การประเมินความทนทานต่ออุณหภูมิสูงในเชื้อพันธุกรรมข้าวนาสวนพื้นเมืองไทยในระยะต้นกล้า และระยะเติมเต็มเมล็ด

Main Article Content

กฤษณาพร เทิดกิจเจริญ
สมพงศ์ จันทร์แก้ว
ธิดารัตน์ มอญขาม
จิรวัฒน์ สนิทชน

บทคัดย่อ

ความเครียดเนื่องจากอุณหภูมิสูงในข้าวมีโอกาสเกิดขึ้นในทุกระบบการปลูกข้าวในประเทศไทย ในฤดูนาปีที่มีการเพาะปลูกโดยการหว่านรอฝนช่วงเดือนปลายเมษายนถึงต้นเดือนพฤษภาคม จะได้รับผลกระทบกับอุณหภูมิสูงในระยะต้นกล้า ส่วนในฤดูนาปรังข้าวจะได้รับผลกระทบกับอุณหภูมิสูงในระยะการเติมเต็มเมล็ดในช่วงเดือนมีนาคมถึงเมษายน การประเมินความทนทานต่ออุณหภูมิสูงในเชื้อพันธุกรรมจำนวน 132 พันธุ์ ทำการประเมินความทนร้อนในเชื้อพันธุกรรมข้าวนาสวนพื้นเมืองในระยะกล้า และระยะเติมเต็มเมล็ด ที่อุณหภูมิ 45±3°C ในช่วงเวลา 11.00 - 14.00 น. เป็นเวลา 14 และ 30 วันในระยะต้นกล้า และระยะเติมเต็มเมล็ด ตามลำดับ ผลการทดลอง พบว่า ในระยะต้นกล้าสามารถจัดกลุ่มได้ 3 กลุ่ม ตามค่าคะแนนการตายของใบ และการลดลงของน้ำหนักแห้ง โดยกลุ่ม 1 (G1) จำนวน 31 พันธุ์ มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงเทียบเท่ากับพันธุ์เปรียบเทียบมาตรฐาน (N22) และมีการลดลงของน้ำหนักแห้ง 40.8% – 59.7% โดยพันธุ์ LLR-072 LLR-146 และ LLR-232 มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงในระยะกล้า ส่วนในระยะเติมเต็มเมล็ด สามารถจัดกลุ่มได้ 7 กลุ่ม โดยกลุ่ม 1 จำนวน 49 พันธุ์ มีน้ำหนักเมล็ดลดลงเฉลี่ย 65% - 68% น้ำหนักเมล็ดดีต่อต้นสูง น้ำหนัก 100 เมล็ดสูง และในกลุ่มนี้มีการลดลงของจำนวนเมล็ดเต็ม 100%  สูง แต่จำนวนของเมล็ดเต็ม 75%  และ 50% มีมากกว่าพันธุ์ทนทานมาตรฐาน จึงทำให้มีการรักษาน้ำหนักเมล็ดดีรวมได้ดีกว่ากลุ่มอื่นๆ พันธุ์ LLR-230 LLR-232 และ LLR-262 มีการลดลงของน้ำหนักเมล็ดดี เมล็ดดีต่อรวง และน้ำหนัก 100 เมล็ดที่ต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับพันธุ์อื่นๆ ภายในกลุ่มเดียวกัน และพบว่าพันธุ์ LLR-232 มีความทนทานทั้งระยะต้นกล้า และระยะเติมเต็มเมล็ด

Article Details

บท
บทความวิจัย (research article)

References

กรมการข้าว. 2560. ข้อมูลพันธุ์ข้าวไทย. แหล่งข้อมูล: https://www.ricethailand.go.th. ค้นเมื่อ 17 มีนาคม 2566.

กรมอุตุนิยมวิทยา. 2566. ข้อมูลฟ้าอากาศประเทศไทย. แหล่งข้อมูล: https://www.tmd.go.th. ค้นเมื่อ 17 มีนาคม 2566.

ชเนษฎ์ ม้าลำพอง. 2564. พันธุ์ข้าวทนทานต่ออุณหภูมิสูง พันธุ์แรกของประเทศไทย พันธุ์คิมหันต์. เกษตรอภิรมย์. 32: 16-19.

สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. 2566. สถิติการเกษตรของประเทศไทย. แหล่งข้อมูล: http://www.oae.go.th. ค้นเมื่อ 17 มีนาคม 2566.

อาทิตย์ ผาภุมมา. 2561. การประเมินศักยภาพการให้ผลผลิตข้าวไร่ และข้าวนาสวนพันธุ์พื้นเมืองในพื้นที่ปลูก จังหวัดขอนแก่น. วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต. มหาวิทยาลัยขอนแก่น. ขอนแก่น, ประเทศไทย. 102 หน้า.

Aryan, S., G. Gulab, N. Habibi, K. Kakar, M.I. Sadat, T. Zahid, and R.A. Rashid. 2022. Phenological and physiological responses of hybrid rice under different high-temperature at seedling stage. Bulletin of the National Research Centre. 46: 45.

Bahuguna, R.N., J. Jha, P. Madan, D. Shah, M.L. Lawas, S. Khetarpal, and S. Jagadish. 2015. Physiological and biochemical characterization of NERICA-L 44: a novel source of heat tolerance at the vegetative and reproductive stages in rice. Physiologia Plantarum. 154: 543–559.

Barnabas, B., K. Jager, and A. Feher. 2008. The effect of drought and heat stress on reproductive processes in cereals. Plant, Cell & Environment. 31: 11–38.

Begcy, K., J. Sandhu, and H. Walia. 2018. Transient heat stress during early seed development primes germination and seedling establishment in rice. Frontiers in Plant Science. 1768.

Beena, R., S. Kirubakaran, N. Nithya, A. Manickavelu, R.P. Sah, P.S. Abida, J. Sreekumar, P.M. Jaslam, R. Rejeth, V.G. Jayalekshmy, S. Roy, R.V. Manju, M.M. Viji, and K.H.M. Siddique. 2021. Association mapping of drought tolerance and agronomic traits in rice (Oryza sativa L.) landraces. BMC Plant Biology. 21: 484.

Cao, Y., H. Duan, L. Yang, Z. Wang, L. Liu, and J. Yang. 2009. Effect of high temperature during heading and early filling on grain yield and physiological characteristics in Indica rice. Acta Agronomica Sinica. 35: 512-521.

Cheabu, S., P. Moung-ngam, A. Arikit, A. Vanavichit, and C. Malumpong. 2018. Effects of heat stress at vegetative and reproductive stages on spikelet fertility. Rice Science. 25: 218-226.

Endo, M., T. Tsuchiya, K. Hamada, S. Kawamura, K. Yano, M. Ohshima, A. Higashitani, M. Watanabe, and M. Kawagishi-Kobayashi. 2009. High temperatures cause male sterility in rice plants with transcriptional alterations during pollen development. Cell Physiology. 50: 1911-1922.

FAOstat. 2023. Rice export data. Available: https://www.fao.org/faostat/. Accessed Mar. 14, 2023.

Feng, B., C. Zhang, T. Chen, X. Zhang, L. Tao, and G. Fu. 2018. Salicylic acid reverses pollen abortion of rice caused by heat stress. BMC Plant Biology. 18: 245.

Goswami, S., R.R. Kumar, S. Bakshi, and S. Praveen. 2022. Starch metabolism under heat stress. In: Kumar, R.R., Praveen, S., Rai, G.K. (eds). Thermotolerance in Crop Plants. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-19-3800-9_9.

Kaga, A., T. Shimizu, S. Watanabe, Y. Tsubokura, Y. Katayose, K. Harada, D.A. Vaughan, and N. Tomooka. 2012. Evaluation of soybean germplasm conserved in NIAS genebank and development of mini core collections. Breeding Science. 61(5): 566-92.

Kilasi, N.L., J. Singh, C.E. Vallejos, C. Ye, S.V.K. Jagadish, P. Kusolwa, and B. Rathinasabapathi. 2018. Heat stress tolerance in rice (Oryza sativa L.): Identification of quantitative trait loci and candidate genes for seedling growth under heat stress. Frontiers in Plant Science. 9: 1578.

Kojima, Y., K. Ebana, S. Fukuoka, T. Nagamine, and M. Kawase. 2005. Development of an RFLP-based rice diversity research set of germplasm. Breeding Science. 55: 431-440.

Li, X., L.M.F. Lawas, R. Malo, U. Glaubitz, A. Erban, R. Mauleon, S. Heuer, E. Zuther, J. Kopka, D.K. Hincha, and K.S.V. Jagadish. 2015. Metabolic and transcriptomic signatures of rice floral organs reveal sugar starvation as a factor in reproductive failure under heat and drought stress. Plant Cell Environment. 38: 2171-2192.

Manjunatha, P.B., N. Sinha, H. Krishna, D. Chauhan, P. Kumar, R.R. Kumar, N. Jain, P.K. Singh, and G.P. Singh. 2020. Exploration of heat stress-responsive markers in understanding trait associations in wheat. Journal of Plant Biology. 64: 167–179.

Matsui, T., K. Omasa, and T. Horie. 1997. High temperature induced spikelet sterility of japonica rice at flowering in relation to air humidity and wind velocity conditions. Japanese Journal of Crop Science. 66: 449-455.

Ravikiran, R.T., S. G. Krishnan, K.P. Abhijith, H. Bollinedi, M. Nagarajan, K.K. Vinod, P.K. Bhowmick, M. Pal, R.K. Ellur, and A. K. Singh. 2022. Genome-wide association mapping reveals novel putative gene candidates governing reproductive stage heat stress tolerance in rice. Frontiers in Genetics. 13: 876522.

Sarsu, F. 2018. Screening protocols for heat tolerance in rice at the seedling and reproductive stages. In: Pre-Field Screening Protocols for Heat-Tolerant Mutants in Rice. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-77338-4_2.

Scafaro, A.P., P.A. Haynes, and B. Atwell. 2010. Physiological and molecular changes in Oryza meridionalis Ng., a heat-tolerant species of wild rice. Journal of Experimental Botany. 61: 191–202.

Shi, W., X. Yin, P.C. Struik, C. Solis, F. Xie, R.C. Schmidt, M. Huang, Y. Zou, C. Ye, and S.V.K. Jagadish. High day- and night-time temperatures affect grain growth dynamics in contrasting rice genotypes. Journal of Experimental Botany. 68: 5233-5245.

Wang, Y., L. Wang, J. Zhou, S. Hu, H. Chen, J. Xiang, Y. Zhang, Y. Zeng, Q. Shi, D. Zhu, and Y. Zhang. 2019. Research progress on heat stress of rice at flowering stage. Rice Science. 26: 1-10.

Wei, H., J. Liu, Y. Wang, N. Huang, X. Zhang, L. Wang, J. Zhang, J. Tu, and X. Zhong. 2012. A dominant major locus in chromosome 9 of rice (Oryza sativa L.) confers tolerance to 48 °C high temperature at seedling stage. Journal of Heredity. 104: 287-294.

Weihun, Z., X. Dawie, and Z. Guoping. 2012. Identification and physiological characterization of thermo-tolerant rice genotypes. Journal of Zhejiang University (Agriculture and Life Sciences). 38: 1–9.

Xu, J., A. Henry, and N. Sreenivasulu. 2020. Rice yield formation under high day and night temperatures-A prerequisite to ensure future food security. Plant, Cell & Environment. 43: 1595-1608.

Xu, Y., C. Chu, and S. Yao. 2021. The impact of high-temperature stress on rice: Challenges and solutions. The Crop Journal. 9: 963-976.

Yamakawa, H., T. Hirose, M. Kuroda, and T. Yamaguchi. 2007. Comprehensive expression profiling of rice grain filling-related genes under high temperature using DNA microarray. Plant Physiology. 144: 258–277.

Ye, C., M. Argayoso, E. Redoña, S. Sierra, M. Laza, C. Dilla, Y. Mo, M. Thomson, J. Chin, C. Delaviña, G. Diaz, and J. Hernandez. 2012. Mapping QTL for heat tolerance at flowering stage in rice using SNP markers. Plant Breeding. 131: 33–41.

Zhang, R., S. Hussain, Y. Wang, Y. Liu, Q. Li, Y. Chen, H. Wei, P. Gao, and Q. Dai. 2021. Comprehensive evaluation of salt tolerance in rice (Oryza sativa L.) germplasm at the germination stage. Agronomy. 11: 1569.