ถาม – ตอบ ความรู้เรื่องพันธุ์ข้าว

****************

1.         การปรับปรุงพันธุ์ข้าว  มีวัตถุประสงค์เพื่ออะไร

ตอบ  การปรับปรุงพันธุ์ข้าว  มีวัตถุประสงค์  ดังนี้คือ

1. มีศักยภาพในการให้ผลผลิตสูง เช่น รวงต่อกอมาก รวงใหญ่ ระแง้ถี่ เมล็ดต่อรวงมาก และเมล็ดมีน้ำหนักดี

2. มีคุณภาพเมล็ดดี ตามความต้องการของตลาด เช่น เมล็ดเรียวยาว คุณภาพการสีดี คุณภาพหุงต้มเป็นที่ต้องการของตลาด มีท้องไข่น้อย

3. ต้านทานต่อโรคและแมลงที่สำคัญ เช่น โรคไหม้ โรคขอบใบแห้ง เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลและแมลงบั่ว เป็นต้น

4. ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่มีปัญหา เช่น ทนแล้ง ทนดินเปรี้ยว ทนดินเค็ม ทนน้ำท่วมฉับพลัน เป็นต้น

5. มีลักษณะรูปแบบต้นที่ดี เหมาะสมกับการปลูกในนิเวศน์ต่าง ๆ ได้แก่ ข้าวนาชลประทาน ข้าวนาน้ำฝน ข้าวไร่ ข้าวขึ้นน้ำและข้าวน้ำลึก

2.         วิธีการปรับปรุงพันธุ์ข้าว  ได้แก่วิธีใดบ้าง

ตอบ   1 การรวบรวมพันธุ์และการนำพันธุ์ข้าวมาจากที่อื่น (collection and introduction)

2. การคัดเลือกพันธุ์ (selection)

3 การผสมพันธุ์ (hybridization) และการคัดเลือกข้าวพันธุ์ผสมที่กระจายตัว

4 การชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์ (induced mutation)

5 การใช้เทคโนโลยีชีวภาพและพันธุวิศวกรรม (biotechnology and genetic engineering)

6 การสร้างพันธุ์ข้าวลูกผสม (hybrid rice)

3.         การคัดเลือกพันธุ์ข้าว  มีกี่วิธี  อะไรบ้าง  จงอธิบาย

ตอบ   มี   2   วิธี

1) การคัดเลือกสายพันธุ์บริสุทธิ์ (pure line selection)

เป็นการคัดเลือกหาสายพันธุ์ใหม่จากพืชพันธุ์ที่มีอยู่เดิม โดยคัดเลือกมาจากต้นข้าวเพียงกอเดียว ซึ่งวิธีการนี้ ไม่ได้ก่อให้เกิดลักษณะทางพันธุกรรมใหม่ ๆ เพียงแต่เป็นการคัดเลือกหาลักษณะทางพันธุกรรมที่ดีที่สุดที่ปรากฏอยู่แล้วใน mixed population โดยดำเนินการ 3 ขั้นตอน 

1. คัดเลือกต้นข้าวที่มีลักษณะดีที่ต้องการจากประชากรที่มีความแปรปรวนในลักษณะต่าง ๆ โดยวิธีคัดเลือกต้นข้าวเป็นกอ (single-plant selection) และเก็บเกี่ยวเมล็ดแยกกันแต่ละกอ

2. นำเมล็ดที่ได้จากแต่ละกอมาปลูกเป็นแถว  เลือกสายพันธุ์ที่มีลักษณะต่างๆตามต้องการไปปลูกต่อหลายชั่วอายุ  สายพันธุ์ใดที่ไม่ดีคัดทิ้งไป และอาจมีการทดสอบ ความต้านทานต่อโรคและแมลงศัตรูข้าวที่สำคัญด้วย  เพื่อช่วยคัดทิ้งสายพันธุ์ที่อ่อนแอออกไป  จะได้ลดจำนวนสายพันธุ์ให้น้อยลงในการทดสอบขั้นต่อไป ในแต่ละชั่วยังคงคัดเลือกต้นข้าวเป็นกอ ๆ จนกระทั่งได้สายพันธุ์ที่บริสุทธิ์

3.นำสายพันธุ์ที่คัดเลือกไว้ไปปลูกเปรียบเทียบความสามารถในการให้ผลผลิตและลักษณะอื่นๆร่วมกับพันธุ์เดิมและพันธุ์มาตรฐานสายพันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูงและลักษณะดีก็จะนำไปขยายพันธุ์และพิจารณาเป็นพันธุ์ใหม่ต่อไป

2) การคัดเลือกพันธุ์แบบหมู่ (mass selection)

วิธีนี้จะคัดเลือกข้าวที่มีลักษณะที่ปรากฏออกมาในข้าวแต่ละกอที่เหมือนกัน นำเมล็ดที่เก็บเกี่ยวจากกอที่คัดเลือกไว้มารวมกันเพื่อไว้ปลูกต่อไป (รูปที่ 2) โดยไม่มีการทดสอบในชั่วลูก (progeny test) วิธีนี้ข้าวแต่ละกอจะมีลักษณะต่างๆ ที่มองเห็นเหมือนกัน แต่ลักษณะทางพันธุกรรมอาจแตกต่างกัน พันธุ์ที่ได้จะมีความแปรปรวนทางพันธุกรรม (genetic variability) ค่อนข้างสูง จุดประสงค์สำคัญของการคัดเลือกพันธแบบุ์หมู่เพื่อปรับปรุงลักษณะโดยทั่ว ๆ ไป ของกลุ่มพืชให้ดีขึ้นกว่าเดิม

4.         การคัดเลือกพันธุ์แบบหมู่มีประโยชน์อย่างไร

ตอบ   การคัดเลือกพันธุ์แบบหมู่มีประโยชน์ ดังนี้ คือ

-ใช้ปรับปรุงพันธุ์ข้าวพื้นเมืองได้ผลรวดเร็วดี โดยนำมากำจัดข้าวบางส่วนของพันธุ์เดิมที่มีลักษณะไม่ดี ออกไป เช่น กำจัดลักษณะข้าวเจ้าออกไปจากพันธุ์ข้าวเหนียว เป็นต้น

-ใช้ในการทำพันธุ์ให้บริสุทธิ์ (purification) ในข้าวบางพันธุ์ที่ใช้ปลูกอยู่ นาน ๆ ไปอาจมีเปอร์เซ็นต์ความบริสุทธิ์ลดลง เนื่องจากการปะปนของพันธุ์อื่นหรือการผสมข้ามกับพันธุ์อื่นหรือมีการผ่าเหล่าเกิดขึ้น เราอาจนำวิธีนี้มาใช้ โดยการคัดพันธุ์ที่ไม่ต้องการทิ้งไปแล้วเก็บเกี่ยวเฉพาะพวกที่ต้องการไว้นำเมล็ดมารวมกัน อาจทำไปหลาย ๆ ชั่วอายุ จนกว่าจะได้ผลเป็นที่พอใจ

5.         การผสมพันธุ์ข้าว มีกี่แบบ

ตอบ  4  แบบ  ได้แก่

- การผสมเดียว (single cross) เป็นการผสมระหว่างข้าว 2 พันธุ์หรือสายพันธุ์ เช่น ผสมพันธุ์ระหว่าง เหลืองทอง กับ IR8

- การผสมสามทาง (three-way cross or top cross) เป็นการผสมข้าวพันธุ์หรือสายพันธุ์ที่ 3 เพื่อเพิ่มบางลักษณะลงในข้าวชั่วที่ 1 (F1)ของคู่ผสมเดี่ยว เพื่อรวมลักษณะต่าง ๆ หลายอย่างไว้ด้วยกัน

- การผสมคู่ (double cross) เป็นการผสมพันธุ์ระหว่างข้าวชั่วที่ 1 (F1)ของคู่ผสมเดี่ยว จำนวน 2 คู่ผสม เพื่อรวมลักษณะต่าง ๆ หลายอย่างไว้ด้วยกัน

- การผสมกลับ (backcross) เป็นการปรับปรุงพันธุ์ข้าวที่มีลักษณะต่าง ๆ ดีอยู่แล้ว แต่ยังขาดบางลักษณะ เช่น ความต้านทานต่อโรคหรือแมลง จึงนำเอาพันธุ์หรือสายพันธุ์ดีดังกล่าวมาใช้เป็นพันธุ์รับ (recurrent parent) นำไปผสมพันธุ์กับพันธุ์หรือสายพันธุ์อื่นที่มีลักษณะที่ต้องการอยู่เป็นพันธุ์ให้ (donor parent) เมื่อได้ F1 แล้วจึงผสมกลับไปหาพันธุ์รับ คัดเลือกหาต้นที่มีลักษณะที่ต้องการ แล้วผสมกลับไปหาพันธุ์รับอีก ทำเช่นนี้ไปเรื่อย ๆ 5-6 ครั้ง หรือมากกว่า จนได้ลักษณะส่วนใหญ่ของพันธุ์รับกลับคืนมา เมื่อสิ้นสุดการผสมกลับครั้งสุดท้ายแล้วยีนที่ต้องการถ่ายทอดจะยังคงอยู่ในสภาพ heterozygous ต้องปล่อยให้มีการผสมตัวเองต่ออีกหนึ่งชั่วจึงจะมี homozygous genotype ที่ต้องการเกิดขึ้น เมื่อทำการคัดเลือกต่อก็จะได้ข้าวพันธุ์ใหม่ที่มีลักษณะต่าง ๆ ของพันธุ์รับอยู่ พร้อมทั้งลักษณะใหม่จากพันธุ์ให้ด้วย

6.         การคัดเลือกพันธุ์ผสม  มีกี่วิธี  อะไรบ้าง

ตอบ   4   วิธี  ได้แก่

1) การคัดพันธุ์ข้าวแบบสืบตระกูล (pedigree method)  เป็นการคัดเลือกหากอที่มีลักษณะดีในทุก ๆ ชั่วอายุ โดยเริ่มจาก F2 โดยทำการคัดเลือกข้าวเป็นกอและนำไปปลูกกอต่อแถวต่อไป

       2) การคัดพันธุ์แบบรวม (bulk method) ปลูกข้าวชั่วที่ 2-4 แบบรวมกันและเก็บเมล็ดมารวมกัน โดยไม่มีการคัดเลือกในแต่ละชั่วอายุ (รูปที่ 4 ) จนกระทั่งชั่วที่ 4 หรือ 5 คัดเลือกตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้ เพราะข้าวที่ได้จะมีลักษณะสม่ำเสมอ (homozygous) แล้ว นำไปปลูกกอต่อแถวในชั่วที่ 5 หรือ 6 ศึกษาพันธุ์และเปรียบเทียบผลผลิตเช่นเดียวกับการคัดพันธุ์แบบสืบตระกูล 

       3) การปลูกและคัดเลือกข้าวพันธุ์ผสมแบบเร่งชั่วอายุ (rapid generation advance หรือ RGA)  ข้าวพันธุ์ผสมที่มีพ่อหรือแม่เป็นข้าวไวต่อช่วงแสง หรือทั้งพ่อ-แม่เป็นข้าวไวต่อช่วงแสงซึ่งปกติมักจะทำการผสมพันธุ์ข้าวในฤดูนาปี จะให้ลูกชั่วที่ 1 เป็นข้าวไวต่อช่วงแสงซึ่งออกดอกได้เฉพาะในฤดูนาปี จึงใช้เวลานานหลายปีในการคัดเลือกหาสายพันธุ์ใหม่จากพันธุ์ผสมที่มีการกระจายตัวทางพันธุกรรม การปลูกแบบเร่งชั่วอายุสามารถย่นระยะเวลาในการปลูกและคัดเลือกให้ได้สายพันธุ์ที่อยู่ตัว (fixed line) เร็วขึ้นเพราะในเวลา 1 ปี สามารถปลูกได้ 3-4 ชั่วอายุ การปลูกและคัดเลือกข้าวพันธุ์ผสมแบบเร่งชั่วอายุเป็นการปลูกและคัดเลือกแบบรวมร่วมกับแบบสืบตระกูล

4) การคัดเลือกข้าวพันธุ์ผสมโดยใช้โมเลกุลเครื่องหมาย (marker assisted selection หรือ MAS)  ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีด้านชีวโมเลกุล ช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบพันธุกรรมของลักษณะที่ซับซ้อนได้ง่ายขึ้น โมเลกุลเครื่องหมายได้ถูกนำมาใช้ในการสร้างแผนที่โครโมโซมและกำหนดตำแหน่งของยีนที่ควบคุมลักษณะต่าง ๆ ของพืชที่มีความสำคัญหลายชนิด เช่น ข้าว มะเขือเทศ พริก ข้าวโพด ฯลฯ และจากการศึกษาความสัมพันธ์ (linkage) ระหว่างดีเอ็นเอเครื่องหมายและลักษณะที่สนใจ ทำให้สามารถนำดีเอ็นเอเครื่องหมายมาใช้ในการคัดเลือกลักษณะนั้น ๆ ได้

7.         วิธีการที่ทำให้ข้าวมีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมอย่างรวดเร็ว  คือวิธีการใด

ตอบ  การชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์ (induce mutation)

การชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์อาจทำได้โดย

-  ใช้กัมมันตภาพรังสี เช่น x-rays, neutron และ gamma rays

- ใช้สารเคมี เช่น ethyl methane sulfonate (EMS), methyl methane sulfonate  

8.         จงอธิบายวิธีการใช้เทคโนโลยีชีวภาพและพันธุวิศวกรรม ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าว

ตอบ    การใช้เทคโนโลยีชีวภาพและพันธุวิศวกรรม (biotechnology and genetic engineering) เป็นวิธีการหนึ่งในการปรับปรุงพันธุ์ โดยการสร้างพันธุกรรมใหม่ ๆ ให้เกิดขึ้น โดยอาศัยเทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ (tissue culture) การเชื่อมโปรโตพลาสต์เข้าด้วยกัน (protoplast fusion) และการใช้เทคนิคพันธุวิศวกรรม (genetic engineering) การใช้เทคโนโลยีชีวภาพและพันธุวิศวกรรมอาจจะช่วยลดระยะเวลาในการพัฒนาพันธุ์ข้าวพันธุ์ใหม่แต่ละพันธุ์ให้สั้นลงได้ โดยได้ลักษณะพันธุ์ข้าวตามต้องการได้ง่ายขึ้น แต่ปัจจุบันยังดำเนินการเป็นผลสำเร็จไปได้ไม่มากนัก ยังมีความจำเป็นต้องศึกษาและวิจัยต่อไป

9.         ข้าวลูกผสม หรือ hybrid rice หมายถึงอะไร

ตอบ    หมายถึง ข้าวลูกผสมชั่วที่ 1 (F1) ที่ได้จากการผสมพันธุ์ระหว่างพ่อแม่ที่มีพื้นฐานทางพันธุกรรม (genetic background) ต่างกัน  การผลิตข้าวลูกผสมจะต้องประกอบด้วยขั้นตอนต่าง ๆ คือ

1) การสร้างสายพันธุ์เรณูเป็นหมัน โดยปกติสายพันธุ์เหล่านี้จะเป็น cytoplasmic genetic male sterile line หรือเรียกกันโดยทั่วไปว่า CMS line หรือ A line

2) การสร้างสายพันธุ์รักษาความเป็นหมัน (maintainer line) หรือเรียกว่า B line ซึ่ง B line นี้จะมีลักษณะทุกอย่างเหมือนกับ A line ยกเว้นแต่จะมี cytoplasm ปกติ และไม่เป็นหมัน

3) การสร้างสายพันธุ์แก้ความเป็นหมัน (restorer line) หรือเรียกกันว่า R line สายพันธุ์ข้าวนี้จะมียีนซึ่งเรียกว่า restorer gene ซึ่งเมื่อนำมาผสมพันธุ์กับ A line แล้วจะให้ลูกผสม F1 ซึ่งไม่เป็นหมัน

4) การนำสายพันธุ์ข้าวทั้ง A B และ R lines มาใช้ในการผลิตข้าวลูกผสม จะต้องศึกษาถึงความสามารถในการรวมตัว (combining ability) ของสายพันธุ์ข้าวที่ใช้ เพื่อให้ได้ลูกผสมที่มีศักยภาพในการให้ผลผลิตสูง 

10.    ชนิดของพันธุ์ข้าวเมื่อแบ่งตามนิเวศน์การปลูก  ได้แก่ข้าวพันธุ์ใดบ้าง

ตอบ  - ข้าวนาสวน

ข้าวที่ปลูกในนาที่มีน้ำขังหรือกักเก็บน้ำได้ระดับน้ำลึกไม่เกิน 50 เซนติเมตร ข้าวนาสวนมีปลูกทุกภาคของประเทศไทย แบ่งออกได้ 2 ชนิด คือ ข้าวนาสวนนาน้ำฝน และข้าวนาสวนนาชลประทาน

- ข้าวนาสวนนาน้ำฝน

ข้าวที่ปลูกในฤดูนาปีและอาศัยน้ำฝนตามธรรมชาติ ไม่สามารถควบคุมระดับน้ำได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ การกระจายตัวของฝน ประเทศไทยมีพื้นที่ปลูกข้าวนาน้ำฝนประมาณ 70% ของพื้นที่ปลูกข้าวทั้งหมด

- ข้าวนาสวนนาชลประทาน

ข้าวที่ปลูกได้ตลอดทั้งปีในนาที่สามารถควบคุมระดับน้ำได้ โดยอาศัยน้ำจากการชลประทาน ประเทศไทยมีพื้นที่ปลูกข้าวนาชลประทาน 24% ของพื้นที่ปลูกข้าวทั้งหมด และพื้นที่ส่วนใหญ่จะอยู่ในภาคกลาง

-  ข้าวขึ้นน้ำ

ข้าวที่ปลูกในนาที่มีน้ำท่วมขังในระหว่างการเจริญเติบโตของข้าว มีระดับน้ำลึกตั้งแต่ 1-5 เมตร เป็นเวลาไม่น้อยกว่า 1 เดือน ลักษณะพิเศษของข้าวขึ้นน้ำคือ มีความสามารถในการยืดปล้อง (internode elongation ability) การแตกแขนงและรากที่ข้อเหนือผิวดิน (upper nodal tillering and rooting ability) และการชูรวง (kneeing ability)

- ข้าวน้ำลึก

ข้าวที่ปลูกในพื้นที่น้ำลึก ระดับน้ำในนามากกว่า 50 เซนติเมตร แต่ไม่เกิน 100 เซนติเมตร

-ข้าวไร่

ข้าวที่ปลูกในที่ดอนหรือในสภาพไร่ บริเวณไหล่เขาหรือพื้นที่ซึ่งไม่มีน้ำขัง ไม่มีการทำคันนาเพื่อกักเก็บน้ำ

-ข้าวนาที่สูง

ข้าวที่ปลูกในนาที่มีน้ำขังบนที่สูงตั้งแต่ 700 เมตรเหนือระดับน้ำทะเลขึ้นไป พันธุ์ข้าวนาที่สูงต้องมีความสามารถทนทานอากาศหนาวเย็นได้ดี

11.    ชนิดของพันธุ์ข้าวแบ่งตามการตอบสนองต่อช่วงแสง  ได้แก่อะไรบ้าง

ตอบ   ข้าวไวต่อช่วงแสง

เป็นข้าวที่ออกดอกเฉพาะเมื่อช่วงเวลากลางวันสั้นกว่า 12 ชั่วโมง โดยพบว่าข้าวไวต่อช่วงแสงในประเทศไทยมักจะออกดอกในเดือนที่มีความยาว ของกลางวันประมาณ 11 ชั่วโมง 40 นาที หรือสั้นกว่านี้ ดังนั้นข้าวที่ออกดอกได้ในเดือนที่มีความยาวของกลางวัน 11 ชั่วโมง 40-50 นาที จึงได้ชื่อว่าเป็นข้าวที่มีความไวต่อช่วงแสงน้อย (less sensitive to photoperiod) และพันธุ์ที่ออกดอกเฉพาะในเดือนที่มีความยาวของกลางวันประมาณ 11 ชั่วโมง 10-20 นาทีก็ได้ชื่อว่าเป็นพันธุ์ที่มีความไวต่อช่วงแสงมาก (strongly sensitive to photoperiod) พันธุ์ข้าวประเภทนี้จึงปลูกและให้ผลผลิตได้ปีละหนึ่งครั้ง หรือปลูกได้เฉพาะในฤดูนาปี บางครั้งจึงเรียกว่า ข้าวนาปี พันธุ์ข้าวในประเทศไทยที่เป็นพันธุ์พื้นเมืองส่วนใหญ่เป็นพันธุ์ที่มีความไวต่อช่วงแสง

ข้าวไม่ไวต่อช่วงแสง

เป็นข้าวที่ออกดอกเมื่อข้าวมีระยะเวลาการเจริญเติบโตและให้ผลผลิตตามอายุ จึงใช้ปลูกและให้ผลผลิตได้ตลอดทั้งปี หรือปลูกได้ในฤดูนาปรัง บางครั้งจึงเรียกว่า ข้าวนาปรัง

12.    ส่วนประกอบของข้าว  แบ่งออกเป็นอะไรบ้าง

ตอบ  แบ่งออกได้เป็นลักษณะที่เกี่ยวกับการเจริญเติบโต และลักษณะที่เกี่ยวกับการขยายพันธุ์ ดังนี้

ลักษณะที่เกี่ยวกับการเจริญเติบโต

ลักษณะที่มีความสัมพันธ์กับการเจริญเติบโตของต้นข้าว ได้แก่ ราก ลำต้น และใบ

ลักษณะที่เกี่ยวกับการขยายพันธุ์

ต้นข้าวมีการขยายพันธุ์ด้วยเมล็ดซึ่งเกิดจากการผสมระหว่างเกสรตัวผู้และเกสรตัวเมีย เพราะฉะนั้น ลักษณะที่สำคัญเกี่ยวกับการขยายพันธุ์ได้แก่ รวง ดอกข้าว และเมล็ดข้าว