บท6 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการผสมพันธุ์พืช
                 (Introduction to plant breeding)

                                                       [หน้าแรก] [ปฏิบัติการ]

   หัวข้อของบทเรียน
1. การปรับปรุงพันธุ์พืช
2. องค์ประกอบและชนิดของดอกไม้
3. การถ่ายละอองเกสร
4. การกำจัดเกสรตัวผู้
5. การผสมพันธุ์พืช

          
     1.การปรับปรุงพันธุ์พืช                                                                 [บน]
     การปรับปรุงพันธุ์พืช หมายถึง การปรับปรุงที่เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางพันธุกรรมของพืชเพื่อให้ได้พันธุ์ที่มีลักษณะดีกว่าเดิม ในทุกลักษณะเท่าที่จะทำได้ งานปรับปรุงพันธุ์พืชประกอบด้วย
       1.1 Plant introduction การนำพืชที่มีลักษณะต้องการจากแหล่งอื่นเข้ามาปลูก โดยที่     แหล่งนั้นไม่มีลักษณะอย่างนั้นอยู่
       1.2 Plant hybridization and selection เป็นการผสมระหว่างพันธุ์ต่างๆของพืช และคัดเลือกพันธุ์เพื่อให้ได้ลักษณะพืชตามที่ต้องการ
       1.3  สิ่งที่ต้องการหลังจากการปรับปรุงพันธุ์พืชคือ
               -  เพิ่มผลผลิต
               -  เพิ่มคุณภาพ หรือคุณค่าทางอาหาร

     การเพิ่มผลผลิต  มีสิ่งสำคัญที่พืชต้องการคือ
       1. น้ำ
       2. ปุ๋ย
       3. การป้องกันโรค และศัตรูพืช รวมทั้งวัชพืช
       4. ต้องเป็นพืชสายพันธุ์ดี
ข้อ 1 - 3 เป็นเรื่องเกี่ยวกับสภาพการเพาะปลูก
ข้อ 4  เป็นเรื่องเกี่ยวกับพันธุกรรมของพืช

 *เพิ่มผลผลิต  (Higher yield)
   การเพิ่มจำนวนผลผลิตต่อพื้นที่ (จำนวน พ.ท. หรือ จำนวนถังต่อไร่)
   - การเพิ่มปริมาณเส้นใยเช่นในฝ้าย ป่าน ปอ
   - การเพิ่มปริมาณน้ำมันเช่น ละหุ่ง ถั่วเหลือง ปาล์มน้ำมัน
   - การเพิ่มจำนวนดอก/ต้นเช่นในไม้ประดับต่างๆ
   - การเพิ่มจำนวนเนื้อไม้และเซลลูโลสในไม้ป่า
ผลผลิต (yield) เป็นสิ่งที่เกิดจากปัจจัยหลายๆ อย่าง (ผลผลิตเป็นขั้นสุดท้ายของการทำงานในพืช)
     ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับผลผลิตของพืชมี 2  ประการคือ
 1พันธุกรรมของพืชในด้านความสามารถในการให้ผลผลิต  หรือสร้างผลผลิต (มีการให้ แร่ธาตุที่พืชต้องการ ตามปกติ)
 2พันธุกรรมของพืชในด้านความทนทานต่อสภาวะที่ไม่เหมาะสม (โรคพืช และแมลง  แห้งแล้ง  กรด ด่าง)  ซึ่งจะมีผลต่อผลผลิตในทางอ้อม

 *เพิ่มคุณภาพของผลผลิต (Better quality)  ทำให้พืชมีคุณค่าขึ้น
   -พืชที่ใช้เป็นอาหาร (% Protein,  % Vit.C   % น้ำตาล  หรือเพิ่มความหวาน รสชาด สีสัน  ขนาด  รูปร่าง  เก็บไว้ได้นาน)
   -พืชที่เป็นไม้ดอก (ดอกบานทน  สีดอก สีใบ แปลกตาสวยงาม ขนาดเล็ก
หรือใหญ่ กลิ่น)

 *ให้มีความต้านทานต่อโรคและศัตรูพืช (Pest resistance) ทนต่อเชื้อรา แบคทีเรีย  ไวรัส แมลง วัชพืช(ความรุนแรงขึ้นกับสภาวะร่วมกันระหว่างพันธุกรรมของพืช และพันธุกรรมของ pest  ตลอดจนสิ่งแวดล้อมในขณะนั้น)

 *ให้มีความทนทานต่อสภาวะที่ไม่เหมาะสม (ความแห้งแล้ง  ดินเค็ม ให้ต้นเตี้ยไม่หักล้ม)

 *ทำให้เกิดพืชสายพันธุ์ใหม่ที่มีลักษณะแปลกไปจากเดิม  (ดอกใหญ่  กลิ่นสีแปลก ผลใหญ่ รสชาติ สีสรรต่างๆ รูปร่าง  ดอกแปลก)

 *เพิ่มอายุการเก็บรักษา  (เพิ่มคุณภาพของผลผลิต)
   - ต้องตั้งวัตถุประสงค์ให้เด่นชัด แน่นอน
   - ในแต่ละท้องที่ควรมีศูนย์การปรับปรุงพันธุ์พืชเอง
   - ดีอยู่แล้วก็ต้องปรับปรุงให้ดีเพิ่มขึ้นอีก

     การผสมพันธุ์พืชจะต้องมีการควบคุมและผสมพันธุ์พืชระหว่างสายพันธุ์ที่กำหนดไว้ (artificial pollination) ก่อนจะลงมือผสมพันธุ์พืชชนิดใด จะต้องมีความรู้ความเข้าใจความสำคัญขั้นพื้นฐานของพืชนั้นๆ

     2. องค์ประกอบและชนิดของดอกไม้                                                [บน]
     พืชที่ศึกษาทดลองในทาง Plant breeding ส่วนใหญ่คือพืชพวก Angiospermae (Flowering plant) ซึ่งมีดอกไม้เป็นอวัยวะสืบพันธุ์ของพืช ส่วนประกอบของดอกไม้ที่สมบูรณ์ (Complete flower) มีส่วนต่างๆ ดังรูป ส่วนประกอบของดอกไม้ที่สำคัญในการผสมพันธุ์คือ stamen กับ pistil จากส่วนประกอบทั้งสองที่กล่าวนี้ นำมาใช้เป็นเครื่องแบ่งแยกดอกไม้ออกเป็นชนิดต่างๆดังนี้
     2.1 Perfect flower (Bisexual) คือดอกไม้ที่มี stamen และ pistil อยู่บนดอกเดียวกัน
     2.2 Imperfect flower (Unisexual) คือดอกไม้ที่บนดอกไม้นั้นมีแต่ stamen หรือ pistil เพียงอย่างเดียว ดอกไม้ที่เป็น Imperfect flower นี้ยังแบ่งแยกเป็นชนิดต่างๆ อีกหลายชนิด ดอกไม้ใดมี stamen เพียงอย่างเดียวเรียก staminate flower และดอกไม้ใดมี pistil เพียงอย่างเดียว
เรียก pistilate flower ต้นพืชที่มี staminate flower และ pistilate flower อยู่บนต้นเดียวกัน เรียกพืชนี้ว่า monoecious plant  แต่ในทางตรงกันข้าม  ต้นไม้ต้นใดต้นหนึ่งมีแต่ staminate flower หรือ pistilate flower เพียงอย่างเดียวเรียกพืชนี้ว่า dioecious plant บนต้นพืชใดมี perfect, staminate และ pistilate flower อยู่รวมบนต้นเดียวกันเรียกพืชนี้ว่า polygamonoecious plant แต่ต้นพืชใดมี perfect กับ pistilate flower หรือ perfect กับ staminate flower อยู่บนต้นเดียวกันเรียกพืชนี้ว่า polygamo-dioecious plant

     3. การถ่ายละอองเกสร (Pollination)                                            [บน]
     การถ่ายละอองเกสร คือกระบวนการกระจายของ pollen ที่แตกออกมาจาก anther ไปตกบน stigma ของ pistil บนดอกไม้ เมื่อมีการถ่ายละอองเกสรแล้ว  pollen จะงอก pollen tube เพื่อนำ sperm ไปผสมกับ egg (Fertilization) ที่อยู่ภายใน ovule ใน ovary ของ pistil การถ่ายละอองเกสรในธรรมชาติมีสาเหตุเกิดมาได้หลายวิธี  โดยปกติดอกไม้ส่วนใหญ่จะเกิดการถ่ายละอองเกสร โดยลมหรือแมลง ส่วนวิธีการของการผสมพันธุ์พืชนี้ จะมีการควบคุมการถ่ายละอองเกสร และการผสมเกสร โดยผู้ทำการทดลองเอง ชนิดของการถ่ายละอองเกสร (Type of pollination) มี 2 ชนิดคือ
     3.1Cross pollination คือการถ่ายละอองเกสรที่เกิดจาก pollen จากต้นหนึ่งปลิวไปตกบน stigma ของอีกต้นหนึ่ง  ซึ่งมีผลทำให้เกิด cross fertilization
     3.2Self pollination คือการถ่ายละอองเกสรที่เกิดจาก pollen ของ perfect flower ปลิวไปตกบน stigma ของดอกเดียวกัน  และเกิด self fertilization

     4. การกำจัดเกสรตัวผู้ (Emasculation)                                         [บน]
     ในธรรมชาติการถ่ายละอองเกสรและการผสมเกสร (fertilization) จะเกิดขึ้นกับดอกไม้ ตามลักษณะและชนิดของดอกไม้นั้นๆอยู่เสมอ  การกำจัดเกสรตัวผู้ (anther) ของ perfect flower ออกให้หมด  เพื่อป้องกันการผสมเกสรภายในดอกไม้เดียวกัน คือ Emasculation ก่อนที่จะมีการผสมพันธุ์พืช ควรศึกษาลักษณะโครงสร้างของดอกไม้ที่ทำการทดลองเพื่อควบคุมการผสมเกสร มีวิธีการต่างกันแล้วแต่ชนิดของดอกไม้
     4.1Perfect flower ดอกไม้ที่มี stamen และ anther อยู่บนดอกเดียวกัน วิธีการป้องกันการผสมเกสร คือทำการกำจัดเกสรตัวผู้ออกจากดอกไม้นั้นโดยเด็ด anther ของดอกไม้นั้นออกไป ก่อนที่ระยะ anther จะแตกให้ pollen กระจายออกมา และเอาถุงกระดาษคลุมดอกไม้นั้นไว้ เพื่อไม่ให้มีการถ่ายละอองเกสรมาจากดอกอื่นเกิดขึ้นได้ ในขณะที่ดอกไม้บาน
     4.2Imperfect flower ดอกไม้ชนิดนี้ไม่จำเป็นต้องมีการกำจัดเกสรตัวผู้ วิธีการ
ป้องกัน  ใช้ถุงกระดาษคลุม pistilate flower นั้นไว้ ก่อนที่ดอกไม้จะบาน

     5.การผสมพันธุ์พืช (Plant hybridization)                                               [บน]
     การผสมพันธุ์พืชนั้น คือการนำ pollen จากดอกไม้ต้นพ่อพันธุ์ มาติดบน stigma ของดอกไม้แม่พันธุ์ ที่มีการป้องกันการผสมเกสรไว้ก่อนแล้ว  เมื่อผสมพันธุ์เสร็จเรียบร้อยคลุมดอกไม้ที่ผสมแล้วนั้นด้วยถุงกระดาษ เพื่อป้องกันการผสมเกสรที่อาจจะเกิดจาก pollen อื่นๆ ตามธรรมชาติ และผูกป้ายแสดงหลักฐานการผสมพันธุ์ไว้ที่โคนของก้านดอกนั้น ถึงกระดาษที่คลุมนี้จะเก็บออกเมื่อมีการผสมเกสรเสร็จเรียบร้อยแล้ว โดยสังเกตจากกลีบดอกร่วงหล่นหมด และขนาดของ ovary เจริญ
เติบโตขึ้นกว่าเดิม
     ในการผสมพันธุ์พืช สิ่งแรกคือ การจัดเตรียมวัสดุและอุปกรณ์ในการผสมพันธุ์ ต่อมาก็คือวิธีปฏิบัติในการผสมพันธุ์พืชที่ต้องการ หลังจากนั้นจะทำการบันทึกผลการปฏิบัติการที่ได้กระทำ  สุดท้ายมีสรุปและวิจารณ์ผลการทดลองเพื่อประมวลความรู้และผลที่ได้จากการทำทดลองนั้นอีกครั้งหนึ่ง