การคัดเลือกพันธุ์พืชผสมข้าม

งานนำเสนอเรื่อง: "การคัดเลือกพันธุ์พืชผสมข้าม"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 การคัดเลือกพันธุ์พืชผสมข้าม
การผสมพันธุ์ A x B ลูก พ่อและแม่ heterozygous

2 การคัดเลือกพันธุ์พืชผสมข้าม
AaBBCCDD AAbBCcDD AabbCcDd AaBBCCdd aaBdCcDd aaBBCCDd AAbbCcDd AabbccDd …… Aabbccdd ประชากรเป็น heterogenous population

3 สภาพสมดุลทางพันธุกรรม
พืชผสมข้ามสามารถคงลักษณะประจำพันธุ์ได้ โดยมีการเข้าสู่สภาพสมดุลของยีน ทำให้ลักษณะโดยเฉลี่ยไม่มีการเปลี่ยนแปลง

4 ความคงตัวทางพันธุกรรม
มีการแสดงออกของ inbreeding depression และ heterosis ยีนที่ควบคุมลักษณะส่วนใหญ่เป็น non addtive gene action

5 กฎการสมดุลของยีน G. H. Hardy อังกฤษ และ W. Weinberg ชาวเยอรมัน ได้เสนอกฎการสมดุลของยีน ที่ต่อมาเรียกว่า Hardy-Weinberg Law ว่า ประชากรใดๆ ก็ตามที่มีขนาดใหญ่และการผสมพันธุ์เป็นไปอย่างอิสระ (random mating) ความถี่ของยีนและจีโนไทป์จากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่งจะคงที่ ยกเว้นในกรณีที่มีการเคลื่อนย้าย การกลายพันธุ์และการคัดเลือก

6 กฎHardy-Weinberg อยู่ภายใต้ข้อกำหนดดังนี้ ประชากรต้องมีขนาดใหญ่
มีการผสมพันธุ์อย่างอิสระ ยีนไม่อยู่บนโครโมโซมเพศ และการถ่ายทอดเป็นไปตามกฎของเมนเดล ไม่มีการคัดเลือก เคลื่อนย้าย อัตราการเปลี่ยนแปลงของยีนเท่าๆกัน

7 กฎHardy-Weinberg ความถี่ของยีน A = p และ a = q Genotype: AA 2Aa aa
ความถี่ของยีน: p x p (p x q) q x q p2 2pq q2 ความถี่รวม = 1: p2 + 2pq +q2

8 กฎHardy-Weinberg e.g. ประชากรมีต้นที่มีgenotype AA, Aa, aa เท่ากับ 500, 100 และ 400 ตามลำดับ ความถี่ของ AA = 0.5 Aa = 0.1 aa = 0.4

9 กฎHardy-Weinberg ต้นที่มีgenotype AA และ aa สร้างเซลล์สืบพันธุ์ที่เป็น A หรือ a ทั้งหมด ในขณะที่ต้นที่เป็น Aa จะสร้างเซลล์สืบพันธุ์ที่มียีน A และ a อย่างละครึ่ง AA = /2 = 0.55 = p aa = /2 = 0.45 = q

10 กฎHardy-Weinberg เมื่อประชากรมีการผสมพันธุ์อย่างอิสระ
มีgenotype ที่เกิดขึ้นดังนี้ AA = p2 = = 0.3 Aa = 2pq = 2(0.55 x 0.45) = 0.5 aa = q2 = = 0.2

11 กฎHardy-Weinberg ดังนั้นจากการคำนวนได้ AA =0.3 Aa 0.5 aa = 0.2
ประชากรใหม่มีความถี่ของยีนเป็น A = /2 = 0.55 a = /2= 0.45

12 Inbreeding depression และ heterosis
การเสื่อมความแข็งแรงในเรื่องการเจริญเติบโตและการให้ผลผลิต เนื่องมาจากการผสมตัวเองหรือสายเลือดชิด

13 Inbreeding depression
Inbreeding depression ดูได้จากประชากร ถ้า F1 ดีกว่า F2 แสดงว่ามี inbreeding depression ค่า inbreeding depression = F1 – F2 โดยเฉพาะพืชที่เป็น highly cross F2

14 Heterosis Heterosis หรือ hybrid vigor เป็น ปรากฎการณ์ที่ลูกผสมมีความเข็งแรงเหนือพ่อแม่ ในด้านการเจริญเติบโต การให้ผลผลิต หรือความทนทานต่อสภาพแวดล้อม

15 Heterosis Dominance hypothesis AabbCCDd x AaBBccDd AABbCcDd
จำนวน dominance gene ที่มีมากกว่าพ่อแม่ AabbCCDd x AaBBccDd AABbCcDd

16 Heterosis ข้อโต้แย้ง ถ้ามีการผสมตัวเองอย่างต่อเนื่องการสะสม dominance gene มีมาก ควรมีความแข็งแรงเพิ่มมากขึ้น เนื่องมาจากมีจำนวนยีนมาก โอกาสที่จะได้ homozygous dominance เป็นไปได้ยาก

17 Heterosis 2. Overdominance hypothesis AABBCCDD x aabbccdd AaBbCcDd
Intra-allelic interaction hypothesis การแสดงออกของยีนเป็นแบบ overdominance AABBCCDD x aabbccdd AaBbCcDd

18 Heterosis จากการศึกษาทางelectrophoresis อธิบายได้ว่าการทำงานของเอนไซม์มีเพิ่มมากขึ้นกว่าเดิม ทำให้การแสดงออกหรือผลที่ได้ดีกว่าพ่อแม่

19 Heterosis AA aa Aa

20 Heterosis ข้อโต้แย้ง ถ้ามีการข่มข้ามคู่ ทำให้การแสดงออกไม่เป็นไปตามที่ควรเป็น เนื่องมาจากยีนที่ควบคุมมีจำนวนมาก ผลของการข่มข้ามคู่เกิดขึ้นไม่ชัดเจน

21 การปรับปรุงประชากรพืชผสมข้าม
การปรับปรุงพืชผสมข้าม ดูที่ประชากรโดยรวม ไม่ได้ดูพืชเฉพาะต้น มีอยู่ 2 วิธีการหลักด้วยกัน ได้แก่ การคัดเลือกรวมโดยไม่มีการทดสอบรุ่นลูก (Mass selection without progeny testing)

22 Mass selection w/o progeny testing
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ปีที่ 1 คัดไว้ 10% ปีที่ 2 คัดไว้ 10%

23 Mass selection w/o progeny testing
ข้อดี ง่ายและสะดวกต่อการดำเนินงาน และทำกับประชากรขนาดใหญ่ได้ รักษาระดับของ inbreeding ให้ต่ำได้ ข้อด้อย ไม่เหมาะสำหรับลักษณะที่มี heritability ต่ำ

24 การปรับปรุงประชากรพืชผสมข้าม
2. การคัดเลือกรวมโดยการทดสอบรุ่นลูก (Mass selection with progeny testing) การคัดพันธุ์แบบฝักต่อแถว (ear-to-row method) การคัดพันธุ์แบบฝักต่อแถวต่อฝัก (ear-to-row-to-ear method)

25 Ear-to-row method วิธีการนี้ เริ่มใช้กับข้าวโพด โดยเริ่มจาก
ปีที่ 1 ผสมแบบเปิด แล้วคัดเลือกต้นที่ดีเก็บฝัก ปีที่ 2 แบ่งเมล็ดที่ได้มาปลูกส่วนหนึ่ง โดยปลูกเป็น แถว เก็บเมล็ดที่เหลือเป็นเมล็ดสำรอง คัดต้นดี ปีที่ 3 เมล็ดของปีที่ 1 ที่ให้ต้นดีที่ปลูกครั้งที่ 2 มาปลูก ปล่อยให้มีการผสม แล้วทำการคัดเลือก

26 Ear-to-row method ปีที่1 ปีที่2 ปีที่3
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ปีที่2 ปีที่3

27 Ear-to-row method ข้อดี
มีการทดสอบรุ่นลูก ทำให้รู้ถึงสายพันธุ์ที่มีการคัดเลือก ข้อด้อย มีการทดสอบเพียง 1 แถว และ 1 แหล่ง อาจผิดพลาดได้

28 Ear-to-row-to-ear method
ปีที่ 1 ผสมแบบเปิด แล้วคัดเลือกต้นที่ดีเก็บฝัก แบ่งเป็น 4 ส่วน ปีที่ 2 เมล็ดที่ได้ นำไปปลูกทดสอบในแหล่งต่างๆกัน 3 แหล่ง (1-3) แล้วปล่อยให้มีการผสมพันธุ์แบบเปิด แหล่งที่ 4 เป็นแปลงที่เรียกว่า crossing block ใน1 สายต้น ให้ปลูกเพื่อเป็นแถวตัวเมีย 4 แถว สลับกับแถวตัวผู้ที่ได้มาจากการนำเมล็ดของทุกสายต้นคัดเลือกมารวมกัน ตัดดอกตัวผู้ของต้นแถวตัวเมียทิ้ง

29 Ear-to-row-to-ear method
ปีที่ 2 (ต่อ) เมื่อทดสอบในแหล่งต่างๆ 4 แหล่งแล้วสายต้นที่ผ่านการทดสอบ จะมาเก็บเมล็ดจากแหล่งที่ 4 โดยเก็บแถวละ 5 ต้น นำเมล็ดแบ่งเป็น 4 ส่วน และทำการทดสอบเหมือนเดิม

30 Ear-to-row-to-ear method
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ปีที่1 ปีที่ 2

31 Ear-to-row-to-ear method
ปีที่ 3 แหล่งที่ 1-3 แหล่งที่ 4

32 Ear-to-row-to-ear method
ข้อดี สายต้นที่ได้มีการประเมิน และมีการทดสอบในหลายแหล่ง สายต้นที่ได้เป็นสายต้นที่ดี ข้อด้อย ใช้พื้นที่มาก และใช้แรงงานมากกว่าวิธี ear-to-row method