Article \ บทความงานวิจัย

การปรับปรุงพันธุ์ข้าวนาน้ำฝน บทที่1

· อ่านประมาณ 20 นาที ·

การปรับปรุงพันธุ์ข้าวนาน้ำฝนในประเทศไทย: ความสำคัญ เป้าหมาย ผลิตภัณฑ์ วิธีการ และกลยุทธ์

01

ความสำคัญของข้าวนาน้ำฝนในประเทศไทย

ข้าวเป็นพืชอาหารหลักและพืชเศรษฐกิจสำคัญของประเทศไทย มีบทบาทต่อความมั่นคงทางอาหาร วิถีชีวิต วัฒนธรรม และรายได้ของประชาชน โดยเฉพาะครัวเรือนเกษตรกรในชนบท ข้าวนาน้ำฝนเป็นระบบการผลิตที่อาศัยน้ำฝนเป็นแหล่งน้ำหลัก จึงพบมากในพื้นที่นอกเขตชลประทาน โดยเฉพาะภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ซึ่งเป็นแหล่งผลิตข้าวหอมมะลิและข้าวเหนียวที่สำคัญ ข้อมูลที่รวบรวมโดย FFTC ระบุว่า พื้นที่นาน้ำฝนมีสัดส่วนประมาณร้อยละ 76 ของพื้นที่ปลูกข้าวทั้งหมด และมีครัวเรือนเกษตรกรหลายล้านครัวเรือนพึ่งพาระบบการผลิตนี้ [https://ap.fftc.org.tw/article/3072]

พื้นที่เกษตรเกือบครึ่งหนึ่งของประเทศอยู่ในเขตอาศัยน้ำฝน โดยมีครัวเรือนประมาณ 3.7 ล้านครัวเรือนปลูกข้าวเพื่อบริโภคและจำหน่ายเป็นรายได้ การผลิตข้าวในพื้นที่ดังกล่าวจึงมีความสำคัญทั้งต่อการดำรงชีพของเกษตรกรและต่อการผลิตข้าวของประเทศ อย่างไรก็ตาม ผลผลิตขึ้นอยู่กับปริมาณและการกระจายตัวของฝนซึ่งมีความไม่แน่นอน บางปีมีฝนตกมากจนเกิดน้ำท่วมขัง ขณะที่บางปีฝนน้อยหรือทิ้งช่วงจนเกิดภัยแล้ง และในบางพื้นที่อาจประสบทั้งน้ำท่วมและภัยแล้งภายในปีเดียวกัน นอกจากนี้ ความผันผวนของอุณหภูมิยังส่งผลต่อการเจริญเติบโตและการสร้างผลผลิตของข้าว

พื้นที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือยังมีข้อจำกัดด้านดิน โดยเฉพาะปัญหาดินเค็มและดินที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่ำ ขณะเดียวกัน โรคและแมลงศัตรูข้าว เช่น โรคไหม้ โรคขอบใบแห้ง เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล เพลี้ยกระโดดหลังขาว และแมลงบั่ว ก็อาจสร้างความเสียหายต่อผลผลิต พันธุ์ที่นิยมปลูกในพื้นที่นาน้ำฝน เช่น ขาวดอกมะลิ 105 และ กข6 มีคุณภาพและคุณลักษณะเป็นที่ต้องการของผู้บริโภค แต่ยังมีข้อจำกัดด้านความทนทานต่อโรค แมลง และสภาพแวดล้อมที่รุนแรง รวมถึงศักยภาพการให้ผลผลิตที่อาจไม่เพียงพอต่อการรับมือกับความเสี่ยงในการผลิต

ความสำคัญของข้าวนาน้ำฝนยังเชื่อมโยงกับการบริโภคและการค้าข้าวของประเทศ ข้าวหอมมะลิไทย โดยเฉพาะพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 และ กข15 เป็นที่รู้จักในตลาดต่างประเทศจากกลิ่นหอมและคุณภาพข้าวสุก ขณะที่ข้าวเหนียว กข6 เป็นพันธุ์สำคัญที่นิยมบริโภคในภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ส่วนข้าวเจ้าและข้าวขาวชนิดต่าง ๆ เป็นอาหารที่บริโภคทั่วไปภายในประเทศ นอกจากนี้ ข้าวยังเป็นวัตถุดิบสำหรับการแปรรูปและอุตสาหกรรมอาหาร พันธุ์ข้าวจึงมีความเกี่ยวข้องกับทั้งรายได้เกษตรกร ความต้องการของตลาด และวัฒนธรรมอาหารในแต่ละภูมิภาค

พื้นที่นาน้ำฝนมีระบบนิเวศย่อยที่หลากหลาย สามารถจำแนกตามระดับพื้นที่และสภาพน้ำได้เป็น 4 ประเภท ได้แก่ นาดอน กึ่งนาดอนกึ่งลุ่ม นาลุ่ม และนาน้ำท่วม แต่ละประเภทมีข้อจำกัดด้านน้ำ ดิน โรค และแมลงแตกต่างกัน การพัฒนาพันธุ์จึงควรคำนึงถึงความเหมาะสมกับระบบนิเวศและความเสี่ยงเฉพาะพื้นที่ โดยพื้นที่เสี่ยงสูงควรมุ่งรักษาเสถียรภาพของผลผลิต ส่วนพื้นที่ที่มีสภาพแวดล้อมเอื้ออำนวยควรมุ่งเพิ่มศักยภาพการให้ผลผลิต การเลือกพันธุ์ให้เหมาะกับสภาพพื้นที่จะช่วยให้เกษตรกรใช้ทรัพยากรได้มีประสิทธิภาพและเพิ่มผลิตภาพการผลิตข้าวได้

ในบริบทของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ความไม่แน่นอนของฝนและอุณหภูมิอาจเพิ่มความเสี่ยงจากภัยแล้ง น้ำท่วม และความร้อนจัด ซึ่งส่งผลต่อพื้นที่เพาะปลูก ผลผลิต และความเป็นอยู่ของเกษตรกร [https://www.eastwestcenter.org/sites/default/files/2024-02/EWC%20API-N163%20Draft%2001.pdf] การพัฒนาพันธุ์ข้าวจึงเป็นแนวทางสำคัญในการเพิ่มความสามารถในการปรับตัวของระบบการผลิต โดยมีเป้าหมายหลักสองประการ ได้แก่ การรักษาเสถียรภาพผลผลิต ด้วยการปรับปรุงพันธุ์เดิมให้ต้านทานโรคและแมลงสำคัญ และทนต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม เช่น น้ำท่วม ภัยแล้ง อุณหภูมิสูงหรือต่ำ และดินเค็ม และ การเพิ่มศักยภาพการให้ผลผลิต ด้วยการพัฒนาพันธุ์ที่มีองค์ประกอบผลผลิตเหมาะสม เช่น รวงใหญ่ มีเมล็ดต่อรวงมาก มีจำนวนรวงต่อต้นสูง และเมล็ดมีน้ำหนักดี ควบคู่กับลำต้นแข็งแรง ไม่หักล้ม ใช้น้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ สังเคราะห์แสงได้ดี ทนต่อสภาพแวดล้อม ต้านทานโรคและแมลง และมีคุณภาพเมล็ดเหมาะแก่การบริโภคและการแปรรูป

ด้วยเหตุนี้ การปรับปรุงพันธุ์ข้าว ขาวดอกมะลิ 105 และ กข6 จึงมีความจำเป็น เพราะเป็นพันธุ์สำคัญที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการผลิต การบริโภค และรายได้ของเกษตรกรในพื้นที่นาน้ำฝน แต่ยังเผชิญข้อจำกัดจากความแปรปรวนของสภาพอากาศ ดินที่ไม่เหมาะสม และโรคแมลงศัตรูข้าว การปรับปรุงพันธุ์ให้มีความต้านทานและทนทานมากขึ้น พร้อมรักษาคุณภาพเมล็ดที่ผู้บริโภคและตลาดต้องการ จะช่วยลดความเสียหายและความเสี่ยงในการผลิต รักษาเสถียรภาพผลผลิตและรายได้ของเกษตรกร ตลอดจนสนับสนุนความมั่นคงทางอาหารและความสามารถในการแข่งขันของข้าวไทยในระยะยาว

รักษาเสถียรภาพผลผลิตและรายได้ของเกษตรกร ตลอดจนสนับสนุนความมั่นคงทางอาหารและความสามารถในการแข่งขันของข้าวไทยในระยะยาว

02

เป้าหมายการปรับปรุงพันธุ์ข้าวนาน้ำฝน

โครงการปรับปรุงพันธุ์ข้าวนาน้ำฝนควรครอบคลุมลักษณะสำคัญ 4 ด้าน

  1. 01

    รักษาคุณภาพให้ใกล้เคียง ขาวดอกมะลิ 105 (KDML105) หรือ กข6 (RD6) ทั้งด้านกลิ่นหอม ปริมาณอะไมโลส (amylose content) ความคงตัวของแป้งสุก (gel consistency) และอุณหภูมิแป้งสุก (gelatinization temperature)

  2. 02

    เพิ่มความต้านทานต่อโรคและแมลง ได้แก่ โรคไหม้ (Leaf and Neck Blast) โรคขอบใบแห้ง (Bacterial Leaf Blight) และ เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (Brown Planthopper)

  3. 03

    เพิ่มความทนทานต่อความเครียดที่ไม่มีชีวิต ได้แก่ น้ำท่วมฉับพลัน (submergence) ภาวะแล้ง (Drought) และดินเค็ม (Salinity)

  4. 04

    เพิ่มผลผลิต และความต้านทานการล้ม (Lodging resistance) เพื่อรักษาผลผลิตให้มีเสถียรภาพในสภาพแวดล้อมที่แปรปรวน และลดความเสียหายจากการล้มก่อนเก็บเกี่ยว

03

ผลิตภัณฑ์เป้าหมายและวิธีการ

ปรับปรุงพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 โดยใช้เทคโนโลยี Marker Assisted Selection ช่วยคัดเลือกในกระบวนการปรับปรุงพันธุ์แบบผสมกลับ (Backcross Breeding) เพื่อให้ได้สายพันธุ์ปรับปรุงที่มีพื้นฐานทางพันธุกรรมใกล้เคียง ขาวดอกมะลิ 105 (Essentially Derived Varieties (EDV)) แต่มีลักษณะ ทนน้ำท่วมฉับพลัน ทนแล้ง ทนเค็ม ต้านทานโรคไหม้ ต้านทานโรคขอบใบแห้ง และ ต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล

ปรับปรุงพันธุ์ข้าวเหนียว กข6 โดยใช้เทคโนโลยี Marker Assisted Selection ช่วยคัดเลือกในกระบวนการปรับปรุงพันธุ์แบบผสมกลับ (Backcross Breeding) เพื่อให้ได้สายพันธุ์ปรับปรุงที่มีพื้นฐานทางพันธุกรรมใกล้เคียง กข6 (EDV) แต่มีลักษณะ ทนน้ำท่วมฉับพลัน ทนแล้ง ทนเค็ม ต้านทานโรคไหม้ ต้านทานโรคขอบใบแห้ง และ ต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล

04

กลยุทธ์ของการปรับปรุงพันธุ์ข้าวนาน้ำฝน

กำหนดพันธุ์รับและพันธุ์ให้ (Recipient and Donor rice varieties)

พันธุ์รับ (Recipient): ขาวดอกมะลิ 105 (ใช้แหล่งพันธุกรรมของ ศวข อุบลราชธานี) และ กข6 ทำหน้าที่เป็นพันธุ์รับยีนหรือพันธุ์พื้นฐาน เนื่องจากเป็นพันธุ์เป้าหมายที่ต้องการรักษาลักษณะคุณภาพหุงต้ม และ ความหอม ซึ่งเป็นลักษณะประจำพันธุ์ของพันธุ์ทั้งสองไว้ ตามความต้องการของตลาด

พันธุ์ผู้ให้ (Donor): เป็นพันธุ์ที่มีลักษณะดี ที่ต้องการเพิ่มเข้าไปในพันธุ์รับ โดยต้องพิจารณาจากความต้านทาน หรือ ทนทานที่ตรวจยืนยันแล้ว โดยทำการคัดเลือกพันธุ์ให้จากแหล่งพันธุกรรมข้าว (Rice Germplasm) ทั้งจากในประเทศ และจากต่างประเทศ ดังนี้

แหล่งพันธุกรรมข้าวและพันธุ์ผู้ให้ที่มีความต้านทานแบบกว้าง
  1. 01

    การคัดเลือกพันธุ์ข้าวต้านทานโรคไหม้ (Blast)

    ซึ่งเกิดจากเชื้อรา Magnaporthe oryzae เป็นสาเหตุ เริ่มจากการเก็บรวบรวมเชื้อสาเหตุโรคไหม้จำนวน 1,280 สายพันธุ์ (Single spore isolation) และคัดแยก ก่อนคัดเลือกเป็นสายพันธุ์แกนหลัก (core collection) จำนวน 100 สายพันธุ์ และจำแนกตามความหลากหลายทางพันธุกรรมออกเป็น 15 กลุ่มเชื้อรา (races) เพื่อใช้ประเมินความต้านทานของพันธุ์ข้าวที่จะนำมาใช้เป็นแหล่งพันธุกรรมสำหรับปรับปรุงความต้านทานโรคไหม้ จากการทดสอบพันธุ์จำนวนมาก พบว่าพันธุ์ข้าวจ้าวหอมนิล (Jao Hom Nin), IR64, P0489 และ HY71 มีความต้านทานต่อเชื้อโรคไหม้ได้อย่างกว้างขวาง (Broad spectrum resistance (BSR): มีความต้านทานต่อหลายกลุ่มใน 15 กลุ่มเชื้อรา (lineages)) จึงมีศักยภาพนำไปใช้เป็นพันธุ์ให้ยีนต้านทาน (donors) ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้ต้านทานโรคไหม้ได้ดี

ภาพที่ 1. แสดงค่า BSRI ของพันธุ์ข้าว 18 พันธุ์ ที่ทดสอบกับเชื้อสาเหตุโรคไหม้จำนวน 100 ไอโซเลท ค่า BSRI บ่งบอกความต้านทานโรคไหม้แบบกว้าง (Broad Spectrum Resistance) โดยค่า 1 หมายถึงต้านทานต่อเชื้อทุกไอโซเลท ที่ใช้ทดสอบ ค่าที่น้อยลงมาบอกถึงความสามารถต้านทานเชื้อได้บางไอโซเลท

  1. 02

    การคัดเลือกพันธุ์ข้าวต้านทานโรคขอบใบแห้ง (Bacterial Leaf Blight: BLB)

    มีสาเหตุจากเชื้อแบคทีเรีย Xanthomonas oryzae โดยเก็บรวบรวมเชื้อสาเหตุโรคทั้งหมด 130 สายพันธุ์ คัดเลือกเป็นสายพันธุ์แกนหลัก (core collection) 23 สายพันธุ์ จำแนกเป็น 6 กลุ่มเชื้อ (races) เพื่อใช้ประเมินความต้านทานของพันธุ์ข้าวที่จะนำมาใช้เป็นแหล่งพันธุกรรมสำหรับปรับปรุงความต้านทานโรคขอบใบแห้ง จากการทดสอบพันธุ์จำนวนมาก พบว่าพันธุ์ IR1188, IR62266, IRBB7 และเชียงรุ้ง (Chiengrung) มีความต้านทานต่อเชื้อขอบใบแห้งได้ค่อนข้างกว้างขวาง (Broad spectrum resistance (BSR) ต่อ 6 กลุ่มเชื้อ จึงมีศักยภาพนำไปใช้เป็นพันธุ์ให้ยีนต้านทาน (donors) ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้ต้านทานโรคขอบใบแห้งได้ดี

  2. 03

    การคัดเลือกข้าวให้ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (Brown Planthopper: BPH)

    มีสาเหตุจากแมลงNilaparvata lugens (Stål). โดยการเก็บรวบรวมประชากรเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลทั้งหมด 67 ประชากร จากแหล่งปลูกข้าวทั่วประเทศ คัดเลือกประชากรแกนหลัก (core collection) จำนวน 14 ประชากร ซึ่งจำแนกได้เป็น 7 กลุ่มประชากร (Biotypes) เพื่อใช้ประเมินความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลที่จะนำมาใช้เป็นแหล่งพันธุกรรมจากการทดสอบพันธุ์จำนวนมาก พบว่าข้าวพันธุ์ Rathu Heenati, ABHAYA และ PTB33 มีความต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลสูง และ Rathu Heenati กับ PTB33 มีลักษณะความต้านทานแบบกว้าง (BSR) ในทุกช่วงอายุ ยกเว้นในระยะออกรวง เมื่อเปรียบเทียบกับพันธุ์อ่อนแออย่างพันธุ์ KDML105 และ TN1 จึงมีศักยภาพที่จะนำไปใช้ ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้ต้านทานต่อแมลงเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล

  3. 04

    การคัดเลือกพันธุ์ข้าวทนทานต่อสภาวะน้ำท่วมฉับพลัน (Submergence Tolerance)

    การประเมินความทนทานจะทดสอบความทนทานในข้าว 2 ระยะ ได้แก่ ระยะต้นกล้า (Seedling stage) และระยะแตกกอ (Tillering stage) โดยดูที่ % การรอดชีวิต และ การฟื้นตัวหลังน้ำลด จากการทดสอบพันธุ์จำนวนมาก พบว่าข้าวพันธุ์ FR13A, DH206, IR57514 และ IR49830 ทนต่อน้ำท่วมฉับพลันได้ดีกว่าพันธุ์อื่นๆ

การทดสอบความสามารถในการทนต่อน้ำท่วมฉับพลัน
ภาพที่ 2. แสดงการทดสอบความสามารถในการทนต่อน้ำท่วมฉับพลัน % การรอดชีวิต และ ความสามารถในการฟื้นตัวหลังน้ำลด บ่งบอกถึงความสามารถในการทนต่อน้ำท่วมฉับพลัน
  1. 05

    การคัดเลือกพันธุ์ข้าวทนทานต่อความเค็ม (Salt tolerance)

    การประเมินความทนทานจะทดสอบความทนทานในข้าวใน 2 สภาพแวดล้อม ที่ระดับความเค็มจากค่าการนำไฟฟ้าประมาณ 4 - 12 dS/m ได้แก่ การปลูกในกระถาง หรือ ถาดหลุมขนาดใหญ่ที่แช่ในน้ำเกลือ (Saltwater-grown plants) และการปลูกในระบบสารละลายธาตุอาหาร (Hydroponics) ประเมินในระยะกล้าอายุ 3 สัปดาห์ และ ระยะออกรวง โดยดูที่ salt injury และ การติดเมล็ด จากการทดสอบพันธุ์จำนวนมากพบว่า ข้าวพันธุ์ Pokkali, FL530 และ FL496 ทนเค็มได้ดี

การทดสอบความสามารถในการทนเค็ม
ภาพที่ 3. แสดงการทดสอบความสามารถในการทนเค็มที่ระดับความเค็มจากค่าการนำไฟฟ้าประมาณ 12 dS/m ในสภาพไฮโดรโปนิค ความสามารถในการฟื้นตัวจากความเค็ม จนสามารถออกดอกและให้ผลผลิตได้ บ่งบอกถึงความสามารถในการทนต่อความเค็ม
  1. 06

    การคัดเลือกพันธุ์ข้าวทนแล้ง (Drought tolerance)

    การประเมินความทนทานต่อสภาวะแล้งหรือการขาดน้ำ ดำเนินการตลอดช่วงการเจริญเติบโต (Vegetative to Reproductive stages) มีวิธีการทดสอบหลายวิธี แต่ในงานนาน้ำฝนจะทดสอบภายใต้ระบบ Line Source Sprinkler (LSS) ที่สามารถมีความแปรปรวนของการขาดน้ำจากน้ำดีถึงขาดน้ำรุนแรง พบว่าข้าวพันธุ์ IR68586-F2-CA-31, IR68586-F2-CA-143, IR58821 และ IR57514 มีความทนทานต่อสภาวะการขาดน้ำได้ดี และ มีกลไกความทนแล้งที่หลากหลาย

การทดสอบความสามารถในการแล้งด้วยระบบ LSS
ภาพที่ 4. แสดงการทดสอบความสามารถในการแล้ง โดยใช้ระบบ LSS ที่ศูนย์วิจัยข้าวชุมแพ จังหวัดขอนแก่น

05

การระบุจำนวน ตำแหน่ง และ ผลกระทบของ QTL และ ระบุเครื่องหมายโมเลกุลที่อยู่ใกล้

การระบุจำนวน ตำแหน่ง และผลของ QTL ที่เกี่ยวข้องกับลักษณะต่างๆ ดำเนินงานต่อเนื่องจากหลายประชากรของข้าว จากหลากหลายโครงการ ซึ่งบางประชากรก็มีการทำแผนที่จีโนมอยู่บ้างแล้ว ในเวลานั้นโมเลกุลเครื่องหมายที่ใช้กันก็ยังคงเป็น Microsatellite markers (SSR) และ ในบางประชากรก็มีการทำ Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLPs) เป็นโครงแผนที่อยู่แล้ว (anchored markers) และมีการเพิ่มเติมจำนวนเครื่องหมายโมเลกุลในแผนที่พันธุกรรมเพื่อให้มีรายละเอียดมากขึ้น

สำหรับการทดสอบการแสดงออกของลักษณะปรากฏ (phenotypes) ภายใต้สภาพแวดล้อมและความเครียดต่างๆ ดำเนินการร่วมกันหลายหน่วยงานโดยเฉพาะ หน่วยค้นหาและใช้ประโยชน์ยีนข้าว มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และ กรมการข้าว เพื่อระบุจำนวน ตำแหน่ง ผลของ QTL ในลักษณะที่สำคัญ และระบุเครื่องหมายโมเลกุลที่มีความสัมพันธ์กับยีนหรือ QTL ในลักษณะนั้นๆ ที่สามารถจะนำไปใช้ในการติดตามการถ่ายทอดลักษณะนั้นๆในรุ่นลูกของการปรับปรุงพันธุ์ ประชากรที่ใช้ดำเนินงานดังแสดงในตารางที่ 1และ ผลของการดำเนินงานสรุปไว้ในตารางที่ 2

ตารางที่ 1. ประชากรที่ใช้ในการทำ QTL mapping เพื่อระบุจำนวน ตำแหน่ง และผลของ QTL ที่เกี่ยวข้องกับลักษณะต่างๆสำหรับข้าวนาน้ำฝน

KDML105 x Jao Hawm NinF7-RIL587BL, SUB, Fe, protein
Azucena x IR64DH110BL, stem borer, aroma
Azucena x IR64BIL59DT
KDML105 x CT9993RIL141Cooking quality
CT9993 x IR62266DHL220DT, BLB, Alk
FR13A x CT6241-17-1-5-1RIL172SUB
IR49830-7-1-2-2 x CT6241-17-1-5-1DHL65SUB
DH206 x KDML106BIL108SUB
Abhaya x KDML105BIL123BPH
Rathu Heenati x KDML105F2250BPH
PTB33 x RD6F2250BPH
IR1188 x KDML105BIL64BLB
IR62266 x KDML105F2240BLB, GT
IR57514 x KDML105F7-RIL2,000SUB, Cooking quality
IR68835-98-2-B-2-1-1 x KDML105BIL500BL
IR66946-3R-196-1-1 x KDML105BC2250ST
IR66946-3R-230-1-1 x KDML105BC2250ST

ประเภทประชากร (Types of Population):

  • RIL / F7-RIL: Recombinant Inbred Lines (สายพันธุ์แท้จากการผสมพันธุ์)
  • DHL: Doubled Haploid Lines (สายพันธุ์ดิพลอยด์คู่)
  • BIL: Backcross Introgression Lines (สายพันธุ์คงตัวจากการผสมกลับ)
  • F2: F2 Population (ประชากรชั่วที่ 2)
  • BC2: Backcross 2 (ประชากรจากการผสมกลับครั้งที่ 2)

ลักษณะเป้าหมายสำหรับสืบหา QTL:

  • BL: โรคไหม้ (Blast)
  • SUB: การทนน้ำท่วมฉับพลัน (Submergence tolerance)
  • Fe: ปริมาณธาตุเหล็ก (Iron content)
  • protein: ปริมาณโปรตีน (Protein content)
  • stem borer: ความต้านทานหนอนเจาะลำต้น (Stem borer)
  • aroma: ความหอม (Aroma)
  • DT: การทนแล้ง (Drought tolerance)
  • Cooking quality: คุณภาพการหุงต้ม
  • BLB: โรคขอบใบแห้ง (Bacterial Blight)
  • Alk: ค่าการสลายตัวในสารละลายด่าง / อุณหภูมิแป้งสุก (Alkali spreading value)
  • BPH: ความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (Brown Planthopper)
  • ST: ความทนเค็ม (Salinity tolerance)

ตารางที่ 2. แสดง QTL ของลักษณะต่างๆจากการทำ QTL mapping และโมเลกุลเครื่องหมายดีเอ็นเอที่ linkage กับ QTL นั้นๆ (หมายเหตุ: =ชื่อ QTL และ โมเลกุลเครื่องหมายดีเอ็นเอ เป็นชื่อที่เรียกในปี 1999-2004)

การทนน้ำท่วมฉับพลัน (SUB)5SubQTLchr5FR13A, DH206, IR49830R1553Toojinda et al (2003)
9SubQTLchr9FR13A, DH206, IR49830, IR57514RASR10783IndelToojinda et al (2003), Siangliw et al (2003)
โรคขอบใบแห้ง (BB)1BlbQTLchr1IR1188RM302Unpublished
5BlbQTLchr5IR62266RM122-RM507Unpublished
11aBlbQTLchr11aIR1188RM224Unpublished
11bXa21IR1188PB7/PB8Chungwongse et al. (1993)
ความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (BPH)6aBph3Rathu Heenati, PTB33RM190Unpublished
6bBphQTLchr6AbhayaRM50Unpublished
12BphQTLchr12AbhayaRM277 - RM260Unpublished
โรคไหม้ใบและคอรวง (BL)1Pi QTLchr1Jao Hawm NinRM319-RM212Unpublished
2Pi QTLchr2IR64RM208Wanchana et al. (2003)
11Pi QTLchr11Jao Hawm NinRM144-RM224Unpublished
12Pi QTLchr12IR64RM179Unpublished
ความทนเค็ม (ST)1SalTolchr1FL496, FL530RM140, B1.1-1, B1.1-11Gregorio et al (2002), Lin et al (2004)
การทนแล้ง (DT)1DTQTLchr1CT9993P-3, RM102, RM104Lanceras et al., (2004)
3DTQTLchr3CT9993RM81, RM231Lanceras et al., (2004); Zhang et al., (1999)
4DTQTLchr4aCT9993RM252, RM317, RM470Lanceras et al., (2004); Zhang et al., (1999)
4DTQTLchr4bIR62266RM252Lanceras et al., (2004)
8DTQTLchr8aCT9993RM80, RM447, RM515, RM210Lanceras et al., (2004)
8DTQTLchr8bIR62266RM210Lanceras et al., (2004)
9DTQTLchr9IR68586-F2-CA-31, IR68586-F2-CA-54, IR68586-F2-CA-143RM201, RM215, RM242Lanceras et al., (2004)
ปริมาณอะไมโลส (Amylose content)6WxKDML105, Jao Hawm NinWaxyWanchana et al. (2003)
ความคงตัวของเจล (Gel consistency)6GCQTLch6KDML105Waxy-RM204Lanceras et al., (2000), Wanchana et al. (2003)
อุณหภูมิแป้งสุก (Gel temperature)6SSIIaKDML105GT11Unpublished
11GTQTLch11IR62266G257Unpublished
Aroma8badh2KDML105Os2APUnpublished

อาจช่วยลดความเสี่ยงจากการที่เชื้อสาเหตุหรือแมลงปรับตัวจนทำลายประสิทธิภาพของยีนเดี่ยว

06

การปรับปรุงพันธุ์ข้าวนาน้ำฝนโดยใช้เครื่องหมายโมเลกุลในการคัดเลือก (Marker Assisted Selection; MAS)

1. การปรับปรุงพันธุ์ข้าวนาน้ำฝนเพื่อเพิ่มความต้านทานโรคไหม้ ขอบใบแห้ง และแมลงเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ของโครงการปรับปรุงพันธุ์ข้าว ขาวดอกมะลิ 105 และ กข6 ดำเนินการโดยใช้หลักการดังนี้

  1. คัดเลือกยีนหรือ QTL ที่เกี่ยวข้องกับความต้านทานจากแหล่งพันธุกรรมอย่างน้อยสองแหล่ง โดยให้ตำแหน่งของยีนหรือ QTL แตกต่างกันบนแผนที่จีโนม และพิจารณาเป็นความต้านทานแบบกว้าง (Broad Spectrum Resistance) เมื่อมีหลักฐานสนับสนุนว่าสามารถต้านทานเชื้อสาเหตุโรคหรือประชากรศัตรูพืชได้หลายชนิดหรือหลายสายพันธุ์
  2. รวมกลุ่มยีนหรือ QTL ที่เสริมฤทธิ์กัน โดยพิจารณาเลือกตำแหน่งที่ให้ความต้านทานต่อเชื้อสาเหตุหรือแมลงคนละชนิด หรือทำงานผ่านกลไกที่แตกต่างกัน รวมถึงรวม QTL ที่ให้ความต้านทานคนละประเภท เพื่อเพิ่มความหลากหลายของยีนต้านทานและให้ครอบคลุมความหลากหลายของเชื้อหรือแมลงสาเหตุ โดยเฉพาะชนิดที่พบในพื้นที่เป้าหมาย
  3. การรวมยีนจำเพาะหลายตำแหน่งต้องพิจารณาว่ายีน หรือ QTL เหล่านั้นส่งเสริมกัน (Complementary) อาจช่วยลดความเสี่ยงจากการที่เชื้อสาเหตุหรือแมลงปรับตัวจนทำลายประสิทธิภาพของยีนเดี่ยว

2. การปรับปรุงพันธุ์ข้าวนาน้ำฝนเพื่อเพิ่มความทนทานต่อน้ำท่วมฉับพลัน ดินเค็ม และ การขาดน้ำ (แล้ง) จะพิจารณาดังนี้

1. เลือกยีนหรือ QTL สำหรับความต้านทานโดยใช้แหล่งพันธุกรรมอย่างน้อยสองแหล่งที่แสดงความทนทานต่อสภาวะเครียดสูงสุด

แผนที่ QTL บนโครโมโซมข้าว

2. เลือก ยีน หรือ QTL หลักที่มีค่าอธิบายสูงสำหรับลักษณะที่ต่างกัน (different traits) ที่เสริมการปรับตัวในสภาพเครียด

  1. เลือกตำแหน่ง QTLs ที่เกี่ยวข้องกับหลายลักษณะ (Coincident QTLs) ที่ทำให้สามารถปรับตัวภายใต้ความเครียดนั้นๆ
  2. QTL ที่อาจมีความเชื่อมโยงกับลักษณะไม่พึงประสงค์ (linkage drag) เช่น ความสัมพันธ์กับการออกดอก ความสูง หรือคุณภาพเมล็ด ซึ่งอาจทำให้การถ่ายทอดความทนทานกระทบลักษณะทางการเกษตร
  3. ให้ตรวจสอบพิจารณาความเชื่อมโยงของ QTL กับลักษณะไม่พึงประสงค์ (linkage drag) เช่น ความสัมพันธ์กับการออกดอก ความสูง หรือคุณภาพเมล็ด ซึ่งอาจทำให้การถ่ายทอดความทนทานกระทบลักษณะทางการเกษตร
  4. ถ้าจะรวม QTL ให้พิจารณาว่า QTLs ที่จะมารวมกันนั้นมีผลต่อกลไกความทนทานที่ต่างกัน

07

เอกสารอ้างอิง

กลับไปที่ Article \ บทความงานวิจัย
RELATED / 06

Related Articles

บทความที่เกี่ยวข้อง

Most Popular บทความยอดนิยม

Most Read

อ่านมากที่สุดใน 7 วันล่าสุด · Reader favourites
  1. Rice Breeding \ งานปรับปรุงพันธุ์ข้าว ข้าวไรซ์เบอร์รี่ (Riceberry) 119
  2. Products \ ผลิตภัณฑ์ บริการ เมล็ดพันธุ์ข้าวไรซ์เบอร์รี่ 73
  3. Article \ บทความงานวิจัย 25 ปีแห่งจีโนมข้าวและการปรับปรุงพันธุ์ข้าวสมัยใหม่ในประเทศไทย 61
  4. ข่าวอัพเดด \ Announcements 🌾🔬 ศูนย์วิทยาศาสตร์ข้าว มก. เปิดห้องเรียนวิทยาศาสตร์สู่โลกแห่งนวัตกรรม พานักเรียนโรงเรียนรุ่งอรุณ ป.5 เรียนรู้ข้าวไทยผ่านการทดลองและประสบ… 45