การทดสอบความทนแล้งและทนเค็มในระยะต้นกล้าของสายพันธุ์ข้าวที่ปรับปรุงจาก ข้าวขาวดอกมะลิ 105 ที่มี QTL ทนแล้งและยีนทนเค็ม SKC1
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อคัดเลือกสายพันธุ์ข้าวที่สามารถทนได้ทั้งความแล้งและความเค็มในระยะต้นกล้า จากสายพันธุ์ข้าวจำนวน 22 สายพันธุ์ที่ได้รับการปรับปรุงด้วยวิธีผสมกลับโดยการถ่ายทอด QTL ทนแล้งบนโครโมโซมแท่งที่ 8 (DT-QTL8) และยีนทนเค็ม (SKC1) เข้าสู่ข้าวพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 (‘KDML105’) ขั้นตอนแรกชักนำให้เกิดความเครียดแล้งแก่ต้นกล้าข้าว 22 สายพันธุ์ อายุ 14 วัน ที่ปลูกในสารละลายไฮโดรโพนิกส์ โดยการเติมโพลีเอทิลีนไกลคอล 20% ลงในสารละลาย จากนั้นทำการประเมินความทนแล้งจากลักษณะการม้วนใบ การแห้งตายของใบ และการลดลงของมวลชีวภาพแห้ง พบสายพันธุ์ข้าว 10 สายพันธุ์ที่แสดงร้อยละการลดลงของมวลชีวภาพแห้งต่ำกว่า ‘KDML105’ หลังจากได้รับความเครียดแล้ง 28 วัน ได้แก่ L13 L7 L24 L3 L14 L17 L8 L4 L6 และ L16 ต่อจากนั้นทำการประเมินความทนเค็มของต้นกล้าข้าว 10 สายพันธุ์ดังกล่าว โดยปลูกข้าวในสารละลายไฮโดรโพนิกส์จนมีอายุ 14 วัน แล้วให้ความเครียดเค็มโดยการให้เกลือโซเดียมคลอไรด์ 150 มิลลิโมลาร์ จากการประเมินความทนเค็มหลังจากต้นข้าวได้รับความเครียดเค็ม 21 วัน พบว่า ข้าวทั้ง 10 สายพันธุ์มีคะแนนความเสียหายจากเกลือ อัตราส่วน Na+/K+ และร้อยละการลดลงของมวลชีวภาพต่ำกว่า ‘KDML105’ สายพันธุ์ที่ทนทานสูงสุด L13 มีมวลชีวภาพแห้งลดลงร้อยละ 62.58 และ 47.71 ภายใต้ความเครียดแล้งและเครียดเค็มตามลำดับ เปรียบเทียบกับ ‘KDML105’ ที่มีการลดลงร้อยละ 77.35 และ 83.64 การศึกษาในขั้นตอนต่อไปควรมีการทดสอบความทนเค็มและแล้งของสายพันธุ์ปรับปรุงเหล่านี้ในสภาพไร่นา สายพันธุ์เหล่านี้เป็นแหล่งพันธุกรรมที่ดีสำหรับการปรับปรุงพันธุ์ข้าว ‘KDML105’ ให้ทนทานต่อสภาพเครียดหลายประเภทต่อไป
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
Arunin, S. and Pongwichian, P. (2015). Salt-affected soils and management in Thailand. Bulletin of the Society of Sea Water Science, Japan 69(5): 319-325.
Ashraf, M.Y., Waheed, R.A., Bhatti, A.S., Baig, A. and Aslam, Z. (1999). Salt tolerance potential in different Brassica species growth studies. In: Hamdy, A., Leith, H., Todorovic, M. and Moscheuko, M. (eds.). Halophyte Uses in Different Climates II. Netherlands: Backhuys Pubs. pp. 119-125.
Chandra Babu, R., Shashidhar, H.E., Lilley, J.M., Thanh, N.D., Ray, J.D., Sadasivam, S., Sarkarung, S., O'Toole, J.C. and Nguyen, H.T. (2001). Variation in root penetration ability, osmotic adjustment and dehydration tolerance among accessions of rice adapted to rainfed lowland and upland ecosystems. Plant Breeding 120(3): 233-238.
Courtois, B., McLaren, G., Sinha, P.K., Prasad, K., Yadav, R. and Shen, L. (2000). Mapping QTLs associated with drought avoidance in upland rice. Molecular Breeding 6(1): 55-66.
Fukai, S. and Cooper, M. (1995). Development of drought-resistant cultivars using physiomorphological traits in rice. Field Crops Research 40(2): 67-86.
Ghosh, B., Md, N.A. and Gantait, S. (2016). Response of rice under salinity stress: a review update. Rice Research: Open Access 4(2): 1-8.
Gregorio, G.B., Senadhira, D. and Mendoza, R.D. (1997). Screening rice for salinity tolerance. IRRI discussion paper series No. 22. Manila: International Rice Research Institute. pp. 13.
Hussain, H.A., Hussain, S., Khaliq, A., Ashraf, U., Anjum, S.A., Men, S. and Wang, L. (2018). Chilling and drought stresses in crop plants: implications, cross talk, and potential management opportunities. Frontiers in Plant Science 9: 1-21.
IRRI. (2013). Standard System for Rice. Manila: International Rice Research Institute. pp. 36.
Ismail, A.M. and Horie, T. (2017). Genomics, physiology, and molecular breeding approaches for improving salt tolerance. Annual Review of Plant Biology 68: 405-434.
Kanawapee, N., Sanitchon, J., Srihaban, P. and Theerakulpisut, P. (2011). Genetic diversity analysis of rice cultivars (Oryza sativa L.) differing in salinity tolerance based on RAPD and SSR markers. Electronic Journal of Biotechnology 14(6): 1-17.
Kanjoo, V. (2011). Development of Chromosome Segment Substitution Lines Related to Drought Tolerance in Rice (Oryza sativa L.). Ph.D. Thesis, Kasetsart University. Bangkok. 95 p.
Kanjoo, V., Punyawaew, K., Siangliw, J.L., Jearakongman, S., Vanavichit, A. and Toojinda, T. (2012). Evaluation of agronomic traits in chromosome segment substitution lines of KDML105 containing drought tolerance QTL under drought stress. Rice Science 19(2): 117-124.
Khush, G.S. (2005). What it will take to feed 5.0 billion rice consumers in 2030. Plant Molecular Biology 59(1): 1-6.
Manickavelu, A., Nadarajan, N., Ganesh, S.K., Gnanamalar, R.P. and Chandra Babu, R. (2006). Drought tolerance in rice: morphological and molecular genetic consideration. Plant Growth Regulation 50(2): 121-138.
Munns, R. and Tester, M. (2008). Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology 59: 651-681.
Office of Agricultural Economics. (2021). Agricultural Statistics of Thailand 2020. Bangkok: Centre for Agricultural Information. pp. 4.
Osakabe, Y., Osakabe, K., Shinozaki, K. and Tran, L.S.P. (2014). Response of plants to water stress. Frontiers in Plant Science 5: 1-8.
Pamuta, D. (2021). Development of rice for salt and drought tolerance using backcross breeding and marker assisted selection. Ph.D. Thesis, Khon Kaen University. Khon Kaen. 171 p.
Pamuta, D., Siangliw, M., Sanitchon, J., Pengrat, J., Siangliw, J.L., Toojinda, T. and Theerakulpisut, P. (2022). Physio-biochemical traits in improved ‘KDML105’ jasmine rice lines containing drought and salt tolerance gene under drought and salt stress. Chilean Journal of Agricultural Research 82(1): 97-110.
Parida, A.K. and Das, A.B. (2005). Salt tolerance and salinity effects on plants: a review. Ecotoxicology and Environmental Safety 60(3): 324-349.
Polthanee, A., Promkhumbut, A. and Bamrungrai, J. (2014). Drought impact on rice production and farmers’ adaptation strategies in Northeast Thailand. International Journal of Environmental and Rural Development 5(1): 45-52.
Pongwichian, P. (2016). Agronomic management of saline soil in agricultural lands of Thailand. Ph.D. Thesis, Nihon University. Tokyo. 162 p.
Punyawaew, K., Suriya-Arunroj, D., Siangliw, M., Thida, M., Lanceras-Siangliw, J., Fukai, S. and Toojinda, T. (2016). Thai jasmine rice cultivar KDML105 carrying Saltol QTL exhibiting salinity tolerance at seedling stage. Molecular Breeding 36(11): 1-13.
Shrivastava, P. and Kumar, R. (2015). Soil salinity: A serious environmental issue and plant growth promoting bacteria as one of the tools for its alleviation. Saudi Journal of Biological Sciences 22(2): 123-131.
Siangliw, J. L., Jongdee, B., Pantuwan, G. and Toojinda, T. (2007). Developing KDML105 backcross introgression lines using marker-assisted selection for QTLs associated with drought tolerance in rice. ScienceAsia 33: 207-214.
Tavakkoli, E., Fatehi, F., Coventry, S., Rengasamy, P. and McDonald, G.K. (2011). Additive effects of Na+ and Cl–ions on barley growth under salinity stress. Journal of Experimental Botany 62(6): 2189-2203.
Thanasilungura, K., Kranto, S., Monkham, T., Chankaew, S. and Sanitchon, J. (2020). Improvement of a RD6 rice variety for blast resistance and salt tolerance through marker-assisted backcrossing. Agronomy 10(8): 1-17.
Thomson, M.J., de Ocampo, M., Egdane, J., Rahman, M.A., Sajise, A.G., Adorada, D.L., Tumimbang-Raiz, E., Blumwald, E., Seraj, Z.I., Singh, R.K., Gregorio, G.B. and Ismail, A.M. (2010). Characterizing the Saltol quantitative trait locus for salinity tolerance in rice. Rice 3(2): 148-160.
Van Zelm, E., Zhang, Y. and Testerink, C. (2020). Salt tolerance mechanisms of plants. Annual Review of Plant Biology 71: 403-433.
Vanavichit, A., Kamolsukyeunyong, W., Siangliw, M., Siangliw, J. L., Traprab, S., Ruengphayak, S., Chaichoompu, E., Saensuk, C., Phuvanartnarubal, E., Toojinda T. and Tragoonrung, S. (2018). Thai Hom Mali Rice: origin and breeding for subsistence rainfed lowland rice system. Rice 11(1): 1-12.
Yang, Y. and Guo, Y. (2018). Unraveling salt stress signaling in plants. Journal of Integrative Plant Biology 60(9): 796-804.
Yoshida, S., Forno, D.A., Cock, J.H. and Gomez, K.A. (1976). Laboratory manual for physiological studies of rice. Manila: International Rice Research Institute. pp. 62-63.
Zhu, J.K. (2002). Salt and drought stress signal transduction in plants. Annual Review of Plant Biology 53(1): 247-273.
Zou, L.P., Sun, X.H., Zhang, Z.G., Liu, P., Wu, J.X., Tian, C.J., Qiu, J.L. and Lu, T.G. (2011). Leaf rolling controlled by the homeodomain leucine zipper class IV gene Roc5 in rice. Plant Physiology 156(3): 1589-1602.
