การค้นหา QTLs ควบคุมลักษณะต้านทานโรคไหม้และการพัฒนาพันธุกรรมข้าวเหนียวหอมที่มียีน Bph3 ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลจากฐานพันธุกรรมข้าวสายพันธุ์ IR57514 เพื่อใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวเหนียว

ข้าวสายพันธุ์ IR57514 เป็นสายพันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูง ปรับตัวได้ดีในพื้นที่ปลูกข้าวอาศัยน้ำฝนข้าวสายพันธุ์นี้สามารถทนต่อน้ำท่วมฉับพลัน และต้านทานโรคไหม้ งานวิจันนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อค้นหาตำแหน่งของ QTLs ควบคุมลักษณะต้านทานโรคไหม้ในข้าวสายพันธุ์ IR57514 และพัฒนาสายพันธุ์ข้าวเหนียวหอมต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลที่มียีน Bph3 จากฐานพันธุกรรมข้าวสายพันธุ์ IR57514 เพื่อใช้ในโครงการปรับปรุงพันธุ์ข้าวเหนียว การค้นหาตำแหน่งลักษณะปริมาณ (QTLs) ควบคุมลักษณะต้านทานโรคไหม้ในข้าวสายพันธุ์ IR57514 นั้นทำการศึกษาในประชากร recombinant inbred line (RILs) จำนวน 97 สายพันธุ์ ที่พัฒนามาจากคู่ผสมระหว่างข้าวสายพันธุ์ IR57514 (ต้านทานต่อโรคไหม้) และขาวดอกมะลิ 105 (อ่อนแอต่อโรคไหม้) โดยทำการประเมินความต้านทานโรคไหม้ด้วยเชื้อสาเหตุโรคไหม้จำนวน 11 ไอโซเลท ในระยะต้นกล้า พบว่า ความต้านทานโรคไหม้ในสายพันธุ์ IR57514 ถูกควบคุมด้วยลักษณะปริมาณจำนวน 6 ตำแหน่ง โดยวางตัวอยู่บนโครโมโซม 4 5 10 11 และ 12 และสามารถอธิบายลักษณะต้านทานต่อโรคไหม้ได้ตั้งแต่ 18.39 ถึง 68.23 เปอร์เซ็น โดย qBL12 แสดงลักษณะต้านทานต่อเชื้อสาเหตุโรคไหม้จำนวน 9 ไอโซเลท สามารถอธิบายความแปรปรวนลักษณะต้านทานโรคไหม้สูงสุดได้ตั้งแต่ 4.85 ถึง 63.29 เปอร์เซ็นต์ เครื่องหมายดีเอ็นเอที่เชื่อมโยงกับ QTLs เหล่านี้ จะเป็นข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับการนำไปใช้ช่วยในการคัดเลือกลักษณะต้านทานโรคไหม้ ผลจากการศึกษาบ่งชี้ว่า ข้าวสายพันธุ์ IR57514 สามารถใช้เป็นแหล่งพันธุกรรมของลักษณะต้านทานโรคไหม้ได้ การพัฒนาพันธุกรรมข้าวเหนียวหอมให้มียีนต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล Bph3 ดำเนินการโดยการผสมระหว่างข้าวเหนียวหอมสายพันธุ์ปรับปรุง RGD11259-1-9-25 (BC1F2) และข้าวเจ้าสายพันธุ์ปรับปรุง R4-4-2-134-18-57 (BC4F5) โดยปรับปรุงพันธุ์แบบสืบประวัติ และคัดเลือกลักษณะต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลร่วมกับการใช้เครื่องหมายดีเอ็นเอช่วยในการคัดเลือกในประชากรผสมตัวเองรุ่นที่ F2 ถึง F4 โดยเริ่มจากการแยกยีน Wx และ Bph3 บนโครโมโซม 6 ออกจากกัน ในประชากร F2 จำนวน 1140 ต้น ที่ได้จากต้น F1 จำนวน 1 ต้น ประเมินความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลด้วยเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลประชากรอุบลราชธานีในระยะต้นกล้า (อายุข้าว 7 วัน) พบว่า มีต้นข้าว F2 ที่รอดชีวิตจากการถูกเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลเข้าทำลาย จำนวน 461 ต้น เมื่อนำมาคัดเลือกโดยใช้เครื่องหมาย RM589, SSR24 และ RM588 ในลักษณะต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล และ Wx-Glu23 ในลักษณะข้าวเหนียว ได้ต้นข้าว F2 ที่มีอัลลีลของยีน Bph3 เป็นแบบโฮโมไซกัส และอัลลีลของยีน wx เป็นแบบเฮเทอโรไซกัว (Bph3R4/R4, wxRGD/R4) จำนวน 6 ต้น จากนั้นปล่อยให้ต้นข้าว F2 ดังกล่าวผสมตัวเองเพื่อสร้างประชากร F3 แล้วนำไปประเมินความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล พบว่า มีต้นข้าว F3 รอดชีวิตจำนวน 2 ต้น ได้แก่ สายพันธุ์ RGD13117-115-52 (Bph3R4/R4, wxRGD/RGD, badh2RGD/RGD) และสายพันธุ์ RGD13117-115-53 (Bph3R4/R4, wxRDG/RGD, badh2RGD/R4) จากนั้นปล่อยให้ผสมตัวเองเพื่อสร้างประชากร F4 และประเมินลักษณะต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ลักษณะข้าวเหนียว และลักษณะความหอม การประเมินลักษณะต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในระยะต้นกล้า (อายุข้าว 7 วัน) และระยะแตกกอ (อายุข้าว 25 วัน) โดยประชากรเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลจำนวน 4 ประชากร ได้แก่ อุบลราชธานี พิษณุโลก กำแพงเพชร และน่าน พบว่า ข้าวเหนียวหอมสายพันธุ์ปรับปรุงจำนวน 2 สายพันธุ์ มีระดับความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลที่สูงกว่าข้าวสายพันธุ์ RGD11259-1-9-25 ซึ่งเป็นสายพันธุ์แม่ การประเมินลักษณะข้าวเหนียวและลักษณะความหอมพิจารณาจากลักษณะทางกายภาพของเมล็ดข้าวกล้องและการดมกลิ่น ตามลำดับ พบว่า ข้าวทั้งสองสายพันธุ์มีลักษณะเป็นข้าวเหนียวและมีกลิ่นหอมมาก (คะแนน 2) ถึงกลิ่นหอมปานกลาง (คะแนน 1) การค้นพบ QTLs ควบคุมลักษณะต้านทานโรคไหม้ในข้าวสายพันธุ์ IR57514 และ การพัฒนาข้าวเหนียวหอมต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลจากฐานพันธุกรรมข้าวเหนียวสายพันธุ์ปรับปรุง IR57514 สามารถนำไปใช้เป็นแหล่งพันธุกรรมที่สำคัญในการพัฒนาข้าวนาน้ำฝนให้ต้านทานต่อสภาวะความเครียดหลายลักษณะในพื้นที่ปลูกข้าวอาศัยน้ำในได้ต่อไป