165

การพฒนาสายพนธขาวหอม คณภาพเมลดด ใหตานทานเพลยกระโดดสน าตาล และทนน าทวมฉบพลนโดยใชเครองหมายโมเลกล

Development of Fragrant and Good Grain Quality Rice Introgression Line to Brown PlanthopperResistance and Submergence Tolerance through Molecular Marker

รนฤด แกวชนชย1)ประกอบกจ ดงไธสง2)สนยมตาปราบ3)อดมพรรณ พรหมนารท4) นลา ราซด4)ธรยทธตจนดา5)วชรวรรณแจมบญศร5)ศรสวสด ขนทอง5)วรรณนภา สตยชต5)

ReunreudeeKaewcheenchai1)PrakobkitDangthaisong2)SuniyomTaprab3)

UdompanPromnart4)NilaRasidee4)TheerayutToojinda5)WatchareewanJamboonsri5) SrisawatKhanthong5)WannapaSattayachiti5)

Abstract

Development of Pathumthani 1 (PTT1) rice variety, a photoperiod-insensitive, fragrant and good grain quality was performed to enhance resistance against brown planthopper (BPH) and increase tolerance towards flash flooding. The line KDML105-PlusIII, with a submergence tolerance gene(Sub1), BPH resistance genes(qBph6and qBph12) and a bacterial leaf blight (BLB) gene(Xa21), was crossed with the line KDML105-Bph3, which possessed a BPH resistance gene(Bph3). Both KDML105-PlusIII and KDML105-Bph3were developed by the Rice Gene Discovery Unit (RGDU). They were non-fragrant and photoperiod-sensitive lines, carrying a Wxb gene

Keywords:fragrant rice, grain quality, Pathumthani 1 (PTT1), brown planthopper resistance, submergence tolerance, molecular marker

1) สถาบนวทยาศาสตรขาวแหงชาต อ.เมอง จ.สพรรณบร 72000 โทรศพท 0-3555-5340

Thailand Rice Science Institute, Mueang, SuphanBuri 72000 .Tel.0-3555-5340 2)ศนยวจยขาวคลองหลวงอ.คลองหลวงจ.ปทมธาน 12120 โทรศพท 0-2529-1185

KhlongLuang Rice Research Center, KhlongLuang, PathumThani 12120. Tel. 0-2529-1185 3) ศนยวจยขาวปราจนบรอ.บานสรางจ.ปราจนบร 25150 โทรศพท 0-3727-1385

PrachinburiRice Research Center, Ban Sang, PrachinBuri 25150 .Tel. 0-3727-1385 4) กองวจยและพฒนาขาวกรมการขาวจตจกรกรงเทพฯ 10900 โทรศพท 0-2579-3693

Division of Rice Research and Development, Rice Department, Chatuchak, Bangkok 10900. Tel. 0-2579-3693 5) หนวยปฏบตการคนหาและใชประโยชนยนขาวมหาวทยาลยเกษตรศาสตรวทยาเขตก าแพงแสนจ.นครปฐม 73140 โทรศพท

0-3435-5195

166

Rice Gene Discovery Unit, Kasetsart University Kampangsan, Kampangsan, NakhonPathom 73140. Tel. 0-3435-5195

(conferring a low amylose content)and a SSIIa-TT gene (conferring a low gelatinization temperature trait).Ten F1 were obtained and screened with 5 molecular markers. The results suggested that Bph3, Sub1 and Xa21 were heterozygous, whereas qBph6and qBph12 were not observed due to the fact that the markers were unable to distinguish allelic variation between the two parents. The F1 were hybridized with PTT1 rice variety to produce one hundred seventy-six individuals from a three-way cross. Seed quality-related genes, Wxband SSIIa-TT, were discovered in fifteen F1 plants (three-way cross) as in PTT1 rice variety, and badh2 was heterozygous. Selected F1plants (three-way cross)were then backcrossed with PTT1 to attain BC1F1.The rest of F1plants were allowed to self-pollinated to produce F2. Twelve BC1F1, which have a badh2gene homozygous genotypes similar to PTT1 were shown to comprise ofBph3, Sub1, and Xa21 target genes in heterozygous genotypes, including a photoperiod-insensitive characteristic. The selected BC1F1 were also backcrossed with PTT1, which resulted in nine BC2F1 and additionally self-pollinated to produce BC1F2of the plants carrying a complete set of target genes plus a fragment gene and good grain quality genes were identified in one and five plants, respectively. The BC1F2 were further crossed with the PTT1-derived line, which is possessing BLB resistance genes(xa5,Xa21 andxa33), to develop fragrant ricelines with good quality grain, substantial resistance to BPH and BLB, together with remarkable tolerance towards submergence.

บทคดยอ

การพฒนาสายพนธขาวหอมจากพนธปทมธาน 1 ซงเปนขาวเจาไมไวตอชวงแสง มกลนหอม และคณภาพเมลดด ใหตานทานเพลยกระโดดสน าตาลและทนน าทวมฉบพลน โดยใชสายพนธขาวทพฒนามาจากหนวยปฏบตการคนหาและใชประโยชนยนขาวคอสายพนธ KDML105-PlusIIIซงมยนทนน าทวมฉบพลน Sub1ยนตานทานเพลยกระโดดสน าตาล qBph6 และ qBph12 และยนตานทานโรคขอบใบแหง Xa21ผสมกบสายพนธ KDML105-Bph3ซงมยนตานทานเพลยกระโดดสน าตาล Bph3โดยทง 2 สายพนธ เปนขาวเจาไวตอชวงแสง มปรมาณอมโลสต าซงถกควบคมดวยยน Wxb และอณหภมแปงสกต าซงถกควบคมดวยยน SSIIa-TT แตไมมกลนหอม ไดเปนลกผสมชวท 1 (F1) จ านวน 10 ตน น ามาตดตามยนเปาหมาย 5 ต าแหนงดวยเครองหมายโมเลกล พบ ยน Bph3 Sub1 และ Xa21 อยในสภาพ heterozygous แตไมสามารถตดตาม qBph6 และ qBph12 ได เนองจากไมพบเครองหมายโมเลกลทสามารถแยกความ แตกตางของยนดงกลาวระหวางสายพนธใหกบสายพนธรบได หลงจากนนน าไปผสมกบขาวพนธ

167

ปทมธาน 1 ไดเปนลกผสมชวท 1 (F1)จากการผสมสามทาง จ านวน 176 ตน พบตนทมยนเปาหมาย จ านวน 15 ตน ซงมยนควบคมคณภาพเมลด Wxa และSSIIa-TTเหมอนพนธปทมธาน 1สวนยนควบคมความหอมbadh2 อยในสภาพ heterozygous น าตน F1จากการผสมสามทาง ทคดเลอกไดมาผสมกลบไปยงพนธปทมธาน 1ไดเปนประชากรขาวผสมกลบครงท 1 ชวท 1 (BC1F1)และบางสวนปลอยใหผสมตวเอง ไดเปนลกผสมชวท 2(F2)ส าหรบน าไปคดเลอกตนทมยน Bph3 และ Sub1 อยในสภาพ homozygous เหมอนพนธให รวมทงไมไวตอชวงแสงดวย สวน ประชากรขาวBC1F1พบตนทมยนเปาหมาย คอ ยน Sub1 Bph3และ Xa21 อยในสภาพ heterozygous รวมทงมยนbadh2 อยในสภาพ homozygous เหมอนพนธปทมธาน 1 และไมไวตอชวงแสง จ านวน 12 ตน ส าหรบน าไปผสมกลบไปยงพนธปทมธาน 1 ไดเปนประชากรขาว BC2F1 จ านวน 9 ตนและปลอยให ประชากรขาวBC1F1ทเหลอผสมตวเองเปนประชากรขาว BC1F2พบตนทมยนเปาหมาย ยนควบคมความหอมและคณภาพเมลดด จ านวน 1 และ 5 ตน ตามล าดบ ส าหรบน าไปรวมยนกบสายพนธขาวปทมธาน 1 ทมยนตานทานโรคขอบใบแหง xa5Xa21และ xa33เพอคดเลอกและพฒนาจนไดเปนพนธขาวหอม คณภาพเมลดด ตานทานเพลยกระโดดสน าตาลและโรคขอบใบแหง รวมทงทนน าทวมฉบพลนตอไป

ค าส าคญ:ขาวหอมคณภาพเมลดขาว ปทมธาน1ตานทานเพลยกระโดดสน าตาลทนน าทวมฉบพลน เครองหมายโมเลกล

ค าน า

พนธขาวเปนปจจยหนงทมความส าคญตอการปลกขาว หากสามารถปลกขาวพนธดทมศกยภาพใหผลผลตสง คณภาพเมลดด มกลนหอม ตานทานตอโรคและแมลง รวมทงทนทานตอสภาพแวดลอมไมเหมาะสม เกษตรกรกจะมรายไดเพมมากขน ซงในปจจบนเกษตรกรไดรบผลกระทบจากการระบาดของโรคและแมลง รวมไปถงความแปรปรวนสภาพอากาศ โดยเฉพาะเพลยกระโดดสน าตาลและน าทวมฉบพลนซงเปนปญหาทยากตอการจดการ การพฒนาพนธขาวตานทานหรอทนทานจงมความส าคญในการรกษาศกยภาพการใหผลผลตของขาวแตละพนธไว การพฒนาพนธขาวทมปรมาณอมโลสต าใหตานทานเพลยกระโดดสน าตาลเปนลกษณะทท าไดยาก เนองจากยนคว บคมปรมาณอมโลสสงWxaวางตวอยใกลชดกบยนตานทานเพลยกระโดดสน าตาล Bph3มาก (Jairinet al., 2009) แตจากความส าเรจของ จรพงศ และคณะ ( 2552) ทสามารถแยก linkage drag ระหวางอลลล Bph3 และ Wxaออกจากกนโดยการคดเลอก ฟโนไทปรวมกบการใชเครองหมายโมเลกลไดเปนสายพนธ UBN03078-101-342-4-143 (KDML105-Bph3) จงมแหลงพนธกรรมส าหรบน ามาใชในการพฒนาพนธขาวทมปรมาณอมโลสต าWxbใหตานทานเพลยกระโดดสน าตาลBph3นอกจากนกรมการขาวไดรวมมอกบหนวยคนหาและใชประโยชนยนขาวในการปรบปรงพนธขาว ขาวดอกมะล 105 ใหทนน าทวมฉบพลนดวยยน Sub1ตานทานเพลย

168

กระโดดสน าตาลดวยกลมของยน qBph6 และ qBph12 และตานทานโรคขอบใบแหงดวยยน Xa21จนไดสายพนธRGDU03040-MAS-762-40-B-2-B (KDML105-PlusIII)วตถประสงคของงานวจยนเปนการรวมยนของขาว 2 สายพนธดงกลาวเพอน ามาใชในการพฒนาพนธขาวปทมธาน 1 (PTT1) ซงเปนขาวเจาหอมไมไวตอชวงแสง คณภาพเมลดด แตความตานทานตอเพลยกระโดดสน าตาลลดลง เนองจากการปลกตดตอกนเปนระยะเวลานาน ท าใหเพลยกระโดดสน าตาลสามารถปรบตวเขา ท าลายได (กลมสงเสรมและพฒนาการผลต, 2554) ใหมความตานทานเพลยกระโดดสน าตาลและทนน าทวมฉบพลนเพมขน นอกจากน ยงคงลกษณะของกลนหอมและคณภาพเมลดด คอ มปรมาณอมโลสและอณหภมแปงสกต า ท าใหขาวมลกษณะนมเหนยวและหงสกเรว โดยใชการปรบปรงพนธแบบผสมกลบเพอใหยงคงมลกษณะเหมอนพนธปทมธาน 1 แตเพมความตานทานเพลยกระโดดสน าตาลและทนน าทวมฉบพลนและคดเลอกดวยเครองหมายโมเลกล เนองจากเปนวธทมประสทธภาพ รวดเรว และมความแมนย า ซงเปนการคดเลอกจโนไทป จงไมมอทธพลของสงแวดลอมเขา มาเกยวของ นอกจากนยงสามารถตรวจสอบไดในระยะแรกของการเจรญเตบโต รวมถงสามารถใชแทนการคดเลอกลกษณะทมความยงยากในการทดสอบในสภาพจรงและยงสามารถคดเลอกไดหลายลกษณะพรอมกนอกดวย

อปกรณและวธการ

1. การพฒนาประชากรขาวจากพนธปทมธาน 1 ใหมยนทนน าทวมฉบพลนและตานทานเพลยกระโดดสน าตาล (Fig.1)

1.1 การสรางประชากรขาวจากการผสมสามทาง (three-way cross) โดยสรางลกผสมชวท 1 (F1) จากคผสมระหวางสายพนธ RGDU03040-MAS-762-40-B-2-B (KDML105-PlusIII) ซงมยนทนน าทวมฉบพลน Sub1ยนตานทานเพลยกระโดดสน าตาล qBPH6AB

และ qBPH12ABและยนตานทานโรคขอบใบแหง Xa21และ UBN03078-101-342-4-143 (KDML105-Bph3)ซงมยนตานทานเพลยกระโดดสน าตาล Bph3โดยทง 2 สายพนธ เปนขาวเจาไวตอชวงแสง มปรมาณ อมโลสต า Wxbและอณหภมแปงสกต า SSIIa-TTแตไมมกลนหอม หลงจากนนน า F1จากการผสมเดยว (single cross) มาผสมกบขาวพนธปทมธาน 1 (PTT1) ซงเปนขาวเจาไมไวตอชวงแสง มกลนหอมbadh2ปรมาณอมโลสต า Wxb และอณหภมแปงสกต า SSIIa-TTไดเปนลกผสมชวท 1 (F1)จากการผสมสามทาง

1.2 การพฒนาประชากรขาวโดยวธการผสมกลบ - คดเลอกตนF1จาการผสมสามทาง ขอ 1.1 ใหมยนเปาหมาย คอ ยน Bph3qBph6qBph12

Sub1และXa21ดวยเครองหมายโมเลกลในตารางท 1แลวจงน าตน F1 ทมยนเปาหมายครบทกต าแหนง (selected F1) ผสมกลบไปยงขาวพนธ PTT1ไดเปนประชากรขาวผสมกลบครงท 1 ชวท 1 (BC1F1)และบางสวนปลอยใหผสมตวเอง ไดเปน ลกผสมชวท 2 (F2)

169

- คดเลอกตนในประชากรขาว BC1F1ทมยนเปาหมายและความหอม แลวน าไปเขาหองมดเพอคดเลอกตนทไมไวตอชวงแสง ส าหรบผสมกลบไปหาขาวพนธ PTT1 ไดเปนประชากรขาวผสมกลบครงท 2 ชวท 1 (BC2F1) และบางสวนปลอยใหผสมตวเอง ไดเปนประชากรขาวผสมกลบครงท 1 ชวท 2 (BC1F2)สวน F2ปลกเพอคดเลอกตนทมลกษณะทางการเกษตรดและไมไวตอชวงแสงในสภาพแปลงทดลอง แลวคดเลอกตนทมยนเปาหมายอยในสภาพ homozygous เหมอนพนธใหส าหรบปลอยใหผสมตวเองเปนลกผสมชวท 3 (F3)

- คดเลอกตนในประชากรขาว BC2F1 และ BC1F2 ทมยนเปาหมายทง 3 ยน ส าหรบน าไปผสมกบสายพนธขาวทพฒนามาจากพนธปทมธาน 1 เหมอนกนแตมยนตานทานโรคขอบใบแหง 3 ต าแหนง ไดแก xa5Xa21และ xa33(PTT1-BLB)

2. การคดเลอกโดยใชเครองหมายโมเลกล 2.1 การสกดดเอนเอ(DNA extraction)

ตดใบออนของตวอยางขาวอายประมาณ25 วน ลงใน 96 deep-well plate ส าหรบน ามาบดดวยเครองบดตวอยาง (tissue striker II)แลวสกดดเอนเอดวยชดสกดส าเรจรป (DNA trap)ของหองปฏบตการดเอนเอเทคโนโลย

2.2 การเพมปรมาณสารพนธกรรมดวยเทคนคPolymerase Chain Reaction (PCR) น าดเอนเอจากขอ 2.1 มาเพมปรมาณสารพนธกรรมบรเวณยนเปาหมายดวยเครองหมาย

โมเลกลชนด simple sequence repeat (SSR marker) ทอยใกลชดยนหรอมความจ าเพาะกบยน (gene-specific marker)Table1ดวยเครองเพมปรมาณสารพนธกรรม (Thermal cycler)แลวน า PCR products มาแยกขนาดดวยเครอง Gel electrophoresis สวนเครองหมายโมเลกลชนด single nucleotide polymorphism (SNP marker) (Table1)เพมปรมาณสารพนธกรรมดวยเครองเพมปรมาณ สารพนธกรรมวเคราะหอตโนมต ( real-time PCR instrument) (QuantStudioTM 6 Flex Real-Time PCR system, life technologies, USA)

ผลการทดลองและวจารณ

การพฒนาประชากรขาวจากขาวพนธปทมธาน 1 ใหมยนทนน าทวมฉบพลนและตานทาน เพลย กระโดดสน าตาลโดยใชเครองหมายโมเลกลชวยในการตดตามและคดเลอกยนเปาหมาย ไดประชากรขาว แตละรน (Table2) ดงน

1. การผสมพนธขาวระหวางสายพนธ KDML105-PlusIII และ KDML105-Bph3 ได F1จ านวน 10 ตน หลงจากนนน ามาตดตามยนเปาหมาย จ านวน 5 ต าแหนง คอ ยน Bph3 qBph6 qBph12Sub1 และXa21 พบวา F1ทงหมดมยน Bph3Sub1และXa21 อยในสภาพ heterozygous สวนยน qBph6 และ qBph12ไม

170

พบเครองหมายโมเลกลทสามารถแยกความแตกตางระหวางสายพนธใหกบสายพนธรบได ดงนนจงสามารถตดตามและคดเลอกไดเพยงยน3 ต าแหนงเทานน

2.น า F1จากการผสมเดยวทคดเลอกแลวมาผสมกบขาวพนธ PTT1 ไดเปนF1จากการผสมสามทาง

จ านวน 176 ตน แลวคดเลอกยนเปาหมายโดยใชเครองหมายโมเลกลดงตารางท 1 พบตน F1 ทมยน Bph3Sub1 และXa21อยในสภาพ heterozygous จ านวน 15 ตน นอกจากนยงไดตดตามและคดเลอกยนควบคมความหอมและคณภาพเมลด คอยน badh2Wxbและ SSIIa-TTพบวา ทกตนมยน WxbและSSIIa-TTอยในสภาพ homozygous เหมอนพนธ PTT1 สวนยน badh2 อยในสภาพ heterozygous เนองจาก F1ทไดจากการผสมพนธขาวระหวางสายพนธ KDML105-PlusIII และ KDML105-Bph3 ไมมยนความหอม

3.น า F1จากการผสมสามทางทคดเลอกไดจากขอ 2 มาผสมกลบไปยงพนธ PTT1 ไดเปนประชากรขาวBC1F1และบางสวนปลอยใหผสมตวเอง ไดเปน F2

3.1 ปลกประชากรขาวBC1F1จ านวน 8 คผสมๆ ละ 50 ตน รวม 400 ตน เนองจาก ตนF1 มยนทอยในสภาพ heterozygous จ านวน 4 ยน คอ ยน Bph3Sub1Xa21 และ badh2 ดงนนตามกฎของเมนเดล เมอผสมกลบไปหาพนธ PTT1 จะมโอกาสพบตนทม Bph3 Sub1 และ Xa21อยในสภาพ heterozygous และยน badh2 อยในสภาพhomozygous เหมอนพนธ PTT1 จ านวน 3 ตนตอคผสม รวม 24 ตน แตจากการคดเลอกพบตนทมยน Bph3Sub1 และ Xa21 อยในสภาพ heterozygous และยน badh2 อยในสภาพhomozygous เหมอนพนธ PTT1 จ านวน 16 ตน ซงอาจเกดจากความผดพลาดในขนตอนการผสมกลบ ท าใหพนธ PTT1 ทใชเปนพนธแมผสมตวเอง และเมอน าตนทคดเลอกไดจากประชากร BC1F1ไปทดสอบ การตอบสนองตอชวงแสงโดยการน าเขาหองมด พบตนทไมไวตอชวงแสง จ านวน 12 ตน

3.2 ปลก F2ทคดเลอกจาก F1จ านวน 15 สายพนธ ในสภาพแปลงทดลอง โดยมพนธ KDML105 และ PTT1 เปนพนธเปรยบเทยบ แลวคดเลอกตนทมลกษณะทางการเกษตรทดและออกดอกใกลเคยงกบพนธ PTT1 จ านวน 384 ตวอยาง น ามาคดเลอกดวยเครองหมายโมเลกลเพอตดตาม ยน Bph3และSub1ซงเปนยนเปาหมายหลก พบตนทมยนอยในสภาพ homozygous เหมอนพนธให จ านวน 22 ตน นอกจากนยงคดเลอกตนทมเฉพาะยน Bph3หรอ Sub1ไวดวย จ านวน 62และ 75ตน ตามล าดบ รวมทงสน 159 ตน และปลอยให F2 ทคดเลอกไดผสมตวเองไดเปน F3เพอน าไปทดสอบปฏกรยาตอเพลยกระโดดสน าตาลและ/หรอทนน าทวมฉบพลน พรอมทงปลกเพอคดลกษณะทางการเกษตรในสภาพแปลงทดลองตอไป

4.น าตนทคดเลอกจากประชากรขาวBC1F1 ในขอ 3.1จ านวน 12 ตน ผสมกลบไปยงพนธ PTT1 ไดเปนประชากร BC2F1 จ านวน 9ตน เนองจากตนทคดเลอกดวยเครองหมายโมเลกลแลวน าไปเขาหองมดเพอทดสอบการตอบสนองตอชวงแสงไมสมบรณจงสงผลใหเกสรตวผ ไมแขงแรงเมอน าไปผสมจงผสมไมคอยตด นอกจากนยงปลอยใหประชากรขาวBC1F1 ทคดเลอกไวผสมตวเองไดเปน ประชากร BC1F2 อกดวย และเมอ

171

น าไปคดเลอกโดยใชเครองหมายโมเลกล (Fig.2 – 4) พบตนจากประชากรขาว BC2F1จ านวน 1 ตนทมยน Bph3Sub1 และ Xa21 อยในสภาพ heterozygous สวนประชากร BC1F2 จ านวน 380 ตน พบตนทมยน Bph3Sub1 และ Xa21 อยในสภาพ homozygous เหมอนพนธให จ านวน 5 ตนโดยทง 2 ประชากร มยน badh2WxbและSSIIa-TTอยในสภาพ homozygous เหมอนพนธ PTT1

5.น าตนจากประชากรBC2F1และ BC1F2ทคดเลอกไดในขอ 4 ผสมกบสายพนธขาวทพฒนามาจากพนธปทมธาน 1 เหมอนกนแตมยนตานทานโรคขอบใบแหง 3 ต าแหนง ไดแก xa5Xa21และ xa33(PTT1-BLB) ไดเปนลกผสมชวท 1 (F1-PY) ทมยน Bph3Sub1 xa5และ xa33 อยในสภาพ heterozygous และยน Xa21badh2WxbและSSIIa-TTอยในสภาพ homozygous

สรปผลการทดลอง

การพฒนาขาวพนธปทมธาน 1 ซงเปนขาวไมไวตอชวงแสง มความหอม คณภาพเมลดดปรมาณอมโลสและอณหภมแปงสกต า ใหตานทานตอเพลยกระโดดสน าตาลและทนน าทวมฉบพลนโดยอาศย แหลงพนธกรรมจากสายพนธKDML105-PlusIII และ KDML105-Bph3 เมอรวมยนเปาหมาย จ านวน 5 ต าแหนง คอ ยน Bph3 qBph6 qBph12Sub1และ Xa21 เปนลกผสมชวท 1 (F1)จ านวน 10 ตน แลวน าไปผสมกบพนธ PTT1 ซงมไมมยนตานทานเพลยกระโดดสน าตาลและทนน าทวมฉบพลน ไดเปนลกผสมชวท 1 (F1)จากการผสมแบบสามทาง จ านวน 176 ตน โดยสามารถตดตามยนเปาหมายไดเพยง 3 ยน คอยน Bph3Sub1และ Xa21 เนองจากเครองหมายโมเลกลทอยใกลชดกบ qBph6และ qBph12 ไมสามารถแยกความแตกตางระหวาง สายพนธใหกบสายพนธรบได จากการคดเลอกพบตนทมยนเปาหมายทง 3 ยน รวมทงมยน badh2WxbและSSIIa-TTซงเปนยนทเกยวของกบความหอมและคณภาพเมลดดวย จ านวน 15 ตนเพอน าไปสรางประชากรผสมกลบใหมลกษณะทางการเกษตรเหมอนพนธ PTT1 ตอไป

การสรางประชากรขาวBC1F1โดยการน า F1จากการผสมแบบสามทางทมยน Sub1 Bph3Xa21 และ badh2 อยในสภาพ heterozygous สวนยน WxbและSSIIa-TTอยในสภาพ homozygous เหมอนพนธ PTT1 เพอมาผสมกลบไปยงขาวพนธPTT1 แลวใชเครองหมายโมเลกลชวยในการคดเลอกตนทม ยนเปาหมายและยนความหอมไดจ านวน 16 ตน จากประชากรขาว BC1F1 จ านวน400 ตน หลงจากนนน าไปทดสอบการตอบสนองตอชวงแสงในหองมดเพอคดเลอกตนทไมไวตอชวงแสงเหมอน พนธ PTT1 ไดจ านวน 12 ตน นอกจากการพฒนาประชากรโดยวธผสมกลบแลวยงปลอยให F1จากการผสมแบบสามทางทมยนเปาหมายผสมตวเองเปน F2 ดวย ซงไดน าไปปลกเพอคดเลอกลกษณะทางการเกษตร และความไวตอชวงแสงในแปลงทดลองกอนตดใบมาตรวจสอบยนเปาหมาย พบตนทมลกษณะทาง การเกษตรด ไมไวตอชวงแสง และมยน Bph3Sub1Xa21 badh2WxbและSSIIa-TTอยในสภาพhomozygous เหมอนพนธใหจ านวน 22 ตน และตนทมเฉพาะยน Bph3หรอ Sub1จ านวน 62 และ75ตน ตามล าดบ รวมทงสน 159 ตนจาก 384 ตน

172

โดยปลอยให F2 ทคดเลอกไดผสมตวเองเปน F3 ส าหรบน าไปทดสอบปฏกรยาตอเพลยกระโดด สน าตาลและ/หรอทนน าทวมฉบพลนตอไป พรอมทงคดเลอกลกษณะทางเกษตรดวย

การสรางประชากรขาวBC2F1โดยการน าตนทคดเลอกไดจากประชากร BC1F1จ านวน 12 ตน ซงไมไวตอชวงแสง และมยนเปาหมายอยในสภาพ heterozygous มาผสมกลบไปยงขาวพนธ PTT1 แลวใชเครองหมายโมเลกลชวยในการคดเลอกตนจากประชากรขาว BC2F1ทมยนเปาหมายไดจ านวน 9 ตน และปลอยใหประชากร BC1F1 ทเหลอผสมตวเองไดเปนประชากรขาวBC1F2 จ านวน 380 ตน หลงจากนนคดเลอกประชากรขาวBC2F1และ BC1F2 ดวยเครองหมายโมเลกล พบตนทมยน Sub1 Bph3และ Xa21 อยในสภาพ homozygous เหมอนพนธให จ านวน 1 และ 5 ตนตามล าดบ ทส าคญคอมยนความหอม ปรมาณอมโลสและอณหภมแปงสกต าส าหรบน าไปรวมยนกบสายพนธขาวทพฒนามาจากพนธปทมธาน 1เหมอนกนแตมยนตานทานโรคขอบใบแหง 3 ต าแหนง ไดแก xa5Xa21และ xa33(PTT1-BLB) ไดเปน ลกผสมชวท 1 (F1-PY)เพอพฒนาเปนประชากรขาวทมความหอม คณภาพเมลดด ตานทานเพลยกระโดด สน าตาลและโรคขอบใบแหง รวมทงทนน าทวมฉบพลนตอไป

ค าขอบคณ

คณะวจยขอขอบคณผบงคบบญชาทกทานทใหการสนบสนน ตลอดจนอ านวยความสะดวก ในการ ด าเนนงานวจย ขอขอบคณเจาหนาทสถาบนวทยาศาสตรขาวแหงชาต ศนยวจยขาวปราจนบร และหนวยปฏบตการคนหาและใชประโยชนยนขาวทกทานทชวยปฏบตงาน แนะน า ใหความรและค าปรกษาตลอดระยะเวลาด าเนนการ สดทายนขอขอบคณส านกงานพฒนาการวจยการเกษตร (องคการมหาชน) ส าหรบทนวจยโครงการน

เอกสารอางอง

กมลวรรณเรยบรอย. 2554. การปรบปรงสายพนธขาวทนแลง IR57514 ใหมคณภาพการหงตมคลายขาวหอมมะลโดยการใชเครองหมายโมเลกลดเอนเอชวยในการคดเลอก.วทยานพนธปรญญาโท.มหาวทยาลยอบลราชธาน, อบลราชธาน.

กลมสงเสรมและพฒนาการผลต. 2554. แนวทางการควบคมเพลยกระโดดสน าตาลในพนทภาคกลาง. ส านกสงเสรมและพฒนาการเกษตรเขตท 1 จงหวดชยนาท กรมสงเสรมการเกษตร.

จรพงศใจรนทรวราภรณ วงศบญ กจตพงษเพงรตน สงวนเทยงดฤทธ พกล ลลากด และกลยา สานเสน.2552. การพฒนาสายพนธขาวตานทานตอเพลยกระโดดสน าตาลและมคณภาพเมลดเหมอนขาวดอกมะล 105 โดยใชโมเลกลเครองหมาย. หนา 187-207.ใน: รายงานการประชมวชาการขาวและธญพชเมองหนาว ประจ าป 2552. 9-11 มถนายน 2552.โรงแรมซบรซ จอมเทยน รสอรท ชลบร.

173

Mohler, V. and C.Singrun.2004. General considerations: Marker-assisted selection. P.305-317. In: H. Lorz and G. Wenzel, (eds.). Molecular markers Systems in Plant Breeding and Crop Improvement.Biotechnology in Agricultural and Forestry, Vol. 55.Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Germany.

Jairin, J., S. Teangdeerith, P. Leelagud, J. Kothcharerk, K. Sansen, M. Yi, A. Vanavichitand T. Toojinda. 2009. Development of rice introgression lines with brown planthopper resistance and KDML105 grain quality characteristics through marker-assisted selection. Field Crop Res. 110: 263-271.

Jairin, J., S. Teangdeerith, P. Leelagud, K. Phengrat, A. Vanavichit and T. Toojinda. 2007. Detection of brown planthopper resistance genes from different rice mapping populations in the same genomic location. ScienceAsia.33: 347-352.

Jairin, J., T. Toojinda, S. Tragoonrung, S. Tayapatand A. Vanavichit. 2005. Multiple genes determining brown planthopper (NilaparvatalugensStål) resistance in backcross introgressed lines of Thai jasmine rice ‘KDML105’. Science Asia. 31: 129-135.

Toojinda, T., M. Siangliw, S. Tragoonrung and A. Vanavichit. 2003.Molecular genetics of submergence tolerance in rice: QTL analysis of key traits.Ann.Bot. 91: 243-253.

174

Table 1List of molecular markers used for selection in a breeding program No. Marker Trait Chromosome Type of marker Reference 1. R10783indel Submergence (Sub1) 9 Gene-specific marker Toojindaet al., 2003 2. Sub1C Submergence (Sub1) 9 SNP marker RGDU (unpublished) 3. SSR24 Brown planthopper

(Bph3) 6 SSR marker RGDU (unpublished)

4. RM586- M589 Brown planthopper (Bph3)

6 SSR marker Jairinet al., 2007

5. RM50-RM225 Brown planthopper (qBph6)

6 SSR marker Jairinet al., 2005

6. RM277 Brown planthopper (qBph12)

12 SSR marker Jairinet al., 2005

7. PB7/PB8 Bacterial leaf blight (Xa21)

11 Gene-specific marker Mohler and Singrun, 2004

8 Aromaker Fragrance (badh2) 8 Gene-specific marker กมลวรรณ, 2554 9 Aroma taq man Fragrance (badh2) 8 SNP marker RGDU (unpublished) 10 SNP2340-41 Gelatinization

temperature (SSIIa-TT) 6 Gene-specific marker กมลวรรณ, 2554

11 Waxy Amylose content (Wxb) 6 Gene-specific marker กมลวรรณ, 2554

Table 2 Summary of selected plants in each generation No. Generation Cross No. of

plants No. of selected plants

Genotype

1 F1 KDML105-PlusIII/KDML105-BPH 10 10 Bph3RH/ PTT1+ Sub1PlusIII/PTT1+ Xa21PlusIII/PTT1 2 F1 PTT1//KDML105-

PlusIII/KDML105-BPH 176 15 Bph3RH/ PTT1+ Sub1PlusIII/PTT1+ Xa21PlusIII/PTT1

3 BC1F1 PTT1*2//KDML105-PlusIII/KDML105-BPH

400 16 Bph3RH/ PTT1+ Sub1PlusIII/PTT1+ Xa21PlusIII/PTT1

4 BC2F1 PTT1*3//KDML105-PlusIII/KDML105-BPH

9 1 Bph3RH/ PTT1+ Sub1PlusIII/PTT1+ Xa21PlusIII/PTT1

5 BC1F2 PTT1*2//KDML105-PlusIII/KDML105-BPH

380 5 Bph3RH/RH+ Sub1PlusIII/PlusIII+Xa21PlusIII/PlusIII

6 F2 PTT1//KDML105-PlusIII/KDML105-BPH

384 22 Bph3RH/RH+Sub1PlusIII/PlusIII

62 Bph3RH/RH 75 Sub1PlusIII/PlusIII

175

Fig. 1A schematic diagram of a breeding program of PTT1 rice variety improvement for

submergence tolerance and brown planthopper resistance traits

176

a) RM586 b) RM589 c) SSR24

Fig. 2Gel images of PCR amplification using SSR markersassociated with Bph3;a) RM586 b) RM589 andc) SSR24

a) Submergence (Sub1) b)Fragrance (badh2) Fig.3Gel images and discrimination plots of PCR amplification using gene specific marker and

SNP marker a) Submergence (Sub1)and b) Fragrance (badh2)

177

Fig.4The PCR amplification using PB7/PB8 maker