Using molecular marker assisted selection and aroma sensory test for Breeding non-glutinous, photoperiod insensitive purple rice for aroma

Main Article Content

Thanatchaphon Wirattanachaiwan
Tonapha Pusadee
Chanakan Thebault Prom-u-thai
Sansanee Jamjod

Abstract

The demand of health-conscious consumers to consume purple rice is increasing due to the benefit to human health by reducing the risk of several serious diseases. However, the available purple rice varieties are mostly photo sensitive with low grain yield and quality. This study aimed to select for non-glutinous purple rice, photoperiod insensitive, high yield and aroma characteristics by evaluation of F1 and used molecular marker assisted selection for aroma in F2 before sensory testing was applied in F3 generation. The study was carried out in population derived from a cross between advanced line of semi-dwarf, photoperiod insensitive, non-glutinous purple rice (KDK-10) and semi-dwarf, photoperiod insensitive white fragrant Pathum Thani 1 (PTT1) variety. Evaluation of F1 hybrids found that the hybrid had the same height as parents, flowering at 109 days, number of tillers and panicles per plant and 1000 grain weight less than the parents. Grain yield of the F1 was the same as KDK-10, but less than PTT1. In F2 population, pericarp color was segregating into black and white color at 9:7 ratio. Plants with black pericarp were selected and analyzed DNA by using functional marker which located in gene controlling aroma (BADH2). Twenty-three F2 plants with PTT1 allele type were found and selected and represented F3 families. The F3 families were sown, 5 plants per family. At maturity, each plant within family was inspected for pericarp color. Families with all plants having black pericarp were further tested for aroma by sensory testing. Aroma of each plant was tested and compared with female (KDK-10, non-aromatic, score 0) male (PTT1, moderately aromatic, score 1) and standard aroma variety (KDML 105, aromatic, score 2). Eleven plants with average aroma score higher than 1, between
1.1-1.8, were selected. The selected F3 plants were flowering between 95-101 days. 

Article Details

How to Cite
Wirattanachaiwan, T., Pusadee, T., Thebault Prom-u-thai, C., & Jamjod, S. (2021). Using molecular marker assisted selection and aroma sensory test for Breeding non-glutinous, photoperiod insensitive purple rice for aroma. Khon Kaen Agriculture Journal, 50(3), 782–793. retrieved from https://li01.tci-thaijo.org/index.php/agkasetkaj/article/view/249426
Section
บทความวิจัย (research article)

References

กมลวรรณ เรียบร้อย, ศรีสวัสดิ์ ขันทอง, ธีรยุทธ ตู้ จินดา, และสุรีพร เกตุงาม. 2556. ยีนความหอมและลักษณะพื้นฐานทางอณูพันธุศาสตร์ของข้าวหอม. วารสารสมาคมพันธุศาสตร์แห่งประเทศไทย. 6: 93-114.

งามชื่น คงเสรี. 2545. คุณภาพข้าวและการตรวจสอบข้าวปนในข้าวหอมมะลิ. เอกสารวิชาการ กรมวิชาการเกษตร กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ สำนักงานเศรษฐกิจอุตสาหกรรมกระทรวงอุตสาหกรรม.

จันทร์จิรา โรหิตเสถียร, ธานี ศรีวงศ์ชัย, ประภา ศรีพิจิตต์ และรังสฤษดิ์ กาวีต๊ะ. 2557. การใช้เครื่องหมายดีเอ็นเอช่วยคัดเลือกลักษณะความหอมและปริมาณอมิโลสต่ำในการปรับปรุงพันธ์ข้าวแบบบันทึกประวัติ. น. 869-875. ใน:โครงการประชุมวิชาการเสนอผลงานวิจัยระดับบัณฑิตศึกษาครั้งที่ 15. มหาวิทยาลัยขอนแก่น.

ดำเนิน กาละดี และศันสนีย์ จำจด. 2543. รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์เรื่องพันธุศาสตร์การปรับปรุงพันธุ์และโภชนศาสตร์เกษตรของข้าวเหนียวดำ.

สถาบันวิจัยและพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่.

ดำเนิน กาละดี, ศันสนีย์ จำจด และประเทือง โชคประเสริฐ. 2554. การใช้ประโยชน์จากความหลากหลายทางชีวภาพข้าวก่ำ เพื่อสร้างนวัตกรรมเอกลักษณ์ข้าวก่ำไทย: แผนงานวิจัย (Utilization of Purple Glutinous Rice Biodiversity in Creating Unique Innovation of Thai Purple Rice). สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. เชียงใหม่.

ธรรมนูญ หัทยานันท์, ชนากานต์ เทโบลต์ พรมอุทัย และศันสนีย์ จำจด. 2559. การคัดเลือกสายพันธุ์ก้าวหน้าพันธุ์ข้าวเจ้าก่ำไม่ไวต่อช่วงแสงและมีปริมาณแอนโทไซยานินในเมล็ดสูง. วารสารเกษตร. 33(1): 81-90.

ปาริฉัตร รัตนผล. 2555. การปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้มีลักษณะไม่ไวต่อช่วงแสงผลผลิตสูงและเมล็ดมีคุณภาพดีโดยวิธีบันทึกประวัติร่วมกับการใช้เครื่องหมายดีเอ็นเอช่วยในการคัดเลือก. วิทยานิพนธ์ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (พืชไร่) สาขาพืชไร่ คณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.

พิทวัส สมบูรณ์, ชนากานต์ เทโบลต์ พรมอุทัย, ต่อนภา ผุสดี และ ศันสนีย์ จำจด. 2560. การกระจายตัวทางพันธุกรรมของปริมาณแอนโทไซยานินในเมล็ดข้าวลูกผสมชั่วที่ 2 ระหว่างข้าวเหนียวดำจากที่สูงและข้าวพันธุ์ปทุมธานี 1 ที่ปลูกที่ลุ่มและที่สูง. วารสารเกษตร. 33(3): 323-332.

พีรนันท์ มาปัน. 2557. การควบคุมทางพันธุกรรมของปริมาณแอนโทไซยานินในข้าวเหนียวก่ำ. วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต. มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, เชียงใหม่.

Doyle, J. J., and J. L. Doyle. 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Focus. 12: 13-15.

Hui, C., Y. Bin, Y. Xiaoping, Y. Long, C. Chunye, M. Mantian, and L. Wenhua. 2010. Anticancer activities of an anthocyanin-rich extract from black rice against breast cancer cells in vitro and in vivo. Nutrition and cancer. 62(8): 1128-1136.

Jin, L., Y. Lu, Y. Shao, G. Zhang, P. Xiao, S. Shen, H. Corke, and J. Bao. 2010. Molecular marker assisted selection for improvement of the eating, cooking, and sensory quality of rice (Oryza sativa L.). Journal of Cereal science. 51(1): 159-164.

Juliano, B., and B. Duff. 1991. Rice Grain Quality as an Emerging Priority in National Rice Breeding Programs. Rice Grain Marketing and Quality Issues, Los Banos, Laguna, IRRI.

Maeda, H., T. Yamaguchi, M. Omoteno, T. Takarada, K. Fujita, K. Murata, Y. Iyama, Y. Kojima, Morikawa M, H. Ozaki, N. Mukaino, Y. Kidani, and T. Ebitani. 2014. Genetic dissection of black grain rice by the development of a near isogenic line. Breeding Science. 64: 134–141.

Shao, G. N., A. Tang., S. Q. Tang, J. Luo, G.A. Jiao, J. L. Wu, and P. S. Hu. 2011. A new deletion mutation of fragrant gene and the development of three molecular markers for fragrance in rice. Plant Breeding. 130(2): 172-176.

Shi, W., Y. Yang, S. Chen, and M. Xu. 2008. Discovery of a new fragrance allele and the development of functional markers for the breeding of fragrant rice varieties. Molecular Breeding. 22(2): 185-192.

Wang X., Z. Ji, J. Cai, L. Ma, X. Li, and C. Yang. 2009. Construction of near isogenic lines for pericarp color and evaluation on their near isogenicity in rice. Rice Science. 16: 261-266.