Flexible - CRDC

Agricultural Sci. J. 42(2)(Suppl.): 193-196 (2011) ว. วิทย์. กษ. 42(2)(พิเศษ): 193-196 (2554)
การปรับปรุงพันธุ ์ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์โดยการปรับปรุงประชากรแบบ Flexible
Development of Maize Breeding Programs by Flexible Population Improvement
กรณ์วดี ตุ ้มทรัพย์ 1,2 เฉลิมพล ภูมิไชย์1,2 ทวีศักดิ ์ ภู ่หล า 3 และ ธานี ศรีวงศ์ชัย 1
Thoomsub, K. 1,2 , Phumichai, Ch. 1,2 , Pulam, T. 3 and Sreewongchai, T. 1
Abstract
Population Improvement is maize breeding program consists of 3 basic steps; progenies, evaluation
and recombining selection progenies. Flexible Population Improvement is not exactly follow conventional
recurrent selection, But each steps selected is appropriate process base on limited resources breeding
materials and fit regular breeding program. It is a convenient easy process, cost saving and high efficiency.
Germplasm from Flexible Population Improvement should have various source in genetics progress and
should be useful as souse population for hybrid breeding program.
Keywords: population improvement, flexible population improvement, maize breeding programs
บทคัดย่อ
การปรับปรุงประชากรเป็ นการปรับปรุงพันธุ ์ข้าวโพดเลี ้ยงสัตว์ โดยใช้พื ้นฐานการคัดเลือกแบบวงจร 3 ขั ้นตอน คือ
การสร้างประชากร การทดสอบหรือประเมินสายพันธุ ์ และการผสมรวมประชากรที่คัดเลือก เพื่อประกอบเป็ นประชากร
ปรับปรุงใหม่ การด าเนินงานของการปรับปรุงประชากรแบบ Flexible จะไม่เป็ นรูปแบบวงจรที่แน่นอนตามมาตรฐานของ
การคัดเลือกแบบวงจร แต่มีการปรับเปลี่ยนวิธีการด าเนินงานตามสภาวะที่จ ากัด วัสดุ อุปกรณ์และการด าเนินงานในการ
ปรับปรุงพันธุ ์ ท าให้การด าเนินงานมีความสะดวกและสามารถปฏิบัติได้ง่าย ประหยัดเวลา ต้นทุน และมีประสิทธิภาพสูง
เชื ้อพันธุกรรมที่ผ่านการปรับปรุงประชากรแบบ Flexible จะมีความก้าวหน้าของเชื ้อพันธุกรรมแตกต่างไปตามวิธีที่ใช้และ
สามารถน ามาใช้ประโยชน์เป็ นแหล่งพันธุกรรมในการปรับปรุงพันธุ ์เพื่อสร้างลูกผสมได้
ค าส าคัญ: การปรับปรุงประชากร การปรับปรุงประชากรแบบ Flexible วิธีการคัดเลือกเพื่อพัฒนาเชื ้อพันธุกรรม
ค าน า
โครงการปรับปรุงพันธุ ์ข้าวโพดเลี ้ยงสัตว์ในปัจจุบันมุ ่งเน้นไปที่การสร้างพันธุ ์ข้าวโพดลูกผสมให้มีผลผลิตสูง และมี
ลักษณะอื่นๆ ตามความต้องการของเกษตรกร การปรับปรุงพันธุ ์พืชส่วนใหญ่ต้องใช้ เวลา และค่าใช้จ่ายมากเพื่อด าเนินงาน
ปรับปรุงพันธุ ์ให้ประสบความส าเร็จ (ทวีศักดิ์, 2540) ดังนั ้นการเลือกใช้แผนการปรับปรุงพันธุ ์ และการด าเนินงานใน
โครงการปรับปรุงพันธุ ์ข้าวโพดเลี ้ยงสัตว์จึงเป็ นปัจจัยส าคัญที่มีผลต่อความส าเร็จในการคัดเลือกสายพันธุ ์แท้ และการ
พัฒนาให้ได้ลูกผสมที่ดี (Briggs และ Knowles, 1970) การใช้แผนการปรับปรุงประชากรในข้าวโพดเลี ้ยงสัตว์ เป็ นการ
ปรับปรุงประชากรแบบวงจร (recurrent selection) มีหลักการด าเนินงานพื ้นฐาน 3 ขั ้นตอน คือ การสร้างประชากร การ
ทดสอบหรือการประเมินประชากร และน าประชากรที่คัดเลือกมาผสมรวม (recombine) จากหลักการพื ้นฐานนั ้น จะ
ด าเนินงานให้ครบทั ้งสามหลักการถือเป็ น 1 รอบการคัดเลือก และมีรูปแบบการด าเนินงานซ ้าหลาย ๆ รอบ (Sprague และ
Eberhart,1977; กฤษฎา, 2551) ซึ่งมีหลายวิธีการให้เลือกใช้ โดยจะมีชื่อวิธีการคัดเลือกที่แตกต่างกันตามการทดสอบหรือ
ประเมินจากในรุ่นลูกเช่น การคัดเลือกรวม การคัดเลือกแบบฝักต่อแถว การคัดเลือกแบบวงจร half-sib การคัดเลือกแบบ
วงจร full-sib การคัดเลือกแบบวงจร S1 การคัดเลือกแบบวงจร test cross และการคัดเลือกแบบวงจรสลับ (reciprocal
recurrent selection) (Hallauer และ Miranda, 1988; กฤษฎา, 2551; สุทัศน์, 2552) แต่ละวิธีมีการใช้ระยะเวลาเพื่อสร้าง
1
คณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ กรุงเทพฯ
1
Faculty of Agriculture, Kasetsart University, Bangkok
2
ศูนย์ความเป็ นเลิศด้านเทคโนโลยีเกษตร ส านักพัฒนาบัณฑิตศึกษาและวิจัยด้านวิทยาศาตร์และเทคโนโลยี ส านักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา กรุงเทพฯ
10900
2
Center of Excellence on Agricultural Biotechnology : (AG-BIO/PERDO-CHE), Bangkok 10900
3
บริษัท สวีทซีดส์ จ ากัด 59/1 หมู ่ 8 อ าเภอพระพุทธบาท จังหวัดสระบุรี
3
Sweetseed Company 59/1 m. 8 Phrabuddhabat Saraburi

194 ปี ที่ 42 ฉบับที่ 2 (พิเศษ) พฤษภาคม - สิงหาคม 2554 ว. วิทยาศาสตร์เกษตร
ลูกมาทดสอบต่างกันและข้อจ ากัดของการแสดงออกในรุ่นลูกก็แตกต่างไปตามวิธีที่ใช้การปรับปรุงประชากรทุกวิธีที่กล่าว
มา เป็ นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการพัฒนาประชากร แต่วิธีการต่างๆ มีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกัน เช่น ระยะเวลา
ค่าใช้จ่าย พื ้นที่ แรงงาน และ ความแปรปรวนทางพันธุกรรมที่เกิดขึ ้นหลังการคัดเลือก การเลือกใช้วิธีการใดวิธีการหนึ่ง ควร
เป็ นวิธีที่เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ของงานปรับปรุงพันธุ ์ ปฏิบัติได้ง่าย สะดวก ประหยัดเวลา ต้นทุน และมีประสิทธิภาพสูง
การประยุกต์แผนการด าเนินงานปรับปรุงประชากรที่น าวิธีพื ้นฐานมาใช้ โดยเปลี่ยนวิธีด าเนินการตามข้อจ ากัด
ของพื ้นที่ แรงงาน และพันธุกรรมที่เกิดขึ ้นในแต่ละรอบการผสม โดยในแต่ละรอบการผสมจะเปลี่ยนวิธีการ เช่น มีการ
คัดเลือกโดยการวิธีการ S1 และ อีกรอบการคัดเลือกใช้วิธีการ half-sib แต่จะยังคงไว้ในหลักการของแผนการด าเนินงาน
พื ้นฐาน ซึ่งวิธีการดังกล่าวเป็ นการน าข้อดีของแต่ละวิธีมาใช้ท าให้ประชากรที่ผ่านการปรับปรุงพันธุ ์มีความก้าวหน้าต่อไป
และสามารถด าเนินงานภายใต้ข้อจ ากัดต่างๆ ได้ แผนการด าเนินงานนี ้ เรียกว่า การปรับปรุงประชากรแบบ flexible
(flexible population improvement) ส าหรับโครงการที่เริ่มต้นใหม่ที่มีพื ้นที่และแรงงานจ ากัด แต่ต้องการให้ได้พันธุ ์ข้าวโพด
ลูกผสมตามความต้องการของเกษตรกร การปรับปรุงพันธุ ์ด้วยวิธีนี ้น่าจะเป็ นทางเลือกใหม่ที่น่าสนใจอีกทางหนึ่ง
อุปกรณ์และวิธีการ
ข้าวโพดลูกผสมทางการค้าที่ถูกจัดกลุ ่มไว้ 2 กลุ ่ม คือ กลุ ่ม ThComA ได้แก่ Big 919 DK888 NK48 และ กลุ ่ม
ThComB ได้แก่ PIO 87 PAC220 ND-2 KU4452 (Phumichai และคณะ, 2008) มาสร้างเป็ นประชากรและใช้แผนการ
ด าเนินโครงการปรับปรุงประชากรแบบ flexible ในแต่ละรอบการคัดเลือกจะน าวิธีการของ การคัดเลือกแบบวงจร S1 การ
คัดเลือกแบบวงจร half-sib การคัดเลือกแบบวงจรสลับ (reciprocal recurrent selection) มาใช้ โดยในแต่ละรอบการ
คัดเลือกจะพิจารณาการปฏิบัติตามข้อจ ากัดและความเหมาะสมของวิธีการ จ านวน 4 รอบการคัดเลือกดังนี ้ (Figure 1และ
Figure 2)
การสร้างประชากรพื ้นฐานสร้างโดยน าเมล็ดที่จัดแบ่งกลุ ่มแล้วมาจัดการผสมแบบพบกันหมด น าเมล็ดที่ได้มาท า
balanced seed และ bulk รวมกัน
การปรับปรุงประชากรแบบ flexible รอบการคัดเลือกที่ 1 น าประชากรพื ้นฐานมาผสมตัวเอง และน าไปปลูกแบบ
ฝักต่อแถว (ear-to-row selection) คัดเลือกเมล็ดโดยการดูจาก line per se น าเมล็ดที่ได้มาท า balanced seed และ bulk
รวมกัน ซึ่งการด าเนินงานจะคล้ายกับวิธี S1 recurrent selection
การปรับปรุงประชากรแบบ flexible รอบการคัดเลือกที่ 2 น าสายพันธุ ์ที่ได้จากคัดเลือกแบบฝักต่อแถวในการ
ปรับปรุงประชากรแบบ flexible รอบการคัดเลือกที่ 1 มาผสมตัวเองปลูกแบบ ear-to-row selection แบ่งครึ่งประชากร
bulk ละอองเกสรแต่ละครึ่งมาใส่ในอีกฝัง เก็บเมล็ดที่ได้มา balance seed และ bulk เมล็ดรวมกัน เมล็ดที่ได้จะเป็ นเมล็ดที่
ทราบต้นแม่แต่ไม่ทราบต้นพ่อ จึงถือว่าได้ประชากรลูกแบบ half-sib
การปรับปรุงประชากรแบบ flexible รอบการคัดเลือกที่ 3 น าเมล็ด half-sib ที่ได้ปลูกแบบ ear-to-row selection
เลือกผสมตัวเอง น าลูกที่ได้ไปปลูกผสมตัวเองอีกครั ้งเก็บไว้เป็ น S1 remnant seed และน าละอองเกสรจากต้นที่ผสมตัวเอง
ไปผสมข้ามกับสายพันธุ ์ทดสอบที่เป็ น heterotic patterns กัน ลูกที่ได้น าไปปลูกทดสอบผลผลิต คัดเลือกต้น และกลับไป
เอา S1 remnant seed มาปลูก ปล่อยผสมรวมตัวกันใหม่ วิธีการปฏิบัติเช่นนี ้จะเหมือนการด าเนินงานตามวิธีการคัดเลือก
แบบวงจรสลับ (reciprocal recurrent selection)
ในการปรับปรุงประชากรแบบ flexible มีการด าเนินงานในการสร้างประชากรพื ้นฐาน ให้เวลา 1 ฤดู ด าเนินงานใน
รอบการคัดเลือกที่ 1 ใช้เวลา 2 ฤดู ด าเนินงานในรอบการคัดเลือกที่ 2 ใช้เวลา 1 ฤดู และด าเนินงานในรอบการคัดเลือกที่ 3
ใช้เวลา 4 ฤดู
Figure 1 แผนผังแสดงระยะเวลาการปรับปรุงประชากรแบบ Flexible

ว. วิทยาศาสตร์เกษตร ปี ที่ 42 ฉบับที่ 2 (พิเศษ) พฤษภาคม - สิงหาคม 2554 195
Figure 2 แผนผังการด าเนินงานการปรับปรุงประชากรแบบ Flexible ใน ประชากร ThComA
ผลและวิจารณ์ผลการทดลอง
แนวทางในการปรับปรุงประชากรแบบ flexible มีการใช้เวลาไม่เท่ากันในแต่ละรอบการคัดเลือก จาก Figure 1
แสดงระยะเวลาที่ใช้ในการปรับปรุงประชากรแบบ flexible การสร้างประชากรพื ้นฐาน ใช้เวลา 1 ฤดู ในการปรับปรุง
ประชากรแบบ flexible รอบการคัดเลือกที่ 1 วิธีการที่ใช้จะคล้ายกับ S1 recurrent selection โดยใช้เวลาเพียง 2 ฤดู ซึ่งใน
การปรับปรุงประชากรแบบ S1 recurrent selection นั ้นจะใช้เวลาถึง 3 ฤดู ในเลือกใช้วิธีการปรับปรุงประชากรแบบวิธีนี ้
ประชากรรุ่นลูกจะมีความสม ่าเสมอมากขึ ้น มีการแสดงลักษณะอย่างชัดเจน ท าให้การคัดเลือกลักษณะใดลักษณะหนึ่งได้
อย่างมีประสิทธิภาพ (กฤษฎา, 2551) และสามารถน าไปใช้ปรับปรุงพันธุ ์เพื่อเพิ่มผลผลิตได้ (ราเชนทร์, 2514) การปรับปรุง
แบบ flexible รอบการคัดเลือกที่ 2 ประชากรรุ่นลูกที่ได้จะเป็ นแบบ half-sib ซึ่งใช้ในเวลาในการด าเนินงาน 1 ฤดู การ
ปฎิบัติแบบนี ้ในหลักทฤษฏีการปรับปรุงประชากรแบบ half-sib จะมีการใช้เวลาด าเนินงานในแต่ละรอบการคัดเลือกถึง 3
ฤดู (กฤษฎา, 2551) ซึ่งการปรับปรุงแบบ flexible จะเป็ นการประหยัดเวลาของฤดูที่ใช้คัดเลือกและลูกที่ได้จะได้มาจากการ
คัดเลือกจากพันธุกรรมต้นแม่ประชากรรุ่นลูกที่ได้จะเป็ นแบบ half-sib ทั่วไป การปรับปรุงแบบ flexible รอบการคัดเลือกที่
3 เป็ นการวิธีการคัดเลือกแบบวงจรสลับใช้เวลา 4 ฤดู ซึ่งจะมีการปลูกแบบ ear to row และคัดเลือกก่อน 1 ฤดู ท าให้ใช้ฤดู
มากว่าวิธีการคัดเลือกแบบวงจรสลับที่มีการใช้เวลาเพียง 3 ฤดู ทั ้งนี เพื่อให้ประชากรมีการแสดงในลักษณะอย่างชัดเจน
้
ยิ่งขึ ้น ก่อนที่จะน าไปผสมทดสอบกับประชากรที่เป็ น heterotic patterns กัน เพื่อน าลูกไปปลูกทดสอบ การสร้างประชากร
พื ้นฐานจนถึงประชากรรอบการคัดเลือกที่ 3 ใช้เวลาทั ้งหมด 8 ฤดู หากการปฏิบัติตามวิธีการปรับปรุงประชากรอื่นเช่น
วิธีการ S1 recurrent selection วิธีการคัดเลือกแบบวงจร half-sib และการคัดเลือกแบบวงจรสลับ (reciprocal recurrent
selection) เพียงรูปแบบเดียวจะต้องใช้เวลา 10-11 ฤดู (Hallauer และ Miranda, 1988; กฤษฎา, 2551; สุทัศน์, 2552) มี
การวิจัยศึกษาวิธีการปรับปรุงพันธุ ์ที่ประยุกต์จากวิธีการเดิมแต่ปรับใช้ให้เข้ากับการปรับปรุงประชากรในแต่ละโครงการ
โดยยังคงพื ้นฐานของการปรับปรุงพันธุ ์และประสิทธิภาพของวิธีการปรับปรุงประชากรเรียกว่า modified reciprocal
recurrent selection (MRRS) พบว่าเป็ นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงประชากรและให้สายพันธุ ์ที่ดีในการสร้าง
ลูกผสมได้ (Santos และคณะ, 2007; Jenweerawat และคณะ, 2009, 2010) และยังมีการเปรียบเทียบการคัดเลือกวิธี
ต่างๆ ราเชนทร์ (2514) ได้เปรียบเทียบวิธีการ S1 selection กับ half sib selection เช่นเดียวกับ Wright (1980)
เปรียบเทียบวิธีการ Half-Sib selection Testcross selection และ S1 selection และ Peng และคณะ (2007) ได้
เปรียบเทียบวิธีการ modified S1 family selection (MS1) modified S1 family-half-sib family combining selection
(MS1-HS) และ modified half-sib reciprocal recurrent selection (MHSRRS) พบว่า ทุกวิธีการที่ศึกษามีประสิทธิภาพที่

194 196
ปี ที่ 42 ฉบับที่ 2 (พิเศษ) พฤษภาคม - สิงหาคม 2554 ว. วิทยาศาสตร์เกษตร
ท าให้ผลผลิตมีความก้าวหน้าขึ ้น ในการศึกษาต่างๆ เพื่อหาวิธีการที่ดีที่สุดในการน ามาใช้ปรับปรุงพันธุ ์ ซึ่งวิธีการแต่ละ
วิธีการมีประสิทธิภาพการพัฒนาพันธุกรรมให้มีความก้าวหน้าเพิ่มขึ ้นแต่จะมีข้อการตัดสินใจเพื่อเลือกใช้วิธีการที่แตกต่าง
กัน ดังนั ้นควรพิจารณา ลักษณะงานที่ต้องท าในแต่ละฤดู ให้เหมาะกับข้อจ ากัดของพื ้นที่และแรงงาน และมีการปรับวิธีการ
ให้เหมาะสมกับข้อจ ากัดต่างๆ ซึ่งรูปแบบที่ปรับปรุงประชากรนั ้นยังคงมีพื ้นฐานของการปรับปรุงประชากรคือ การสร้าง
ประชากร การประเมินประชากร และการผสมรวมประชากร ดัง Figure 2 ที่แสดงถึงวิธีการโดยละเอียดของการปรับปรุง
ประชากรแบบ flexible ทั ้ง 4 รอบการคัดเลือก และคาดว่าวิธีการปรับปรุงประชากรแบบ flexible นั ้น จะสามารถพัฒนา
ประชากรให้มีความก้าวหน้าทางพันธุกรรม และสามารถน าสายพันธุ ์ที่ได้ไปใช้สร้างลูกผสมที่ดีต่อไปได้
สรุปผล
การปรับปรุงประชากรแบบ flexible เป็ นแนวทางหนึ่งของการปรับปรุงประชากรโดยตอบสนองกับโครงการ
ปรับปรุงพันธุ ์ใหม่ที่ต้องการสร้างลูกผสมที่ดี ในสภาพที่มีข้อจ ากัดต่าง ๆ แต่เป็ นโครงการที่ยังคงหลักการของของปรับปรุง
พันธุ ์พื ้นฐานไว้ครบโดยไม่ยึดติดกับรูปแบบที่ใช้ในการปฏิบัติ และประชากรที่ผ่านการคัดเลือกแบบ flexible น่าจะมี
ความก้าวหน้าของประชากรและสามารถน าไปสร้างเป็ นลูกผสมต่อไปได้
ค าขอบคุณ
งานวิจัยนี ้ได้รับการสนับสนุนส่วนหนึ่งจากศูนย์ความเป็ นเลิศด้านเทคโนโลยีชีวภาพเกษตร ส านักพัฒนา
บัณฑิตศึกษาและวิจัยด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ส านักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ และ
ขอขอบคุณ บริษัท สวีทซีดส์ จ ากัดที่เอื ้อเฟื ้อสถานที่รวมทั ้งทุนทรัพย์ในการวิจัย
เอกสารอ้างอิง
กฤษฎา สัมพันธารักษ์, 2551, ปรับปรุงพันธุ ์พืช พื ้นฐาน วิธีการ และแนวคิด, มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.
ทวีศักดิ์ ภู ่หล า, 2540, ข้าวโพดหวาน: การปรับปรุงพันธุ ์และการปลูกเพื่อการค้า, โอ. เอส. พริ ้นติ ้ง เฮ้าส์,กรุงเทพฯ.
ราเชนทร์ ถิรพร, 2514, การเปรียบเทียบวิธีการคัดเลือกระหว่าง S1 Selection กับ Half-sib Selection ในข้าวโพด,
วิทยานิพนธ์ปริญญาโท, มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
สุทัศน์ ศรีวัฒนพงศ์, 2552, การปรับปรุงพันธุ ์พืช, พิมพ์ครั ้งที่ 2, ส านักพิมพ์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.
Briggs, F.N. and Knowles, P.F., 1970, Introduction to Plant Breeding, University of California Davis, California.
Hallauer, A.R. and Miranda, J.B., 1988, Quantitative Genetic in Maize Breeding, 2 nd ed. The Iowa State Univ,
Press, Ames, Iowa.
Jenweerawat, S., Aekatasanawan, C., Laosuwan, P. and Hallauer, A.R., 2009, Interpopulation Hybrid
Development in Maize using Modified Reciprocal Recurrent Selection, Thai Journal of Agricultural
Science, 42: 139-148.
Jenweerawat, S., Aekatasanawan, C., Laosuwan, P. and Hallauer, A.R., 2010, Potential Lines and Hybrid
Development from Modified Reciprocal Recurrent Selection in Maize, Thai Journal of Agricultural Science,
44: 517-522.
Peng, Z., Li, M., Liu, X. and Li, J., 2007, Comparisons of Three Recurrent Selection Method in the Improvement
of Maize Population, Agricultural Science in China, 6: 657-664.
Phumichai, C., Doungchan, W., Puddhanon, P., Jampatong, S., Grudloyma, P., Kirdsri, C., Chunwongse, J.
and Pulam, T., 2008, SSR-based and Grain Yield-based Diversity of Hybrid Maize in Thailand, Field Crops
Research, 108: 157-162.
Santos, M.F., Camara, T.M.M., Moro, G.V., Costa, E.F.N. and Souza, C.L.D., 2007, Responses to Selection and
Changes in Combining Ability after Three Cycles of a Modified Reciprocal Recurrent Selection in Maize,
Euphytica, 157: 185-194.
Sprague, G.F. and Eberhart, S.A., 1977, Corn Breeding, pp. 305-562. In G.F. Sprague, ed. Corn and Corn
Improvement, Am. Soc. Agron, Madison, Wisconsin.
Wright, A.J., 1980, The Expected Efficiencies of Half-Sib, Testcross and S1 Progeny Testing Method in Single
Population Improvement, Hdy., 45: 361-376.