เทคนิคการคัดพันธุ์พืชผัก

สืบเนื่องมาจากคำถามของน้องศิษฐ์เรื่องปัญหาการขยาย พันธุ์ด้วยเมล็ดแล้วมีการกลายพันธุ์ในรุ่นต่อๆ ไป  ความจริงเรื่องการคัดเมล็ดพันธุ์นี้เป็นเรื่องที่นักวิชาการเกษตรทำกันอยู่ ประจำอยู่แล้ว  เพียงแต่ไม่ค่อยมีบทความมาให้เราอ่านสักเท่าไร (เพราะอะไรไม่รู้)  จึงขอถือโอกาสแบ่งปันความรู้แบบงูๆ ปลาๆ ของผมให้พี่ๆน้องๆ ได้ช่วยกันวิจารณ์ และเพิ่มเติมข้อแนะนำนะครับ

ประเด็นปัญหา

ในช่วงปี ค.ศ. 1860 (สมัยรัชกาลที่ 4 ) บาทหลวงจากสำนักออกัสทิเนียน นามว่า เกรเกอร์ โจฮันน์ เมนเดล ได้เริ่มหาคำตอบของการถ่ายทอดพันธุกรรม (heredity) โดยเขาพยายามทดลองทางวิทยาศาสตร์ด้วยการผสมพันธุ์ต้นถั่วต่างชนิดกัน และคอยสังเกตลักษณะของถั่วในรุ่นลูก  เขาพบว่าพ่อและแม่ต่างก็ถ่ายทอดแต่ละปัจจัย แต่ละอย่าง บางปัจจัยปรากฏให้เห็นชัดเจน บางปัจจัยก็ซ่อนเร้น ซึ่งขึ้นอยู่กับการผสมผสานของปัจจัยต่างๆ ที่ถ่ายทอดมาสู่ลูก ปัจจัยในความหมายของเมนเดลนี้ ต่อมาเรียกกันว่า ยีน (gene) นั่นเอง

สิ่งที่เมนเดลค้นพบสามารถอธิบายปรากฎการณ์ การกลายพันธุ์แบบที่ 1 ของน้องศิษฐ์  ทั้งๆ ที่ไม่ได้ปลูกพืชใกล้เคียงกันในบริเวณเดียวกัน  เช่น การเพาะฟักทองจากเมล็ดที่มีขนาดผลใหญ่  รสชาติดี  เมื่อปลูกออกมากลับไม่ได้ผลใหญ่ทุกลูก  ถ้าไม่ได้มีการคัดสายพันธุ์จะทำให้รุ่นต่อๆ ไปมีโอกาสที่จะกลายเป็นฟักทองพันธุ์ที่มีผลไม่ใหญ่เหมือนเดิม  หรือรสชาติเปลี่ยนไป จะจำนวนผลที่มีลักษณะด้อยมากขึ้นเรื่อยๆ

การกลายพันธุ์แบบที่ 2 เกิดจากการผสมข้ามสายพันธุ์ของพืชที่มีลักษณะใกล้เคียงกัน  เช่น การปลูกถั่วฝักยาวพันธุ์ใหญ่และมีฝักนิ่ม  ใกล้ๆ กับแปลงถั่วพุ่ม  ปรากฎว่าถั่วฝักยาวในรุ่นต่อมามีเนื้อที่แข็งมากขึ้น ไม่อร่อยเหมือนเดิม  (ความจริงแล้วทาง มข. ก็มีการทดลองผสมพันธุ์ถั่วฝักยาว กับถั่วพุ่ม กลายเป็นถั่วฝักยาวไร้ค้าง) เป็นปัญหาหนักใจของน้องศิษฐ์เป็นอย่างมาก

แนวทางแก้ไข

การคัดเลือกพันธุ์ คือการปรับปรุงประชากรหรือยกระดับความสามารถหรือคุณลักษณะต่าง ๆของพืชให้ดียิ่งขึ้นกว่าเดิมเช่นให้ผลผลิตสูงขึ้น โดยเลือกใช้วิธีการปรับปรุงประชากรที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มความถี่ของยีนและยี โนไทป์ที่ควบคุมลักษณะดีให้มีค่าสูงขึ้น จะมีผลทำให้ค่าเฉลี่ยของลักษณะดังกล่าวมีค่าสูงขึ้นด้วย  การคัดเลือกพันธุ์ของพืช นั้นแบ่งออกเป็นอย่างกว้าง ๆ เป็น 2กลุ่มคือ กลุ่มที่ไม่มีการทดสอบและกลุ่มที่มีการทดสอบลูก

1. การคัดเลือกพันธุ์ที่ไม่มีการทดสอบลูก นั้นพืชแต่ละต้นที่มีลักษณะดีจะถูกคัดเลือกออกมาจากประชากรไว้เพื่อปรับปรุง พันธุ์ต่อ  โดยใช้วิธีการประเมินด้วยสายตา คือดูจากลักษณะภายนอกโดยตรง
2. การคัดเลือกพันธุ์ที่ มีการทดสอบลูก นั้น การคัดเลือกพืชแต่ละต้น จะตัดสินจากการแสดงออกของลักษณะของกลุ่มของลูกหลายต้น (เป็นตระกูล) ที่แต่ละต้นมีความเกี่ยวข้องเป็นเครือญาติในลักษณะต่าง ๆ เช่นเป็นต้นพี่ต้นน้องร่วมต้นพ่อแม่เดี่ยวกัน หรือร่วมพ่อหรือร่วมแม่เดียวกัน ที่สร้างขึ้นจากต้นพืชที่ต้องการคัดเลือก โดยการผสมพันธุ์แบบต่าง ๆเช่น ผสมตัวเอง แบบ half-sib (เป็นการผสมระหว่างต้นที่เป็นพี่น้องที่มีเฉพาะต้นแม่หรือต้นพ่อร่วมกัน) หรือแบบ full-sib (เป็นการผสมระหว่างต้นที่เป็นพี่น้องร่วมพันธุ์พ่อแม่เดียวกัน)
   
   วิธี การทดสอบทำได้นำเมล็ดพันธุ์ของต้นแม่ที่เก็บได้มาแบ่งเป็น 2 ส่วน ๆหนึ่งเก็บไว้ อีกส่วนหนึ่งนำไปปลูกต้นต่อแถว (ear-to-row) ส่วนในพืชที่รับประทานผลเช่นแตงโม แตงกวา มะระ เรียกว่าผลต่อแถว (fruit-to-row) เมื่อตรวจพบว่าแถวไหนดีก็คัดเลือกต้นที่ดีที่สุดในแถวดังกล่าวแล้วเก็บเมล็ด มารวมกันเพื่อใช้ปรับปรุงพันธุ์ต่อ

วิธี ที่ 1 เป็นการคัดพันธุ์แบบง่ายที่ทำมาตั้งแต่สมัยโบราณ  ไม่มีการควบคุมละอองเกสร เป็นการคัดเลือกพันธุ์เฉพาะต้นแม่ ทำให้ความก้าวหน้าของการคัดเลือกพันธุ์เป็นไปได้ช้า แก้ไขโดยใช้วิธีการที่ 2 โดยการคัดเลือกทั้งต้นพ่อและต้นแม่ คัดเลือกก่อนออกดอกสำหรับลักษณะที่ทำได้ หรือผสมตัวเองต้นที่คัดไว้เป็นจำนวนมาก แล้วคัดเลือกซ้ำอีกครั้งหนึ่งในระยะที่เหมาะสม เช่นระยะฝักแก่หรือผลแก่   ซึ่งเทคนิคการควบคุมละอองเกสรมีหลายวิธี เช่น

1. การควบคุมโดยใช้ระยะห่าง ระหว่างแปลงของพืชชนิดเดียวกัน หรือพืชที่ใกล้เคียงกัน  เพื่อป้องกันการผสมแบบที่เราไม่ได้ควบคุมจากการผสมเกสรโดยแมลง หรือลม  (ระยะห่างขึ้นกับชนิดของพืช)  โดยเทคนิคดังกล่าวสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ด้วยการคัดเมล็ดเพิ่มเติมอีก  ซึ่งวิธีการที่ปรับปรุงพันธุ์เป็นผลสำเร็จ โดยเฉพาะตระกูลกะหล่ำปลี กะหล่ำดอก บร็อคโคลี่ ผักกาดขาวปลี ผักกาดหัว คะน้า เป็นต้น เหมาะสมสำหรับลักษณะที่มีค่าอัตราพันธุกรรมสูง  ขั้นตอนการคัดเลือกพันธุ์ ในแต่ละรอบของการคัดเลือกพันธุ์นั้นจะปลูก 2 รุ่น (generation) หรือใช้เวลาอย่างน้อย 2 ฤดูเพาะปลูก ตามขั้นตอนดังนี้คือ
   
   ฤดูที่ 1 เริ่มต้นจากประชากรพื้นฐาน จะคัดเลือกก่อนการผสมเกสรโดยดูจากลักษณะภายนอกด้วยสายตาตามเกณฑ์ที่ตั้งไว้ แล้วแบ่งต้นที่คัดเลือกออกเป็น 2 กลุ่ม ๆที่ดีที่สุดเป็นจำนวน 10-50 ต้น และกลุ่มที่ดีรองไปทั้งหมด 190-450 ต้น แล้วนำมาปลูกในแปลงผลิตเมล็ดพันธุ์ในลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมซ้อนกัน 2 ชั้น ชั้นในเป็นต้นที่ดีที่สุดชั้นนอกเป็นต้นที่ดีรองลงมาแล้วปล่อยให้ผสมแบบสุ่ม เก็บเมล็ดพันธุ์จากชั้นในแยกต้นใช้เป็นสายพันธุ์แม่
   
   ฤดูที่ 2 นำสายพันธุ์แม่ที่ได้ไปปลูกทดสอบ แล้วคัดเลือกพันธ์ซ้ำเหมือนกับการคัดเลือกในฤดูแรก ในแต่ละรอบของการคัดเลือกพันธุ์ที่ผ่านไปจะได้ประชากรที่มีลักษณะต่าง ๆดีขึ้นเป็นลำดับ เมื่อปรับปรุงพันธุ์ไปได้ 5-6 รอบหรือเห็นว่ามีลักษณะต่าง ๆ ที่มองเห็นด้วยตาเปล่าสม่ำเสมอเพียงพอแล้ว ก็ปล่อยพันธุ์ผสมเปิด
   
   
2. การควบคุมโดยการใช้ถุง  วิธีการนี้จะได้ผลดีถ้าไม่ได้ต้องการผลิตเมล็ดพันธุ์จำนวนมาก  โดยการเอาคัดต้นที่มีลักษณะที่ดีแล้วเอาถุงไปครอบดอกก่อนที่มันจะบาน  ซึ่งจะได้ผลดีกับพืชที่ผสมเกสรดอกไม้ในดอกเดียว เช่น พริก มะเขือ เป็นต้น  แต่ในพืชที่มีดอกตัวผู้ และดอกตัวเมียแยกกัน (เช่น น้ำเต้า ฟักทอง แตงกวา แตงร้าน แตงโม ) จะต้องมีการห่อทั้งดอกตัวผู้ และดอกตัวเมีย  และจะต้องใช้วิธีการผสมด้วยมือเอง (อ่านบล๊อก ดอกตัวผู้ดอกตัวเมีย ของน้องวิศิษฐ์) ช่วยด้วย
   
   
3. การควบคุมโดยใช้กรง  คล้ายกับวิธีใช้ถุงแต่จะใช้ได้นานกว่าแบบถุง  เพื่อป้องกันไม่ให้แมลงมาผสมเกสรข้ามต้นให้  โดยอาจจะใช้ไม้ไผ่ปักเป็นเสา และใช้ผ้าตาข่ายไนลอนคลุม   เนื่องจากแมลงจะเข้าไปในกรงไม่ได้  ดังนั้นคุณอาจจะต้องใช้วิธีการผสมเกสรด้วยมือช่วย (ในรูปเป็นต้นพริกซึ่งสามารถ self-pollinate ได้ จึงไม่จำเป็นต้องผสมด้วยมือ)
   

ตัวอย่าง เทคนิคการควบคุมละอองเกสรสำหรับพืชแต่ละชนิด 

สังเกตุว่าพืชที่แนะนำให้เว้นระยะห่างเยอะจะมีโอกาสผสมข้ามพันธุ์ในตระกูลเดียวกันได้ง่าย อาจจะต้องระวังเป็นพิเศษ

บทเรียนคือ ถ้าต้องการรักษาพันธุ์ตั้งเดิมเพื่อนๆ ต้องระวังอย่าปลูกพืชคนละพันธุ์ในตระกูลเดียวกันในตำแหน่งที่ใกล้กันมากเกิน ไป เพราะจะทำให้มีการผสมข้ามพันธุ์ (อาจจะเป็นข้อดี หรือข้อเสียก็ได้) หรือถ้าจำเป็นต้องปลูก (เนื่องจากพื้นที่เล็ก) อาจจะต้องใช้เทคนิคในการควบคุมละอองเกสรในการคัดเมล็ดพันธุ์สำหรับรุ่นต่อๆ ไป