ปฏิวัติวงการข้าว ? จีนพบยีนสำคัญ เพิ่มผลผลิต ‘ข้าวไฮบริด’ เกือบ 40%

นักวิทยาศาสตร์จีนค้นพบยีนตัวสำคัญที่ช่วยให้การคัดแยกเมล็ดข้าวข้ามสายพันธุ์ (Hybrid rice) ด้วยเครื่องจักรง่าย รวดเร็วขึ้น และแม่นยำถึง 96% ได้ผลผลิตมากขึ้นเกือบ 40% นับเป็นการปฏิวัติการผลิตเมล็ดข้าวข้ามสายพันธุ์และยังเขย่าวงการการเกษตรทั่วโลก

โดยทั่วไปแล้ว การปลูกข้าวข้ามสายพันธุ์จำเป็นที่จะต้องใช้ต้นข้าวอย่างน้อย 2 สายพันธุ์ แบ่งเป็นประเภทใหญ่ ๆ คือ สายพันธุ์ข้าวที่มีเพศผู้เป็นหมัน (Male sterile line) และข้าวสายพันธุ์ฟื้นฟูความเป็นหมัน (Restorer line) เพื่อผลิตข้าวรุ่นลูกที่จะแสดงลักษณะเด่นเหนือกว่าพันธุ์พ่อแม่ อาทิ รากแข็งแรงกว่า เมล็ดข้าวต่อรวงมีจำนวนมากกว่า เรียกได้ว่า ดีกว่าทั้งในด้านปริมาณและคุณภาพ

โดยจะปลูกข้าวสายพันธุ์ฟื้นฟูเป็นแถวเดี่ยวใกล้กับสายพันธุ์ข้าวที่มีเพศผู้เป็นหมัน เพื่อให้ละอองเรณูเพียงพอสําหรับการผสมพันธุ์ ส่งผลให้ในช่วงเวลาเก็บเกี่ยว ต้องใช้แรงงานคนในการเกี่ยวข้าวสายพันธุ์ฟื้นฟูออกก่อนเพื่อไม่ให้เมล็ดข้าวไปปะปนกับเมล็ดข้าวข้ามสายพันธุ์ นี่เป็นสาเหตุให้การผลิตข้าวลูกผสมนี้มักต้องใช้ทั้งเวลาและแรงงานคนจำนวนมาก เพื่อแยกเมล็ดข้าวข้ามสายพันธุ์ออกมา

หากต้องการจะใช้เครื่องจักรในการคัดแยกกลับมีข้อจำกัดในเรื่องขนาดของเมล็ดข้าวสายพันธุ์พ่อแม่ และสายพันธุ์ลูกผสม ซึ่งเดิมยากที่จะกำหนดความแตกต่างได้อย่างชัดเจน

และเพื่อที่จะรับมือกับความท้าทายนี้ นักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์จีน (Chinese Academy of Science) ห้องปฏิบัติการอุตสาหกรรมเมล็ดพันธุ์ไหหนาน (Hainan Seed Industry Laboratory) และสถาบันวิจัยข้าวแห่งชาติจีน (China National Rice Research Institute) ได้ค้นพบยีน “GSE3” ที่ช่วยให้นักวิจัยสามารถสร้างพันธุ์ข้าวขนาดต่าง ๆ

ในการทดลอง นักวิจัยผสมพันธุ์ข้าว Tianyouhuazhan (TYHZ) ซึ่งถือว่าเป็นข้าวซูเปอร์ไฮบริดของจีนกับพันธุ์ Xiaoligeng เพื่อสร้างสายพันธุ์ข้าวที่มีเพศผู้เป็นหมัน (Male sterile line) ที่มีชื่อว่า “Xiaoqiao A ” (XQA) ที่มีเมล็ดขนาดเม็ดเล็กกว่าซึ่งภายหลังพวกเขาระบุว่าเป็นเพราะยีน GSE3 จากนั้นผสมพันธุ์กับข้าวสายพันธุ์ Da huazhan (DHZ) ซึ่งเป็นสายพันธุ์ฟื้นฟูความเป็นหมัน (Restorer line) ที่ขนาดเม็ดใหญ่ จนทําให้ได้ผลผลิตเป็นเมล็ดข้าวข้ามสายพันธุ์ที่สามารถแยกออกจากเมล็ดพันธุ์พ่อแม่ด้วยการร่อนข้าวด้วยเครื่องจักรได้ง่ายขึ้นเพราะขนาดเมล็ดข้าวที่ต่างกัน

หลังจากการทดสอบอย่างละเอียด ทีมงานคัดแยกเมล็ดข้าวข้ามสายพันธุ์ด้วยเครื่องจักรที่ใช้เครื่องร่อนความกว้างต่ำกว่า 2.08 มิลลิเมตร พบว่ามีความแม่นยำถึง 96% ตรงตามข้อกําหนดทางการค้าและใกล้เคียงกับวิธีการคัดแยกแบบดั้งเดิมที่มีความแม่นยำ 96-98% อีกทั้งยังพบว่าได้ผลผลิตมากขึ้นถึง 21-38% การค้นพบนี้ตอกย้ำศักยภาพของยีน GSE3 ในการเพิ่มประสิทธิภาพและผลผลิตของการผลิตข้าวลูกผสม

เมื่อไม่นานมานี้ จีนซึ่งเป็นผู้นําในการปลูกข้าวข้ามสายพันธุ์สามารถผลิตเมล็ดข้าวเพิ่มขึ้นด้วยกระบวนการผสมข้าวข้ามสายพันธุ์ ขณะที่ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ข้าวไฮบริดนี้กระตุ้นให้ผลผลิตข้าวมีจำนวนสูงขึ้น 20-30% ซึ่งช่วยส่งเสริมความพยายามด้านความมั่นคงทางอาหารทั่วโลก

ที่มาข้อมูล interestingengineering