การพัฒนาสายพันธุ์ข้าวต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลและมีคุณภาพเมล็ดเหมือนขาวดอกมะลิ 105 โดยใช้โมเลกุลเครื่องหมาย
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การวิจัยครั้งนี้ใช้โมเลกุลเครื่องหมาย simple sequence repeats (SSR) วิเคราะห์หาตำแหน่งยีนต้านทาน เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล Bph3 จากพันธุ์ข้าว Rathu Heenati โดยการพัฒนาประชากรข้าวผสมกลับ BC3F2 จากคู่ผสม Rathu Heenati x ขาวดอกมะลิ 105 เพื่อใช้ทดสอบความต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล และสร้างแผนที่พันธุกรรม คัดเลือกโมเลกุลเครื่องหมาย SSR ที่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างพ่อ-แม่ จำนวน 36 ไพร์เมอร์ บนโครโมโซม 4 6 และ 10 วิเคราะห์ความแตกต่างระหว่างกลุ่มสายพันธุ์ต้านทานและอ่อนแอ จำนวนกลุ่มละ 15 สายพันธุ์ พบว่า มีเพียงโมเลกุลเครื่องหมาย RM190 ที่สัมพันธ์กับลักษณะต้านทานและอ่อนแอ คัดเลือกโมเลกุลเครื่องหมายเพิ่มเติม ที่มีตำแหน่งใกล้กับ RM190 เพื่อวิเคราะห์หาตำแหน่งยีนต้านทานที่แน่นอนบนโครโมโซม จากการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างฟีโนไทป์และจีโนไทป์ของประชากรผสมกลับ BC3F2 จำนวน 333 สายพันธุ์ พบว่า ยืนต้านทานBph3 มีตำแหน่งอยู่ระหว่างโมเลกุลเครื่องหมาย RM588 และ RM589 บนโครโมโซม 6 นําโมเลกุลเครื่องหมายที่มีตำแหน่งใกล้กับยีนต้านทาน ไปใช้พัฒนาสายพันธุ์ข้าวต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลและมีคุณภาพเมล็ดดี สามารถแยก linkage drag ระหว่างอัลลีล Bph3 และ Wxa ออกจากกัน โดยการคัดเลือกฟีโนไทป์และการใช้โมเลกุลเครื่องหมายร่วมกัน สายพันธุ์ข้าวที่พัฒนาจากการวิจัยครั้งนี้แสดงความต้านทานต่อความหลากหลายของเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลที่พบในประเทศไทย และมีคุณภาพเมล็ดเหมือนพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 สายพันธุ์ข้าวดังกล่าวสามารถพัฒนาเป็นพันธุ์ต้านทาน หรือใช้เป็นแหล่งพันธุกรรมเพื่อพัฒนาพันธุ์ข้าวต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลที่มี Wxb อัลลีล ในโครงการปรับปรุงพันธุ์ข้าวต่อไป
Article Details
References
Alam, S.N. and M.B. Cohen. 1998. Detection and analysis of QTLs for resistance to the brown planthopper, Nilaparvata lugens, in a doubledhaploid rice population. Theor. Appl. Genet. 97: 1370-1379.
Amarawathi, Y., R. Singh, A.K. Singh, V.P. Singh, T.Mohapatra, T.R. Sharma and N.K. Singh. 2008. Mapping of quantitative trait loci for basmati quality traits in rice (Oryza sativa L.). Mol. Breed. 21: 49-65.
Angeles, E.R., G.S. Khush and E.A. Heinrichs. 1986. Inheritance of resistance to planthoppers and leafhopper in rice. pp. 537-549. In: International Rice Research Institute, (ed.), Rice Genetics. Los Baños, Philippines.
Chen, D.H. and P.C. Ronald. 1999. A rapid DNA minipreparation method suitable for AFLP and other PCR applications. Plant Mol. Biol. Rep. 17: 53-57.
Dyck, V.A. and B. Thomas. 1979. The brown planthopper problem, pp. 3-17. In: International Rice Research Institute, (ed.), Brown Planthopper: Threat to Rice Production in Asia. IRRI, Los Baños, Philippines.
He, Y., Y. Han, L. Jiang, C. Xu, J. Lu and M. Xu. 2006. Functional analysis of starch-synthesis genes in determining rice eating and cooking qualities. Mol. Breed. 18: 277-290.
Ikeda, R. and C. Kaneda. 1981. Genetic analysis of resistance to brown planthopper, Nilaparvata lugens Stål, in rice. Jpn. J. Breed. 31: 279-285.
Isshiki, M., K. Morino, M. Nakajima, R.J. Okagaki, S.R.Wessler, T. Izawa and K. Shimamoto. 1998. A naturally occurring functional allele of the rice waxy locus has a GT to TT mutation at the 5'splice site of the first intron. The Plant J. 15: 133-138.
Jairin, J. 2008. High-resolution Mapping of a Brown Planthopper (BPH) Resistance Gene, Bph3, and Marker-assisted Selection for BPH Resistance in Rice. Ph.D. thesis, Kasetsart University.
Jairin, J., T. Toojinda, S. Tragoonrung, S. Tayapat and A. Vanavichit. 2005. Multiple genes determining brown planthopper (Nilaparvata lugens Stål) resistance in backcross introgressed lines of Thai jasmine rice 'KDML105'. Sci. Asia. 31: 129-135.
Jairin, J., K. Phengrat, S. Teangdeerith, A. Vanavichit and T. Toojinda. 2007a. Mapping of a broad-spectrum brown planthopper resistance gene, Bph3, on rice chromosome 6. Mol. Breed. 19: 35-44.
Jairin, J., S. Teangdeerith, P. Leelagud, K. Phengrat, A. Vanavichit and T. Toojinda. 2007b. Physical mapping of Bph3, a brown planthopper resistance locus in rice. Mj. Int. J. Sci. Tech. 1: 166-177.
Jairin, J., S. Teangdeerith, P. Leelagud, J. Kothcharerk, K. Sansen, M. Yi, A. Vanavichit and T. Toojinda. 2009. Development of rice introgression lines with brown planthopper resistance and KDML105 grain quality characteristics through markerassisted selection. Field Crop Res. 110: 263-271.
Kawaguchi, M., K. Mulata, T. Ishii, S. Takumi, N. Mori and C. Nakamura. 2001. Assigment of a brown planthopper (Nilaparvata lugens Stål) resistance gene bph4 to the rice chromosome 6. Breed. Sci. 51: 13-18.
Khush, G.S. 1984. Breeding rice for resistance to insects. Protect. Eco. 7: 147-165.
Kosambi, D.D. 1944. The estimation of map distance from recombination values. Ann. Eugen. 12: 172-175.
Lakshminarayana, A. and G.S. Khush. 1977. New genes for resistance to the brown planthopper in rice. Crop Sci. 17: 96-100.
Lanceras, J.C., Z.L. Huang, O. Naivikul, A. Vanavichit, V. Ruanjaichon and S. Tragoonrung. 2000. Mapping of genes for cooking and eating qualities in Thai jasmine rice (KDML105). DNA Res. 7: 93-101.
Li, R.B., X.Y. Qin, S.M. Wei, F.K. Huang, Q. Li and S.Y. Luo. 2002. Identification and genetics of resistance against brown planthopper in a derivative of wild rice, Oryza rufipogon Griff. J. Genet. Breed. 56: 29-36.
McCouch, S.R., X. Chen, O. Panaid, S. Temnykh, Y. Xu, Y.G. Cho, N. Huang, T. Ishii and M. Blair. 1997. Microsatellite marker development, mapping and application in rice genetics and breeding. Plant Mol. Biol. 35: 89-99.
McCouch, S.R., L. Teytelman, Y. Xu, K.B. Lobos, K. Clare, M. Walton, B. Fu, R. Maghirang, Z. Li, Y. Xing, Q. Zhang, I. Kono, M. Yano, R. Fjellstrom, G. DeClerck, D. Schneider, S. Cartinhour, D. Ware and L. Stein. 2002. Development and mapping of 2,240 new SSR markers for rice (Oryza sativa L.). DNA Res. 9: 199-207.
Pathak, M.D. and Z.R. Khan. 1994. Insect pests of rice. Inter. Rice Res. Ins. and Inter. Cen. Insect Phys. Eco. pp. 22-24.
Pongprasert, S. and P. Weerapat. 1979. Varietal resistance to the brown planthopper in Thailand. pp. 273-283. In: International Rice Research Institute (ed.), Brown planthopper : Threat to rice production in Asia. IRRI, Los Banos, Philippines.
Ramesh, M., and K. Murugan. 1996. Biochemical changes in paddy plants infested with Nilaparvata lugens. Insect Envi. 2 : 91-92.
Sano, Y., M. Katsumata and K. Okuno. 1986. Genetic studies of speciation in cultivated rice. 5. Interand intra-specific differentiation in the wx gene expression of rice. Euphytica 35: 1-9.
Sidhu, G.S. and G.S. Khush. 1979. Linkage relationships of some genes for disease and insect resistance and semidwarf stature in rice. Euphytica 28: 233-237.
Sogawa, K. 1982. The rice brown planthopper: feeding physiology and host plant interactions. Ann. Rev. Entomol. 27: 49-73.
Soundararajan, R.P., P. Kadirvel, K. Gunathilagaraj and M. Maheswaran. 2004. Mapping of quantitative trait loci associated with resistance to brown planthopper in rice by means of a doubled haploid population. Crop Sci. 44: 2214-2220.
Su, C., H. Zhai, X. Cheng and J. Wan. 2002. Detection and analysis of QTLs for resistance to brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stål), in rice (Oryza sativa L.), using backcross inbred lines. Acta Gentica Sinica. 29: 332-338.
Sun, L., C. Su, C. Wang, H. Zhai and J. Wan. 2005. Mapping of a major resistance gene to the brown planthopper in the rice cultivar Rathu Heenati. Breed. Sci. 55: 391-396.
Van Ooijen, J.W. 2004. MapQTL®5, Software for the Mapping of Quantitative Trait Loci in Experimental Populations. Kyazma B.V., Wageningen, Netherlands.
Van Ooijen, J.W. and R.E. Voorrips. 2001. JoinMap®3.0, Software for the Calculation of Genetic Linkage Maps. Plant Research International, Wageningen, the Netherlands.
Velusamy, R., M. Ganesh Kumar and Y.S. Johnson Thangaraj Edward. 1995. Mechanisms of resistance to brown planthopper, Nilaparvata lugens in wild rice (Oryza spp.) cultivars. Entomol. Exp. Appl. 74 : 245-251.
Wanchana, S., W. Kamolsukyunyong, S. Ruengphayak, T. Toojinda, S. Tragoonrung and A. Vanavichita. 2005. A Rapid construction of a physical contig across a 4.5 cM region for rice grain aroma facilitates marker enrichment for positional cloning. Sci. Asia 31 : 299-306.
Wang, Z.Y., F.Q. Zheng, G.Z. Shen, J.P. Gao, D.P. Snustad, M.G. Li, J.L. Zhang and M.M. Hong. 1995. The amylose content in rice endosperm is related to the post-transcriptional regulation of the waxy gene. Plant J. 7 : 613-622.
Watanabe, T. and H. Kitagawa. 2000. Photosynthesis and translocation of assimilates in rice plants following phloem feeding by the planthopper Nilaparvata lugens (Homoptera: Delphacidae). J. Econ. Entomol. 93 : 1192-1198.
Xu, X.F, H.W. Mei, L.J. Luo, X.N. Cheng and Z.K. Li. 2002. RFLP-facilitated investigation of the quantitative resistance of rice to brown planthopper (Nilaparvata lugens). Theor. Appl. Genet. 104 : 248-253.
Yan, H.M., R. Qin, W.W. Jin, G.C. He and Y.C. Song. 2002. Comparative physical mapping of Bph3 with BAC-FISH in Oryza officinalis and O. sativa. Acta Botanica Sinica. 44 : 583-587.
Zhang, Q. 2007. Strategies for developing green super rice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 : 16402-16409.