บทความงานวิจัย

มหัศจรรย์ข้าวกลายพันธุ์สู่ข้าวอนาคต เมื่อนักปรับปรุงพันธุ์หมดหนทางในการเพิ่มเติมลักษณะใหม่ๆ เข้าไปในพันธุ์เดิม การมองหาทางลัดโดยการชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์จึงถูกหยิบ ขึ้นมาใช้ ดังเช่นในอดีต ค้นพบดอกทิวลิปสีดำ, ถั่วเหลืองต้านทานราสนิม, ถั่วเหลืองต้านหนอนเจาะลำต้นข้าวขาวดอกมะลิอายุสั้น(กข15) และข้าวเหนียว(กข6) แต่ข้อจำกัดของการกลายพันธุ์ตามวิธีปกติ (Mutation breeding) คือ การติดตาม mutants ทำได้ยาก และมีประสิทธิภาพต่ำ เพราะอยู่บนฐานของการใช้ประโยชน์จากลักษณะปรากฏ นอกจากนี้ Mutation breeding ไม่มีการรักษาประชากรเอาไว้ใช้ต่อไปซึ่งคิดแล้วเป็นต้นทุนสูง...

Targeting Induced Local Lesions IN Genomes (TILLING)
กรรมวิธีที่ทำให้ได้มา ซึ่งสิ่งมีชีวิตที่มีการเปลี่ยนแปลงในยีนที่ต้องการ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงนั้นเกิดจาก การเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นในพันธุกรรมของ สิ่งมีชีวิต TILLING จัดได้ว่าเป็นการศึกษาทางพันธุศาสตร์แบบ reverse genetics เพราะมุ่งเป้าไปที่ยีนกลายก่อน แล้วจึงศึกษาลักษณะกลาย

องค์ประกอบหลักของ TILLING ประกอบด้วย 1) การชักนำให้เกิด การกลายพันธุ์ในสิ่งมีชีวิต 2) การค้นหาสิ่งมีชีวิตที่มีการกลายในยีนหรือ ตำแหน่งโครโมโซม ที่ต้องการ 3) การทดสอบหาลักษณะกลายในสิ่งมีชีวิต ประวัติการทำ TILLING ในพืช มีรายงานใน Arabidopsis, ข้าวโอ๊ต, พืชตระกูลกะหล่ำ, แคนตาลูป, ถั่วเหลือง, ข้าวบาร์เลย์, ข้าว, ถั่วลันเตา, มะเขือเทศ, ข้าวสาลี, ข้าวโพด, ส่วนในสัตว์มีรายงานใน Drosophila, C. elegans, Zebrafish สำหรับสิ่งก่อกลายพันธุ์ (mutagen) ที่นิยมใช้ ได้แก่ สารเคมี เช่น ethyl methanesulfonate (EMS), methyl nitrosourea, diepoxybutane และการใช้รังสี เช่น fast-neutron, g-rays, ion beam irradiation

วัตถุประสงค์ ของ Thai TILLING
• สร้างประชากรกลายพันธุ์แบบถาวรเพื่อการค้นหาและวิเคราะห์ตรวจสอบบทบาทหน้าที่ของยีน
• พัฒนาวิธีการคัดกรองและเก็บรวบรวมประชากรกลายพันธุ์เพื่อใช้เป็นแหล่งข้อมูลในการศึกษาและมีการทวนสอบบทบาทหน้าที่ของยีนนั้นๆ
• นำข้าวกลายพันธุ์มาประยุกต์ใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าว

การสร้างประชากรข้าวพันธุ์กลาย ใช้ข้าวเจ้าหอมนิล ซึ่งเป็นข้าวไม่ไวแสง อายุเก็บเกี่ยว 90-100 วัน มีคุณค่าทางโภชนาการที่ดี ข้าวพันธุ์นี้เมื่อถูก หนี่ยวนำด้วยรังสีหรือสารเคมีจะกลายพันธุ์ได้ง่าย นอกจากนี้ยังมีข้อได้เปรียบในเรื่องของสีเมล็ด ใบ และลำต้นที่แตกต่างอย่างชัดเจนจากข้าวทั่วไป เมื่อ ค้นพบข้าวพันธุ์กลายแล้วยังสามารถนำมาเข้าคู่ผสมกับข้าวได้ดีแทบทุกพันธุ์ การสร้างประชากรข้าวพันธุ์กลาย ใช้การเหนี่ยวนำเมล็ดข้าวเจ้าหอมนิล ด้วยรังสี Fast Neutron ที่ระดับ 33 Gy ที่สำนักงานปรมณูเพื่อสันติ โดยใช้เมล็ดเริ่มต้น (M0) จำนวน 100,000 เมล็ด จากนั้นทำการปลูก M1 ในแปลง ในรูปแบบเพลท 96 ตัวอย่าง เพื่อเก็บเมล็ด M2 จากนั้นทำการรวมเมล็ด M2 ที่มาจาก M1 ต้นเดียวกันเข้าได้กันแล้วสุ่มเมล็ด M2 มาปลูก 8 ต้น เพื่อ เป็นตัวแทนของ M1 แต่ละสายพันธุ์ หลังจากนั้นได้ลดขนาดประชากรลงมาอยู่ที่ 24,000 สายพันธุ์ และปลูกขยายประชากรรุ่น M3 ตามวิธีการเดียวรุ่น M2 จนถึงปัจจุบันสามารถเก็บเมล็ดพันธุ์ในรุ่น M4 ได้ทั้งหมด 21,024 สายพันธุ์

สร้างความหลากหลายของแป้งข้าว

การคัดกรองข้าวพันธุ์กลายที่มีปริมาณ amylose และอุณหภูมิแป้งสุกแตกต่าง จากข้าวเจ้าหอมนิลปกติ ได้ทำการพัฒนาเทคนิคที่ เรียกว่า Half- seed amylose content (HSAC) ขึ้นมาใหม่ เพื่อใช้คัดกรองข้าวพันธุ์กลายจำนวนมากได้พร้อมๆ กัน ผลการคัดกรองพบข้าวพันธุ์กลายที่มี Profile ของ amylose content ตั้งแต่ 5-36% และมีอุณหภูมิแป้งสุกกลายพันธุ์ไปพร้อมกัน

สร้างข้าวทนร้อน

ศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิสูงต่อช่วงระยะการเจริญ เติบโตต่างๆ ที่มีผลต่อผลผลิต และองค์ประกอบของผล ผลิต โดยทำการคัดกรองข้าวเจ้าหอมนิลกลายพันธุ์ ภายใต้ สภาพอุณหภูมิสูง 42 ํC ผลการคัดกรองข้าวพันธุ์กลาย จำนวน 9,000 สายพันธุ์ พบสายพันธุ์ที่สามารถติดเมล็ด ได้จำนวน 200 สายพันธุ์