ทีมวิจัยนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการเกษตรแบบแม่นยำ

BIOTEC

เกี่ยวกับ
บริการ
ผลงานเด่น
บุคลากรวิจัย
ติดต่อเรา

ทีมวิจัยนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการเกษตรแบบแม่นยำ

ข้อมูลเกี่ยวกับทีมวิจัย

ทีมวิจัยนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการเกษตรแบบแม่นยำ (ทีมวิจัยตั้งอยู่ ณ สถาบันเครือข่ายที่มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน) มุ่งเน้นการสร้างความเป็นเลิศทางด้านนวัตกรรมการปรับปรุงพันธุ์ โดยใช้ Molecular Breeding เน้นที่พืชเศรษฐกิจ ตัวอย่าง เช่น ข้าวโดยเน้นพัฒนาพันธุ์ข้าวตามความต้องการของผู้ผลิตและผู้บริโภค (Tailor-made varieties) และ เน้นพันธุ์ข้าวที่มีคุณสมบัติโภชนาการที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพผู้บริโภค โดยพันธุ์ข้าวที่พัฒนาขึ้น มีความทนทานตามธรรมชาติต่อโรค-แมลงศัตรูพืชและปรับตัวได้ดีต่อสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง โดยมุ่งเน้นพัฒนาและใช้ประโยชน์จาก “breeding platform” เพื่อศึกษาเข้าใจหน้าที่และกลไกการทำงานของยีนที่มีผลกระทบต่อการแสดงออกของลักษณะสำคัญต่างๆ ทางเศรษฐกิจ โภชนาการและความต้านทานต่อสภาวะเครียดของข้าว รวมทั้งการนำข้อมูลองค์ความรู้ต่าง ๆ ไปใช้ในการพัฒนาพันธุ์ข้าวของประเทศ และเป็นศูนย์กลาง (regional hub) ของการใช้เทคโนโลยีด้าน marker assisted selection (MAS) นอกจากนั้นยังใช้องค์ความรู้ทางด้านจีโนมในการปรับปรุงพันธุ์พืชอื่นๆ รวมทั้งใช้เทคโนโลยีสารสนเทศในการพัฒนาระบบติดตามการเจริญเติบโตและการให้ผลผลิตของข้าวอีกด้วย

พันธกิจ
• ประยุกต์ใช้ความรู้เรื่องตำแหน่งยีนในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้มีคุณลักษณะต่าง ๆ เช่น ความหอม โภชนาการ ความต้านทานต่อศัตรูและสภาพแวดล้อมที่เป็นอุปสรรคตามธรรมชาติต่อการให้ผลผลิตของข้าว

• ค้นหาแหล่งความต้านทาน เทคนิคการศึกษาลักษณะฟีโนไทป์ และความหลากหลายทางชีวภาพ เพื่อค้นหายีนต้านทานโรค-แมลงอุบัติใหม่ได้แก่ โรคใบขีดโปร่งแสง (bacterial leaf streak), โรคเมล็ดด่าง (dirty panicle disease) และ บั่ว (gall midge) เป็นต้น ทั้งนี้เพื่อสร้างความต้านทานที่ยั่งยืน และ กว้างขวาง (durable and broad spectrum)

• สร้างความหลากหลายทางชีวภาพโดยการกระตุ้นก่อกลายพันธุ์ด้วยรังสีเพื่อค้นหายีน เน้นค้นหาข้าวกลายพันธุ์ที่ต้านทานโรค-แมลง (biotic stress), ต้านทานสภาพแวดล้อมไม่เหมาะสม (abiotic stress), ให้ผลผลิตสูง, มีคุณภาพโภชนาการที่ดี, ต้านทานสารกำจัดวัชพืช และ เพศผู้เป็นหมัน เพื่อนำมาใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าว

• ประยุกต์ใช้ความรู้ทางด้านจีโนมในการวางตำแหน่งยีนโดยการศึกษาความสัมพันธ์ทั้งจีโนม (genome wide association study) ร่วมกับการวิเคราะห์ QTL

• ศึกษาหน้าที่ของ candidate gene โดยการศึกษา allele-specific gene expression, พัฒนาข้าวสายพันธุ์แฝด (isogenic line) และ พัฒนา functional marker เป็นต้น

• ศึกษาการตอบสนองและความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนไป (resilience to climate change) โดยเน้น global warming ทำให้สามารถพัฒนาข้าวที่ให้ผลผลิตสม่ำเสมอในอนาคต เน้น อุณหภูมสูง และ ประสิทธิภาพการใช้นำ (water use efficiency) โดยพัฒนาเทคนิคการศึกษาลักษณะฟีโนไทป์ (phenomics) ที่มีประสิทธิภาพสูง (high throughput) และมีความละเอียดสูง (high resolution)

• พัฒนาระบบการทดสอบลักษณะทางพันธุกรรมแบบประสิทธิภาพสูง (high throughput genotyping)

• เก็บรวบรวมสายพันธุ์เชื้อสาเหตุโรคไหม้ และ โรคขอบใบแห้ง รวบรวมประชากรเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล เพื่อให้บริการทดสอบความต้านทานในการพัฒนาสายพันธุ์ข้าว

• พัฒนา breeding platform ที่เหมาะสมกับ MAS และ gene pyramiding เช่น สร้างสายพันธุ์ donor ของลักษณะความต้านทานที่ลดทอนชิ้นส่วนจีโนมผู้ให้ (linkage drag) ให้เหลือน้อยที่สุด, พัฒนาเทคนิคการปรับปรุงพันธุ์ที่เหมาะสม เช่น backcross, pedigree selection, population improvement เพื่อทำให้การปรับปรุงพันธุ์แบบ MAS มีประสิทธิภาพ

• พัฒนาระบบชีวสารสนเทศ (bioinformatics) และพัฒนาฐานข้อมูลชนิด genome browser รวมทั้งพัฒนาระบบบริหารจัดการเมล็ดพันธุ์ และ ปรับปรงพันธุ์ เพื่อสนับสนุนการวิจัยด้าน molecular breeding

• ขยายผลถ่ายทอดผลงานวิจัยให้ถึงมือผู้ใช้ (เกษตรกร, ผู้บริโภค, นักสงเสริม) โดยการขึ้นทะเบียนรับรองพันธุ์ข้าว, การขอจดขึ้นทะเบียนพันธุ์พืชและคุ้มครองพันธุ์พืชใหม่, การจดสิทธิบัตรนวัตกรรม, การเผยแพร่ข้อมูลลำดับเบส, การตีพิมพ์ผลงานวิจัย เอกสารเชิงเทคนิคและเอกสารคู่มือ, การจัดฝึกอบรม-เวิร์คชอป และ การจัดสัมมนาวิชาการ

1. ค้นหายีนในพืชเศรษฐกิจสำคัญของประเทศเช่น ข้าว ข้าวโพด มะเขือเทศ ฯลฯ โดยยีนที่สนใจได้แก่ ลักษณะคุณภาพข้าว ความต้านทานโรค-แมลง ความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตจนกระทั่งให้ผลผลิต เช่น สภาพน้ำท่วม ดินเค็ม ร้อน แล้ง และ หนาว เป็นต้น
2. พัฒนาเครื่องหมายโมเลกุลเพื่อใช้ติดตามลักษณะสำคัญทางการเกษตรของพืชเศรษฐกิจ
3. ปรับปรุงพันธุ์พืช โดยเฉพาะข้าวที่เป็นพืชเศรษฐกิจสำคัญของประเทศ โดยใช้วิธีการปรับปรุงพันธุ์ที่ใช้เครื่องหมายโมเลกุลช่วยในการคัดเลือก (Marker-assisted selection) เป้าหมายพันธุ์ข้าวที่ปรับปรุงมีทั้งพันธุ์ข้าวที่เหมาะสำหรับปลูกในพื้นที่นาน้ำฝน พันธุ์ข้าวที่เหมาะสำหรับปลูกในพื้นที่นาชลประทาน และพันธุ์ข้าวลักษณะพิเศษที่มีคุณค่าทางโภชนาการสูง

ทีมวิจัยนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการเกษตรแบบแม่นยำ

1. การพัฒนาพันธุ์ข้าวต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (Brown planthopper, BPH) โดยการทำให้ข้าวเกิดการกลายพันธุ์ด้วยรังสีฟาสต์นิวตรอน

การพัฒนาพันธุ์ข้าวต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลเป็นทางเลือกในการควบคุมแมลงต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ในการศึกษานี้ได้ค้นหายีนต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในข้าว (Oryza sativa L.) โดยใช้เทคนิค double digest restriction site-associated DNA sequencing (ddRADseq) ร่วมกับเทคนิค quantitative trait loci (QTL)-seq ในประชากรข้าวสายพันธุ์แฝดผสมกลับ (backcross inbred lines, BILs) ระหว่างข้าวราตูฮีนาติซึ่งเป็นพันธุ์ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (RH) กับข้าวขาวดอกมะลิ 105 ซึ่งเป็นพันธุ์อ่อนแอต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (KDML105) พบว่าบริเวณจีโนม QBPH4.1 และ QBPH4.2 บนโครโมโซมที่ 4 ของข้าวมีความสัมพันธ์กับความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล โดยยีนที่มีความสำคัญในบริเวณจีโนมทั้งสองได้แก่ ยีน lectin receptor kinase 3 (OsLecRK3) และยีน sesquiterpene synthase 2 (OsSTPS2) ตามลำดับ เมื่อนำเครื่องหมายดีเอ็นเอจากยีนทั้งสองมาคัดเลือกในประชากรข้าวเจ้าหอมนิลซึ่งเป็นพันธุ์อ่อนแอต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ซึ่งถูกทำให้เกิดการก่อกลายพันธุ์ด้วยรังสีฟาสต์นิวตรอน (n = 9,323) พบข้าวกลายพันธุ์จำนวน 19 สายพันธุ์ ที่มีการกลายพันธุ์ที่ยีนทั้งสอง อย่างไรก็ตามมีเพียง 1 สายพันธุ์ (JHN4) ที่มีความต้านทานสูงต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล และจำนวน 3 สายพันธุ์ (JHN09962, JHN12005, JHN19525) ที่ต้านทานปานกลางต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ผลการวิเคราะห์จีโนไทป์ด้วยเครื่องหมายโมเลกุลแบบสนิปและแบบ insertion-deletion (Indel) ค้นพบ gene-specific haplotype patterns (HPs) ที่จำเป็นสำหรับความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล โดยพบว่า HPs ของยีน OsLecRK2-3, OsSTPS2 และ BPH32 ควบคุมความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในข้าวสายพันธุ์แฝดผสมกลับ (BILs) ซึ่งเป็นพันธุ์ข้าวที่ได้จากการปรับปรุงพันธุ์ ในทางตรงกันข้ามค้นพบ HPs ของยีน BPH9 ยีนต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลบนโครโมโซมที่ 12 และยีนอื่น ๆ อีก 7 ยีนบนโครโมโซมที่ 4 ซึ่งควมคุมความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในข้าวกลายพันธุ์ด้วยรังสีฟาสต์นิวตรอน โดยองค์ความรู้ที่ค้นพบสามารถนำไปใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลต่อไป (ทีมวิจัยนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการเกษตรแบบแม่นยำ กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการจัดการแบบบูรณาการ ร่วมมือกับ ศูนย์วิทยาศาสตร์ข้าว และภาควิชาพืชไร่นา คณะเกษตร กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน [Rice (2019) 12(16): 1-26, IF 2017 = 3.039]

2. การวางตำแหน่ง QTL ที่เกี่ยวข้องกับลักษณะการยืดตัวของเมล็ดข้าวสุก ใกล้กับตำแหน่งยีนที่สร้างเอนไซม์ soluble starch synthase และ starch branching enzymes ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แป้งในเมล็ดข้าว ด้วยวิธีการ QTL-seq

คุณภาพของข้าวเป็นเป้าหมายหลักในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้มีสายพันธุ์ข้าวที่มีความหลากหลาย สำหรับคุณลักษณะที่แสดงถึงคุณภาพของเมล็ดข้าว ได้แก่ ความหอม ปริมาณอะไมโลส อุณหภูมิที่ทำให้เกิดการเจลาติไนเซชัน (gelatinization temperature) ซึ่งทำให้เม็ดสตาร์ชพองตัวเต็มที่และสุก โดยเฉพาะการยืดตัวของเมล็ดข้าวในทางยาว (lengthwise grain elongation (GE)) เป็นคุณลักษณะของข้าวพรีเมี่ยมที่มีคุณภาพสูง เช่น ข้าวบาสมาติของประเทศอินเดียและปากีสถาน ในปัจจุบันยังไม่ทราบแน่ชัดเกี่ยวกับการควบคุมทางพันธุกรรมของลักษณะการยืดตัวของเมล็ดข้าว เนื่องจากลักษณะนี้ค่อนข้างมีความซับซ้อนและมีรูปแบบไม่สม่ำเสมอ ในการศึกษานี้จะทำการค้นหา quantitative trait loci (QTL) ที่ควบคุมลักษณะการยืดตัวของเมล็ดข้าวสุก โดยใช้การวิเคราะห์ด้วยเทคนิค bulk-segregant analysis (BSA) และการหาลำดับเบสทั้งจีโนมโดยใช้ประชากรข้าวรุ่นที่ 2 (F2) ที่มีการกระจายตัวของลักษณะการยืดตัวของเมล็ดข้าว ลักษณะปริมาณอะไมโลสและและลักษณะอุณหภูมิที่เกิดการเจลาติไนเซชัน ผลการศึกษาสามารถวางตำแหน่ง QTL จำนวน 2 ตำแหน่งได้บนโครโมโซมที่ 6 ได้แก่ qGE6.1 และ qGE6.2 และสามารถวางตำแหน่ง QTL ได้อีกหนึ่งตำแหน่งบนโครโมโซมที่ 4 ได้แก่ qGE4.1 ทังนี้ พบว่า QTL ทั้งสามอยู่ในบริเวณที่ใกล้กับยีนที่มีหน้าที่ในการสร้างเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แป้ง โดย QTL qGE6.1 และ qGE6.2 อยู่ใกล้กับยีนสตาร์ชซินเทส IIa [starch synthase IIa (SSIIa)] และยีนสตาร์ชบรานชิงเอนไซม์ III [(starch branching enzyme III (SBEIII)] ตามลำดับ และ QTL qGE4.1 อยู่ใกล้กับยีนสตาร์ชบรานชิงเอนไซม์ SBEIIa [starch branching enzyme IIa (SBElla)] ทั้งนี้ QTL qGE6.1 เป็น QTL หลักสำหรับลักษณะการยืดตัวของเมล็ดข้าวสุกในประชากรกลุ่มดังกล่าว และยีน SSlla อาจเป็นยีนสำคัญที่เกี่ยวข้องกับลักษณะดังกล่าว องค์ความรู้ที่ได้จากการศึกษาวิจัยจะมีประโยชน์สำหรับการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้มีลักษณะการยืดตัวของเมล็ดข้าวเมื่อหุงสุกและมีคุณภาพแป้งที่แตกต่างกัน (ทีมวิจัยนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการเกษตรแบบแม่นยำ กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการจัดการแบบบูรณาการ ร่วมกับคณะเกษตร กำแพงแสน และศูนย์วิทยาศาสตร์ข้าว มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน) [Scientific Report, 2019, 9:8328, 1-10 (IF 2018 = 4.011)]

3. การศึกษารูปแบบความเชื่อมโยงในจีโนม (Genome-wide association mapping) ของยีนในเชื้อราที่เป็นสาเหตุทำให้เกิดโรคไหม้ในข้าว (Magnaporthe oryzae) โดยใช้เทคนิค genotyping by sequencing

การศึกษาเชื้อรา Magnaporthe oryzae (M. oryzae) ที่ทำให้เกิดโรคไหม้ในพืชหลายชนิด โดยทำการแยกเชื้อราจากข้าวจำนวน 73 ชนิดตั้งแต่ปี ค.ศ. 1996-2014 และนำเทคนิค genotyping by sequencing (GBS) ที่มีการใช้ restriction เอนไซม์เพื่อตัดลำดับเบสทำให้ไม่จำเป็นต้องหาลำดับเบสทั้งจีโนม มีราคาถูกและทำได้รวดเร็ว นำมาประยุกต์ใช้ในการจีโนไทป์เครื่องหมายโมเลกุลสนิปที่อยู่ในบริเวณตำแหน่งยีนที่เกี่ยวข้องกับความรุนแรงในการก่อโรคไหม้จำนวน 831 เครื่องหมาย และศึกษาความหลากหลายทางพันธุกรรม ผลจากการวิเคราะห์โครงสร้างประชากรของเชื้อราที่เป็นสาเหตุให้เกิดโรคไหม้ในข้าว พบว่าสามารถแบ่งออกเป็น 8 กลุ่มย่อย ซึ่งไม่ได้มีความเกี่ยวข้องกับระดับความรุนแรงของการเกิดโรคไหม้ นอกจากนี้ผลการศึกษาแผนที่ซึ่งสัมพันธ์กับลักษณะทางพันธุกรรม (association mapping) และลักษณะทางฟีโนไปท์ที่สนใจ พบว่ามีเครื่องหมายสนิปจำนวน 5 เครื่องหมาย ที่มีความเกี่ยวข้องกับเชื้อราที่ทำให้เกิดโรคไหม้บนโครโมโซมที่ 1, 2, 3, 4 และ 7 โดยเครื่องหมายสนิปบนโครโมโซมที่ 1 มีความสัมพันธ์กับยีนที่เป็นสาเหตุของโรคไหม้ในข้าวสายพันธุ์ RD6-Pi7 และ IRBL7-M ที่อาจมีความเชื่อมโยงกับยีน AvrPi7 ตามที่เคยมีการรายงานก่อนหน้านี้แล้ว องค์ความรู้ที่ค้นพบจะมีประโยชน์ในการพัฒนาเครื่องหมายโมเลกุลที่จำเพาะกับยีนในเชื้อราที่เป็นสาเหตุทำให้เกิดโรคไหม้ในข้าวเพื่อการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้ต้านทานต่อโรคไหม้ต่อไป (หน่วยปฏิบัติการค้นหาและใช้ประโยชน์ยีนข้าวร่วมมือกับห้องปฏิบัติการวิจัยจีโนม หน่วยวิจัยเทคโนโลยีจีโนม และคณะวิทยาศาสตร์และคณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์) [Genomics, 2019, 111(4): 661-668]

4. การพัฒนาพันธุ์ข้าวราตูเฮนาติที่มีความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล

ผลการดำเนินงานที่ผ่านมาได้ทำการวางตำแหน่งยีนโดยทดสอบด้วยเพลี้ย จำนวน 6 ประชากรที่สำรวจเก็บจากภูมิภาคต่าง ๆ ของประเทศไทย พบว่าดีเอ็นเอเครื่องหมายจากโครโมโซม 4, และ 6 มีความสัมพันธ์กับความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล เมื่อทำการวิเคราะห์การแสดงออกของ candidate gene ลักษณะต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลที่วางตัวอยู่บริเวณโครโมโซม 6 จำนวน 47 ยีน พบว่ามีจำนวน 7 ยีน ที่ถูกกระตุ้นให้แสดงออกมากขึ้นเมื่อข้าวราตูเฮนาติ ถูกเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลเข้าทำลายนาน 24 ชั่วโมง

ผลการดำเนินงานในปี 2561 สามารถพัฒนาเครื่องหมายโมเลกุลที่มีความสัมพันธ์กับความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในข้าวพันธุ์ราตูเฮนาติ ซึ่งเป็นพันธุ์ข้าวที่มีความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลจากประเทศศรีลังกา โดยใช้เทคโนโลยีเครื่องหมายโมเลกุลมาช่วยในการคัดเลือก (marker assisted selection, MAS) ร่วมกับการคัดเลือกลักษณะทางฟีโนไทป์ด้วยวิธีมาตรฐาน (conventional phenotypic selection) เพื่อพัฒนาเครื่องหมายโมเลกุลแบบสนิปที่เกี่ยวข้องกับความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในการปรับปรุงพันธุ์ข้าว โดยพัฒนาประชากรผสมกลับ BC3F5 ของข้าวสายพันธุ์แท้ (inbred line) จากพันธุ์ข้าวราตูเฮนาติกับพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 ทดสอบความต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลที่เก็บรวบรวมจากภูมิภาคต่าง ๆ ของประเทศไทยจำนวน 6 กลุ่มประชากร พบยีนในบริเวณโครโมโซมที่ 4 ใกล้กับเครื่องหมายโมเลกุลแบบสนิป (เครื่องหมาย LecRK2-SNP และ LecRK3-SNP) และบริเวณโครโมโซมที่ 6 ใกล้กับเครื่องหมายโมเลกุลแบบสนิป (เครื่องหมาย Bph32-SNP) และเครื่องหมายโมเลกุลแบบ simple sequence repeat (SSR) (เครื่องหมาย SSR23) เมื่อวิเคราะห์การแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับลักษณะต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลบนโครโมโซมที่ 6 ในบริเวณเครื่องหมาย Bph32-SNP และ SSR23 ซึ่งมีการแสดงออกมากขึ้นเมื่อข้าวราตูเฮนาติถูกเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลเข้าทำลายเป็นระยะเวลา 24 ชั่วโมง เปรียบเทียบกับข้าวราตูเฮนาติชุดควบคุม พบยีนที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนในกลไกการต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล จำนวน 8 ยีน โดยผลการตรวจสอบความถูกต้อง (validate) ของเครื่องหมายโมเลกุลสนิปโดยการศึกษาจีโนไปท์ประชากรข้าวผสมกลับ ได้ค้นพบเครื่องหมายโมเลกุลแบบสนิปจำนวน 1 เครื่องหมายบนยีน LOC_Os06g03514 ที่แสดงความสัมพันธ์กับลักษณะความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลได้ดีกว่าเครื่องหมายโมเลกุลเดิม (Bph32-SNP) องค์ความรู้ดังกล่าวสามารถนำไปใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้มีความต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (หน่วยปฏิบัติการค้นหาและใช้ประโยชน์ยีนข้าวร่วมมือกับศูนย์วิทยาศาสตร์ข้าวและภาควิชาพืชไร่นา คณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน) [Molecular Breeding, 2018, 38(88), 1-16]

5. การวิเคราะห์สารเมตาโบไลท์แบบองค์รวมของข้าวต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ได้ค้นพบสารเมตาโบไลท์ทุติยภูมิที่เกี่ยวข้องกับกลไกการป้องกันตัวตลอดเวลาและการป้องกันตัวเมื่อมีการเข้าบุกรุกจากเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล

เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลเป็นแมลงศัตรูข้าวที่เข้าบุกรุกโดยการดูดน้ำจากท่อลำเลียงอาหารของข้าว ทำให้ใบข้าวเหลือง และแห้งตายในที่สุดซึ่งเกิดการระบาดไปอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ผลผลิตข้าวลดลง ในปัจจุบันมีการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้มีความสามารถในการต้านเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลได้ แต่องค์ความรู้เกี่ยวกับกลไกความต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในข้าวยังมีอยู่อย่างจำกัด การศึกษาการตอบสนองของสารเมตาโบไลท์ในข้าวระยะแตกกอระหว่างข้าวที่อ่อนแอ [BPH-susceptible (KD)] และข้าวที่ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล [BPH-resistant isogenic line (IL308)] ในระยะเวลา 8 วันหลังการเข้าทำลายของเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลโดยใช้เทคนิคลิควิดโครมาโทกราฟี [liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry (UPLC-QToF-MS)] ร่วมกับเทคนิค multi-block PCA ในการวิเคราะห์สารเมตาโบไลท์ที่ต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ผลการศึกษาพบว่าข้าวที่มีความต้านทานต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล มีการเปลี่ยนแปลงของสารเมตาโบไลท์ที่ตอบสนองต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลตั้งแต่วันแรกที่เพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลเข้าบุกรุกซึ่งเกิดขึ้นแบบรวดเร็วเมื่อเปรียบเทียบกับข้าวที่อ่อนแอต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลซึ่งจะแสดงการตอบสนองในช่วงวันที่ 4-8 ผลจากการศึกษาชีววิถีพบว่าการรบกวนของเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลมีผลต่อกระบวนการทางเคมีของต้นข้าว ได้แก่ กระบวนการสร้างสารเมตาโบไลท์ปฐมภูมิกลุ่มพิวรีน สารเมตาโบไลท์ทุติยภูมิกลุ่มฟีนิลโพรพานอยด์ กลุ่มฟลาโวนอยด์ และกลุ่มเทอร์พีนอยด์ โดยพบว่าสารเมตาโบไลท์ทุติยภูมิเหล่านี้มีบทบาทสำคัญ ในการตอบสนองต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลโดยการเปลี่ยนแปลงของสารเมตาโบไลท์เหล่านี้ พบในสองรูปแบบ คือ 1) รูปแบบการป้องกันตัวตลอดเวลา ที่พบในข้าวสายพันธุ์ต้านเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล และมีปริมาณสูงกว่าข้าวสายพันธุ์อ่อนแออย่างมีนัยสำคัญ และ 2) รูปแบบการป้องกันตัวที่เกิดขึ้นเมื่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลเข้าบุกรุกที่พบในข้าวสายพันธุ์ต้านเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลหลังถูกเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลบุกรุกในปริมาณสูงกว่าข้าวสายพันธุ์อ่อนแออย่างมีนัยสำคัญ องค์ความรู้ที่ได้มีความสำคัญในการนำไปใช้เป็นสารเมตาโบไลท์บ่งชี้ในการตรวจวัดข้าวพันธุ์ต้านทาน หรือนำไปใช้เป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเพื่อต่อต้านเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล (ความร่วมมือระหว่างทีมวิจัยไมโครอะเรย์แบบครบวงจร กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีการตรวจวินิจฉัยและการค้นหาสารชีวภาพ ทีมวิจัยนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการเกษตรแบบแม่นยำ กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการจัดการแบบบูรณาการ คณะเกษตร กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ Queen’s University Belfast และ University of Liverpool สหราชอาณาจักร และ University of Arkansas ประเทศสหรัฐอมเริกา) [Metabolomics, 2019, 15:151. (IF2018 = 3.167)]