Selection for Photoperiod Insensitive Advanced Lines and High Grain Anthocyanin of Purple Glutinous Rice

Main Article Content

Tammanoon Huttayanun
Chanakan Thebault Prom-u-thai
Sansanee Jamjod

Abstract

Anthocyanin is a major compound with anti-oxidative properties which can protect against oxidative damages implicated in a range of diseases and it is commonly found in the purple rice grain.  Purple rice varieties are photoperiod sensitivity which can be grown only once a year and contains low anthocyanin content.  This research was to develop the advanced purple rice lines with high anthocyanin content and photoperiod insensitivity. Seeds of the F4 population between KDK (glutinous rice) and PTT 1 (non-glutinous rice) were used to grow in plant-to-row and selected for the F5 population during wet season in 2013. The plants were recorded for flowering dates, plant height, grain weight. pericarp color and endosperm type.  Plants with desirable traits and purple pericarp seeds were selected. F6 population were grown during dry season in 2014.  Ten varieties were found with the character of photoperiod insensitivity plants, purple color in culm and leaves with short plant type and high grain yield, and the seed of non-glutinous endosperm type with purple pericarp color. The 10 varieties were grown for evaluation and selection of F7 population and it was found photoperiod insensitivity character in all varieties with shorter day to flowering, ranged between 96-103 days and plant height compared with the parent, 79.7-83.2 cm, but similar seed size. The seeds were purple color with non-glutinous endosperm type with anthocyanin content ranging from 31.4 to 58.8 mg/100 g which were 25-135% higher than KDK. Seeds of all varieties will be evaluated and selected for the further study.

Article Details

Section
Research Articles

References

ดำเนิน กาละดี และศันสนีย์ จำจด. 2543. พันธุศาสตร์การปรับปรุงพันธุ์และโภชนศาสตร์เกษตรของข้าวเหนียวดำ. รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์สถาบันวิจัยและพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, เชียงใหม่.
บุรินทร์ พิชัยรัตน์. 2556. การประเมินอิทธิพลของปฏิสัมพันธ์ร่วมระหว่างพันธุกรรมกับสภาพแวดล้อมต่อลักษณะทางพืชไร่ของข้าวเจ้าก่ำที่พัฒนาพันธุ์จากโครงการผสมพันธุ์ข้าวก่ำ. วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต. มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, เชียงใหม่.
เบญจวรรณ พลโคต. 2553. การประเมินสายพันธุ์ก้าวหน้าในประชากรลูกผสมชั่วที่ 8 ระหว่างพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 และพันธุ์ก่ำดอยสะเก็ดเพื่อคัดเลือกลักษณะข้าวเจ้าก่ำ. วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต. มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, เชียงใหม่.
พีรนันท์ มาปัน. 2557. การควบคุมทางพันธุกรรมของปริมาณแอนโทไซยานินในข้าวเหนียวก่ำ. วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต. มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, เชียงใหม่.
สุภาภรณ์ ญะเมืองมอญ และชนากานต์ เทโบลต์ พรมอุทัย. 2559. ความแปรปรวนของปริมาณแอนโทไซยานินและความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระของข้าวเหนียวก่ำพันธุ์พื้นเมืองของไทย.วารสารเกษตร 32(2): 191-199.
Blando, F., C. Gerardi and I. Nicoletti. 2004. Sour cherry (Prunus cerasus L.) anthocyanin as ingredients for functional foods. Journal of Biomedicine and Biotechnology 2004(5): 253-258.
Chang, T.T. and E.A. Bardenas. 1965. The morphology and varietal characteristics of the rice plant. Technical Bulletin 4. International Rice Research Institute, Laguna. 40 p.
Chen, P.N. W.H. Kuo, C.L. Chiang, H.L. Chiou, Y.S. Hsieh and S.C. Chu. 2006. Black rice anthocyanins inhibit cancer cells invasion via repressions of MMPs and u-PA expression. (Online). Available: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009279706002134 (June 12, 2016).
Giusti, M.M and R.E. Wrolstad. 2001. Characterization and measurement of anthocyanins by UV-visible spectroscopy. Current Protocols in Food Analytical Chemistry F1.2.1-F1.2.13.
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: 1128-1136.
Jeng, T.L., C.S. Wang, T.H. Tseng, M.T. Wu and J.M Sung. 2009. Nucleotide polymorphisms in the waxy gene of NaN3-induced waxy rice mutants. Journal of Cereal Science 49(1): 112-116.
Kimiko, I., H. Ozaki, K. Okada, H. Hori, Y. Takeda and T. Mitsui. 2003. Introdution of Wx transgene into wx mutants leads to both high- and low- amylose rice. Plant and Cell Physiology 44(5): 473-480.
Punyatong, M., P. Pongpiachan, P. Pongpiachan, D. Karladee and S. Mankhetkorn. 2008. Cytotoxicity of crude proanthocyanidin extract from purple glutinous rice bran (Oryza sativa L.) (Kum Doi Saket) compared with cyanidin 3-glucoside on X63 myeloma cancer cell lines. Kasetsart Journal: Natural Science 42(4): 676-681.
Rahman, M.M., K.E. Lee, E.S. Lee, M.N. Matin, D.S. Lee, J.S. Yun, J.B. Kim and S.G. Kang. 2013. The genetic constitutions of complementary genes Pp and Pb determine the purple color variation in pericarps with cyanidin-3-O-glucoside depositions in black rice. Journal of Plant Biology 56: 24-31.
Wrolstad, R.E. 2001. The possible health benefits of anthocyanin pigments and polyphenolics. (Online). Available: Http://lpi.oregonstate. edu/ss01/anthocyanin.html (June 12, 2016).
Xia, M., W.H. Ling, J. Ma, D.D. Kitts and J. Zawistowski. 2003. Supplementation of diets with the black rice pigment fraction attenuates atherosclerotic plaque formation in apolipoprotein E deficient mice. Journal of Nutrition 133: 744-751.
Xu, Z., N. Hua and J.S. Godber. 2001. Antioxidant activity of tocopherols, tocotrienols, and gamma-oryzanol components from rice bran against cholesterol oxidation accelerated by 2,2’-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride. Journal of Agricultural and Food Chemistry 49: 2077-2081.
Yamanaka, S., I. Nakamura, K.N. Watanabe and Y. Sato. 2004. Identification of SNPs in the waxy gene among glutinous rice cultivars and their evolutionary significance during the domestication process of rice. Theoretical and Applied Genetics 108: 1200-1204.
Yanagisawa, T., C. Kiribuch-Otobe, H. Hirano, Y. Suzuki and M. Fujita. 2003. Detection of single nucleotide polymorphism (SNP) controlling the waxy character in wheat by using a derived cleaved amplified polymorphic sequence (dCAPS) marker. Theoretical and Applied Genetics 107: 84-88.