species.

Phylogenetic analysis by neighbor-joining (NJ) method indicated

the close relationship among them.

Conclusions These molecular methods serve as the promising tools for

molecular identification of these common blowfly species

especially in case of morphological difficulties.

Keywords Blow flies, ITS2, ND5, PCR-RFLP.

Reprint request : Preativatanyou K. Department of Parasitology, Faculty of Medicine,

Chulalongkorn University, Bangkok 10330, Thailand.

Received for publication. May 5, 2011.

:

:

:

:

:

:

:

Page 3: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

103Vol. 56 No. 1

January - February 2012

การจำแนกชนดแมลงวนหวเขยวทมความสำคญทางนตกฏวทยาในประเทศไทยโดยอาศย

ขอมลสารพนธกรรมบรเวณ second internal transcribed spacer ของ ribosomal DNA

และยน NADH dehydrogenase subunit 5

รชฎาภรณ จนทร, เผดจ สรยะเสถยร, อภวฏ ธวชสน, อษาวด ถาวระ, กนก พฤฒวทญญ.

การจำแนกชนดแมลงวนหวเขยวทมความสำคญทางนตกฏวทยาในประเทศไทยโดยอาศย

ขอมลสารพนธกรรมบรเวณ second internal transcribed spacer ของ ribosomal DNA

และยน NADH dehydrogenase subunit 5. จฬาลงกรณเวชสาร 2555 ม.ค. - ก.พ.; 56(1):

101 - 13

บทนำ การประมาณเวลาตายของศพมความจำเปนอยางยงในการหาขอเทจจรง

เพอใหความเปนธรรมใหแกผเสยชวต การประมาณเวลาตายในระยะแรก

นนสามารถใชขอมลจากการเปลยนแปลงทางกายภาพของศพ แตในกรณ

ท ศพเสยชวตมานานกวา 48 ช วโมงแลว การอาศยการเปล ยนแปลง

ทางกายภาพของศพจะมความแมนยำนอยลง แมลงวนหวเขยวเปนสงม

ชวตกลมแรกทเขาไปตอมศพ ดงนนการระบชนดของหนอนแมลงวนและ

ระยะการเจรญไดอยางถกตองสามารถนำมาใชในการประมาณเวลาตายได

อยางไรกตาม การจำแนกชนดแมลงวนโดยอาศยขอมลทางสณฐานวทยา

ยงไมเปนทนยมในทางปฏบต การจำแนกชนดโดยอาศยขอมลสารพนธกรรม

ดเอนเอจงเปนทางเลอกหนงทสามารถใชเพอแก ปญหาดงกลาว

วตถประสงค ศกษาลำดบนวคลโอไทดของดเอนเอบรเวณ second internal transcribed

spacer (ITS2) และยน NADH dehydrogenase subunit 5 (ND5) เพอ

การจำแนกชนดของแมลงวนหวเขยวทสำคญในประเทศไทย

รปแบบการศกษา การศกษาเชงพรรณนา

สถานททำการศกษา ภาควชาปรสตวทยา คณะแพทยศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

วธการศกษา ทำการเพมจำนวนดเอนเอในบรเวณ ITS2 และยน ND5 จากดเอนเอตนแบบ

ของแมลงวนหวเขยวจำนวน 31 ตวอยางโดยเทคนคพซอาร จากนนทำการ

เชอมตอผลผลตทไดจากขนตอนพซอารเขากบดเอนเอพาหะ pGEM®-T

และถายโอนเขาสคอมพเทนตเซลล Escherichia coli สายพนธ DH5αเพอหาลำดบนวคลโอไทดตวอยางละ 3 โคลน ลำดบนวคลโอไทดทไดจะถก

เปรยบเทยบกบฐานขอมล GenBank นอกจากนยงทำการศกษาดวย

เทคนค PCR-RFLP โดยอาศยเอนไซมตดจำเพาะ DraI สำหรบผลผลต

พซอารบรเวณ ITS2 และเอนไซมตดจำเพาะ VspI สำหรบบรเวณยน ND5

และทำการวเคราะหแผนภมววฒนาการโดยวธ neighbor-joining

:

:

:

::

Page 4: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

104 Chula Med Jรชฎาภรณ จนทร และคณะ

ผลการวจย ผลการหาลำดบนวคลโอไทดพบวาบรเวณ ITS2 มขนาดประมาณ 400 bp

และสวนของยน ND5 มขนาด 437 bp ผลการวเคราะห PCR-RFLP สามารถ

จำแนกความแตกตางได 4 รปแบบ การวเคราะหลำดบนวคลโอไทดของ

แมลงวนหวเขยวไมพบความแตกตางภายในชนดเดยวกนอยางมนยสำคญ

และจากการวเคราะหสายสมพนธทางววฒนาการดวยวธ neighbor-joining

แสดงใหเหนความสมพนธใกลชดทางสายววฒนาการระหวางชนดแมลงวน

สรป วธการทางอณชววทยาสามารถนำมาใชเปนเครองมอในการจำแนกชนด

แมลงวนหวเขยวไดอยางมประสทธภาพ แมนยำ โดยเฉพาะในกรณทไม

สามารถจำแนกดวยลกษณะทางสณฐานวทยา

คำสำคญ แมลงวนหวเขยว, ITS2, ND5, PCR-RFLP.

:

:

:

Page 5: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

105Vol. 56 No. 1

January - February 2012

การจำแนกชนดแมลงวนหวเขยวทมความสำคญทางนตกฏวทยาในประเทศไทยโดยอาศย

ขอมลสารพนธกรรมบรเวณ second internal transcribed spacer ของ ribosomal DNA

และยน NADH dehydrogenase subunit 5

วตถประสงคทสำคญประการหนงของการชนสตร

พลกศพทกำหนดไวในกฎหมายกคอ การระบเวลาตาย

ดงน นการหาหลกฐานมาสนบสนนเพ อประมาณระยะ

เวลาหลงการตาย (postmortem interval, PMI) มความ

สำคญมากสำหร บแพทยและบคลากรทางนต เวช (1)

การประมาณระยะเวลาหลงการตายสวนใหญจะอาศย

การเปลยนแปลงทเกดขนกบศพ เชน การเกรงตวของ

กลามเนอบรเวณขอตาง ๆ การตกตะกอนของเมดเลอด

ในหลอดเลอดฝอย อณหภมของศพ การเปลยนแปลง

ทางชวเคมของนำในลกนยนตา เปนตน การเปลยนแปลง

ทเกดขนดงกลาวมหลายปจจยทเกยวของ(2) ซงอาจใหผล

ทถกตองนอยลงเมอระยะเวลาหลงการตายเพมขน

นตกฏวทยา (Forensic Entomology) เปนอก

สาขาทใชขอมลทางชววทยาของแมลงมาใช เพอตอบ

ปญหาทางกฎหมายโดยมบทบาทในการพสจนทางคดอาญา

คอ การระบระยะเวลาหลงการตาย ซงในตางประเทศนน

มการศกษากนอยางกวางขวาง สวนในประเทศไทยยงม

ไมมากนก มเพยงไมกคดเทานนทมการบนทกวาใชแมลง

ในการสบสวน เปนการศกษาชนดแมลงทพบจากซากศพ

ชนดของแมลงเหลานนเปนขอบงชระยะเวลาการตายของ

ศพได เนองจากกระบวนการเนาเปอยของศพจะมการ

เปลยนแปลงทงทางเคม ชวภาพ และกายภาพ(3 - 5) ซงจะ

ดงดดสตวขาปลอง (arthropod) และโดยเฉพาะแมลง

ซงเปนสงมชวตกลมแรกทเขาถงศพเรวทสดภายในไมก

นาท(6) ในกระบวนเนาเปอยแตละระยะจะปลอยกลนทจะ

ดงดดสงมชวตบางชนด โดยเฉพาะแมลงวนหวเขยวจะเขา

ถงศพในเวลาอนรวดเรวเปนจำนวนมาก

การจำแนกชนดของแมลงวนทพบบนศพไดอยาง

ถกตอง ถอวาเปนขนตอนสำคญของนกนตกฏวทยาใน

การประมาณระยะเวลาหลงการตาย แตการจำแนกชนด

โดยวธทางสณฐานวทยากระทำไดยากในแมลงวนทเจรญ

เตบโตไมเตมท เนองจากมลกษณะรปรางทเหมอนกน

หรอแมลงตวอยางอยในสภาพไมสมบรณเพยงพอทจะ

สามารถจำแนกได นอกจากนยงขาดผเช ยวชาญทจะ

สามารถจำแนกตวออนวาเปนแมลงชนดใด ประกอบกบ

ความกาวหนาในงานวจยดานพนธวศวกรรรม ทำใหการ

จำแนกชนดแมลงโดยอาศยขอมลสารพนธกรรมดเอนเอ

จงเปนอกทางเลอกทนยมเพอแกไขปญหาดงกลาว(7)

งานวจยครงนเปนการศกษาลำดบนวคลโอไทด

ของดเอนเอบรเวณ second internal transcribed spacer

(ITS2) ของยน ribosomal RNA (rRNA gene, rDNA)

และยน NADH dehydrogenase subunit 5 (ND5) โดย

อาศยเทคนค Polymerase Chain Reaction-Restriction

Fragment Length Polymorphism (PCR-RFLP) รวมกบ

การวเคราะหสายสมพนธทางววฒนาการ (phylogenetic

tree) เพอการจำแนกชนดของแมลงวนหวเขยวทสำคญใน

ประเทศไทย

วธการศกษา

การศกษาวจยครงนเปนการศกษาเชงพรรณนา

ในงานวจยนไดใชตวอยางดเอนเอของแมลงวนหวเขยว

บรเวณตาง ๆ ในประเทศไทย คอ กรงเทพมหานคร

พษณโลก เชยงใหม ตาก และชมพร จำนวน 31 ตวอยาง

จากงานวจยกอนหนาน (9)

การเพมจำนวนดเอนเอดวยเทคนค Polymerase Chain

Reaction (PCR)

เปนขนตอนการเพมปรมาณดเอนเออยางจำเพาะ

ซงในการศกษาครงน ใชไพรเมอร 2 ชด โดยชดท 1 ม

ความเฉพาะเจาะจงกบปลาย 3’ ของ 5.8S rRNA gene

และ 5’ ของ 28S rRNA gene เพ อครอบคลมลำดบ

นวคลโอไทดบรเวณ second internal transcribed spacer

(ITS2) ของ rRNA gene(10) สวนชดท 2 ครอบคลมลำดบ

นวคลโอไทดบางสวนของยน NADH dehydrogenase

subunit 5 (ND5) ของ mtDNA (11) (ตารางท 1)

ปฏกรยา PCR ประกอบดวย 10X Taq buffer

ปรมาณ 2 μl, 2 mM dNTP ปรมาณ 2 μl, 25mM MgCl2

ปรมาณ 2 μl, 10 mM forward และ reverse primer, Taq

DNA polymerase; Invitrogen® (5U/μl) ปรมาณ 0.2 μl,

DNA template (200 ng/μl) ปรมาณ 1 μl และเตม

Page 6: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

106 Chula Med Jรชฎาภรณ จนทร และคณะ

ddH2O จนไดปรมาตรรวม 20 μl สำหรบกระบวนการ

PCR เรมท DNA denaturation step เปนเวลา 5 นาท

ตามดวย 35 รอบของ denaturation step เปนเวลา 45

วนาท annealing step เปนเวลา 45 วนาท และ extension

step 45 วนาท และจบดวย final extension step

เปนเวลา 10 นาท โดยใชเครอง GeneAmp 2400 PCR

Thermal Cycler (Applied Biosystems®, USA) และทำ

การตรวจสอบขนาดดเอนเอทไดจากเทคนคพซอารดวย

1% agarose gel electrophoresis

การสรางพลาสมดดเอนเอลกผสมและถายโอนเขาส

แบคทเรย

นำผลผลตพซ อาร ท บร ส ทธ มาเช อมตอกบ

ดเอนเอพาหะชนด pGEM®-T easy (Promega, USA)

โดยใช Rapid DNA ligation kit (Promega) โดยทำตาม

ข นตอนท บร ษทผ ผลตแนะนำ และทำการถายโอน

(transform) พลาสมดดเอนเอลกผสมทไดจากปฏกรยา

เชอมตอเขาสอลตราคอมพเทนตเซลล Escherichia coli

สายพนธ DH5α และเล ยงเซลลท ผ านการถายโอน

พลาสมดดเอนเอลกผสมบนจานเพาะเชอทประกอบดวย

Luria-Bertani (LB) agar, 100 μg/mL ampicillin,

100 mM IPTG และ 50 μg/mL X-Gal (blue/white

screening) บมจานเพาะเชอท 37 OC เปนเวลา 16 ชวโมง

การตดตามโคโลนดเอนเอสายผสม (positive clone

selection)

ใชเทคนค colony PCR ในการตรวจสอบ

พลาสมดดเอนเอลกผสมวามช นดเอนเอท สนใจดวย

primer ทจำเพาะตอบรเวณ ITS2 และสวนของยน ND5

ดงกลาว โดยเขยเชอทไดโดยเลอกเฉพาะโคโลนทมสขาว

เพอเปนตนแบบของปฏกรยา PCR แทน DNA template

และใชกระบวนการ PCR ตามทกลาวมากอนหนา จากนน

ตรวจสอบขนาดของผลผลตทไดดวย 1% agarose gel

electrophoresis นำโคลนทผานการตรวจสอบแลววา

มช นสวนยนท สนใจมาเล ยงในอาหารเหลว LB ท ม

ampicillin 100 μg/ml บมท 37OC, 200 รอบตอนาท

เปนเวลา 16 ชวโมง จากนนทำการสกดพลาสมดดเอนเอ

ลกผสมดวยชดสกดพลาสมดดเอนเอ QIA Spin Miniprep

Kit (QIAGEN)

การหาลำดบนวคลโอไทดและการวเคราะหผล

ทำการหาลำดบนวคลโอไทดบรเวณดเอนเอท

สนใจในพลาสมดดเอนเอลกผสมโดยใช ABI PRISM

BigDyeTM Terminator Cycle Sequencing Ready

Reaction Kit (Perkin-Elmer Applied Biosystems

Division, Foster City, CA) โดยใช T7 promotor primer

และ SP6 promotor primer เปนprimer สำหรบการหา

ลำดบนวคลโอไทด ทำการวเคราะหลำดบนวคลโอไทด

ทไดดวยโปรแกรม BioEdit และ ClustalX และเปรยบเทยบ

กบลำดบนวคลโอไทดในฐานขอมล GenBank ดวย

โปรแกรม BLAST N (Basic Local Alignment Search

Tool)

ตารางท 1. แสดงรายละเอยดของไพรเมอร

No. Name Sequences (5' -3' ) Expected Reference

PCR Products

(bp)

1 ITS2 F TGCTTGGACTACATATGGTTGA 400 Song et al., 2008

ITS2 R GTAGTCCCATATGAGTTGAGGTT

2 ND5 (a) CCAAAATATTCWGATCAHCCYTG 437 Zehner et al., 2004

ND5 (r) GGATTAACTGTTTGTTATWCTTT

Page 7: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

107Vol. 56 No. 1

January - February 2012

การจำแนกชนดแมลงวนหวเขยวทมความสำคญทางนตกฏวทยาในประเทศไทยโดยอาศย

ขอมลสารพนธกรรมบรเวณ second internal transcribed spacer ของ ribosomal DNA

และยน NADH dehydrogenase subunit 5

การวเคราะหความหลากหลายดวยเทคนค PCR-RFLP

จำแนกความแตกตางของจำนวนชนและขนาด

ดเอนเอดวยเทคนค PCR-RFLP โดยนำผลผลต PCR ของ

แมลงวนแตละชนดมาทำการตดดวยเอนไซมตดจำเพาะ

DraI สำหรบบรเวณ ITS2 และเอนไซมตดจำเพาะ VspI

สำหรบบรเวณยน ND5 โดยทำตามขนตอนทบรษทผผลต

แนะนำและตรวจสอบดวย 8 % native polyacrylamide

gel electrophoresis (PAGE)

การวเคราะหความสมพนธทางววฒนาการ

(Phylogenetic tree analysis)

นำขอมลลำดบนวคลโอไทดท ผานการเปรยบ

เทยบความเหมอน (multiple alignments) ดวยโปรแกรม

ClustalX มาสรางแผนภมววฒนาการ (phylogenetic tree)

ดวยโปรแกรม MEGA 4.1 (beta 3) แบบ Neighbor-

Joining method โดยทดสอบความนาเชอถอทางสถต

ดวย bootstrap test จำนวน 1,000 รอบ

ผลการวจย

ผลการเพมปรมาณชนยนดวยปฏกรยาพซอาร

(polymerase chain reaction; PCR)

จากการศกษาโดยใชเทคนค PCR ทบรเวณ ITS2

และสวนของยน ND5 ไดผลผลต PCR ทมขนาดประมาณ

400 bp และ 437 bp ตามลำดบ (รปท1A และ รปท 1B)

รปท 1A และ 1B. แสดงผลผลต PCR บรเวณ ITS2 (1A) และ ND5 (1B) จากตวอยางแมลงวนหวเขยวในแตละชนดโดย Lane

L คอ 100 bp DNA Ladder, Lane N คอ negative control และ Lane ท 1-6 คอ ผลผลต PCR บรเวณ

ITS2 ของตวอยางแมลงวนหลงหวเขยวชนด Chrysomya megacephala, Chrysomya bezziana,

Chrysomya rufifacies, Chrysomya albiceps, Lucilia cuprina และ Lucilia sericata ตามลำดบ

(ซงผลผลต PCR มขนาดเทากนจากตวอยางทงหมด 31 ตวอยาง)

1A 1B

ตารางท 2. ขนาดชนดเอนเอทผานการตดดวยเอนไซมตดจำเพาะ

Blowfly species ITS2 digested with DraI ND5 digested with VspI

Chrysomya megacephala Undigested 205, 126, 56, 39 และ 11 bp

Chrysomya bezziana 188 และ 165 bp 313 และ 124 bp

Chrysomya rufifacies 125, 122 และ 65, 63 bp 370 และ 67 bp

Chrysomya albiceps 125, 122 และ 65, 63 bp 370 และ 67 bp

Lucilia cuprina 217, 96, 56 และ 22 bp 244, 126 และ 67 bp

Lucilia sericata 217, 96, 56 และ 22 bp 244, 126 และ 67 bp

Page 8: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

108 Chula Med Jรชฎาภรณ จนทร และคณะ

ผลการวเคราะหความหลากหลายดวยเทคนค PCR-

RFLP

บรเวณ ITS2 ตดดวยเอนไซมตดจำเพาะ DraI

และสวนของยน ND5 ตดดวยเอนไซมตดจำเพาะ VspI

(รปท 2A และ รปท 2B) ตรวจสอบดวย 8 % native

polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE)

ผลวเคราะหลำดบนวคลโอไทดและความสมพนธ

ทางววฒนาการ

นำพลาสมดดเอนเอลกผสมหาลำดบนวคลโอไทด

และทำการเปรยบเทยบลำดบนวคลโอไทดทไดจากการ

ศกษาบรเวณ ITS2 และสวนของยน ND5 กบฐานขอมล

GenBank ทเคยมรายงานไวกอนหนาน (ตารางท 3 และ 4)

ขอมลลำดบนวคลโอไทดบรเวณ ITS2 และสวนของยน

ND5 นำมาสรางแผนภมววฒนาการ (phylogenetic tree)

ดวย Neighbor-Joining method (รปท 3 และรปท 4)

วจารณผล

งานวจยนเปนการศกษาความหลากหลายทาง

สายพนธ ของแมลงวนหวเขยวในประเทศไทย โดยทำ

การศกษาลำดบนวคลโอไทดของดเอนเอในสวน second

internal transcribed spacer (ITS2) ของ rDNA และ

NADH dehydrogenase subunit 5 ของ mtDNA จาก

การเพมปรมาณดเอนเอบรเวณ ITS2 ของแมลงวนหวเขยว

ทง 6 สปชส ดวยเทคนคพซอารใชไพรเมอร ITS2 F และ

ITS2 R(10) ปรากฏแถบดเอนเอตามขนาดทประมาณไวคอ

400 bp ดงรปท 1A ซงยนสวนนสามารถเพมจำนวนได

งายโดยใชเทคนคพซอาร(12) ขนาดของ PCR products

ทไดสอดคลองกบขอมลลำดบนวคลโอไทดบรเวณ ITS2

ของสงมชวตกลมแมลงซงจะมลำดบนวคลโอไทดประมาณ

200 - 400 bp (13) และผลการหาลำดบนวคลโอไทด

บรเวณ ITS2 โดยการโคลนเขาสดเอนเอพาหะ pGEM®-T

easy ยนยนผลการเพมจำนวนดวยเทคนคพซอาร คอ

ใหลำดบนวคลโอไทดตงแต 360 - 391 bp สวนการเพม

ปรมาณดเอนเอของแมลงวนหวเขยวบรเวณสวนของยน

ND5 ปรากฏแถบดเอนเอขนาดประมาณ 440 bp ดง

รปท 1B ซงใกลเคยงกบขอมลลำดบนวคลโอไทดทดลอง

ของ Zehner และคณะ(11) และจากการโคลนเขาสเวกเตอร

pGEM®-T easy และทำการหาลำดบนวคลโอไทดใหผล

ขนาดลำดบนวคลโอไทดเทากนในทกสปชสคอ 437 bp

2A 2B

รปท 2A และ 2B. แสดงรปแบบ PCR-RFLP ของผลผลต PCR บรเวณ ITS2 ทผานการตดดวยเอนไซมDraI (2A) และผลผลต

PCR บรเวณ ND5 ทผานการตดดวยเอนไซม VspI (2B) โดย Lane L1 คอ 100 bp DNA Ladder, Lane L2

คอ 25 bp DNA Ladder และ Lane ท 1-6 คอ ผลผลต PCR บรเวณ ITS2 ทผานการตดดวยเอนไซม

ตดจำเพาะของตวอยางแมลงวนหลงหวเขยวชนด Chrysomya megacephala, Chrysomya bezziana,

Chrysomya rufifacies, Chrysomya albiceps, Lucilia cuprina และ Lucilia sericata ตามลำดบ

Page 9: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

109Vol. 56 No. 1

January - February 2012

การจำแนกชนดแมลงวนหวเขยวทมความสำคญทางนตกฏวทยาในประเทศไทยโดยอาศย

ขอมลสารพนธกรรมบรเวณ second internal transcribed spacer ของ ribosomal DNA

และยน NADH dehydrogenase subunit 5

ตารางท 3. แสดง % identity ของลำดบนวคลโอไทดบรเวณ ITS2 ทไดจากการศกษากบฐานขอมล GenBank

Blowfly species Number of GenBank record or previously published ITS2

specimen Accession number % Identity Reference

Chrysomya megacephala 16 EF560175.1 99% Marinho M.AT., Junqueira

A.C.M. and Azeredo-Espin

A.M.L.,2007

Chrysomya rufifacies 6 EF560177.1 99% Marinho M.AT., Junqueira

A.C.M. and Azeredo-Espin

A.M.L.,2007

Chrysomya albiceps 3 EF560172.1 97% Marinho M.AT., Junqueira

A.C.M. and Azeredo-Espin

A.M.L.,2007

Chrysomya bezziana 1 EF560174.1 83% Marinho M.AT., Junqueira

A.C.M. and Azeredo-Espin

A.M.L.,2007

Lucilia cuprina 4 EF560185.1 99% Marinho M.AT., Junqueira

A.C.M. and Azeredo-Espin

A.M.L.,2007

Lucilia sericata 1 EF560187.1 91% Marinho M.AT., Junqueira

A.C.M. and Azeredo-Espin

A.M.L.,2007

ตารางท 4. แสดง % identity ของลำดบนวคลโอไทดบรเวณยน ND5 ทไดจากการศกษากบฐานขอมล GenBank

Blowfly species Number of GenBank record or previously published ND5

specimen Accession number % Identity Reference

Chrysomya megacephala 16 FJ614869.1 99% Zaidi F. and Chen X.-X., 2009

Chrysomya rufifacies 6 EU661319.1 100% Yang J.B., Wang J.F. and

Chen Y.C.,2008

Chrysomya albiceps 3 EU661319.1 99% Yang J.B., Wang J.F. and

(Chrysomya Chen Y.C.,2008

rufifacies)

Chrysomya bezziana 1 FJ614872.1 99% Zaidi F. and Chen X.-X., 2009

(Hemipyrellia

ligurriens)

Lucilia cuprina 4 FJ614876.1 99% (Lucilia Zaidi F. and Chen X.-X., 2009

sericata)

Lucilia sericata 1 FJ614876.1 98% Zaidi F. and Chen X.-X., 2009

Page 10: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

110 Chula Med Jรชฎาภรณ จนทร และคณะ

การวเคราะหลำดบนวคลโอไทดของแมลงวน

หวเขยวในยน ITS2 และ ND5 ทไดพบวาหากนำมา

ทำนายผลการตดดวยเอนไซมจำเพาะโดยใชโปรแกรม

NEB Cutter พบวาเอนไซม DraI และ VspI ตามลำดบ

จะไดขนาดของชน DNA ตามตารางท 2 และเมอทำการ

ตดยนทง 2 ยนจากแมลงวนหวเขยวทง 6 สปชส และแสดง

รปแบบ RFLP ดงกลาวใน 8 % native polyacrylamide

gel electrophoresis ไดลกษณะดงรปท 2A สำหรบยน

ITS2 ทตดดวยเอนไซม DraI และรปท 2B สำหรบยน ND5

ทตดดวยเอนไซม VspI ตามลำดบ ซงสอดคลองกบผล

การทำนายโดยใชโปรแกรม NEB cutter เทคนค PCR-

RFLP ทเกดจากการเพมจำนวนดเอนเอบรเวณ ITS2 แลว

ตดดวยเอนไซมตดจำเพาะ DraI และการเพ มจำนวน

ดเอนเอสวนของยน ND5 แลวตดดวยเอนไซมตดจำเพาะ

VspI ใหรปแบบทจำเพาะตอแมลวนหวเขยว Chrysomya

megacephala และ Chrysomya bezziana ซงสามารถ

จำแนกแมลงวนหวเขยวทง 2 สปชส จากอก 4 สปชส และ

ใหร ปแบบจำเพาะตอ Chrysomya rufifacies กบ

Chrysomya albiceps (ซงไมสามารถแยก 2 สปชรนโดย

PCR-RFLP ดวยการตดโดยเอนไซมทง 2 ได) และ Lucilia

cuprina กบ Lucilia sericata (ซงไมสามารถแยก 2 สปชร

นโดย PCR-RFLP ดวยการตดโดยเอนไซมทง 2 ได)

รปท 3. แผนภมววฒนาการดวย Neighbor-Joining ของกลมแมลงวนหวเขยวในประเทศไทยจากขอมลลำดบนวคลโอไทด

บรเวณ ITS2

Page 11: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

111Vol. 56 No. 1

January - February 2012

การจำแนกชนดแมลงวนหวเขยวทมความสำคญทางนตกฏวทยาในประเทศไทยโดยอาศย

ขอมลสารพนธกรรมบรเวณ second internal transcribed spacer ของ ribosomal DNA

และยน NADH dehydrogenase subunit 5

การวเคราะหความสมพนธทางวว ฒนาการ

(phylogenetic analysis) ของยน ITS2 (ตารางท 3 และ

รปท 3) พบวาสามารถจำแนกเปน 4 กลมคอ (1) Chrysomya

megacephala, (2)Chrysomya rufifacies และ

Chrysomya albiceps ซงมความใกลชดกนมาก (3)

Chrysomya bezziana และ (4) Lucilia cuprina และ

Lucilia sericata ซงมความใกลชดกนมาก และจากการ

เปรยบเทยบกบขอมลทไดจาก GenBank พบวามความ

เหมอนกนระหวาง 83 - 99% (ตารางท 3) สวนการวเคราะห

ความสมพนธทางววฒนาการ บรเวณสวนของยน ND5

(ตารางท 4 และรปท 4) มลกษณะคลายกบแผนภมใน

สวนของยน ITS2 แตยน ND5 สามารถแยก Lucilia

cuprina และ Lucilia sericata ออกจากกนได จากการ

ศกษาของ Preativatanyou และคณะ(9) โดยใช PCR-

RFLP โดยใชยน cytochrome oxidase (CO) สามารถ

จำแนก Chrysomya megacephala, Chrysomya

rufifacies และ Lucilia cuprina ทสำรวจในประเทศไทย

ออกจากกนไดแตการศกษาดงกลาวไมไดทำการศกษาใน

Chrysomya albiceps, Chrysomya bezziana และ

Lucilia sericata นอกจากนการศกษาของ Preativatanyou

และคณะ(9) ยงพบวาความแตกตางของลำดบนวคลโอไทด

ในสปชสเดยวกน (intraspecies variation) มนอยกวา 1%

ซงสอดคลองกบการศกษาครงน (ไมไดแสดงขอมล) ซงม

ความเปนไปไดมากวาจะสามารถใชเทคนค PCR-RFLP

นในการบงบอกชนดของแมลงวนเบองตนในประเทศไทย

ไดจากการศกษาครงน

รปท 4. แผนภมววฒนาการดวย Neighbor-Joining ของกลมแมลงวนหวเขยวในประเทศไทยจากขอมลลำดบนวคลโอไทด

บรเวณยน ND5

Page 12: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

112 Chula Med Jรชฎาภรณ จนทร และคณะ

สรป

ในงานวจยครงนเปนการนำเสนอขอมลลำดบ

นวคลโอไทดบรเวณยน ITS2 ของ rDNA และ ยนND5

ของ mtDNA ในการแสดงความหลากหลายของแมลงวน

หวเขยวทสำคญทางนตกฏวทยาในประเทศไทย และการ

ใชเทคนค PCR-RFLP ซงสามารถแกปญหาการจำแนก

ชนดของหนอนแมลงวนและแมลงวนตวเตมวยโดยอาศย

ลกษณะทางสณฐานวทยา ซ งเปนวธการท ตองการผ

เช ยวชาญท มประสบการณสง แตการใชเทคนคทาง

อณวทยาซงรวมถง PCR-RFLP เปนวธทรวดเรว แมนยำ

และนยมใชกนอยางกวางขวางในการจำแนกแมลงวนท

มความสำคญทางนตกฏวทยา(9,15,16) อยางไรกตามจาก

การศกษานยงไมสามารถแยกแมลงวนบางสปชสซ งม

ความใกลชดกนออกจากกนไดทงนอาจเนองมาจากความ

ยาวของยนททำการศกษายงไมยาวมากนกจงไมสามารถ

ตดดวยเอมไซมจำเพาะทแยกแมลงวนทมความใกลชดกน

ออกจากกนได

กตตกรรมประกาศ

งานวจยนไดรบการสนบสนนจากทนรชดาภเษก

สมโภช คณะแพทยศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

อางอง

1. Siriyasatien P, Sirisup N. Estimation of post-mortem

interval (PMI) using data from lifecycle of

flies on corpses. Chula Med J 2005 Apr;

49(4): 195-200

2. Micozzi MS. Postmortem Change in Human and

Animal Remains: A Systematic Approach.

Springfield, Illinois: Charles C Thomas, 1991

3. Coe JI, Curran WJ. Definition and time of death.

In: Curran WJ, McGarry AL, Petty CS, eds.

Modern Legal Medicine: Psychiatry and

Forensic Science. Philadelphia: Davis, 1980:

141-64

4. Henssge C, Knight B, Krompecher T, Madea B,

Nokes L. The Estimation of the Time Since

Death in the Early Postmortem Period.

London: Edward Arnold, 1995

5. Van den Oever R. A review of the literature as to

the present possibilities and limitaitions in

estimating the time of death. Med Sci Law

1976 Oct; 16(4): 269-76

6. Erzinclioglu YZ. The application of entomology to

forensic medicine. Med Sci Law 1983 Jan;

23(1): 57-63

7. Amendt J, Krettek R, Zehner R. Forensic

entomology. Naturwissenschaften 2004 Feb;

91(2): 51-65

8. de Azeredo-Espin AM, Lessinger AC. Genetic

approaches for studying myiasis-causing

flies: molecular markers and mitochondrial

genomics. Genetica 2006 Jan;126(1-2):

111-31

9. Preativatanyou K, Sirisup N, Poovorawan Y,

Thavara U, Tawatsin A, Sungpradit S,

Siriyasatien P. Mitochondrial DNA-based

identification of some forensically important

blowflies in Thailand. Forensic Sci Int 2010

Oct 10; 202(1-3):97-101

10. Song Z, Wang X, Liang G. Species identification

of some common necrophagous flies in

guangdong province, southern china based

on the rDNA internal transcribed spacer

2 (ITS2). Forensic Sci Int 2008 Feb 25;175(1):

17-22

11. Zehner R, Amendt J, Schutt S, Sauer J, Krettek

R, Povolny D. Genetic identification of

forensically important flesh flies (Diptera:

Sarcophagidae). Int J Legal Med 2004 Aug;

Page 13: เวชศาสตร์ร่วมสม ัย Chula Med J Vol. 56 No. 1 January ...clmjournal.org/_fileupload/journal/33-10.pdf · Chula Med J Vol. 56 No. 1 January - February

113Vol. 56 No. 1

January - February 2012

การจำแนกชนดแมลงวนหวเขยวทมความสำคญทางนตกฏวทยาในประเทศไทยโดยอาศย

ขอมลสารพนธกรรมบรเวณ second internal transcribed spacer ของ ribosomal DNA

และยน NADH dehydrogenase subunit 5

118(4):245-7

12. White TJ, Bruns T, Lee S, Taylor J. Amplification

and direct sequencing of fungal ribosomal

RNA genes for phylogenetics. In: Innis MA,

Gelfand DH, SninSky JJ, White TJ, eds.

PCR Protocals: A Guide to Methods and

Applications. San Diego: Academic Press,

1990: 315-24

13. Young I, Coleman AW. The advantages of the

ITS2 region of the nuclear rDNA cistron for

analysis of phylogenetic relationships

of insects: a Drosophila example. Mol

Phylogenet Evol 2004 Jan;30(1):236-42

14. Anderson S, Bankier AT, Barrell BG, de

Bruijn MH, Coulson AR, Drouin J, Eperon IC,

Nierlich DP, Roe BA, Sanger F, et al.

Sequence and organization of the human

mitochondrial genome. Nature 1981 Apr 9;

290(5806): 457-65

15. Sperling FA, Anderson GS, Hickey DA. A DNA-

based approach to the identification of

insect species used for postmortem interval

estimation. J Forensic Sci 1994 Mar;39(2):

418-27

16. Schroeder H, Klotzbach H, Elias S, Augustin C.

Pueschel K. Use of PCR–RFLP for

differentiation of calliphorid larvae (Diptera:

Calliphoridae) on human corpses. Forensic

Sci Int 2003 Mar 12;132(1):76-81