การปรับปรุงพันธุ์แบบเร่งรัดเพื่อการพัฒนาพันธุ์พืชแบบก้าวกระโดด

จีราพร  แก่นทรัพย์; สุริพัฒน์  ไทยเทศ

doi:10.14456/thaidoa-agres.2026.18

ผู้แต่ง

จีราพร แก่นทรัพย์ กองวิจัยพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพ ถ.รังสิต-นครนายก อ.ธัญบุรี จ.ปทุมธานี 12110
สุริพัฒน์ ไทยเทศ สถาบันวิจัยพืชไร่และพืชทดแทนพลังงาน ถ.พหลโยธิน จตุจักร กรุงเทพฯ. 10900

DOI:

https://doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2026.18

คำสำคัญ:

การปรับปรุงพันธุ์พืชแบบเร่งรัด, เร่งวงจรชีวิตพืช, ควบคุมปัจจัยสภาพแวดล้อม, พัฒนาโปรโตคอล

บทคัดย่อ

การปรับปรุงพันธุ์แบบเร่งรัดเป็นเทคนิคที่ใช้การควบคุมสภาพแวดล้อมเพื่อเร่งวงจรชีวิตของพืชตั้งแต่ระยะเจริญเติบโตจนถึงระยะเจริญพันธุ์ โดยอาศัยการจัดการปัจจัยหลัก เช่น การยืดช่วงแสงให้ยาวขึ้น การควบคุมอุณหภูมิและความชื้น การเพิ่มความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และการปลูกพืชในความหนาแน่นสูง ทั้งนี้ในบางระบบอาจมีการจัดการด้านสรีรวิทยาของพืช เช่น การใช้ฮอร์โมนพืช เพื่อกระตุ้นการออกดอกและการสร้างเมล็ดในระยะเวลาที่สั้นลง ส่งผลให้สามารถเพิ่มจำนวนรุ่นต่อปีและลดระยะเวลาในการปรับปรุงพันธุ์ได้ นอกจากนี้การบูรณาการเทคนิคดังกล่าวร่วมกับเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น การศึกษาฟีโนไทป์และจีโนไทป์แบบปริมาณงานสูง การใช้เครื่องหมายโมเลกุลช่วยในการคัดเลือกพันธุ์ และการปรับแต่งจีโนม สามารถช่วยเพิ่มความแม่นยำและลดระยะเวลาในการคัดเลือกหรือพัฒนาพันธุ์พืชที่มีลักษณะตามต้องการ เทคนิคการปรับปรุงพันธุ์แบบเร่งรัดจึงเป็นแนวทางสำคัญในการตอบโจทย์ความมั่นคงทางอาหารภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการเพิ่มขึ้นของประชากรโลก โดยปัจจุบันมีการพัฒนาโปรโตคอลการปรับปรุงพันธุ์แบบเร่งรัดสำหรับพืชเศรษฐกิจหลายชนิด เช่น ข้าว ข้าวโพด และถั่วเหลือง

เอกสารอ้างอิง

เขตนวัตกรรมระเบียงเศรษฐกิจพิเศษภาคตะวันออก. ม.ป.ป. โรงงานผลิตพืช. แหล่งข้อมูล: https://www.eeci.or.th/infrastructures/โรงงานผลิตพืช. สืบค้น: 28 มกราคม 2569.

จีราพร แก่นทรัพย์ มัลลิกา นวลแก้ว ภานุวัฒน์ มูลจันทะ สุวลักษณ์ ศันสนีย์ รัชนี โสภา และอ้อยทิน ผลพานิช. 2568. ความก้าวหน้าของงานวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพในการปรับปรุงพันธุ์พืชต้านทานโรคของกรมวิชาการเกษตร. วารสารวิชาการเกษตร. 43(2): 212-226.

ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ. 2561. ไบโอเทค สวทช. หวังใช้ “Plant Factory” มุ่งพัฒนาการเกษตรของประเทศอย่างยั่งยืน. แหล่งข้อมูล: https://www.nstda.or.th/th/news/11749-20180124-plant-factory. สืบค้น: 28 มกราคม 2569.

สิริมาพร โคตะเสนา จิรวัฒน์ สนิทชน สมพงศ์ จันทร์แก้ว และธิดารัตน์ มอญขาม. 2565. เทคนิค rapid generation advance ในการศึกษาพันธุกรรมการถ่ายทอดลักษณะความไวต่อช่วงแสงในคู่ผสมระหว่างข้าวอายุสั้นพันธุ์ ULR368 และพันธุ์ กข6 ในการประเมินนอกฤดูปลูก. วารสารแก่นเกษตร. 50(2): 340–347.

เอกรัฐ ชะอุ่มเอียด และเดือนแรม แพ่งเกี่ยว. 2562. การควบคุมความชื้นในดินสำหรับโรงเรือนเมล่อน. วารสารวิจัยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิขัย. 11(2): 269–278.

Allard, R.W. 1999. Principles of Plant Breeding. 2nd ed. John Wiley & Sons. 264 p.

Anjum, S.A., U. Ashraf, A. Zohaib, M. Tanveer, M. Naeem, I. Ali, T. Tabassum and U. Nazir. 2017. Growth and developmental responses of crop plants under drought stress: a review. Zemdirbyste-Agriculture. 104(3): 267–276.

Bermejo, C., I. Gatti and E. Cointry. 2016. In vitro embryo culture to shorten the breeding cycle in lentil (Lens culinaris Medik). Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 127(3): 585-590.

Bugbee, B. and G. Koerner. 1997. Yield comparisons and unique characteristics of the dwarf wheat cultivar ‘USU-Apogee’. Advances in Space Research. 20(10): 1891-1894.

Ćeran, M., D. Miladinović, V. Đorđević, D. Trkulja, A. Radanović, S. Glogovac and A. Kondić-Špika. 2024. Genomics-assisted speed breeding for crop improvement: present and future. Frontiers in Sustainable Food Systems. 8: 1383302.

Chaikam, V., W. Molenaar, A.E. Melchinger and P.M. Boddupalli. 2019. Doubled haploid technology for line development in maize: technical advances and prospects. Theoretical and Applied Genetics. 132(12): 3227–3243.

Fukushima, A., H. Shiratsuchi, H. Yamaguchi and A. Fukuda. 2011. Effects of nitrogen application and planting density on morphological traits, dry matter production and yield of large grain type rice variety Bekoaoba and strategies for super high-yielding rice in the Tohoku region of Japan. Plant Production Science. 14(1): 56-63.

Ghosh, S., A. Watson, O.E. Gonzalez-Navarro, R.H. Ramirez-Gonzalez, L. Yanes, M. Mendoza-Suárez, J. Simmonds, R. Wells, T. Rayner, P. Green, A. Hafeez, S. Hayta, R.E. Melton, A. Steed, A. Sarkar, J. Carter, L. Perkins, J. Lord, M. Tester, A. Osbourn, M.J. Moscou, P. Nicholson, W. Harwood, C. Martin, C. Domoney, C. Uauy, B. Hazard, B.B.H. Wulff and L.T. Hickey. 2018. Speed breeding in growth chambers and glasshouses for crop breeding and model plant research. Nature Protocols. 13(12): 2944-2963.

Hickey, L.T., A.N. Hafeez, H. Robinson, S.A. Jackson, S.C.M. Leal-Bertioli, M. Tester, C. Gao, I.D. Godwin, B.J. Hayes and B.B.H. Wulff. 2019. Breeding crops to feed 10 billion. Nature Biotechnology. 37(7): 744–754.

Hickey, L.T., M.J. Dieters, I.H. DeLacy, O.Y. Kravchuk, D.J. Mares and P.M. Banks. 2009. Grain dormancy in fixed lines of white-grained wheat (Triticum aestivum L.) grown under controlled environmental conditions. Euphytica. 168(3): 303-310.

Jagadish, S.V.K., R.N. Bahuguna, M. Djanaguiraman, R. Gamuyao, P.V.V. Prasad and P.Q. Craufurd. 2016. Implications of high temperature and elevated CO2 on flowering time in plants. Frontiers in Plant Science. 7: 00913.

Jonah, P.M., L.L. Bello, O. Lucky, A. Midau and S.M. Moruppa. 2011. Review: the importance of molecular markers in plant breeding programmes. Global Journal of Science Frontier Research. 11(5): 5-12.

Kabade, P.G., S. Dixit, U.M. Singh, S. Alam, S. Bhosale, S. Kumar, S.K. Singh, J. Badri, N.R.G. Varma, S. Chetia, R. Singh, S.K. Pradhan, S. Banerjee, R. Deshmukh, S.P. Singh, S. Kalia, T.R. Sharma, S. Singh, H. Bhardwaj, A. Kohli, A. Kumar, P. Sinha and V.K. Singh. 2024. SpeedFlower: a comprehensive speed breeding protocol for indica and japonica rice. Plant Biotechnology Journal. 22(5): 1051-1066.

Kapkaew, C., A. Rithranron, S. Kalawong and P. Rungrueng. 2024. Effect of commercial LED light on growth and yield of Salinas lettuce and butterhead lettuce. Advanced Science Journal. 24(2): 59–74.

León Pacheco, R.I., E.M. Correa Álvarez, J.L. Romero Ferrer, H. Arias Bonilla, J.C. Gómez-Correa, M.J. Yacomelo Hernández and L. Pérez Artiles. 2019. Accumulation of degree days and their effect on the potential yield of 15 eggplant (Solanum melongena L.) accessions in the Colombian Caribbean. Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín. 72(3): 8917–8926.

Li, Y., Z. Lin, Y. Yue, H. Zhao, X. Fei, L.E., C. Liu, S. Chen, J. Lai and W. Song. 2021. Loss-of-function alleles of ZmPLD3 cause haploid induction in maize. Nature Plants. 7(12): 1579-1588.

Li, Y., Z. Yu, J. Jin, Q. Zhang, G. Wang, C. Liu, J. Wu, C. Wang and X. Liu. 2018. Impact of elevated CO2 on seed quality of soybean at the fresh edible and mature stages. Frontiers in Plant Science. 9: 1413.

Lloyd, J.P.B. and R. Lister. 2022. Epigenome plasticity in plants. Nature Reviews Genetics. 23(1): 55–68.

Lu, W., X. Ye, J. Huang and G.S.A. Horlu. 2020. Effect of climate change induced agricultural risk on land use in Chinese small farms: implications for adaptation strategy. Ecological Indicators. 115: 106414.

Mitiku, T. 2022. Review on haploid and double haploid maize (Zea mays) breeding technology. International Journal of Agricultural Science and Food Technology. 8(1): 52–58.

Mobini, S.H. and T.D. Warkentin. 2016. A simple and efficient method of in vivo rapid generation technology in pea (Pisum sativum L.). In Vitro Cellular & Developmental Biology–Plant. 52(5): 530-536.

Nagatoshi, Y. and Y. Fujita. 2019. Accelerating soybean breeding in a CO2-supplemented growth chamber. Plant and Cell Physiology. 60(1): 77-84.

Ohnishi, T., M. Yoshino, H. Yamakawa and T. Kinoshita. 2011. The biotron breeding system: a rapid and reliable procedure for genetic studies and breeding in rice. Plant and Cell Physiology. 52(7): 1249-1257.

Pfeiffer, N.E. 1926. Microchemical and morphological studies of effect of light on plants. Botanical Gazette. 81(2): 173-195.

Reddy, N., B. Thomas and P.T. Aiswarya. 2024. Speed breeding: the future of crop improvement. Krishi Science. 5(6): 22-25.

Sebiani-Calvo, A., A. Hernández-Soto, G. Hensel and A. Gatica-Arias. 2024. Crop genome editing through tissue-culture-independent transformation methods. Frontiers in Genome Editing. 6: 1490295.

Shimelis, H., E.T. Gwata and M.D. Laing. 2019. Crop Improvement for Agricultural Transformation in Southern Africa. pp. 97–103. In: Transforming Agriculture in Southern Africa (London, UK: Routledge). 346 p.

Singh, V., C.T. Nguyen, E.J. van Oosterom, S.C. Chapman, D.R. Jordan and G.L. Hammer. 2015. Sorghum genotypes differ in high temperature responses for seed set. Field Crops Research. 171: 32–40.

Taku, M., M. Saini, R. Kumar, P. Debbarma, N.K.K. Rathod, R. Onteddu, D. Sharma, R. Pandey, K. Gaikwad, S.K. Lal and A. Talukdar. 2024. Modified speed breeding approach reduced breeding cycle to less than half in vegetable soybean [Glycine max (L.) Merr.]. Physiological and Molecular Biology of Plants. 30(9): 1463–1473.

Tardieu, F., L. Cabrera-Bosquet, T. Pridmore and M. Bennett. 2017. Plant phenomics, from sensors to knowledge. Current Biology. 27(15): R770-R783.

Vignolio, O.R., L.R. Petigrosso, I.M. Rodríguez and N.L. Murillo. 2018. Effects of temperature, photoperiod and defoliation on flowering time of Lotus tenuis (Fabaceae) in Buenos Aires, Argentina. Experimental Agriculture. 54(3): 417-427.

Vince-Prue, D. 1994. The Duration of Light and Photoperiodic Responses. pp. 447-490. In: Photomorphogenesis in Plants, R.E. Kendrick and G.H.M. Kronenberg (eds.). Dordrecht: Springer Netherlands.

Wanga, M.A., H. Shimelis, J. Mashilo and M.D. Laing. 2021. Opportunities and challenges of speed breeding: a review. Plant Breeding. 140(2): 185-194.

Watson, A., S. Ghosh, M.J. Williams, W.S. Cuddy, J. Simmonds, M.D. Rey, M. Asyraf Md Hatta, A. Hinchliffe, A. Steed, D. Reynolds, N.M. Adamski, A. Breakspear, A. Korolev, T. Rayner, L.E. Dixon, A. Riaz, W. Martin, M. Ryan, D. Edwards, J. Batley, H. Raman, J. Carter, C. Rogers, C. Domoney, G. Moore, W. Harwood, P. Nicholson, M.J. Dieters, I.H. DeLacy, J. Zhou, C. Uauy, S.A. Boden, R.F. Park, B.B.H. Wulff and L.T. Hickey. 2018. Speed breeding is a powerful tool to accelerate crop research and breeding. Nature Plants. 4(1): 23-29.

Wiebbecke, C.E., M.A. Graham, S.R. Cianzio and R.G. Palmer. 2012. Day temperature influences the male-sterile locus ms9 in soybean. Crop Science. 52(4): 1503–1510.

Wu, W., L. Chen, R. Liang, S. Huang, X. Li, B. Huang, H. Luo, M. Zhang, X. Wang and H. Zhu. 2025. The role of light in regulating plant growth, development and sugar metabolism: a review. Frontiers of Plant Science. 15: 1507628.

Younis, A., A. Riaz, M. Qasim, F. Mansoor, F. Zulfiqar, U. Tariq, M. Ahsan, M.K. Naseem and Z.M. Bhatti. 2018. Screening of marigold (Tagetes erecta L.) cultivars for drought stress based on vegetative and physiological characteristics. International Journal of Food and Allied Sciences. 3(2): 56–63.