นายพรณ ไพสนท

วชา 214561 " ICT for Learning in Mathematics, Science

and Technology "ภาคเรยนท 2 ปการศกษา 2550

ยนควบคมความหอมของขาวหอมมะล

1. การกำาหนดหวขอหวขอคอ ยนควบคมความหอมของขาวหอมมะล

เหตผล ทเลอกศกษาหวขอน เพราะมความสนใจศกษาวจยเกยวกบหวขอนมาตงแตปรญญาตร โดยมความเหนวาขาวหอมมะลไทย นนเปนขาวทมความสำาคญทางเศรษฐกจของไทยเปนอยางมาก  โดยขาวเปนพชเศรษฐกจหลกสำาคญของประเทศไทยทนำารายไดเขาประเทศกวาปละแสนลานบาท ในจำานวนนขาวหอมกำาลงไดรบความนยมอยางมากในตลาดสงออกขาวของโลก โดยประเทศไทยนบเปนผสงออกรายใหญ ประเทศนำาเขาจากไทยทสำาคญไดแก จน ฮองกง สงคโปร มาเลเซย แคนาดา สหรฐอเมรกา และประเทศในกลมตะวนออกกลาง เปนตน ขาวหอมไทยสงออกไปสตลาดโลกปละประมาณ 1 ลานตน หรอคดเปนสดสวนประมาณ 20-25% ของยอดการสงออกขาวของไทยทงหมด ซงจากทศกษษในระดบปรญญาตร ในดานพนธศาสตร จงเหนวาควรมความรและควรมการเผยแพรความรดวย

2. การเลอกใช Search tools Search tools ทไดเลอกใช คอ Search tool (altavista.com)

รวมกบ ระบบฐานขอมลของ The National Center for Biotechnology Information (NCBI)

นายพรณ ไพสนท

โ ด ย Search tool ใ ห เ ข า ไ ป ท http://www.altavista.com/ จะมหนาตางของ Search tools ดงน

ขณะท The National Center for Biotechnology Information (NCBI) ใหเขาไปทhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/

จะมหนาตางของ Search tools ดงน

นายพรณ ไพสนท

เหตผลทเลอกใช Search tool เนองมาจากเหตผลทวา Search tool เปน Search Engine ทไดรบความนยมในขณะน โดยขอมลทไดเนนขอมลในเชงวชาการมากกวา Search Engine รปแบอนๆ มรปแบบหนาเวบเพจทเรยบงาย เนนการแสดงผลการสบคนทรวดเรว มการแสดงคำาทเกยวของกบการสบคนดวยตวอกษรสเขม ทำาใหเราทราบความเกยวของของเรองทกำาลงสบคน ในขณะท Search Engine อนมกแสดงขอความเพยงหนงหรอสองบรรทดของเวบเพจ โดยไมคำานงวาจะมคำาทใชสบคนหรอไม ดวยเหตผลดงกลาวจงเลอกใช อกเหตผลหนงกคอการเรยบเรยงผลการสบคน มความชดเจนงายตอการนำามาใชในการศกษางานและบทความวจยในครงน

สำาหรบการการเลอกใช The National Center for Biotechnology Information

(NCBI) เนองมาจากวา เปน Search Engine ทมความตรงกบเนอหาทจะศกษาในคร งน และเปนการตรวจสอบขอมลทาง

นายพรณ ไพสนท

วชาการในระดบโลก ซงจะทำาใหไดขอมลทนาเชอถอและเปนปจจบนมากทสด รวมทงสามารถเชอมตอไปยงระบบฐานขอมลอนๆ ดวย

3. วธการสบคนเพอรวบรวมขอมลในการศกษาเลอกคำาคนหา (Keyword) ใหด กอนทจะคนหา เพอใหได

ขอมลครอบคลมเนอหาทตองการและสะดวกในการคนหา ในการสบคนขอมลเราจะใชคำาวา การเรยนรรวมกน และคำาวา ผลสมฤทธทางการเรยน เพอทจะทำาใหไดขอมลทคลอบคลมมากยงขน

โดยคำาคนทใช คอยนความหอมของขาวGene for fragrant in rice

บนทกคำาคนลงในชองสบคน จะแสดงผลดงน

ในกรณของ ncbi เมอใชคำาคนแลว จะไดขอมลในหลายสวนใหเลอกใหตรงตามความตองการใหมากทสด โดยมจดเดนตรงทสามารถเชอมตอไปยงฐานขอมลทนาเชอถออนๆๆ อกมากมาย

นายพรณ ไพสนท

ตวอยางการเช อมตอ ขอม ลท สบค น ในหวขอ gene for fragrant in rice ไปยงโครงสรางโปรตน

นายพรณ ไพสนท

4. การเรยบเรยงสรปทำาการคนควาขอมลจนคดวาครอบคลมกบเนอหาทตองการศกษาแลว จากนนนำาขอมลทไดมารวบรวม และวเคราะหผล จากนนสรป

สาระสำาคญทตองการศกษาตามประเดนทสนใจศกษา คอ ยนควบคมความหอมของขาวหอมมะล

บทความเรอง ยนควบคมความหอมของขาวหอมมะลการคนหาและศกษาหนาทของยนความหอม

          ขาวเปนพชเศรษฐกจหลกสำาคญของประเทศไทยทนำารายไดเขาประเทศกวาปละแสนลานบาท ในจำานวนนขาวหอมกำาลงไดรบความนยมอยางมากในตลาดสงออกขาวของโลก โดยประเทศไทยนบเปนผสงออกรายใหญ ประเทศนำาเขาจากไทยทสำาคญไดแก จน ฮองกง สงคโปร มาเลเซย แคนาดา สหรฐอเมรกา และประเทศในกลมตะวนออกกลาง เปนตน ขาวหอมไทยสงออกไปสตลาดโลกปละประมาณ 1 ลานตน หรอคดเปนสดสวนประมาณ 20-25% ของยอดการสงออกขาวของไทยทงหมด

ขาวหอมมะลมแหลงกำาเนดในประเทศไทย          ประเทศไทยเปนแหลงเชอของพนธขาวหอม ขาวหอมมะลของไทยทมชอเสยงกองโลก เปนเพยงหนงในอกหลายรอยพนธทมเกบอยในศนยเชอพนธกรรมแหงชาต ขาวหอมมะลเปนขาวหอมชนดทเรยกวา Jasmine rice ซงมกำาเนดในประเทศไทยเอง โดยพบปลกเปนครงแรกทอำาเภอบางคลา จงหวดฉะเชงเทรา

          จากนนจงนำามาเปรยบเทยบพนธในป 2500-2502 ในทสดคณะกรรมการพจารณาพนธขาวพบวาขาวขาวดอกมะลรวงท 105 เปนสายพนธทดทสดในเรองความหอมและคณภาพของ เมลด จงอนญาตใหใชขยายพนธได ตงแตวนท 25 พฤษภาคม 2502 เปนตนมา ลกษณะสำาคญโดยทวไปของขาวหอมมะล จะเปนขาวเมลดยาว (โดยมความยาวเฉลยของขาวเตมเมลดทไมมสวนใดหก ตองไมตำากวา 7.0 มลลเมตร และมอตราสวนความยาวเฉลยตอความกวางเฉลยของเมลดทไมมสวนใดหก ตองไมตำากวา 3.0 มลลเมตร) มปรมาณแปงอมโลส (Amylose) ตำา (อยระหวาง 12-19 เปอรเซนต ทระดบความชน 14.0 เปอรเซนต) เมอหงสกจะไดเมลดขาวสกทออนนม ยาวเรยว และมกลนหอม แมขาวหอมมะล จะเปนขาวทมคณภาพดเยยม แตเปนขาวทมความตานทานตอโรคใบแหงไดปานกลาง และไมสามารถตานทานโรคใบไหม โรคใบจดสนำาตาล โรคใบไหมสเหลองสม และโรคจได รวมทงไมสามารถตานทานตอเพลยกระโดดสนำาตาล เพลยจกจนสเขยว เพลยจกจนหลงขาว หนอนกอ และแมลงบวดวย นอกจากนยงไมสามารถปลกเปนขาวนาปรง หรอปลกหลงเกบเกยวขาวนาปได เนองจากมลกษณะไวตอ

นายพรณ ไพสนท

มชอเดมวา ขาวขาวดอกมะล 105 โดย นายจรญ ตณฑวฒ ไดนำามาปลกไวตงแตป พ.ศ. 2488 เปนทนยมในทองถน ตอมา นายสนทร สหะเนน เกษตรอำาเภอบางคลา ไดเกบรวบรวมขาว 199 รวง ในฤดทำานาป 2493-2494 สงไปคดพนธทสถานขาวโคกสำาโรง เมอป 2498

ชวงแสง (photoperiod sensitive) คอออกดอกในวนทกลางคนยาวกวากลางวนเทานน นนกคอในฤดหนาว

ยนความหอม: ทรพยสนทควรเปนของไทย           ในปจจบนประเทศสหรฐอเมรกาสามารถผลตขาวหอมไดเชนกน เชนขาวหอมทมเครองหมายการคาวา ขาวหอมจสมาต (Jasmati rice) ทงนขาวจสมาตเปนขาวทปรบปรงพนธขนมาจากขาวพนธ เดลลา (Della) ขาวพนเมองพนธหนงซงมตนกำาเนดในอตาลกบพนธขาวจากสถาบนวจยขาวนานาชาต (IRRI) การจดเครองหมายการคา จสมาต คอเครองบงชวาขาวหอมมะลของไทย เปนเปาหมายสำาคญ ของบรษทตางชาตทตองการครอบครองทงพนธกรรมและยดครองตลาดขาวหอม ดงนนสำาหรบประเทศไทย วธทมประสทธภาพทสดในการปกปองและคมครองผลประโยชนของขาวหอมมะล คอ ประเทศไทยซงเปนตนกำาเนดของขาวหอมมะลเอง ควรทจะไดมาและเกบรกษาไวซงทรพยสนทางปญญาทเกยวของกบยนความหอมของ

สารหอมในขาว          ลกษณะทสำาคญของขาวหอมคอความสามารถพเศษในการผลตสารหอมชนดทเรยกวา popcorn-like scent แลวเกบสะสมไวในสวนตางๆของตน โดยเฉพาะเมลด จากการศกษาวเคราะหสารเคมในเมลดขาว พบวาสารททำาใหเกดความหอม

ในตนและเมลดขาวคอสารเคมทมชอวา 2-acetyl-1-pyrroline หรอ 2AP สารเคมชนดนถกคนพบในขาวหอมเปนครงแรกในป ค.ศ.1982 โดยเปนสารประกอบทมโครงสรางแบบวงแหวน (heterocyclic) มกลนหอมคลายกลนใบเตย หรอ กลนขาวโพดคว โดยพบสารดงกลาวปรากฏอยในทกสวนของพนธขาวหอมยกเวนราก สวนในขาวไมหอมพบนอยมากจนไมสามารถตรวจวดไดดวยเครองมอทางวทยาศาสตร

จนกระทง Bradbury et al. (2005) ศกษาวจยเพอคดแยกยนททำาใหเกดความหอม และผลกระทบจากปจจยแวดลอมทมตอการทำางานของยนนนๆ เชน ยน BADH จากการคนควา

นายพรณ ไพสนท

ขาว

การคนหายนความหอม           จากการศกษาทางพนธศาสตร พบวาลกษณะความหอมในขาวเปนลกษณะทสามารถถายทอดทางพนธกรรมโดยถกควบคมดวยยนดอย (recessive gene) 1 ยน ยนความหอมนาจะทำาหนาทในขบวนการเปลยนกรดอะมโน โพรลน “ ” (proline) ซงเปนสารตงตนใหเปนสารหอม 2AP โดยกระบวนการทยงไมมการยนยนแนชด ในประเทศไทยโครงการคนหายนความหอมขาวไดเรมตนขนเมอป พ.ศ. 2537 แนวทางการคนหายนแบบ positional cloning จงถกนำามาใช สำาหรบแนวทางนจะเรมตนดวยการหาตำาแหนงของยนในมวลสารพนธกรรมทงหมด (genome) ของขาว คลายกนกบการหาตำาแหนงทตงของหมบานเลกๆในแผนทประเทศ สามารถแบงความสำาเรจไดเปน 3 ชวงตามความกาวหนาทางเทคโนโลยจโนม ไดแก ชวงกอนจโนม (pre-genomics) คอตงแตป 2537-2542 ซงในขณะนนขอมลรหสพนธกรรมของขาวยงมไมมากนก การศกษาเนนหนกในการสรางแผนทโครโมโซม (genetic map) ทง 12 แทงของขาว และพฒนาดเอนเอเครองหมาย (DNA marker) เพอใชเปนหลกกโลบอกตำาแหนงในแผนทนน พบวายนความหอมวางตำาแหนงอยบนโครโมโซมแทงท 8 ระยะทสองคอ ชวงจโนม (genomics) ตงแตป 2543-2544 เปนชวงทประเทศไทย โดยหนวยปฏบตการคนหาและใชประโยชนยนขาว ไดเขารวมในความรวมมอนานาชาตเพอถอดรหสพนธกรรมขาว ไดมการสงนกวจยไปรวมงานกบโครงการจโนมขาวประเทศญปน (Rice Genome Project, RGP) เพอถอดรหสพนธกรรมขาวโดยเฉพาะโครโมโซมท 8 และไดสงนกวจยไปยงประเทศสหรฐอเมรกาเพอสรางหองสมดชนสวนดเอนเอขนาดใหญ (BAC library) จากสารพนธกรรมของขาวขาวดอกมะล 105 และในระยะทสาม (2545-ปจจบน) ทเรยกวา ชวงหลงจโนม (post genomics) ซงมวลสารพนธกรรมของขาวไดถกถอดรหสออกมาจนครบสมบรณ มการสรางแผนทโครโมโซมอยางละเอยดละออดวย

และเปรยบเทยบจากฐานขอมลจโนมขาว โดยใชลำาดบนวคลโอไทดและลำาดบกรดอะมโนทเปนสวนประกอบของโปรตนทเปนผลจากการแสดงออกของยน พบวามยนทนาจะเกยวของกบความหอมและคณภาพของเมลดขาวหอมมะล ซงจากการศกษาพบวาการกลายของยน BADH2 บนโครโมโซมท 8 ของขาว ทำาใหเกดความหอม (ดงภาพ)

ภาพสดง ตำาแหนงเกดการกลายบนยน BADH2 บนโครโมโซมท 8

ทมา: Bradbury et al. (2005)

ในปจจบนประเทศไทยไดรวมโครงการ Rice Genome Project; RGP โดยศกษาสารพนธกรรมของขาวขาวดอกมะล 105 และในระยะทสาม (2545-ปจจบน) ทเรยกวา ชวงหลงจโนม (post genomics) ซงมวลสารพนธกรรมของขาวไดถกถอดรหสออกมาจนครบสมบรณ มการสรางแผนทโครโมโซมอยางละเอยดดวยดเอนเอเครองหมายมากกวา 3,000 เครองหมาย จงสามารถวางตำาแหนงของยนความหอมทอยบนโครโมโซมท 8 ไดในบรเวณขนาด 82.7 กโลเบส (ขาวมมวลสารพนธกรรมทงสน 430,000 กโลเบส) เมอศกษาบรเวณดงกลาวอยางละเอยดโดยการวเคราะหขอมลรหสพนธกรรม (genome annotation) พบวามยนตางๆ วางตวอยในบรเวณนทงสนประมาณ 9 ยน (ยนความหอมอาจเปนยนหนงยนใดใน 9 ยนน) โดยมยนทนา

นายพรณ ไพสนท

ดเอนเอเครองหมายมากกวา 3000 เครองหมาย จงสามารถวางตำาแหนงของยนความหอมทอยบนโครโมโซมท 8 ไดในบรเวณขนาด 82.7 กโลเบส (ขาวมมวลสารพนธกรรมทงสน 430,000 กโลเบส) เมอศกษาบรเวณดงกลาวอยางละเอยดโดยการวเคราะหขอมลรหสพนธกรรม (genome annotation) พบวามยนตางๆวางตวอยในบรเวณนทงสนประมาณ 9 ยน (ยนความหอมอาจเปนยนหนงยนใดใน 9 ยนน) โดยมยนทนาสนใจอยางยงวาอาจเปนยนความหอมจำานวน 3 ยน และหนงในสามยนนเปนยนทพบวานาจะมหนาทใกลเคยงกบยนทอยในกระบวนการสลายโพรลน (proline catabolism)

สนใจอยางยงวาอาจเปนยนความหอมจำานวน 3 ยน และหนงในสามยนนเปนยนทพบวานาจะมหนาทใกลเคยงกบยนทอยในกระบวนการสลายโพรลน (proline catabolism)

เอกสารอางอง

กรมการขาว กระทรวงเกษตรและสหกรณ. 2547. พนธขาว. องคความรเรองขาว. แหลงทมา http://www.ricethailand.go.th/rkb/data_002/rice_xx2-02_New_index.html. 1 พฤศจกายน 2549.กรมการคาตางประเทศ. 2547. ขาว. สถตการสงออก แหลงทมา http://www.dft.moc.go.th/ level4Frame.asp?sPage=the_files/$$8/level4/Yc46.htm&level4=223. 1 พฤศจกายน 2549. _______. 2549. ขาว. สถตการสงออก แหลงทมา http://www.depthai.go.th. 15 มกราคม 2550.กรมวชาการเกษตร. 2547. คณภาพและการตรวจสอบขาวหอมมะลไทย. ม.ป.ท. _______. 2546. ขาวดอกมะล 105. สถาบนวจยขาว. แหลงทมา http://www.ricethailand. org/tech/KDM105.htm. 15 มกราคม 2550. _______. 2546. กข 15. สถาบนวจยขาว. แหลงทมา http://www.ricethailand. org/tech/RD15.htm. 15 มกราคม 2550.

นายพรณ ไพสนท

กระทรวงเกษตรและสหกรณ. 2546. มาตรฐานสนคาเกษตรและอาหารแหงชาต. ม.ป.ท.จรารตน ทตตยกล. 2544. ผลตภณฑแปรรปจากขาว. วารสารเกษตรกาวหนา 14(3): 66-69.จำารส โปรงศรวฒนา. 2534. ความรเรองขาว. สถาบนวจยขาว, กรงเทพฯ.ศนยพนธวศวกรรมและเทคโนโลยแหงชาต. 2545. ความกาวหนาของเทคโนโลยขาวของไทย. วารสารเพอสงเสรมการวเคราะหและการวจยทางวทยาศาสตรของไทย 1(3): 12-16.สกญญา พลเสนา. 2548. การศกษาเบองตนการกลายพนธและการหาเครองหมายโมเลกลของยน ความหอมในขาว. โครงงานวจยปรญญาตร ภาควชาชววทยา คณะวทยาศาสตร

มหาวทยาลยขอนแกน.ไพบลย พงษสกล. 2543. ขาวไร. บญชรายชอพช. แหลงทมา http://www.doae.go.th/book/ bk15.htm. 15 มกราคม 2550._______. 2543. สนปาตอง 1. บญชรายชอพช. แหลงทมา

http:// www.doa.go.th/rri/tech/ SPT1.htm. 15 มกราคม 2550.

Ahn, S.N., Bollich, C.N. and Tanksley S.D. 1992. Rflp tagging of a gene for aroma in rice.

Theoretical and Applied Genetics 84: 825-828.Bradbury, L.M.T., Fitzgerald, T.L., Henry, R.J., Jin, Q. and Waters, D.L.E. 2005. The gene for fragrance in rice. Plant Biotechnology Journal 3: 363-370.Douzery, E. 1997. Polymerase Chain Reaction.

Molecular Markers in Ecology and Evolution. Available Source: http://www.isem.univ-montp2.fr/.../MBPE/MM2/@MM2. php. January 15, 2007.

นายพรณ ไพสนท

Jin, Q.S., Waters, D., Cordeiro, G.M., Heney, R.J. and Reinke, R.F. 2003. A single nucleotide

polymorphism (SNP) marker linked to the fragrance gene in rice (Oryza sativa L.). Plant Science 165(2): 359-364.Mahatheeranont, S., Keawsa-Ard, S. and Dumri, K. 2001. Quantification of the rice aroma compound, 2-acetyl-1-pyrroline, in uncooked Khao Dawk Mali 105 brown rice. Agricultural and Food Chemistry 49(2): 773-779. Promom. 2003. RICE-Oryza sativa. The Food Museum Online. Available Source: http://www.foodmuseum.com/rice.html. January 15, 2007. SuZuki,YK., Ise, C., Li, I., Honda, Y., Iwai, Y. and Matsukura, U. 1999. Volatile components in stored rice (Oryza sativa L.) of volatiles with and without lipoxygenase-3 in seeds. Agricultural and Food Chemistry 47(3): 119-124.