เส้นทางกว่าจะมาเป็นพันธุ์ข้าว
การพัฒนาพันธุ์ข้าวเป็นกระบวนการที่ใช้ระยะเวลานานและอาศัยหลักวิชาการที่ถูกต้อง ซึ่งประกอบด้วย 2 ส่วนหลักคือ การปรับปรุงพันธุ์ข้าว และการทดสอบผลผลิตในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย เพื่อให้มั่นใจในเสถียรภาพ และคุณภาพก่อนส่งต่อสู่เกษตรกรและผู้ประกอบการ
การปรับปรุงพันธุ์ข้าว
การปรับปรุงพันธุ์เป็นกระบวนการสำคัญต่อความมั่นคงทางอาหาร ภายใต้บริบทของประชากรมนุษย์ที่เพิ่มขึ้นและความต้องการทรัพยากรเพื่อการดำรงชีพที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตทั้งเชิงปริมาณและคุณภาพจึงเป็นเป้าหมายหลักของการปรับปรุงพันธุ์ โดยมุ่งพัฒนาพันธุ์ให้มีผลผลิตสูง คุณภาพดี ต้านทานโรคและแมลง หรือทนต่อสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งหลักการและวิธีการปรับปรุงพันธุ์ มีวิธีการดังนี้
1. วิธีการปรับปรุงพันธุ์แบบดั้งเดิม
การปรับปรุงพันธุ์แบบดั้งเดิม เป็นวิธีการพื้นฐานที่อาศัยการผสมพันธุ์จากพันธุ์ที่มีลักษณะเด่นตามต้องการ และดำเนินการคัดเลือกต่อในหลายชั่วอายุเพื่อให้สายพันธุ์มีความบริสุทธิ์และสม่ำเสมอ นอกจากนี้การคัดเลือกพันธุ์จากประชากรในท้องถิ่นที่มีความแปรปรวนของพันธุกรรมก็เป็นอีกหนึ่งแนวทางที่นิยมใช้ แต่วิธีการแบบนี้จะใช้ระยะเวลาที่นาน
- การรวบรวม (Collection) เป็นขั้นตอนเริ่มต้นที่สำคัญ โดยนำพันธุ์ข้าวจากต่างถิ่นหรือจากต่างประเทศ เช่น IRRI มาปลูกทดสอบและประเมินศักยภาพ เพื่อคัดเลือกสายพันธุ์ที่สามารถปรับตัวได้ดี ให้ผลผลิตสูง และมีคุณภาพเหมาะสมสำหรับขยายพันธุ์ใช้ภายในประเทศ ขณะเดียวกันพันธุ์ที่ยังไม่เหมาะสมต่อการส่งเสริมปลูกโดยตรง แต่มีลักษณะเด่นเฉพาะด้าน จะถูกนำไปใช้เป็นพ่อแม่พันธุ์เพื่อผสมพันธุ์และพัฒนาสายพันธุ์ใหม่ต่อไป
- การคัดเลือก (Selection) พันธุ์ข้าวที่ใช้อาจมีการแปรปรวนของพันธุกรรม ซึ่งอาจเกิดจากการปะปนของสายพันธุ์ การผสมข้ามต้นจากสภาพธรรมชาติ หรือการกลายพันธุ์ ดังนั้นจึงต้องมีการคัดเลือกเพื่อปรับปรุงให้บริสุทธิ์และสม่ำเสมอ โดยสามารถทำได้ 2 วิธีคือ คัดเลือกสายพันธุ์บริสุทธิ์โดยจะคัดจากต้นที่ดีที่สุดเพียงกอเดียว หรือคัดเลือกแบบหมู่ เพื่อปรับปรุงลักษณะโดยรวม
- การผสมพันธุ์ (Hybridization) เป็นการนำพันธุ์ข้าวที่มีลักษณะเด่นต่างกัน แต่ต้องการปรับปรุงพันธุ์เพื่อรวบรวมลักษณะนั้นๆ ไว้ในต้นเดียว จึงนำมาผสมพันธุ์กันเพื่อรวมยีนที่ดีไว้ในสายพันธุ์เดียว
2. วิธีการปรับปรุงพันธุ์โดยใช้เทคโนโลยี
ในปัจจุบันการปรับปรุงพันธุ์ข้าวมีการนำเทคโนโลยีต่างๆ เข้ามาช่วยมากขึ้น ซึ่งทำให้สามารถสร้างพันธุกรรมข้าวที่ตรงตามความต้องการได้แม่นยำเเละรวดเร็วมากกว่าการปรับปรุงพันธุ์แบบดั้งเดิม
- การกลายพันธุ์ (Mutation) ใช้รังสีหรือสารเคมีเปลี่ยนพันธุกรรมอย่างรวดเร็ว เช่น เปลี่ยนลักษณะทางการเกษตร อายุเก็บเกี่ยว เป็นต้น แต่วิธีนี้ไม่สามารถกำหนดลักษณะที่ต้องการปรับปรุงได้ จึงต้องนำมาปลูกเพื่อคัดเลือกลักษณะตามที่ต้องการอีกครั้ง
- เทคโนโลยีชีวภาพ (Biotechnology) เป็นแนวทางการปรับปรุงพันธุ์ที่ใช้การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ และใช้เครื่องหมายดีเอ็นเอ (DNA markers) เพื่อระบุตำแหน่งยีนที่ควบคุมลักษณะสำคัญ ทำให้สามารถคัดเลือกสายพันธุ์ได้ตรงตามความต้องการอย่างแม่นยำ อีกทั้งยังช่วยลดระยะเวลาในการพัฒนาพันธุ์ได้รวดเร็วกว่าวิธีการแบบดั้งเดิม
- ข้าวลูกผสม (Hybrid rice) ผลิตลูกผสมชั่วที่ 1 (F1) ที่ให้ผลผลิตสูงกว่าพันธุ์แท้ดั้งเดิม
ตัวอย่างลักษณะในการคัดเลือก
- ความสูง (Height)
- อายุเก็บเกี่ยว (Harvest Age)
- ลักษณะทางการเกษตรและองค์ประกอบผลผลิต (Yield Components)
- ผลผลิตสูง (High Yield)
- คุณภาพเมล็ดทางกายภาพและเคมี (Physical and Chemical grain quality)
- ต้านทานโรคและแมลงศัตรูพืช (Resistant to diseases and insects)
การทดสอบผลผลิต
สายพันธุ์ข้าวที่ได้จากการปรับปรุงพันธุ์โดยวิธีการต่างๆ และคัดเลือกตามวิธีที่ได้กล่าวมาข้างต้นแล้ว จะได้สายพันธุ์ที่ดีทางพันธุกรรม จากนั้นจะนำไปทำการศึกษาพันธุ์และเปรียบเทียบผลผลิตต่อไป โดยการทดสอบผลผลิตสามารถแบ่งได้ทั้งหมด 3 ข้อ ดังต่อไปนี้
- การทดสอบและเปรียบเทียบผลผลิต (Preliminary & Advanced Yield Trial) หลังจากคัดเลือกจนได้พันธุ์ที่สม่ำเสมอแล้ว จะดำเนินการทดสอบภายในสถานี ซึ่งมีการประเมินลักษณะทางการเกษตร และเปรียบเทียบผลผลิตตามหลักวิชาการ โดยขั้นตอนนี้จะทดสอบในสภาพเเวดล้อมเดียวกัน และอยู่ภายใต้การควบคุมของนักวิจัย เพื่อคัดเลือกสายพันธุ์ที่ดีที่สุดออกมา
- ทดสอบในหลายๆ สภาพแวดล้อม (Multi-location Trial) หลังจากทดสอบและเปรียบเทียบผลผลิตในสถานีแล้ว จะดำเนินการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างพันธุกรรม และสภาพแวดล้อม (G x E : Interaction Genotype by Environment Interaction) เพื่อประเมินความเสถียรของผลผลิตและลักษณะทางการเกษตรในพื้นที่ที่แตกต่างกัน ซึ่งทดสอบในหลายสถานที่ โดยอยู่ภายใต้การควบคุมของนักวิจัย และคัดเลือกสายพันธุ์ที่ดีที่สุดออกมาทดสอบต่อไป
- ปลูกทดสอบในแปลงเกษตรกรและขึ้นทะเบียนพันธุ์ ขั้นตอนนี้คือการประเมินผลขั้นสุดท้าย จะทดสอบในสภาพการปลูกจริงเพื่อประเมินการยอมรับของเกษตรกรและผู้ประกอบการก่อนการรับรองพันธุ์ ซึ่งการทดสอบนี้จะอยู่ภายใต้การดูแลร่วมกันระหว่างนักวิจัยและเกษตรกรเจ้าของแปลง และมีการประเมินศักยภาพการให้ผลผลิตของพันธุ์ข้าว ความสม่ำเสมอของสายพันธุ์ ตลอดจนความเหมาะสมต่อสภาพพื้นที่และการจัดการของเกษตรกร
เส้นทางกว่าจะได้พันธุ์ข้าวสักหนึ่งพันธุ์ ต้องผ่านกระบวนการคัดเลือกที่ยาวนานและความละเอียดของนักวิจัย เพื่อให้ได้สายพันธุ์ที่มีคุณภาพสูง มีความคงตัวทางพันธุกรรม และสามารถตอบสนองต่อความต้องการของเกษตรกรได้อย่างเหมาะสมและยั่งยืน
