พฤติกรรมของยีนที่ควบคุมการสังเคราะห์สีม่วงในข้าวเหนียวดำ

บทคัดย่อ

พฤติกรรมของยีนที่ควบคุมการเกิดสีม่วงของข้าวเหนียวดำยังไม่มีการศึกษากันอย่างละเอียด ความเข้าใจในพฤติกรรมนี้ย่อมเป็นประโยชน์ ต่อโครงการปรับปรุงพันธุ์ข้าวสำหรับลักษณะที่ยากต่อการสังเกต โดยเฉพาะโครงสร้างภายนอกสามารถใช้ลักษณะนี้เป็น morphological marker ได้ ในการศึกษาลูกข้าวผสมชั่วที่ 1 และ 2 ตามขบวนการผสมพันธุ์โดยใช้ข้าวเหนียวดำ (พันธุ์ก่ำดอยสะเก็ด) เป็นพันธุ์แม่ และข้าวขาว (พันธุ์เหนียวสันป่าตอง) เป็นพันธุ์พ่อ ดำเนินงานทดลองตั้งแต่ฤดูปลูกปี พ.ศ. 2540 จนถึงฤดูปลูกปี พ.ศ. 2542 ที่แปลงทดลองภาควิชาพืชไร่ คณะเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ พบว่ามียีน 2 คู่ คือ Cc และAa ทำหน้าที่ต่อการเกิดสีในส่วนต่างๆ ของต้นข้าว ในลูกผสมชั่วที่ 1 ยีนที่ควบคุมการเกิดสีม่วงจะแสดงพฤติกรรมเป็นตัวข่มสมบูรณ์ (complete dominance) ต่อสีขาวของเยื่อกันน้ำฝน (ligule) เขี้ยวกันแมลง (auricles) ปล้อง (internode) ปลายดอก (apiculus) และยอดเกสรตัวเมีย (stigma) สำหรับลักษณะของต้นกล้า (seedling) กาบใบ (leaf sheath) และแผ่นใบ (leaf blade) พฤติกรรมของยีนที่ควบคุมการเกิดสีม่วงเป็นแบบข่มไม่สมบูรณ์ (incomplete dominance) โดยลูกผสมชั่วที่ 1 ของลักษณะเหล่านี้จะปรากฎเป็นสีเขียวปนม่วงในลูกผสมชั่วที่2 พบอัตราส่วนของสีเป็น 9 ม่วง : 7 เขียว ของเยื่อกันน้ำฝน เขี้ยวกันแมลงข้อและปลายดอก ส่วนยอดเกสรตัวเมียนั้นอัตราส่วนกลับพลิกกลับกันเป็น 9 เชียว : 7 ม่วง อย่างไรก็ตามอัตราส่วนของลักษณะเหล่านี้ แสดงว่ายีนที่ควบคุมมีพฤติกรรมเป็นแบบ complementary action ของ epistasis โดยยีนด้อยคือ “c” และ “a” แสดงบทบาทเป็น epistatic genes สำหรับลักษณะต้นกล้า กาบใบ และแผ่นใบ พบอัตราส่วน 1 ม่วง : 8 เขียวปนม่วง : 7 เขียว แตกต่างออกไปซึ่งเป็นการพบใหม่ และน่าสนใจเพราะแสดงว่าพฤติกรรมของยีนดังกล่าว กลับแสดงบทบาทเป็นแบบ semi-epistatic action ของ semi-epistatic genes โดย genotype ของสีม่วงเป็น dominant gene ทั้ง 2 loci (CCAA) และ genotype “C-A-” จะสร้งสีเขียวปนม่วง ส่วน genotype “C-aa, ccA- และ ccaa จะสร้างสีเขียว อย่างไรก็ตาม อัตราส่วนที่ได้จากการศึกษาของลักษณะเปลือกเมล็ด (husk) และเยื่อหุ้มเมล็ด (pericarp) กลับแตกต่างออกไปจากที่กล่าวมาคือ ยีนทั้งคู่จะแสดงบทบาทเป็นแบบ complete dominance ของ dihybrid ในลูกชั่วที่ 1 แต่ในลูกชั่วที่ 2 อัตราส่วนที่ได้กลับไม่สอดคล้องกับอัตราส่วนใดๆ ของ dihybrid แสดงว่าการกระจายตัวของ phenotype ของลูกชั่วที่ 2 เป็นแบบต่อเนื่องซึ่งเกิดจากยีนของทั้งสองลักษณะแสดงพฤติกรรมการถ่ายทอดเป็น polygenic inheritance