การค้นหายีนที่ควบคุมการสร้างปากใบในข้าวด้วยวิธีการ GWAS ร่วมกับ QTL-seq สำหรับรองรับการปรับปรุงพันธุ์ข้าวต้านทานสภาพอากาศที่รุนแรง
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการค้นหายีนที่ควบคุมลักษณะปากใบในข้าว เพื่อพัฒนาสายพันธุ์ข้าวที่ทนทานต่อสภาพอากาศที่รุนแรง โดยใช้เทคนิค GWAS (Genome-wide association study) ร่วมกับ QTL-seq (Quantitative Trait Locus sequencing) ซึ่งเป็นวิธีการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมที่ทรงประสิทธิภาพ การเลือกใช้ลักษณะปากใบ (stomatal traits) เช่น mega-papillae และความหนาแน่นของปากใบ เป็นตัวแปรสำคัญเนื่องจากมีผลโดยตรงต่อการใช้น้ำของต้นข้าว ซึ่งเป็นปัจจัยจำกัดผลผลิตในสภาพอากาศแห้งแล้งหรือขาดแคลนน้ำ
จุดเด่นของงานวิจัยนี้คือการผสมผสานสองเทคนิคสำคัญเข้าด้วยกัน GWAS ช่วยระบุตำแหน่งของยีนที่เกี่ยวข้องกับลักษณะปากใบจากกลุ่มตัวอย่างข้าวจำนวนมากที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรม ส่วน QTL-seq ช่วยยืนยันและระบุตำแหน่งของยีนที่เกี่ยวข้องได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นโดยใช้ประชากรรุ่น F2 การศึกษาเชิงลึกของสายพันธุ์ข้าวที่มีลักษณะปากใบพิเศษ เช่น การวัด stomatal conductance (gs) ช่วยให้เข้าใจกลไกทางสรีรวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการใช้น้ำ และสนับสนุนการตีความผลการวิเคราะห์ทางพันธุกรรม
ผลการวิจัยระบุ QTLs ที่เกี่ยวข้องกับ mega-papillae บนโครโมโซมหลายตำแหน่ง (3, 5, 7, 9 และ 11) และ QTLs ที่เกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของปากใบบนโครโมโซม 2, 3, 9 และ 12 การระบุยีนเฉพาะอย่างน้อยหนึ่งยีน (B-BOX family protein) ที่เกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของปากใบ แสดงให้เห็นความก้าวหน้าของงานวิจัย อย่างไรก็ตาม QTLs ที่เกี่ยวข้องกับ mega-papillae ยังอยู่ในบริเวณกว้าง จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อระบุยีนเป้าหมายอย่างแม่นยำ
งานวิจัยนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาข้าวที่สามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ซึ่งเป็นความท้าทายสำคัญต่อการผลิตข้าวทั่วโลก การระบุยีนและ QTLs ที่เกี่ยวข้องกับลักษณะปากใบ จะนำไปสู่การพัฒนาเครื่องหมาย DNA (DNA markers) สำหรับใช้ในการคัดเลือกพันธุ์ข้าว และการออกแบบกลยุทธ์การปรับปรุงพันธุ์ข้าวที่มีประสิทธิภาพ ทำให้ได้พันธุ์ข้าวที่มีประสิทธิภาพในการใช้น้ำสูง ทนทานต่อความแห้งแล้ง และสามารถเพิ่มผลผลิตได้แม้ในสภาพอากาศที่รุนแรง นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ยังมีส่วนสำคัญในการสร้างความมั่นคงทางอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศที่พึ่งพาการเพาะปลูกข้าวเป็นหลัก การพัฒนาพันธุ์ข้าวที่ทนทานต่อสภาพอากาศที่รุนแรง จะช่วยลดความเสี่ยงจากการสูญเสียผลผลิต และเพิ่มความมั่นคงทางอาหารให้กับประชากรโลก การนำผลการวิจัยนี้ไปใช้ จะช่วยให้ประเทศไทยสามารถพัฒนาพันธุ์ข้าวที่เหมาะสมกับสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลง และสร้างความยั่งยืนในการผลิตข้าวในอนาคตได้
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะอย่างยิ่งกับ อุตสาหกรรมการเกษตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งด้านการปรับปรุงพันธุ์พืช และ อุตสาหกรรมเมล็ดพันธุ์ข้าว เนื่องจากผลลัพธ์ของงานวิจัยนี้สามารถนำไปใช้ในการพัฒนาสายพันธุ์ข้าวที่มีความต้านทานต่อสภาพอากาศที่รุนแรง เพิ่มผลผลิต และประสิทธิภาพในการใช้น้ำ ซึ่งจะช่วยเพิ่มผลกำไรและความยั่งยืนให้กับอุตสาหกรรมเหล่านี้ นอกจากนี้ ยังสามารถนำไปใช้ใน อุตสาหกรรมชีวภาพ เพื่อพัฒนาวัสดุและเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการปรับปรุงพันธุ์พืช และ อุตสาหกรรมอาหาร ที่เกี่ยวข้องกับการแปรรูปข้าว เพราะผลผลิตที่เพิ่มขึ้นและคุณภาพที่ดีขึ้นจะส่งผลต่ออุตสาหกรรมต่อเนื่อง
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะสำหรับผู้เชี่ยวชาญหลายอาชีพ รวมถึง นักปรับปรุงพันธุ์พืช ที่สามารถนำผลการวิจัยไปใช้ในการพัฒนาสายพันธุ์ข้าวใหม่ๆ นักวิทยาศาสตร์ด้านพืช ที่สนใจด้านพันธุศาสตร์ สรีรวิทยาของพืช และเทคโนโลยีชีวภาพ นักวิจัยทางด้านพันธุกรรม ที่สนใจในเทคนิค GWAS และ QTL-seq นักวิชาการทางด้านการเกษตร ที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยและพัฒนา รวมถึง เกษตรกร ที่สามารถนำพันธุ์ข้าวใหม่ที่พัฒนาขึ้นไปใช้ในการเพาะปลูก
| รหัสโครงการ : | 12591 |
| หัวหน้าโครงการ : | ดร. ศิวเรศ อารีกิจ |
| ปีงบประมาณ : | 2563 |
| หน่วยงาน : | มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านเกษตรศาสตร์ |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | 1 To identify genes controlling stomatal traits in rice. 2 To develop DNA markers for stomatal traits. 3 To develop rice populations for future breeding programs for climate-ready rice |
ดร. ศิวเรศ อารีกิจ. (2563). การค้นหายีนที่ควบคุมการสร้างปากใบในข้าวด้วยวิธีการ GWAS ร่วมกับ QTL-seq สำหรับรองรับการปรับปรุงพันธุ์ข้าวต้านทานสภาพอากาศที่รุนแรง. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. .
ดร. ศิวเรศ อารีกิจ. 2563. "การค้นหายีนที่ควบคุมการสร้างปากใบในข้าวด้วยวิธีการ GWAS ร่วมกับ QTL-seq สำหรับรองรับการปรับปรุงพันธุ์ข้าวต้านทานสภาพอากาศที่รุนแรง". มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. .
ดร. ศิวเรศ อารีกิจ. "การค้นหายีนที่ควบคุมการสร้างปากใบในข้าวด้วยวิธีการ GWAS ร่วมกับ QTL-seq สำหรับรองรับการปรับปรุงพันธุ์ข้าวต้านทานสภาพอากาศที่รุนแรง". มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, 2563. .
ดร. ศิวเรศ อารีกิจ. การค้นหายีนที่ควบคุมการสร้างปากใบในข้าวด้วยวิธีการ GWAS ร่วมกับ QTL-seq สำหรับรองรับการปรับปรุงพันธุ์ข้าวต้านทานสภาพอากาศที่รุนแรง. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์; 2563. .