การประเมินความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลของสายพันธุ์ข้าวที่ใช้เป็นแหล่งพันธุกรรมในการปรับปรุงสายพันธุ์ข้าวเหนียวหอม ไม่ไวต่อช่วงแสง ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การประเมินความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลของสายพันธุ์ข้าว เป็นขั้นตอนสำคัญในการตัดสินใจเลือกคู่ผสมเพื่อใช้เป็นแหล่งพันธุกรรมในการปรับปรุงพันธุ์ข้าว งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินและคัดเลือกสายพันธุ์พ่อแม่ที่มีความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล โดยประเมินความต้านทานสายพันธุ์ข้าวที่จะใช้เป็นคู่ผสมในการปรับปรุงพันธุ์ ได้แก่ RGD13117-MS115-MS52-B-1, RGD19156-MS33-MS1, RGD13215-MS13-MS19-MS10-MS4-MS35 และหอมนาคา เปรียบเทียบกับข้าวพันธุ์ต้านทานที่มียีนต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลแตกต่างกัน ได้แก่ Rathu Heenati, PTB33, Mudgo, ASD7, Babawee และพันธุ์อ่อนแอ TN1 ประเมินความต้านทานในข้าวระยะแตกกอ โดยวิธี Modified mass tiller screening method วางแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ จำนวน 3 ซ้ำ ใช้ประชากรเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลจากจังหวัดอุบลราชธานี ผลการประเมิน พบว่า หลังจากปล่อยแมลงเข้าทำลาย 11 วัน สายพันธุ์ RGD13117-MS115-MS52-B-1 และ RGD19156-MS33-MS1 ที่มียีนต้านทาน Bph3 และ Bph32 แสดงปฏิกิริยาต้านทานมาก (HR) ไม่แตกต่างกับพันธุ์ Rathu Heenati, Babawee และ PTB33 อย่างไรก็ตาม ระดับความต้านทานจะลดลงเมื่อระยะเวลาในการเข้าทำลายของเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลเพิ่มมากขึ้น การจัดกลุ่มพันธุกรรมโดยใช้เมตริกซ์ความเหมือนทางพันธุกรรมของ Dice ซึ่งประเมินจากข้อมูลยีนต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในพันธุ์ข้าวที่ศึกษาและปฏิกิริยาความต้านทานหลังจากปล่อยแมลง 11, 13 และ 15 วัน โดยวิธี Unweighted pair group method with arithmetic mean พบว่า สายพันธุ์ RGD19156-MS33-MS1 และ RGD13117-MS115-MS52-B-1 จัดอยู่ในกลุ่มต้านทาน เช่นเดียวกับพันธุ์ Rathu Heenati, PTB33, Babawee และ ASD7 ส่วนสายพันธุ์ RGD13215-MS13-MS19-MS10-MS4-MS35 และหอมนาคา จัดอยู่ในกลุ่มอ่อนแอและอ่อนแอมากตามลำดับ ผลการศึกษาบ่งชี้ว่า RGD19156-MS33-MS1 และ RGD13117-MS115-MS52-B-1 เหมาะสมที่จะใช้เป็นแหล่งพันธุกรรมความต้านทานในการพัฒนาพันธุ์ข้าวเหนียวหอม ไม่ไวต่อช่วงแสง ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล เพื่อพื้นที่ปลูกข้าวในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
กรมการข้าว. 2560. เตือนการระบาดเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล. แหล่งข้อมูล: https://www.opsmoac.go.th/suphanburi-warning-files-392791791805. ค้นเมื่อ 15 พฤษภาคม 2566.
คำประดิด แก้วอ่อนหล่า, ชเนษฎ์ ม้าลำพอง, ธีรยุทธ ตู้จินดา และวัชรีวรรณ แจ่มบุญศรี. 2563. การตรวจสอบเครื่องหมายโมเลกุลสำหรับคัดเลือกความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลและโรคไหม้ในพันธุ์ข้าวเหนียวปรับปรุง. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. 9(3): 1-15.
จิรพงศ์ ใจรินทร์, พิกุล ลีลากุด, ภมร ปัตตาวะ, เจตน์ คชฤกษ์, สาธิต ทยาพัชร, วรรณพรรณ จันลาภา และวันทนา ศรีรัตนศักดิ์. 2557.
ไบโอไทป์และความหลากหลายทางพันธุกรรมของเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในประเทศไทย. ใน: การประชุมวิชาการข้าวและธัญพืชเมืองหนาว ครั้งที่ 31 วันที่ 21-23 พฤษภาคม 2557. ณ โรงแรมรอยัลพลา คลิฟฟ์ บีช รีสอร์ท แอนด์ สปา, ระยอง.
จิรพงศ์ ใจรินทร์. 2553. สถานภาพปัจจุบันของการพัฒนาพันธุ์ข้าวต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลโดยใช้เครื่องหมายโมเลกุลในประเทศไทย. ใน: การประชุมวิชาการข้าว เนื่องในวันข้าวและชาวนาแห่งชาติ วันที่ 3-4 มิถุนายน 2553. ณ โรงแรมอมารี ดอนเมือง, กรุงเทพฯ.
จิรพงศ์ ใจรินทร์. 2564. ความเข้าใจเกี่ยวกับไบโอไทป์ของเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (Nilaparvata lugens (Stal). วารสารวิชาการข้าว. 12(1): 97-120.
เจตน์ คชฤกษ์, ภมร ปัตตาวะตัง, สุรเดช ปาละวิสุทธิ์ และจิรพงศ์ ใจรินทร์. 2558. การพัฒนาพันธุ์ข้าวปทุมธานี 1 ให้ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลโดยใช้โมเลกุลเครื่องหมาย. ใน: สัมมนาวิชาการข้าว กลุ่มศูนย์วิจัยข้าวภาคเหนือตอนบนและภาคเหนือตอนล่าง ครั้งที่ 8 วันที่ 25-27 กุมภาพันธ์ 2558. เชียงราย.
เจตน์ คชฤกษ์, วีรเทพ พงษ์ประเสริฐ, ธีรยุทธ ตู้จินดา และสุรเดช ปาละวิสุทธิ์. 2554. การพัฒนาความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในพันธุ์ข้าวชัยนาท 1 โดยใช้โมเลกุลเครื่องหมาย. ใน: การประชุมวิชาการข้าวและธัญพืชเมืองหนาว เนื่องในโอกาสวันข้าวและชาวนาแห่งชาติ ครั้งที่ 2 วันที่ 3-4 มิถุนายน 2554. ณ โรงแรมอเมรี แอร์พอร์ต ดอนเมือง, กรุงเทพฯ.
เจตน์ คชฤกษ์, วีรเทพ พงษ์ประเสริฐ, สุรเดช ปาละวิสุทธิ์ และศิริพร กออินทร์ศักดิ์. 2552. การพัฒนาสายพันธุ์ข้าวปรับปรุง ราตูฮีเนติ/ขาวดอกมะลิ 105 และพันธุ์ชัยนาท 1 รุ่น BC4F1 ที่มียีนต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลแบบ Bph3 โดยเทคนิคการคัดเลือกด้วยดีเอ็นเอเครื่องหมาย. วารสารเกษตร. 25(2): 135-143.
ธนาธิป ทาปลัด, ศรีสวัสดิ์ ขัดทอง, ธีรยุทธ ตู้จินดา และสุรีพร เกตุงาม. 2559. ผลของอายุข้าวต่อการคัดเลือกสายพันธุ์ข้าวต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลที่มียีน Bph3 บนโครโมโซม 6. ใน: การประชุมวิชาการข้าวแห่งชาติ ครั้งที่ 4 วันที่ 1-3 กันยายน 2559. ณ โรงแรมเซ็นทราศูนย์ราชการและคอนเวนชันเซ็นเตอร์ แจ้งวัฒนะ, กรุงเทพฯ.
ธนาธิป ทาปลัด. 2559. การค้นหา QTLs ควบคุมลักษณะต้านทานโรคไหม้และการพัฒนาพันธุกรรมข้าวเหนียวหอมที่มียีน Bph3 ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล จากฐานพันธุกรรมข้าวสายพันธุ์ IR57514 เพื่อใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวเหนียว. วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี, อุบลราชธานี.
ภมร ปัตตาวะ, เจตน์ คชฤกษ์ และสุรเดช ปาละวิสุทธิ์. 2557. การศึกษากลไกความต้านทานของข้าวสายพันธุ์ดีต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล. ใน: สัมมนาวิชาการกลุ่มศูนย์วิจัยข้าวภาคเหนือตอนบนและภาคเหนือตอนล่าง วันที่ 25-26 มีนาคม 2557. นครสวรรค์.
วัชรีวรรณ แจ่มบุญศรี, ธนาภรณ์ สายหยุด, มะยุรี ศาลาน้อย และธีรยุทธ ตู้จินดา. 2561. การประเมินประสิทธิภาพของตำแหน่งต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในประชากรข้าวที่พัฒนาจากพันธุ์ปทุมธานี 1. ใน: การประชุมวิชาการข้าวแห่งชาติ ครั้งที่ 5 งานวิจัยข้าวไทยสู่ไทยแลนด์ 4.0 วันที่ 23-24 พฤษภาคม 2561. ณ โรงแรมเซ็นทราศูนย์ราชการและคอนเวนชันเซ็นเตอร์ แจ้งวัฒนะ, กรุงเทพฯ.
สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. 2566. ข้าวนาปี: เนื้อที่เพาะปลูก เนื้อที่เก็บเกี่ยว ผลผลิต และผลผลิตต่อไร่ ระดับประเทศ ภาค และจังหวัด ที่ความชื้น 15% ปีเพาะปลูก 2565/66. แหล่งข้อมูล: https://www.oae.go.th/assets/portals/1.pdf. ค้นเมื่อ 25 ธันวาคม 2566.
Dice, L. R. 1945. Measures of the amount of ecologic association between species. Ecological Society of America. 26(3): 297–302.
Horgan, F. G., A. P. Cruz, C. C. Bernal, A. F. Ramal, M. L. P. Almazan, and A. Wilby. 2018. Resistance and tolerance to the brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stal), in rice infested at different growth stages across a gradient of nitrogen applications. Field Crops Research. 217: 53-65.
Hu, J., X. Li, C. Wu, C. Yang, H. Hua, G. Gao, J. Xiao, and Y. He. 2012. Pyramiding and evaluation of the brown planthopper resistance genes Bph14 and Bph15 in hybrid rice. Molecular Breeding. 29: 61–69.
Ikeda, R. 1985. Studies on the inheritance of resistance to the rice brown planthopper (Nilaparvata lugens Stal) and the breeding of resistant rice cultivars. Bulletin of the National Research Centre. 3: 1-54.
IRRI. 2013. Standard evaluation system for rice (SES). International Rice Research Institute, Los Banos, Philippines.
Jairin, J., K. Phengrat, S. Teangdeerith, A. Vanavichit, and T. Toojinda. 2007a. Mapping of a broad-spectrum brown planthopper resistance gene, Bph3, on rice chromosome 6. Molecular Breeding. 19: 35-44.
Jairin, J., P. Leelagud, T. Saejueng, and V. Chamarerk. 2017a. Loss of resistance to Nilaparvata lugens may be due to the low-level expression of BPH32 in rice panicles at the heading stage. American Journal of Plant Sciences. 8(11): 2825-2836.
Jairin, J., S. Teangdeerith, P. Leelagud, J. Kothcharerk, K. Sansen, M. Yi, A. Vanavichit, and T. Toojinda. 2009. Development of rice introgression lines with brown planthopper resistance and KDML105 grain quality characteristics through marker-assisted selection. Field Crops Research. 110(3): 263–271.
Jairin, J., S. Teangdeerith, P. Leelagud, K. Phengrat, A. Vanavichit, and T. Toojinda. 2007b. Physical mapping of Bph3, a brown planthopper resistance locus in rice. Journal of Science and Technology. 1(2): 166–177.
Jairin, J., U. Kotchasatit, S. Saleeto, S. Jearakongman, K. Srivilai, V. Chamarerk, J. Kothcharerk, P. Pattawatang, S. Korinsak, C. Wongsaprom, and T. Toojinda. 2017b. Application of marker-assisted breeding to improve biotic stress resistance for rainfed lowland rice in northeastern Thailand. Sabrao Journal of Breeding and Genetics. 49(2): 168-178.
Jeevanandham, N., R. Raman, D. Ramaiah, V. Senthilvel, S. Mookaiah, and R. Jegadeesan. 2023. Rice: Nilaparvata lugens Stal interaction—current status and future prospects of brown planthopper management. Journal of Plant Diseases and Protection. 130: 125–141.
Jing, S., Y. Zhao, B. Du, R. Chen, L. Zhu, and G. He. 2017. Genomics of interaction between the brown planthopper and rice. Current Opinion in Insect Science. 19: 82–87.
Kawaguchi, M., K. Murata, T. Ishii, S. Takumi, N. Mori, and C. Nakamura. 2001. Assignment of a brown planthopper (Nilaparvata lugens Stal) resistance gene bph4 to the rice chromosome 6. Breeding Science. 51(1): 13-18.
Kim, S. M., and J. K. Sohn. 2005. Identification of a rice gene (Bph1) conferring resistance to brown planthopper (Nilaparvata lugens Stal) using STS markers. Molecules and Cells. 20(1): 30-34.
Kumar, S., S. Hem, P. Aditya, P. J. Nath, and K. Chandra. 2022. Brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stal) (Insecta: Delphacidae) a major insect of rice in India: A review. Journal of Entomological Research. 46(2): 333-338.
Kumari, S., J. M. Sheba, M. Marappan, S. Ponnuswamy, S. Seetharaman, N. Pothi, M. Subbarayalu, R. Muthurajan, and S. Natesan. 2010. Screening of IR50 × Rathu Heenati F7 RILs and identification of SSR markers linked to brown planthopper (Nilaparvata lugens Stal) resistance in rice (Oryza sativa L.). Molecular Biotechnology. 46(1): 63-71.
Lakshminarayana, A., and G. S. Khush. 1977. New genes for resistance to the brown planthopper in rice. Crop Science. 17: 96–100.
Li, C., D. Wu, S. Huang, M. Meng, H. Shih, M. Lai, L. Chen, K. K. Jena, S. L. Hechanova, T. Ke, T. Chiu, Z. Tsai, G. Chen, K. Tsai, and W. Leu. 2023. The Bph45 gene confers resistance against brown planthopper in rice by reducing the production of limonene. International Journal of Molecular Sciences. 24(2): 1798.
Li, Y., Y. F. Huang, S. H. Huang, Y. H. Kuang, C. W. Tung, C. T. Liaoand, and W. P. Chuang. 2019. Genomic and phenotypic evaluation of rice susceptible check TN1 collected in Taiwan. Botanical Studies. 60(1): 19.
Litsinger, J. A. 1991. Crop loss assessment in rice. In: Heinrichs EA, Miller TA (eds) Rice insects: management strategies. Springer Series in Experimental Entomology Springer Verlag, New York.
Liu, Y., H. Wu, H. Chen, Y. Liu, J. He, H. Kang, Z. Sun, G. Pan, Q. Wang, J. Hu, F. Z, K. Zhou, X. Zheng, Y. Ren, L. Chen, Y. Wang, Z. Zhao, Q. Lin, F. Wu, X. Zhang, X. Guo, X. Cheng, L. Jiang, C. Wu, H. Wang, and J. Wan. 2014. A gene cluster encoding lectin receptor kinases confers broad-spectrum and durable insect resistance in rice. Nature Biotechnology. 33(3): 301–305.
Muduli, L., M. Dash, S. D. Mohapatra, K. K. Mohapatra, H. S. Nayak, D. N. Bastia, B. Pradhan, S. K. Tripathy, R. C. Jena, and S. K. Pradhan. 2023. Phenotypic and genotypic assessment of elite rice varieties for brown planthopper (Nilaparvata lugens Stal.) resistance. Cereal Research Communication. 51: 821–833.
Muduli, L., S. K. Pradhan, A. Mishra, D. N. Bastia, K. C. Samal, P. K. Agrawal, and M. Dash. 2021. Understanding brown planthopper resistance in Rice: Genetics, biochemical and molecular breeding approaches. Rice Science. 28: 532–546.
Nguyen, C. D., S. Zheng, S. Sanada-Morimura, M. Matsumura, H. Yasui, and D. Fujita. 2021. Substitution mapping and characterization of brown planthopper resistance genes from indica rice variety, ‘PTB33’ (Oryza sativa L.). Breeding Science. 71(5): 497-509.
Pannak, S., S. Wanchana, W. Aesomnuk, M. K. Pitaloka, W. Jamboonsri, M. Siangliw, B. C. Meyers, T. Toojinda, and S. Arikit. 2023, Functional Bph14 from Rathu Heenati promotes resistance to BPH at the early seedling stage of rice (Oryza sativa L.) as revealed by QTL-seq. Theoretical and Applied Genetics. 136: 2.
Qiu, Y., J. Guo, S. Jing, L. Zhu, and G. He. 2012. Development and characterization of Japonica rice lines carrying the brown planthopper resistance genes BPH12 and BPH6. Theoretical and Applied Genetics. 124: 485-494.
Ren, J., F. Gao, X. Wu, X. Lu, L. Zeng, J. Lv, X. Su, H. Luo, and G. Ren. 2016. Bph32, a novel gene encoding an unknown SCR domain-containing protein, confers resistance against the brown planthopper in rice. Scientific Reports. 6: 37645.
Rohlf, F. J. 2000. NTSYS-pc numerical taxonomy and multivariate analysis system, version 2.1. New York: Exeter Software.
Sogawa, K., and M. D. Pathak. 1970. Mechanisms of brown planthopper resistance in Mudgo variety of rice (Hemiptera: Dalphacidae). Applied Entomology and Zoology. 5(3): 145-158.
Stout, M. J. 2014. Host-Plant Resistance in Pest Management. Integrated Pest Management, Louisiana State University, LA, USA.
Sun, L., C. Su, C. Wang, H. Zhai, and J. Wan. 2005. Mapping of a major resistance gene to the brown planthopper in the rice cultivar Rathu Heenati. Breeding Science. 55(4): 391-396.
Sun, L., Y. Liu, L. Jiang, C. Su, C. Wang, H. Zhai, and J. Wan. 2007. Identification of quantitative trait loci associated with resistance to brown planthopper in the indica rice cultivar Col.5 Thailand. Hereditas. 144(2): 48-52.
Wan, P. J., R. N. Zhou, S. Nanda, J. C. He, S. Y. Yuan, W. X. Wang, F. X. Lai, and Q. Fu. 2019. Phenotypic and transcriptomic responses of two Nilaparvata lugens populations to the Mudgo rice containing Bph1. Scientific Reports. 9: 14049.
Wu, S. 2022. The Cross-resistance pattern and the metabolic resistance mechanism of acetamiprid in the brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stal). International Journal of Molecular Sciences. 23(16): 9429.
Yan, L., T. Luo, D. Huang, M. Wei, Z. Ma, C. Liu, Y. Qin, X. Zhou, Y. Lu, R. Li, and Y. Zhang. 2023. Recent advances in molecular mechanism and breeding utilization of brown planthopper resistance genes in rice: An Integrated Review. International Journal of Molecular Sciences. 24(15): 12061.
Zheng, X., L. Zhu, and G. He. 2021. Genetic and molecular understanding of host rice resistance and Nilaparvata lugens adaptation. Current Opinion in Insect Science. 45: 14-20.