การคัดเลือกเพื่อลักษณะไม่ไวต่อช่วงแสงและปริมาณฟีนอลในเมล็ดสูงในประชากรรุ่นลูกระหว่างข้าวก่ำพันธุ์พื้นเมือง (ข้าวแสง 5) และพันธุ์ปรับปรุงสมัยใหม่ (ปทุมธานี 1)

Selection for photoperiod insensitivity and high grain phenol concentration in progenies between purple rice landrace (Kao Sang 5) and improved modern variety (Pathum Thani 1)

Name: พัทธพล ต้นกิ่ง

ThaSH: ข้าวก่ำ -- การปรับปรุงพันธุ์

ThaSH: ข้าวเหนียวดำ -- การปรับปรุงพันธุ์

ThaSH: การปรับปรุงพันธุ์พืช

Abstract: ข้าวก่ำหรือข้าวเหนียวดำส่วนมากเป็นพันธุ์พื้นเมืองที่นิยมปลูกทางภาคเหนือ และภาค ตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย มีส่วนของเชื่อหุ้มเมล็ดสีม่วงหรือดำ ซึ่งเกิดจากการสะสมของ สารแอน โทไซยานินที่เป็นสารในกลุ่มฟลาโวนอยค์ เช่นเดียวกับสารประกอบฟืนอลิคหรือสาร ประกอบฟืนอลที่เป็นประ โยชน์ต่อร่างกาย ซึ่งสารประกอบฟีนอลนั้นสามารถละลายน้ำได้ดี มี คุณสมบัติในการต้านอนุมูลอิสระ ช่วยป้องกันและลดความเสี่ยงจากโรคต่าง ๆ แต่ข้าวกำพันธุ์พื้นเมือง เป็นข้าวที่ตอบสนองต่อช่วงแสง ปลูกได้ปีละครั้ง ในการศึกษาครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อประเมิน และคัดเลือกลักษณะไม่ไวต่อช่วงแสง มีปริมาณฟีนอลในเมล็ดสูงในประชากรข้าวลูกผสม โดยใช้ข้าว ก่ำพันธุ์ข้าวแสง 5 ซึ่งเป็นข้าวเหนียวก่ำพันธุ์พื้นเมืองที่มีปริมาณฟีนอลในเมล็ดสูงเป็นพันธุ์แม่มาผสม กับข้าวพันธุ์ปทุมธานี 1 ที่เป็นข้าวเจ้าพันธุ์ปรับปรุงสมัยใหม่ที่ใช้เป็นพันธุ์พ่อ เพื่อให้มีสารปริมาณ ฟืนอลในเมล็ดที่สูง และไม่ตอบสนองต่อช่วงแสง การทคลองแบ่งออกเป็น 3 การทดลอง คือ การทดลองที่ 1 ประเมินลักษณะลูกผสมชั่วที่ 1 เทียบกับพันธุ์พ่อแม่ ปลูกที่โรงเรือนทดลอง สาขาวิชาพืชไร่ คณะเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ในสภาพกระถางแบบน้ำขัง ฤดูนาปีระหว่าง เดือนกรกฎาคม-ตุลาคม พ.ศ. 2560 วางแผนการทคลองแบบ completely randomized design (CRD) จำนวน 3 ซ้ำ ประเมินลักษณะทางสัณฐานวิทยาต้นและเมล็ด ผลผลิตและองค์ประกอบผลผลิต เมื่อต้น กล้าอายุได้ 15 วัน ย้ำยลงปลูกในกระถางพลาสติกบรรจุดิน ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 13 เซนติเมตร กระถางละ 1 ต้น ลูกผสมปลูกจำนวน 10 กระถาง และปลูกพ่อเม่อย่างละ 5 กระถาง จากผลการ ทดลองพบว่า ลูกผสมชั่วที่ 1 มีลักษณะทางสัณฐานต้นและเมล็ดเหมือนพ่อแม่ มีสีเปลือกเมล็ดที่มีสี ฟางขีดน้ำตาลเหมือนพันธุ์ข้าวแสง 5 และมีสีเยื่อหุ้มเมล็ดคำบางส่วน ลักษณะทางพืชไร่พบความ แตกต่างระหว่างพันธุกรรมในทุกลักษณะยกเว้นจำนวนหน่อต่อต้น และจำนวนรวงต่อต้น ลูกผสม ออกดอกเร็วกว่าพ่อแม่ มีต้นสูงกว่าพ่อแม่ 20 เซนติเมตร มีเปอร์เซ็นต์การติดเมล็ดน้อยกว่าพ่อแม่ ใน ขณะเดียวกันลูกผสมมีผลผลิตเมล็ดอยู่ระหว่างพันธุ์พ่อแม่ การทดลองที่ 2 ประเมินลูกผสมชั่วที่ 2 จำนวน 280 ต้น และปลูกพ่อแม่พันธุ์ละ 50 ต้น มา ปลูกคัดเลือกด้วยวิธีปักคำในแปลงทคลองสาขาวิชาพืชไร่ ฤดูนาปรัง ระหว่างเดือนกุมภาพันธ์- กรกฎาคม พ.ศ. 2561 ประเมินลักษณะทางสัณฐานวิทยา และลักษณะทางพืชไร่ ในลูกผสมชั่วที่ 2 ทุก ต้น เปรียบเทียบกับพันธุ์พ่อแม่ เมื่อถึงระยะสุกแก่เก็บเกี่ยวเมล็ดแยกต้นเพื่อวิเคราะห์ปริมาณนอล และการทคสอบชนิดแป้งข้าวจากผลการทคลองพบว่า ลักษณะสีเยื่อหุ้มเมล็ดของลูกผสมชั่วที่ 2 มีการ กระจายตัวของสีจำนวน 3 แบบ คือ สีดำ สีน้ำตาล สีขาว โดยพบต้นที่มีเยื่อหุ้มเมล็ดสีดำจำนวน ทั้งหมด 151 ต้น คัดเลือกต้นที่มีเมล็ดเพียงพอสำหรับนำไปวิเคราะห์หาปริมาณนอลได้จำนวน 129 ต้น และมีการกระจายตัวของปริมาณฟีนอลในเมล็ดเป็นแบบต่อเนื่องมีค่าอยู่ระหว่างพันธุ์พ่อแม่ โดย พันธุ์พ่อมีค่าปริมาณนอลเฉลี่ยอยู่ที่ 60.2 มิลลิกรัม/100 กรัม และพันธุ์แม่มีค่าปริมาณนอลเฉลี่ยอยู่ ที่ 242.2 มิลลิกรัม/100 กรัม ส่วนลูกผสมชั่วที่ 2 มีค่าอยู่ในช่วงระหว่าง 0-272.0 มิลลิกรัม/100 กรัม และมีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 96.8 มิลลิกรัม/100 กรัม ลูกผสมส่วนใหญ่มีการกระจายตัวของปริมาณฟีนอลใน เมล็ดค่อนข้างไปในทิศทางของพันธุ์พ่อ อย่างไรก็ตามพบประชากรลูกผสมชั่วที่ 2 จำนวน 2 ต้น มี ปริมาณฟีนอลสูงกว่าพันธุ์แม่ ในส่วนของชนิดแป้งพบว่า มีการกระจายตัว 3 แบบ คือ ข้าวเจ้า ข้าว เหนียว และทั้งข้าวเจ้าและข้าวเหนียวในต้นเดียวกัน ในสัดส่วนเท่ากับ 34.9% 24.0% และ 41.1% ตามลำดับ สำหรับลักษณะผลผลิต พันธุ์พ่อ มีค่าเฉลี่ยของผลผลิต 39.1 กรัม ส่วนพันธุ์แม่ มีค่าเฉลี่ย ของผลผลิต 14.0 กรัม ในลูกผสมชั่วที่ 2 พบการกระจายตัวของน้ำหนักเมล็ดต่อต้นอย่างกว้าง ซึ่งอยู่ ในช่วงระหว่าง 6.2-56.5 กรัม/ต้น โดยมีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 16.4 กรัม/ต้น โดยส่วนใหญ่มีผลผลิตค่อนข้างต่ำ และไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณฟีนอลในเมล็ดกับผลผลิตต่อต้น การทดลองที่ 3 เป็นการคัดเลือกลูกผสมชั่วที่ 2 จำนวน 5 ต้น ที่มีปริมาณนอลในเมล็ดสูงสุด ไปปลูกเพื่อประเมิณลูกผสมชั่วที่ 3 จำนวน 5 family ปลูกในแปลงทดลองในฤดูนาปี ช่วงเดือน กรกฎาคม-ตุลาคม พ.ศ. 2561 โดยปลูก family ละ 12 ต้นต่อแถว เก็บข้อมูลเหมือนลูกผสมชั่วที่ 2 จาก ผลการทดลองพบว่า สามารถกัดเลือกต้นที่มีเยื่อหุ้มเมล็ดสีดำได้ 26 ต้น นำไปวิเคราะห์หาปริมาณฟี นอลในเมล็ด พบว่า พันธุ์พ่อมีค่าปริมาณฟีนอลในเมล็ดเฉลี่ย 46.6 มิลลิกรัมต่อ 100 กรัม และพันธุ์แม่ มีปริมาณฟีนอลในเมล็ดเฉลี่ย 504.5 มิลลิกรัม/100 กรัมส่วนลูกผสมชั่วที่ 3 มีการกระจายตัวของ ปริมาณฟีนอลในเมล็ดแบบต่อเนื่อง มีค่าอยู่ระหว่างพ่อแม่ โดยมีค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 170.6-419.2 มิลลิกรัม/100 กรัม สำหรับลักษณะผลผลิตพันธุ์พ่อ มีผลผลิตเฉลี่ย 67.5 กรัม/ต้น และพันธุ์แม่ มี ระหว่าง 15.9-40.4 กรัม/ต้น และไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณนอลในเมล็ดกับผลผลิตของ ลูกผสมชั่วที่ 3 จากงานทดลองในครั้งนี้สามารถคัดเลือกต้นที่มีปริมาณฟีนอลในเมล็ดสูง มีลักษณะไม่ ไวต่อช่วงแสงและมีชนิดแป้งแตกต่างกันได้จำนวน 14 ต้น เป็นตัวแทนสายพันธุ์ชั่วที่ 4 เพื่อใช้เป็น แหล่งพันธุกรรมที่สำคัญในการพัฒนาข้าวสายพันธุ์ใหม่ที่มีปริมาณฟีนอลในเมล็ดสูง และไม่ไวต่อ ช่วงแสงได้ในอนาคต

Abstract: Purple rice is a local black glutinous rice that is popular in the north and northeast of Thailand. The prevalent of grain pericarp is purple or black colors, presenting high phenolic compounds, that is beneficial antioxidant for human health. Phenolic compounds are water-soluble, it is well-known as antioxidant properties that helps to prevent and reduce the risk of various diseases. However, a local purple rice mostly observed in Thailand is sensitivity to photoperiod that it can be grown once a year. This experiment was evaluated and selected for photoperiod insensitivity and high grain phenol concentration in progenies. The two rice varieties comprising of Kao Sang 5 variety ; a local glutinous purple rice having a high grain phenol concentration and Pathum Thani 1 ; a modern rice with high grain yield but low grain phenol concentration was crossed for a hybrid rice variety with high phenol and photoperiod insensitive. Thus, the objective of this study was to evaluate photoperiod insensitive trait and grain phenol concentration in the hybrid populations. The study was comprised of three experimental series. First experiment was to assess the traits of the F, population compared to their parents. Rice plants were grown in a pot experiment at Faculty of Agriculture Chiang Mai University during wet season between July to October 2017. The experimental design was arranged in a completely randomized design (CRD) with 3 replications. Fifteen day old-seedlings were germinated in a petri- dish and transplanted into plastic pots. The hybrid population and their parents were tested for ten and five pots, respectively. The results showed that the first hybrid had the similar morphological characteristics as their parents. For instance, the hybrid seeds had the brown husk and black pericarp colors, which are similar to the mother parent. Agronomical characteristics of hybrid were found to have genetic variations, excepted in the numbers of tillers and panicles per plant. The flowering date of hybrid plants was earlier than their parents. Culm length was 20 cm higher than the parents. Although, the lower percentage of filled grain was found in the hybrids compared to the parents., No significant difference of grain yield was found between hybrid and parent plants. Second experiment, 280 plants of F2 plants and 50 plants of each parent were grown to determine the F2 population in the field experiment in the dry season during February to July 2018. The fertilizers of 15-15-15 was equally applied at the rate of 25 kg/rai as basal and at 60 days after transplanting, and 46-0-0 fertilizer was applied at the rate of 10 kg/rai at flowering stage. The results showed that the grain color distribution exhibited three colors including black, brown and white. There were 151 plants presenting a black grain pericarp and those 129 plants with enough seeds were analyzed for phenol concentration. The F2 generation of hybrids had a continuous distribution on the grain phenol centration with the average of 96.8 mg/100 g, which the concentration was quite similar in the farther plant. Interestingly, there were two rice plants exhibiting higher phenol concentration compared with the mother plant. The starch of hybrid determined by iodine test showed the distribution of starch types, non-glutinous, glutinous rice and both types was found in the same rice plant with the proportions of 34.9%, 24.0% and 41.1%, respectively. For the grain yield trait, the second hybrids were ranged from 6.2 to 56.5 g/plant with an average of 16.4 g/plant, even though the most grain yield was quite similar to the mother plant (14.0 g/plant). In addition, the distribution was found in grain weight trait. There was no relationship between grain phenol concentration and grain yield found in F2 population. Third experiment was arranged by selecting the seeds of F2 generation with top five highest grain phenol concentration as represent plants to evaluate theF, generations. About 5 families were planted in the plot experiment in the wet season of 2018, 12 plants per family per row were tested. The results showed that there were 26 rice plants presenting black pericarp color and then it was used to determine phenol concentration. The phenol concentration of F3 generations had a distribution ranging from 170.6 to 419.2 mg/100 g, which the concentration was between parents. For grain yield trait, the F3 generation ranged from 15.9 to 40.4 g/plant, which was among the parents. The relationship between grain phenol concentration and grain yield was not found in F3 generation. From the result, there were 14 rice plants that having high grain phenolic concentration with various starch types. All selected F3 plants will be used as the representative line for the F4 generations. Therefore, the distribution of phenol concentration and non-photosensitive traits from this study will be very useful for breeding program as the genetic resource for developing new variety, which should be going on.

มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. สำนักหอสมุด

Address: เชียงใหม่

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: ศันสนีย์ จาจด

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: ต่อนภา ผุสดี

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: ชนากานต์ เทโบลต์ พรมอุทัย

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2563

Modified: 2024-01-06

Issued: 2566-09-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: พืชไร่

Grantor: มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

©copyrights มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	600831019.pdf	2.11 MB

ใช้เวลา

0.025225 วินาที