การพัฒนาวิธีการคัดเลือกพันธุ์ข้าวต้านทานและการศึกษาพฤติกรรมการกินของเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล Nilaparvata lugens (Stål) และเพลี้ยกระโดดหลังขาว Sogatella furcifera (Horvath)

บทคัดย่อ

การศึกษาโครงการวิจัยเรื่องพัฒนาวิธีการคัดเลือกสายพันธุ์ข้าวที่ต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาวและการศึกษาพฤติกรรมการกินของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลNilaparvata lugens (St?l) และเพลี้ยกระโดดหลังขาว Sogatella furcifera (Horvath) มีวัตถุประสงค์เพื่อการพัฒนาวิธีการคัดเลือกพันธุ์ข้าวที่ต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาวประกอบด้วย 3 กิจกรรม ได้แก่ กิจกรรมที่ 1 การพัฒนาวิธีการคัดเลือกสายพันธุ์ต้านทานข้าวต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาว ด้วยการทดสอบอัตราการปล่อยมูลหวาน อัตราการกินด้วยวิธีการตรวจวัดการดูดกินด้วยกระแสไฟฟ้า Electrical Penetration Graph (EPG) และการเจริญเติบโตกิจกรรมที่ 2 การศึกษาลักษณะทางสรีรวิทยาของข้าวและกลไกการต้านทานต่อการเข้าท าลายของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาว และกิจกรรมที่ 3 การศึกษายีนที่เกี่ยวข้องกับความต้านทานของข้าวต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาว เพื่อให้ได้วิธีการที่ได้มาตรฐานและได้สายพันธุ์ข้าวที่ต้านทานต่อการท าลายของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาว การศึกษาพบว่า อัตราการปล่อยมูลหวาน ข้าวพันธุ์/สายพันธุ์ต้านทานมีอัตราการกินของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาวน้อยกว่าข้าวพันธุ์/สายพันธุ์อ ่อนแอ อัตราการกินด้วยวิธีการตรวจวัดการดูดกินด้วยกระแสไฟฟ้า Electrical Penetration Graph (EPG) พบว่า ข้าวพันธุ์/สายพันธุ์ต้านทานจะมีอัตราการกินของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาวน้อยกว่าข้าวพันธุ์/สายพันธุ์อ่อนแอ ลักษณะกราฟของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลที่เกิดขึ้นมี5 ลักษณะ ได้แก่ Np, N1, N2, N3, และ N4 ในขณะที่ลักษณะกราฟของเพลี้ยกระโดดหลังขาว พบ 6 ลักษณะ โดยในเพลี้ยกระโดดหลังขาวมีการจ าแนกลักษณะกราฟที่เกิดขึ้นในช่วงการดูดกินชั้นท่อล าเลี้ยงอาหาร (N4) ออกเป็น 2 ลักษณะคือ N4-a และ N4-b การวิเคราะห์เปรียบเทียบลักษณะกราฟที่เกิดจากการดูดกินของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาว ข้าวที่พบจ านวนครั้งและระยะเวลาในดูดกินชั้นท่อล าเลียงอาหารมากจะมีความอ่อนแอต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาว นอกจากนี้ยังทดสอบอัตราการเจริญเติบโตของเพลี้ยกระโดด โดยพบว่าวิธีการวัดการเจริญเติบโตนั้นเหมาะสมที่จะน ามาใช้ในการคัดเลือกพันธุ์ต้านทาน กิจกรรมที่ 2 การศึกษาลักษณะทางสรีรวิทยาของข้าว พบว่า ข้าวพันธุ์อ่อนแอมีการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาเมื่อมีการเข้าท าลายของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลมากกว่าเพลี้ยกระโดดหลังขาว ส่วนการเข้าท าลายของเพลี้ยกระโดดหลังขาวนั้นท าให้ค่าดัชนีความเขียวใบลดลงแบบไม่มีความสอดคล้องกับปัจจัยอื่น ๆ ปริมาณ trichome ที่อยู่บนผิวของกาบใบและคอรวงอาจจะเป็นหนึ่งในกลไกในการต้านทานต่อแมลง โดย trichome จะไปขัดขวางการสัมผัสและเข้าท าลายของแมลง นอกจากนี้ยังมีการวิเคราะห์สารเมทาบอไลท์และการแสดงออกพบว่าการแสดงออกของยีน PR10a มีความสอดคล้องกับยีนต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลในข้าวพันธุ์ต้านทาน กิจกรรมที่ 3 การศึกษายีนที่เกี่ยวข้องกับความต้านทานของข้าวต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาว การวัดปริมาณมูลหวาน (honeydew) ด้วยเทคนิคซองพาราฟิล์ม สามารถสะท้อน3ถึงปริมาณและคุณภาพของการกินอาหารของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาวได้ วิธีดังกล่าวสามารถใช้ในการศึกษาความต้านทานและคัดเลือกพันธุ์ข้าวต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลได้ดีการศึกษาความต้านทานของพันธุ์/สายพันธุ์ข้าวในระยะออกดอกต่อเพลี้ยกระโดด ค้นพบองค์ความรู้ใหม่เกี่ยวกับความต้านทานของพันธุ์ข้าวบางพันธุ์ เพลี้ยกระโดดไม่สามารถดูดกินบริเวณกาบใบธงของพันธุ์ต้านทาน เกิดจากการการท างานของยีนต้านทานในพันธุ์ข้าวนั้น ๆ นอกจากนี้ยังพบว่าเพลี้ยกระโดดสามารถดูดกินน้ าเลี้ยงของคอรวงและล าต้นภายใต้กาบใบได้ ทั้งที่ต าแหน่งบนต้นข้าวที่ใช้ทดสอบอยู่ใกล้กันมากแสดงว่าทั้งกาบใบและคอรวงต้องมีลักษณะบางอย่างที่แตกต่างกันจากการศึกษาวิจัยครั้งนี้ คณะผู้วิจัยได้ค้นพบเทคโนโลยีในการคัดเลือกพันธุ์ต้านทานข้าวต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาวต้นแบบเทคโนโลยีในการน ามาใช้ทดสอบพันธุ์ต้านทานที่ได้มาตรฐานและแม่นย า นักวิชาการ/นักปรับปรุงพันธุ์สามารถใช้ต้นแบบวิธีการเพื่อคัดเลือกพันธุ์ต้านทาน ได้ลักษณะและสายพันธุ์ข้าวต้านทานต่อการเข้าท าลายของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาวและกลไกการแสดงออกของยีนที่แสดงความต้านทานต่อการเข้าท าลายของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาว ซึ่งจะเป็นแนวทางในการควบคุมการระบาดของเพลี้ยกระโดดสีน้ าตาลและเพลี้ยกระโดดหลังขาวและเป็นแนวทางค้นหาแหล่งพันธุกรรมที่สามารถต้านทานได้ดีในระยะข้าวออกดอกมาใช้ในการพัฒนาพันธุ์ข้าว ให้ได้พันธุ์ต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดที่ครอบคลุมทุกระยะการเจริญเติบโตของข้าว

ระดับความพร้อมของโครงการ