สืบค้นงานวิจัย
การชักนำการออกดอกในมันสำปะหลังเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการปรับปรุงพันธุ์มันสำปะหลังแบบแม่นยำ
ภัศจี คงศีล - สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
ชื่อเรื่อง: การชักนำการออกดอกในมันสำปะหลังเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการปรับปรุงพันธุ์มันสำปะหลังแบบแม่นยำ
ชื่อเรื่อง (EN): Floral induction in Cassava for Increasing Efficiency in Precision Cassava Breeding
ผู้แต่ง / หัวหน้าโครงการ: ภัศจี คงศีล
คำสำคัญ: มันสำปะหลัง ปรับปรุงพันธุ์ การออกดอก แสงสีแดง ฮอร์โมน เชื้อพันธุกรรม สายพันธุ์อินเบรด
คำสำคัญ (EN): Cassava; Breeding; Flowering; Red light; Hormone; Germplasm; Inbred lines
บทคัดย่อ: ปัจจุบันประเทศไทยยังต้องการความหลากหลายของเชื้อพันธุ์มันสำปะหลังเพื่อเพิ่มลักษณะต่าง ๆ ที่มีความสำคัญต่อการผลิตมันสำปะหลัง เช่น ความสามารถในการปรับตัวเข้ากับพื้นที่ปลูก ความต้านทานต่อสภาวะแวดล้อม เช่น ทนต่อความแล้ง สภาพน้ำขัง หรือ ทนทานต่อโรค เช่น โรคใบด่าง CMD ซึ่งกำลังเป็นที่เฝ้าระวังในขณะนี้ ดังนั้นจึงมีความจำเป็นสำหรับประเทศไทยที่จะต้องมีการนำเข้าเชื้อพันธุมันสำปะหลังใหม่ ๆ เข้ามาปลูกทดสอบ และใช้เป็นพ่อแม่พันธุ์สำหรับการผสมเพื่อการปรับปรุงพันธุ์ให้ได้ตามความต้องการของประเทศ อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ในอดีต ปัญหาที่สำคัญที่เป็นอุปสรรคต่อการใช้เชื้อพันธุ์มันสำปะหลังที่นำเข้าจากต่างประเทศ หรือ เชื้อพันธุ์ที่ดีบางชนิด คือ ข้อจำกัดในการออกดอก โดยบางพันธุ์ไม่ออกดอกเลย บางพันธุ์ออกดอกโดยมีช่วงเวลาแตกต่างจากคู่ผสม หรือ บางพันธุ์ไม่สามารถคาดเดาได้ เป็นอุปสรรคที่สำคัญต่อการผสมข้ามพันธุ์ต่าง ๆ ที่มีศักยภาพ นอกจากนี้การสร้างสายพันธุ์อินเบรดของมันสำปะหลังเป็นแนวทางใหม่ในการปรับปรุงพันธุ์ที่เริ่มการแนะนำจาก CIAT และเริ่มที่จะมีการนำมาใช้แล้วในประเทศไทย โดยเฉพาะในกลุ่มวิจัยของคณะผู้เสนอโครงการวิจัยนี้ อย่างไรก็ตามจากการสร้างสายพันธุ์อินเบรดอย่างน้อย 2 รุ่น พบว่ามีจำนวนประชากรส่วนใหญ่ไม่ออกดอก ทำให้ไม่สามารถพัฒนาสายพันธุ์อินเบรดในรุ่นถัดไปได้ เป็นอุปสรรคต่อการสร้างฐานเชื้อพันธุ์อินเบรดของมันสำปะหลังไทยต่อการปรับปรุงพันธุ์อย่างมีประสิทธิภาพในอนาคต ดังนั้นหากสามารถแก้ปัญหาการไม่ออกดอก หรือ ออกดอกได้ยาก โดยเฉพาะพันธุ์ที่มียีนต้านทานโรค CMD ในมันสำปะหลังได้จะเป็นการปลดล็อกปัญหาการปรับปรุงพันธุ์มันสำปะหลังทั้งแนวทางการปรับปรุงพันธุ์แบบดั้งเดิมและการแนวทางใหม่โดยใช้สายพันธุ์อินเบรด มันสำปะหลังเป็นพืชที่มีทั้งดอกตัวผู้และดอกตัวเมียอยู่ในต้นเดียวกัน (monoecious plant) แต่มีดอกตัวผู้และดอกตัวเมียแยกกัน ไม่ได้อยู่ในดอกเดียวกัน เนื้อเยื่อดอกมันสำปะหลังจะเกิดขึ้นตรงง่ามของกิ่งที่แตกใหม่ตั้งแต่ฉัตรที่ 2 เป็นต้นไป ดังนั้นก่อนการออกดอกมันสำปะหลังต้องแตกกิ่ง สำหรับต้นที่มีพันธุกรรมในการแตกกิ่งน้อย จะมีโอกาสออกดอกน้อยไปด้วย การออกดอกของพืชมีกลไกในการควบคุม แบ่งเป็น 2 ชนิดหลัก คือ กำหนดจากกระตุ้นโดยสิ่งแวดล้อม หรือ เกิดจากการควบคุมภายในของพืชเองโดยอัตโนมัติ จากการศึกษาใน Arabidopsis thaliana พบว่ามีสี่กลไกที่กำหนดการออกดอก ได้แก่สิ่งแวดล้อม 3 ปัจจัย และเกิดเองภายในพืชโดยอัตโนมัติอีก 1 ปัจจัย สำหรับปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมได้แก่ ช่วงทีพืชได้รับแสง (Photoperiod หรือ day length) อุณหภูมิ และการกระตุ้นด้วยฮอร์โมนจิบเบอเรลลิน (Gibberellin) นอกจากนี้ฮอร์โมนอื่น ๆ นอกจากจิบเบอเรลลิน คุณภาพของแสงและอุณหภูมิล้วนส่งผลต่อการออกดอกของพืชทั้งสิ้น Dr. Hernan Ceballos นักปรับปรุงพันธุ์มันสำปะหลังจาก CIAT พบว่าการให้แสงสีแดง (ความยาวคลื่นประมาณ 620-680 นาโนเมตร) จากหลอด LED ในเวลากลางคืนจะกระตุ้นการออกดอกในมันสำปะหลังพันธุ์ที่ออกดอกยากได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงเป็นที่น่าสนใจในกระบวนการภายในของการออกดอกมันสำปะหลังที่ตอบสนองต่อช่วงคลื่นแสงสีแดงได้ งานวิจัยนี้จึงเป็นงานวิจัยที่จะสร้างองค์ความรู้ทางด้านกลไกการออกดอกในมันสำปะหลัง พร้อมกับการนำเทคโนโลยีการชักนำการออกดอกด้วยแสงนี้ไปใช้ในการกระตุ้นการออกดอกในมันสำปะหลังในพันธุ์ที่ออกดอกได้ยากหรือไม่ออกดอกในประเทศไทย รวมถึงสายพันธุ์ที่เกิดการการผสมตัวเองในรุ่น S1 และ S2 ที่ออกดอกยาก เพื่อให้สามารถผสมเกสรสร้างลูกผสมเพื่อประเมินในโครงการปรับปรุงพันธุ์ได้ ดังนั้นจากการศึกษาการแสดงออกของยีนในเนื้อเยื่อดอกที่เกิดขึ้น ทั้งที่เกิดเองตามธรรมชาติและที่ตอบสนองต่อแสงสีแดง จะมีการต่อยอดโดยการศึกษาในส่วน promoter region ของยีนเหล่านั้น และใช้โปรแกรม PlantPAN 2.0 ในการค้นหาส่วนที่มีโอกาสที่จะถูกกระตุ้นด้วยปัจจัยทางฮอร์โมนพืช เพื่อหาว่ามีฮอร์โมนใดที่มีโอกาสกระตุ้นการแสดงออกของยีนเหล่านั้นให้มากขึ้นได้ ซึ่งจะนำฮอร์โมนเหล่านั้นมาใช้ในการกระตุ้นการออกดอกในการทดลองควบคู่ไปกันการใช้แสงสีแดงเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพในการกระตุ้นการออกดอกในมันสำปะหลังให้ได้มากที่สุด งานวิจัยนี้มีแผนการดำเนินงานในระยะเวลาสามปี โดยจำแนกเป็นการประเมินศักยภาพในการออกดอกในธรรมชาติของเชื้อพันธุกรรมมันสำปะหลัง และสายพันธุ์ที่เกิดการการผสมตัวเองในรุ่น S1 และ S2 และศึกษาการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับกลไกนี้ ในปีที่สอง เป็นการศึกษาการกระตุ้นการออกดอกในพันธุ์ที่ออกดอกยากด้วยแสงสีแดง และการศึกษาการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับกลไกนี้ และศึกษาลำดับเบสในส่วนที่ควบคุมการแสดงออกของยีนว่ามีการถูกควบคุมโดยอิทธิพลจากฮอร์โมนชนิดใด โดยใช้โปรแกรม PlantPAN 2.0 และในปีที่สามจึงทดสอบใช้ฮอร์โมนดังกล่าวร่วมกับการใช้แสงสีแดงกระตุ้นการออกดอกให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น</p>
บทคัดย่อ (EN): The variety of cassava germplasm is essential for breeding programs for improving various characteristics that are important for cassava production in Thailand, for example, the ability to adapt to various planting area, tolerant to abiotic stresses, such as drought tolerant, waterlogged, or disease-resistant such as cassava mosaic disease which is currently under surveillance. Therefore, Thailand has been importing new varieties of cassava to evaluate and used as a germplasm for breeding to meet the needs of the country. However, since the past, one of the main problems that hinders the utilization of imported varieties is flowering characteristics. Some varieties do not bloom at all, while some produce flowers at different time from the matched varieties or have unpredictable flowering behavior such as CMD resistance varieites which had no flower at all for TME3 or had not enough flowers for breeding program for C33. Furthermore, the inbred breeding, which is a new cassava breeding approach initiated by CIAT and has already been carried out in Thailand by our research team, showed that after two generations of inbreeding, some of the inbred lines do not bloom, and this limits further progress in the inbred breeding cycles. These are the major barrier that cassava breeders are currently facing worldwide. Solving this flowering barrier will help cassava breeding, both conventional breeding methods and new approaches using inbred lines. Cassava has separate male and female flowers on the same tree (monoecious plant) and flower primordial tissues are usually developed at the second branching. It was observable that varieties with a long straight branch have the less chance of flowering. The control of plant flowering has two main mechanisms: environmental stimulation and endogenous control. There are four flowering models established in Arabidopsis thaliana and three environmental controlling factors including photoperiod or day length, temperature and gibberellin. In addition, there are also other factors affecting the flowering including other hormones, light quality and temperature. Dr. Hernan Ceballos, a cassava breeder from CIAT, found that exposing red light (Wavelength of 620-680 nm) from LEDs at night could effectively stimulate flowering in most of recalcitrant cassava varieties. This research is to develop the knowledge of flowering mechanism in cassava. Also, the use of light-induced flowering technology to stimulate flowering of cassava in hard-flowering or not flowering plants in Thailand including S1 and S2 inbred lines to be able to hybridize the hybrids for evaluation in the breeding program. Thus, after the study of gene expression in flowering tissues, both naturally occurring and responsive to red light, the further study in the promoter region of the genes by PlantPAN 2.0 program to find hormone responsive region to find out which hormones are likely to stimulate expression of these genes. Therefore, the use of these hormones to stimulate flowering in the experiment together with the red light will be effective in stimulating flowering in cassava as much as possible. This three-year planned research can be classified as follows. In the first year, it will be the evaluation of a potential of naturally flowering in cassava germplasm and S1 and S2 partial inbred lines and the study of gene expression associated with this mechanism. In the second year of research, the flowering will be stimulated by the red light and the gene expression studies associated with this mechanism. The sequences of genes&rsquo; promoter that control the expression of genes which are regulated by hormones will be discovered by using the PlantPAN 2.0 program. Finally, in the third year, the hormone application was used together with the use of red light to stimulate flowering.</p>
ปีเริ่มต้นงานวิจัย: 2562
ปีสิ้นสุดงานวิจัย: 2564
ลิขสิทธิ์: แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน 3.0 ประเทศไทย (CC BY-NC-SA 3.0 TH)
เผยแพร่โดย: สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
ภาษา (EN): th
หากไม่พบเอกสารฉบับเต็ม (Full Text) โปรดติดต่อหน่วยงานเจ้าของข้อมูล

การอ้างอิง


TARR Wordcloud:
การชักนำการออกดอกในมันสำปะหลังเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการปรับปรุงพันธุ์มันสำปะหลังแบบแม่นยำ
ภัศจี คงศีล
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
2564
อาหารจากมันสำปะหลัง มันสำปะหลังพันธุ์ใหม่ "ระยอง 3" สถานการณ์ปัจจุบันและศักยภาพการผลิตมันสำปะหลังของไทย การเพิ่มโปรตีนของมันสำปะหลังโดยใช้น้ำกากผงชูรสเพื่อใช้เป็นอาหารโค ผลผลิตของมันสำปะหลังที่เก็บเกี่ยวอายุสั้นในสภาพปริมาณน้ำฝนต่างกัน ความสัมพันธ์ระหว่างดัชนีพืชพรรณผล ต่างแบบนอร์แมลไลซ์กับผลผลิตมันสำปะหลังในจังหวัดกำแพงเพชร สภาวะที่เหมาะสมต่อการวัดปริมาณไชยาไนด์อิสระในมันสำปะหลัง (Manihot esculenta Crantz) บทบาทของสารควบคุมการเจริญเติบโตพืชกับการปรับปรุงพันธุ์ การปรับปรุงพันธุ์และคัดเลือกสายพันธุ์ต้านทานโรคใบไหม้แผลใหญ่ในข้าวโพดหวานโดยวิธีการผสมกลับร่วมกับการใช้เครื่องหมายโมเลกุลในการคัดเลือก ระยะที่ 4 ระบบจำแนกพันธุ์มันสำปะหลัง

แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน 3.0 ประเทศไทย (CC BY-NC-SA 3.0 TH)
คัดลอก URL
กระทู้ของฉัน
ผลการสืบค้นทั้งหมด โพสต์     เรียงลำดับจาก