การพัฒนาสายพันธุ์แม่ที่มีเรณูเป็นหมันเนื่องจากอุณหภูมิให้มีลักษณะการผสมข้ามได้อย่างกว้าง (Wide Compatibility, WC) หอม และมีลักษณะทางการเกษตรที่ดี ปีที่2

บทคัดย่อ

ข้าวลูกผสมสามารถให้ผลผลิตสูงกว่าข้าวพันธุ์แท้ 15-20 % ลักษณะดีเด่นเหนือพ่อและแม่ (Heterosis) ของลูกผสมแปรผันตามความแตกต่างทางพันธุกรรมของพ่อและแม่ โดยความแตกต่างทางพันธุกรรมสูงสุดในข้าวนั้นคือความแตกต่างระหว่าง indica และ japonica แต่การใช้ indica x japonica มีป??ญหาหลักคือ การเป??นหมันของข้าวลูกผสม ข้าวที่มีลักษณะผสมข้ามได้อย่างกว้าง (Wide Compatibility, WC) ที่ควบคุมโดยยีน S5n ใช้ช่วยเพิ่มอัตราการติดเมล็ดของข้าวลูกผสม ช่วยแก้ป??ญหาการเป??นหมันของลูกผสมที่เกิดจาก indica x japonica ทำให้สามารถเพิ่มผลผลิตข้าวได้มากยึ่งขึ้น ข้าวที่มีเรณูเป??นหมันที่ควบคุมโดยอุณหภูมิ (TGMS) ช่วยให้การสร้างข้าวลูกผสมทำได้โดยสะดวกและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น การพัฒนาสายพันธุ์แม่ TGMS ที่เป??นข้าว WC และหอม ทำให้สามารถใช้ในการพัฒนาข้าวลูกผสมที่เป??นข้าวหอมและให้ผลผลิตสูงได้เพื่อพัฒนาเครื่องหมายโมเลกุลที่จำเพาะกับข้าวสายพันธุ์แม่เรณูเป??นหมัน TGMS 4 สายพันธุ์ได้แก่ Bio-S.No.12, Bio-S.No.38, Bio-S.No.39 และ PTTH No.11 ได้หาลำดับนิวคลีโอไทด์ทั้งจีโนมของข้าวทั้ง 4 สายพันธุ์ โดยการทำ Whole genome sequencing คัดเลือก INDEL และนำมาออกแบบไพรเมอร์ ผลจากการศึกษาได้พัฒนาเครื่องหมายโมเลกุลที่จำเพาะกับสายพันธุ์แม่เรณูเป??นหมัน TGMS ได้ทั้ง 3 สายพันธุ์ (Bio-S.No.12 Bio-S.No39 และ PTTH.No.11) ที่ใช้ในการศึกษาต่อ สายพันธุ์ละ 2 เครื่องหมาย ส่วนสายพันธุ์ Bio-S.No.38 นั้นไม่สามารถระบุเครื่องหมายที่จำเพาะได้ เนื่องจากมีความใกล้ชิดกับ Bio-S.No39 มาก และข้าวสายพันธุ์นี้ไม่ได้นำมาใช้ในการพัฒนาต่อเนื่องจากมีป??ญหาเกี่ยวกับสภาวะการเป??นหมันเพื่อพัฒนาสายพันธุ์แม่เรณูเป??นหมันใหม่ให้มีลักษณะผสมข้ามได้อย่างกว้าง หอม และมีลักษณะทางการเกษตรที่ดี ได้ผสมสายพันธุ์แม่เรณูเป??นหมัน TGMS 3 สายพันธุ์คือ Bio-S.No.12 Bio-S.No39 และ PTTH.No.11 กับข้าว B80 และ KD2 พัฒนาประชากร F1 ได้ทั้งหมด 6 คู่ผสม แม้ว่าตามข้อเสนอโครงการได้เสนอไว้ว่าจะพัฒนาประชากรแบบ Recombinant inbred lines ให้ถึงรุ่น F2 แต่คณะผู้วิจัยได้ปลูกคัดเลือกต่อจนถึงรุ่น F4 และ F5 โดยได้คัดเลือกต้นเป??นหมัน F2 เบื้องต้นและจีโนไทป์จำนวน 386 สายพันธุ์ ซึ่ง ได้คัดเลือกไว้ปลูกต่อ จำนวน 58 สายพันธุ์ ได้คัดเลือกต้นเป??นหมัน F3 เบื้องต้นและจีโนไทป์จำนวน 195 สายพันธุ์ ซึ่งได้คัดเลือกไว้ปลูกต่อ จำนวน 111 สายพันธุ์ ได้คัดเลือกต้นเป??นหมัน F4 เบื้องต้นและ จีโนไทป์ จำนวน 630 สายพันธุ์ ซึ่งได้คัดเลือกไว้ปลูกต่อ จำนวน 93 สายพันธุ์ แบ่งเป??นชุดสายพันธุ์พ่อ B80 จำนวน 27 สายพันธุ์ และชุดสายพันธุ์พ่อ KD2 จำนวน 66 สายพันธุ์ ด้วยข้อจำกัดหลายประการทำให้ ประชากร Recombinant ที่ได้จากสายพันธุ์พ่อ B80 พัฒนาได้ถึงรุ่น F5 แต่ประชากร Recombinant ที่ได้จากสายพันธุ์พ่อ KD2 พัฒนาได้ถึงรุ่น F4 โดยได้คัดเลือกต้นเป??นหมัน F5 เบื้องต้นและจีโนไทป์จำนวน 164 สายพันธุ์ ซึ่งได้คัดเลือกไว้ 42 สายพันธุ์ ซึ่งได้คัดเลือก F4 และ F5 ต้นเป??นหมันที่มีลักษณะทางการเกษตรที่ดีจำนวน 66 และ 42 สายพันธุ์ ตามลำดับ รวม 108 สายพันธุ์ ซึ่งเป??นประชากรรุ่นล่าสุดที่ทำได้ในโครงการนี้ และได้จีโนไทป์ประชากรเหล่านี้ด้วยเครื่องหมายยีน 11 เครื่องหมาย (tms5, S5n, Badh2, Wx, Wx-glu,[3]SSIIa, Gn1a, Ghd7, TGW6, TPS, and Bph32) ผลจากการจีโนไทป์ด้วยยีน tms5 บ่งชี้ว่าทั้งหมดเป??นข้าว TGMS โดย 24 จาก 42 F5 TGMS เป??นข้าวเหนียว 51 จาก 66 F4 และ 31 จาก 42 F5 TGMS มี positive alleles อย่างน้อยสำหรับทั้ง 3 ยีนได้แก่ tms5, S5n, และ Badh2 บ่งชี้ว่าน่าจะเป??นข้าว TGMS ที่มีลักษณะผสมข้ามได้อย่างกว้าง และหอม และพบว่า TGMS บางสายพันธุ์มี negative alleles เพียง 2 ยีนจากทั้งหมด 11 ยีน บ่งชี้ว่ามีลักษณะอื่น ๆ ที่ดีอีกหลายประการ นอกจากนั้น ได้สร้าง BC1F1 6 ประชากร แต่มีเพียง 5 ประชากร ที่ได้ต้นเป??นหมันจาก BC1F2 ได้คัดเลือก BC1F2 ที่เป??นหมันจำนวน 930 สายพันธุ์ มาจีโนไทป์ ด้วยเครื่องหมายยีนทั้ง 4 ยีน ได้แก่ ยีนที่เกี่ยวข้องกับการเป??นหมันของเกสรตัวผู้ (tms5) ยีนที่ควบคุมลักษณะการผสมข้ามได้อย่างกว้าง (WC) (S5n) ยีนความหอม (Badh2) และยีนที่ควบคุมปริมาณอมิโลส (Wx) พบว่า BC1F2 ทั้ง 930 สายพันธุ์ เป??นข้าว TGMS ทั้งหมด และได้คัดเลือก BC1F2 TGMS ไว้ 130 สายพันธุ์ ที่มีลักษณะทางการเกษตรที่ดี และไม่มี negative alleles สำหรับ tms5, S5n, and Badh2 เพื่อพัฒนาต่อ

คำสำคัญ