อนาคตข้าวขาวดอกมะลิ ในภาวะโลกร้อน

บัดนี้สภาวะโลกร้อนได้มาเยือนพื้นทีอีสานเป็นที่เรียบร้อย | ชาวนาไทยรู้สึกได้ถึงผลกระทบที่เกิดขึ้น

ทุ่งกุลาร้องไห้ ที่มีบริเวณ 2.1 ล้านไร่ กินพื้นที่ 5 จังหวัดในภาคอีสาน สถาบันวิจัย ม.ขอนแก่น ได้รายงานว่าสภาวะโลกร้อนสร้างผลกระทบกับการปลูกข้าวขาวดอกมะลิอย่างชัดเจนทำให้ผลผลิตของข้าวหอมไทยมีผลผลิตลดลงมากถึง 45 % เกษตรกรต้องเจอกับ ภัยน้ำท่วมสลับกับความแห้งแรงที่เกิดขึ้น ดังนั้นอนาคตข้าวขาวดอกมะลิจึงอยู่ที่การปรับปรุงพันธุ์ให้มีความทนต่อสภาพ แห้งแล้ง น้ำท่วม แมลงนอกจากนี้อุณหภูมิที่สูงขึ้นเป็นอุปสรรคในการผสมเกสรทำให้เกสรตัวผู้เป็นหมันคือสาเหตุให้ผลผลิตข้าวลดลงอย่างมาก ในสภาวะโลกร้อนเกิดผลกระทบกับนาน้ำฝนอย่างรุนแรง นาน้ำฝนเป็นฝืนนาที่กว้างใหญ่ของประเทศในลุ่มแม่น้ำโขงตั้งแต่ พม่าจรดเวียดนาม ฝืนนาแห่งนี้ต้องรอน้ำฝนเพื่อการเพาะปลูกเท่านั้น ข้าวพันธุ์พื้นเมืองได้ปรับตัวเข้ากับสภาวะจำกัดการเจริญเติบโตจึงจำเป็นต้องปรับปรุงพันธุ์พื้นเมืองเหล่านี้ให้มีความทนยิ่งขึ้น ปัญหาที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในภาวะโลกร้อนคือเเมลงจะปรับตัวได้ดีขึ้นจะระบาดหนักเทคโนโลยีชีวภาพจะเป็นคำตอบได้หรือไม่ ?ติดตามต่อในบทความนี้

พันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล
เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (Nilaparvata lugens) เป็นหนึ่งในแมลงศัตรูธรรมชาติที่สำคัญที่ทำให้ผลผลิตข้าวลดต่ำลงทั้งในเขตนาน้ำฝนและนาชลประทาน ซึ่งมีการระบาดทั้งนาปีและนาปรัง โดยที่เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลทั้งตัวอ่อนและตัวเต็มวัยเข้าทำลายข้าวโดยการดูดกินน้ำเลี้ยงจากเซลล์ท่อน้ำเลี้ยงและท่ออาหารบริเวณโคนต้นข้าวระดับเหนือผิวน้ำ ทำให้ต้นข้าวมีอาการใบเหลืองแห้งลักษณะคล้ายถูกน้ำร้อนลวก แห้งตายเป็นหย่อมๆ เรียก อาการไหม้ ( hopperburn ) โดยทั่วไปพบอาการไหม้ในระยะข้าวแตกกอถึงระยะออกรวง ซึ่งตรงกับช่วงอายุขัยที่ 2-3 ( generation ) ของเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในนาข้าว นาข้าวที่ขาดน้ำตัวอ่อนจะลงมาอยู่ที่บริเวณโคนกอข้าวหรือบนพื้นดินที่แฉะมีความชื้น นอกจากนี้เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ยังเป็นพาหะนำเชื้อไวรัสโรคใบหงิกหรือโรคจู๋ ( rice ragged stunt ) และโรคเขียวเตี้ย (rice grassy stunt) ทำให้ข้าวเตี้ย แคระแกร็น ไม่ออกรวงหรือออกรวงน้อย เมล็ดไม่สมบูรณ์ ทำให้ผลผลิตข้าวลดลงถึง 90 เปอร์เซ็นต์

การปรับปรุงพันธุ์ข้าวต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล
เนื่องจากมีการระบาดของเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลประจำทุกปีและในหลายพื้นที่ของประเทศไทย ดังนั้นการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลจึงเป็นแนวทางที่สำคัญยิ่ง การสืบหาสายพันธุ์ข้าวที่มีการต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลแบบกว้าง โดยทดสอบพันธุ์ต่าง ๆ และใช้ประชากรแมลงที่มีชีวชนิด (biotype)ต่างกัน พบว่าสายพันธุ์ข้าว PTB33 และ Rathu Heenati ต้านทานต่อทุกประชากรแมลงที่เก็บรวบรวมไว้ จากนั้นจึงนำข้าวทั้งสองสายพันธุ์นี้มาผสมกับข้าวขาวดอกมะลิ 105 (KDML105) ซึ่งเป็นข้าวที่มีคุณภาพหุงต้มและรับประทานเป็นที่พอใจของผู้บริโภค แต่ไม่ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล แล้วทำการคัดเลือกบริเวณยีนต้านทานเพลี้ยกระโดดที่โครโมโซม 6โดยใช้โมเลกุลเครื่องหมายดีเอ็นเอร่วมกับการทดสอบความต้านทานเพลี้ยกระโดด และการผสมกลับ (backcross) จนได้ข้าวขาวดอกมะลิ 105 และข้าวเหนียว กข6 ที่มีความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล

พันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 ต้านทานโรคไหม้
โรคไหม้ข้าวเกิดจากเชื้อรา Pyricularia grisea ที่สามารถเข้าทำลายต้นข้าวได้ตั้งแต่ระยะต้นกล้า ถึงระยะ เก็บเกี่ยว โดยสามารถพบอาการของโรคได้ทุกส่วนของต้นข้าวที่อยู่เหนือดิน และได้มีการประเมินไว้ว่าในแต่ละปีผลผลิตของข้าวขาวดอกมะลิ 105 ที่เป็นพันธุ์อ่อนแอโรคไหม้จะสูญเสียไปเนื่องจากโรคนี้ประมาณ 5 - 10 เปอร์เซ็นต์ของผลผลิตทั้งหมด ถึงแม้จะมีการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้ต้านทานโรคไหม้ได้ แต่เมื่อแนะนำส่งเสริมให้มีการเพาะปลูกข้าวพันธุ์ใหม่ได้ไม่นานเชื้อโรคก็จะมีการพัฒนาตัวเองให้สามารถเข้าทำลายข้าวพันธุ์ต้านทานนั้นได้ จึงมีความจำเป็น และเป็นความท้าทายอย่างยิ่งที่จะปรับปรุงพันธุ์ ข้าวให้มีความต้านทานอย่างยั่งยืนต่อโรคไหม้นี้

การปรับปรุงพันธุ์ข้าวต้านทานโรคไหม้
ข้าวเจ้าหอมนิล และข้าว IR64 เป็นพันธุ์ข้าวที่มีศักยภาพสูงในการต้านทานเชื้อราสาเหตุโรคไหม้ของประเทศไทย ได้มีการศึกษาหาตำแหน่งของยีนต้านทานโรคไหม้และมีการพัฒนาเครื่องหมายโมเลกุลเพื่อนำมาใช้ช่วยในการปรับปรุงพันธุ์ข้าว ซึ่งได้มีการดำเนินการปรับปรุงพันธุ์ข้าว 2 วิธีด้วยกันคือ การปรับปรุงพันธุ์ข้าวโดยการเพิ่มความต้านทานโรคไหม้ลงในข้าวขาวดอกมะลิ 105 ด้วยวิธีการผสมกลับ และการรวบยอดยีนต้านทานโรคไหม้จากข้าวเจ้าหอมนิล และ IR64 เข้าด้วยกัน เพื่อให้ได้ข้าวขาวดอกมะลิ 105 ที่มีการเพิ่มความต้านทานโรคไหม้

การปรับปรุงพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ105 ให้ทนแล้ง
ภัยแล้งเป็นปัญหาสำคัญของพื้นที่การเกษตรที่อาศัยน้ำฝนโดยเฉพาะพื้นที่ปลูกข้าวในภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือโดยแต่ละปีมักประสบปัญหาความไม่แน่นอนของปริมาณและการกระจายตัวของฝนจึงเกิดสภาพแล้งและน้ำท่วมเป็นประจำความแห้งแล้งนี้จะเกิดได้ทุกระยะการปลูก คือ ต้นฤดูฝน กลางฤดู หรือปลายฤดูฝน ถ้าปีไหนแล้งจัดก็อาจจะแห้งแล้งทั้งต้นและปลายฤดูปลูกเป็นต้น ซึ่งการเกิดสภาพแล้งในระยะที่ข้าวกำลังออกรวงนั้นทำให้ผลผลิตข้าวลดลงอย่างมาก ซึ่งในปีที่แล้งจัดเกษตรกรอาจจะไม่ได้ผลผลิตข้าวเลย

เป้าหมายของการปรับปรุงพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 ให้ทนเเล้ง จึงเน้นที่การนำ QTL จากพันธุ์ข้าวทนแล้วเกี่ยวข้องกับการยกระดับของศักยภาพผลผลิต การเลี่ยงแล้งโดยมีอายุออกดอกที่เร็วขึ้น 1-2 สัปดาห์การทนต่อสภาพการขาดน้ำโดยกลไกทางสรีรวิทยาและระบบรากคที่ลึกมาใส่ในพันธุ์ข้าวขาวดอกามะลิ 105 โดยใช้เครื่องหมายโมเลกุลช่วยคัดเลือก (MAS)

ผลการทดลอง

จากการทดสอบพันธุ์ปรับปรุงของข้าวขาวดอกมะลิ 105 ที่มีชิ้นส่วนของพันธุ์แล้ง บนโครโมโซมที่ 1,3,4และ8 ภายใต้สภาพแล้งที่มีความรุนแรงในการทำให้ผลผลิตลดลง 50 % พบว่ามีการเจริญเติบโตที่ดีกว่าและเปอร์เซ็นต์ความเป็นหมันลดลง อีกทั้งยังมีการสะสมน้ำหนักในเมล็ดสูง ถึงแม้ว่าการปรับปรุงพันธุ์โดยใช้ MAS จะแสดงถึงความสำเร็จระดับหนึ่ง ดังนั้นในระยะหลังของกระบวนการคัดเลือกจึงจำเป็นจะต้องคัดเลือกลักษณะทนเเล้งและผลผลิตภายใต้สภาพแล้งในแปลงทดลอง ซึ่งต้นที่แสดงลักษณะที่ดีภายใต้สภาพแล้งนั้นเกิดจากการรวม QTL ที่ดีของพันธุ์ทนแล้งและพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 เข้ากัน