ข้าวเป็นอาหารหลักของคนไทย อีกทั้งเป็นธัญพืชที่สามารถเลี้ยงผู้คนได้ประมาณ 3,000 ล้านคนทั่วโลก จึงมีปลูกในกว่า 190 ประเทศ ประเทศในทวีปเอเชียที่ปลูกข้าวมากได้แก่ จีน กับอินเดีย และประเทศที่ส่งข้าวเป็นสินค้าออกมากที่สุด คือ จีน
คนไทยนิยมกินข้าวเป็นประจำทุกมื้อ เราจึงมีชื่อเรียกข้าวต่าง ๆ กัน เช่น ข้าวเช้า ข้าวกลางวัน และข้าวเย็น ความผูกพันกับข้าว ในจิตใจของคนไทยจึงมีปรากฏในสังคม ขนบธรรมเนียม ประเพณี วัฒนธรรม และความเชื่อต่าง ๆ ตลอดเวลาหลายชั่วอายุคนจนทำให้ตระหนักว่า ชาวนา คือ กระดูกสันหลังของชาติ เพราะสามารถผลิตข้าวเลี้ยงคนได้ทั้งประเทศ และยังสามารถส่งออกเป็นการสร้างรายได้อย่างมหาศาลด้วย
ข้าวเป็นพืชประเภทหญ้าที่สามารถขึ้นได้ดีในประเทศที่อยู่ในเขตร้อน มีลมมรสุมพัดผ่าน และสภาพอากาศมีความชื้นสูง แม้แต่ในพื้นที่สูง เช่น ประเทศเนปาลที่ระดับความสูง 3,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล และบังคลาเทศที่มีน้ำท่วมเนือง ๆ ต้นข้าวก็สามารถเติบโตได้ดี ทั้งนี้เพราะต้นข้าวสามารถปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมได้ดีนั่นเอง
ความสามารถเช่นนี้ทำให้คนในชาติต่าง ๆ เรียกข้าวต่าง ๆ กัน เช่น ชาวเขมร เรียกข้าวว่า bai ชาวลาว เรียกข้าวหุง ชาวพม่าเรียก phamin ชาวเกาหลี เรียก bab ชาวมาเลเซีย เรียก nasi ชาวฟิลิปปินส์ เรียก kanin และชาวเวียดนาม เรียก com เป็นต้น
เพราะสังคมไทยมีความเกี่ยวพัน และผูกพันกับข้าวมาตั้งแต่สมัยโบราณ เราจึงมีสำนวน คำพังเพย และวลีที่เกี่ยวกับข้าวมากมาย เช่น กินข้าวใคร รับใช้คนนั้น หมายถึง การตอบแทนบุญคุณคนที่เคยให้ความช่วยเหลือตน กินข้าวแดง หมายถึง ติดคุก ก้นถึงฟาก ปากถึงข้าว หมายถึง การเป็นอยู่อย่างสุขสบาย มีกิน มีใช้อย่างไม่ขาดมือ กินข้าวร้อน นอนตื่นสาย หมายถึง มีชีวิตที่สมบูรณ์ และอิสระ ข้าวเหลือ เกลืออิ่ม หมายถึง การมีข้าวปลาอาหารอย่างอุดมสมบูรณ์ ในน้ำมีปลา ในนามีข้าว หมายถึง บ้านเมืองมีความร่มเย็น และมีอาหารเพียงพอ อดข้าวอดน้ำ หมายถึง อดอยากทรมาน ข้าวยากหมากแพง หมายถึง ภาวะบ้านเมืองไม่สงบ ผู้คนจึงอดอยาก (ในสมัยโบราณ หมากมีความสำคัญพอ ๆ กับข้าว) ข้านอกเจ้า ข้าวนอกหม้อ หมายถึง ทาสเป็นสมบัติของเจ้า แต่มีคนบางคนแอบอ้างว่ามีความเกี่ยวข้องกับชนชั้นศักดินา เพื่อให้คนอื่นหลงเชื่อ ทั้ง ๆ ที่มิได้มีส่วนเกี่ยวพันใด ๆ เลย ข้าวแดงแกงร้อน หมายถึง การตระหนักในบุญคุณของคนที่เป็นเจ้าของข้าวและแกงนั้น ข้าวคอยฝน หมายถึง การรอคอยสิ่งที่สำคัญในชีวิต เปรียบเสมือนข้าวที่จะเติบโตไม่ได้ ถ้าฝนไม่ตก ข้าวใหม่ปลามัน หมายถึง คู่สามีภรรยาที่อยู่กินกันใหม่ ๆ ตำข้าวสารกรอกหม้อ หมายถึง การทำมาหากิน เพื่อการบริโภคในครั้งหนึ่ง ๆ หนูตกถังข้าวสาร หมายถึง คนที่มีฐานะไม่สู้จะดี แล้วได้แต่งงานกับคนที่ร่ำรวยกว่า ไก่กินข้าวเปลือก หมายถึง การกินสินบน เปรียบเสมือนตราบใดที่ไก่ที่ยังกินข้าวเปลือก คนก็ยังกินสินบนตราบนั้น กินข้าวต้ม กระโจนกลาง หมายถึง การกระทำอะไร ๆ โดยไม่ได้พิจารณาให้รอบคอบ เหมือนเวลากินข้าวต้มในจาน ซึ่งตามปกติข้าวที่อยู่ริมชามจะเย็นก่อน และที่อยู่ตรงกลางชามจะร้อน การตักกินควรจะเริ่มจากบริเวณริม ๆ เพื่อให้ทุกคนได้กินของที่ร้อนพอ ๆ กัน การตักตรงกลางก่อน จะทำให้คนอื่น ๆ ต้องกินของเหลือ ทุบหม้อข้าว หมายถึง ทำลายอาชีพหรือทำลายผลประโยชน์ ใบไม้ร่วง จะออกช่อ ข้าวรัดกอ จะออกรวง สำนวนนี้มีคำอธิบายที่ชัดเจนอยู่ในตัวแล้ว คือ การเห็นใบไม้ร่วง นั่นแสดงว่า ต้นไม้กำลังออกดอก และเวลาเห็นต้นข้าวรัดกอให้เล็กลง นั่นแสดงว่า ข้าวกำลังออกรวง สำนวนเหล่านี้เป็นข้อสังเกตและข้อคิดที่ชาวสวน ชาวไร่และชาวนาไทยได้เห็นมาตั้งแต่สมัยโบราณ
ด้านชนชาติอื่น ๆ ก็มีความเชื่อ และตำนานเกี่ยวกับข้าวมากมายเช่นกัน เช่น ชาวญี่ปุ่นเชื่อว่า ข้าวคือพืชศักดิ์สิทธิ์ ที่เทพธิดาแห่งข้าว Inari Okami ทรงบัญชาให้องค์จักรพรรดิแห่งญี่ปุ่นนำไปถวายเทพเจ้าแห่งสวรรค์ เพื่ออำนวยพรให้ชาวเมืองมีความเป็นอยู่อย่างร่มเย็นเป็นสุข ดังนั้นในพระราชพิธีสดุดีข้าว องค์จักรพรรดิจะทรงนำเมล็ดข้าวจากต้นข้าวที่ปลูกในพระราชวังไปที่วัด Grand Shrine ในเมือง Ise เพื่อถวายเป็นเทพบูชา
ชาวอินโดนีเซียก็มีความเชื่อว่า ในพิธีมงคลสมรส ถ้าเจ้าบ่าวไม่สามารถรับเมล็ดข้าวที่คนมาร่วมงานโยนให้ เจ้าสาวจะเป็นม่ายในอีกไม่นาน ชาวมาเลเซียมีประเพณีให้คู่บ่าว-สาว ป้อนเมล็ดข้าวสุกให้กัน เพื่อการมีความสุขในการครองชีวิตคู่ตลอดไป ด้านชาวอินเดียในชนบทนิยมวัดความมั่งคั่งของบุคคล จากการมีข้าวปริมาณมากในครอบครอง
สำหรับชาวจีน ซึ่งมีความเชื่อว่า ข้าวมีความสำคัญต่อชีวิตมนุษย์ยิ่งกว่าหยกหรือมุก ก็มีประเพณีเกี่ยวกับข้าวมากมาย เช่น เวลาครอบครัวมีทารกเกิดใหม่ พ่อแม่จะผัดข้าวใส่จาน เพื่อนำไปแจกเพื่อนบ้าน และเมื่อเด็กมีอายุครบหนึ่งขวบ แม่จะบิข้าวเกรียบให้เด็กกิน เพราะเชื่อว่า ข้าวเกรียบจะทำให้เด็กเติบโตเป็นผู้ใหญ่ที่มีคุณธรรม เวลาแต่งงาน พ่อแม่ฝ่ายเจ้าสาวจะทำขนมปังหวานแจกคนที่มาในงานเป็นของชำร่วย และทำขนมบัวลอยเป็นของหวานรับรองแขก ในงานศพ เจ้าภาพมักจะจัดข้าวสวยและไข่เป็ดวางในจาน พร้อมตะเกียบ แล้วนำไปวางที่ปลายเท้าของผู้ตายให้ “ลุก” มากินอาหาร
นอกจากนี้ประเพณีจีนยังมีอีกว่า ใครเคาะจานเปล่า คน ๆ นั้นจะตกระกำลำบาก เหมือนขอทานที่ส่งเสียงร้องขออาหาร หรือเวลากินข้าว ใครทำตะเกียบตกจากโต๊ะ เคราะห์ร้ายจะมาเยือน และทุกคนควรกินข้าวให้หมดถ้วย เพราะคนที่กินข้าวเหลือ จะกี่เมล็ดก็ตาม จะได้คู่ครองที่มีใบหน้าขรุขระเหมือนถ้วยชามที่มีเมล็ดข้าวติดค้าง เพราะชาวจีนถือว่าข้าวหนึ่งเมล็ดมีค่าเท่ากับเหงื่อหนึ่งหยด ดังนั้น ในการบริโภคข้าว ทุกคนจึงควรกินอย่างรอบคอบและระมัดระวัง โดยไม่กินทิ้ง กินขว้าง เป็นต้น
เมื่อชาวเอเชียแทบทุกชาติมีตำนาน สำนวน และนิทานเกี่ยวกับข้าวมากเช่นนี้ นักประวัติศาสตร์ และนักโบราณคดี จึงมีคำถามว่า มนุษย์รู้จักปลูกข้าวเป็นครั้งแรกเมื่อใด ณ สถานที่ใด และด้วยเหตุผลใด
ข้าวเป็นพืชตระกูลหญ้าที่ถือกำเนิดในลักษณะหญ้าป่าในมหาทวีป Gondwanaland ตั้งแต่เมื่อ 130 ล้านปีก่อน และได้กลายพันธุ์ แล้วแพร่กระจายจนเป็นข้าวปลูก ในวงศ์ Gramineae สกุล Oryza
ในปี 1996 S. Toyama แห่งมหาวิทยาลัย Kogakukan ที่กรุง Tokyo ในประเทศญี่ปุ่น ได้วัดอายุของเมล็ดข้าวโบราณที่พบในวัดแห่งหนึ่งของประเทศจีน ผลการวิเคราะห์แสดงว่า ชาวนาจีนได้เริ่มปลูกข้าวเป็นครั้งแรกในบริเวณตอนกลางของลุ่มน้ำ Yangtze และที่มณฑล Hunan กับ Hubei เมื่อ 11,500 ปีก่อน จากนั้นการทำเกษตรกรรมข้าวก็ได้แพร่สู่อินเดีย และปากีสถาน เมื่อ 4,200 ปีก่อน และ 3,200 ปีก่อนตามลำดับ ส่วนคนญี่ปุ่นก็เริ่มปลูกข้าวเมื่อประมาณ 4,000 ปีก่อน เช่นกัน
การรู้แหล่งกำเนิดของการทำเกษตรกรรมปลูกข้าวนับเป็นเรื่องใหญ่ เพราะชนใดที่ปลูกข้าวได้เป็นชาติแรก คนในชาตินั้นจะมีความภูมิใจมาก ดังนั้นข้อมูลของ Toyama จึงได้รับการโต้แย้ง โดย F. Callaway ในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 30 ตุลาคม ค.ศ. 2014 ซึ่งได้ให้เหตุผลว่า มนุษย์เริ่มปลูกข้าว (Oryza sativa) เมื่อประมาณ 8,000-9,000 ปีก่อน โดยนำต้นข้าวป่า (Oryza rufipogon) ที่ขึ้นในป่ามาปลูก จากนั้นก็ได้เปลี่ยนวิถีชีวิตจากการร่อนเร่พเนจร มาอยู่รวมกันเป็นหมู่บ้าน วันเวลาที่ผ่านไปเทคนิคการปลูกข้าวได้รับการพัฒนาต้นข้าวแข็งแรงขึ้น และลำต้นตั้งตรงคือไม่หักง่ายเวลาข้าวตกรวง ทำให้ข้าวมีเมล็ดสั้นลง จนเป็นที่นิยมปลูกกันตั้งแต่สมัยราชวงศ์ Han ซึ่งได้มีการปลูกเป็นครั้งแรกในบริเวณลุ่มน้ำ Yangtze ส่วนที่อินเดียก็มีการปลูกข้าวเป็นครั้งแรก ในเวลาไล่เลี่ยกัน แต่เป็นข้าวอีกสายพันธุ์หนึ่ง คือ สายพันธุ์ที่มีเมล็ดยาว (Oryza indica)
ในเวลาต่อมาการปลูกข้าวเป็นอาหารก็ได้แพร่กระจายไปทั่วเอเชียและชาวนาเอเชียได้ปรับปรุงพันธุ์ข้าวจนได้สายพันธุ์ใหม่ (Oryza glaberrima) ซึ่งให้เมล็ดข้าวจำนวนไม่มากนัก แต่เติบโตเร็ว แล้วนำไปปลูกในบริเวณลุ่มน้ำ Niger ในดินแดนแอฟริกาตะวันตก ข้าวจึงเริ่มเป็นที่นิยมบริโภคในทวีปแอฟริกาตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา
ข้าวเป็นพืชใบเลี้ยงเดี่ยวที่มีลำต้นเป็นปล้อง (กลวงและตัน) ใบยาวรี ปลายแหลม ดอกมีสีน้ำตาล เป็นดอกช่อที่สมบูรณ์เพศ เพราะมีทั้งเกสรตัวผู้ และเกสรตัวเมียในดอกเดียวกัน จึงไม่จำเป็นต้องอาศัยแมลงในการผสมพันธุ์ รากต้นข้าวเป็นรากฝอย ข้าวแตกหน่อตั้งแต่ 5-15 หน่อ โดยแต่ละหน่อจะให้รวงข้าว 1 รวง แต่ละรวงมีเมล็ดตั้งแต่ 100-200 เมล็ด ต้นข้าวที่โตเต็มที่จะสูงตั้งแต่ 1-2 เมตร
เมื่อเริ่มหน้าฝน ชาวนาจะเริ่มทำนา โดยการไถดะ เพื่อพลิกดิน และกำจัดวัชพืช จากนั้นก็ไถแปร เพื่อให้ดินก้อนใหญ่แตกเป็นก้อนเล็ก ๆ ในกรณีการทำนาหว่าน ชาวนาจะหว่านเมล็ดข้าวลงในที่ ๆ ได้ตระเตรียมไว้แล้ว จากนั้นก็รอให้ต้นข้าวตกเมล็ดจึงเก็บเกี่ยว การทำนาด้วยวิธีนี้ให้ผลผลิตน้อย เพราะวัชพืชที่ยังตกค้างอยู่ในนา จะแย่งอาหารจากต้นอ่อนไปมาก ชาวนาจึงต้องใช้ยาฆ่าแมลงและวัชพืชซึ่งมีราคาแพง การลงทุนซื้อยาฆ่า จึงทำให้รายได้ลัพธ์ของชาวนาจึงน้อยลง
เมื่อเป็นเช่นนี้ ชาวนาส่วนใหญ่จึงนิยมทำนาแบบนาดำ โดยการปลูกต้นกล้าอ่อนก่อน แล้วนำต้นกล้าไปปักดำในที่ ๆ เตรียมไว้ ซึ่งจะไม่มีวัชพืชเลย ในการดำนา เขาจะใช้นิ้วมือจับต้นกล้า แล้วกดปักลงในดิน ให้ต้นกล้าอยู่ห่างกันพอประมาณ โดยไม่แย่งอาหารกัน อีก 5 เดือนต่อมา เมื่อข้าวตกรวง และโตเต็มที่ ชาวนาจะเริ่มเก็บเกี่ยว โดยการลงแขก
รวงข้าวที่ถูกเกี่ยวแล้ว จะถูกนำมาวางรวมกันเป็นฟ่อน เพื่อนำไปนวดโดยใช้ไม้ไผ่คอยสงข้าว จากนั้นก็เก็บรวงข้าวที่เมล็ดร่วงหมดออกไป เหลือแต่กองเมล็ดข้าว ซึ่งจะถูกนำมาฝัด ให้ฟางข้าวหลุด เพื่อนำเมล็ดข้าวที่ได้ส่งโรงสี เพื่อสีเป็นข้าวสารต่อไป
นอกจากเมล็ดข้าวจะเป็นธัญพืชที่มีคุณค่าทางโภชนาการค่อนข้างสูงแล้ว แทบทุกส่วนของต้นข้าวก็ยังเป็นประโยชน์อีกด้วย เช่น ฟางข้าวใช้เป็นเชื้อเพลิง ปูเตียง ปูคอกสัตว์ มุงหลังคา ทำเชือก แกลบใช้เป็นเชื้อเพลิง และรองสินค้า น้ำมันรำข้าวใช้ทำสบู่ และผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ มากมาย ส่วนรำข้าวนั้นเป็นอาหารใช้เลี้ยงสัตว์ ฯลฯ
องค์การอาหารโลกได้สำรวจพบว่า โดยเฉลี่ยพลโลกบริโภคอาหารประมาณปีละ 2,868 กิโลแคลอรี่ และ 42% ของพลังงานที่ได้นี้มาจากธัญพืช (ข้าว ข้าวสาลี และข้าวโพด) ซึ่งอาจแบ่งได้เป็นข้าว 19% ข้าวสาลี 18% ข้าวโพด 5% ส่วนอีก 58% ที่เหลือเป็นพลังงานที่ได้จากเนื้อ ผัก น้ำตาล ฯลฯ แม้ข้าวจะให้โปรตีนน้อย แต่ก็ให้กรด amino มาก นอกจากนี้ในข้าวยังมีเกลือแร่ วิตามิน และเส้นใยด้วย คนไทยเราบริโภคข้าวโดยเฉลี่ยวันละ 100 กรัม
ปัจจุบัน จีน อินเดีย อินโดนีเซีย บังคลาเทศ เวียดนาม ไทย ปากีสถาน ฯลฯ คือ ประเทศที่ปลูกข้าวมากเป็นอันดับต้น ๆ ของโลก สถิติการผลิตข้าว เมื่อปี 2020 แสดงว่า จีน ผลิตข้าวได้ประมาณ 30% ของโลก คือ 148.5 ล้านตัน อินเดียติดตามมาในอันดับสอง คือ 118.42 ล้านตัน ส่วนไทยผลิตได้ 20.32 ล้านตัน ข้าวส่วนใหญ่ที่ผลิตได้ในประเทศใดก็สำหรับการบริโภคในประเทศนั้น
เพราะประชากรโลกกำลังเพิ่มตลอดเวลา แต่การผลิตข้าวมิได้เพิ่มในอัตราเดียวกัน นอกจากนี้การมีปัญหาโลกร้อน ปัญหาฝนตกน้อย ปัญหาพื้นที่ทำนาถูกคุกคามด้วยน้ำเค็ม ปัญหาดินเสื่อมคุณภาพ และปัญหาขาดแคลนพื้นที่เกษตรกรรม ก็ได้เข้ามีบทบาทไม่มากก็น้อยจนทำให้การผลิตข้าวของโลกได้ผลน้อยลง ๆ
ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์ และนักเทคโนโลยีจึงกำลังหาวิธีต่อสู้ เพื่อเอาชนะปัญหา และข้อจำกัดเหล่านี้ ซึ่งก็ทำได้ดีระดับหนึ่ง โดยการปรับปรุงพันธุ์ข้าวด้วยเทคโนโลยีพันธุกรรมเพื่อทำให้การปลูกข้าวให้ผลมากขึ้น ในเวลาที่รวดเร็วขึ้น อีกทั้งปุ๋ยและยาวัชพืชจะต้องไม่เป็นภัยต่อสิ่งแวดล้อมในเวลาเดียวกันด้วย ผลที่ตามมาคือ เมื่อ 60 ปีก่อน พื้นที่ปลูกข้าว 0.5 hectare (1 hectare = 100 เอเคอร์ = 250 ไร่) ให้ข้าว 1 ตัน แต่อีก 40 ปีต่อมา พื้นที่ 60 ไร่ ให้ข้าว 1 ตัน และในอนาคตวิทยาศาสตร์จะทำให้ชาวนา ปลูกข้าวได้มากขึ้นไปอีก
เราคงจะรู้กันแล้วว่า ชาวนาสองคนที่ทำนาอยู่ในคนละพื้นที่ แม้จะปลูกข้าวสปีชีส์เดียวกันก็จะได้ข้าวมากในปริมาณไม่เท่ากัน ดังนั้นในปี 2014 นักวิชาการเกษตรจากสถาบัน Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS) จึงร่วมมือกับ International Rice Research Institute ที่ประเทศฟิลิปปินส์จึงจัดตั้งโครงการหาข้อมูล genome ของข้าวอย่างสมบูรณ์ โดยได้วิเคราะห์ยีนในข้าว 3,000 สายพันธุ์ จาก 89 ประเทศทั่วโลก โครงการ Rice Genome Project นี้ ได้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถบอกได้ว่า ยีนตัวใดมีบทบาทมากหรือน้อยเพียงใด ในการควบคุมคุณลักษณะต่าง ๆ ของข้าว นอกจากนี้ข้อมูลยีนที่ได้ยังสามารถช่วยให้นักประวัติศาสตร์รู้ประวัติความเป็นมาของข้าว และช่วยให้นักวิทยาศาสตร์การเกษตรรู้วิธีปรับปรุงข้าวสายพันธุ์ต่าง ๆ ด้วย เพราะความก้าวหน้าในการปรับปรุงสายพันธุ์จะได้ช่วยเกษตรกรให้สามารถเพิ่มการผลิตได้มากขึ้น แต่ก็อาจจะไม่มากเพียงพอกับความต้องการข้าวของพลโลกในอนาคตอีก 30 ปี
ในปี 2013 Yuan Longping ในสังกัดสถาบันวิจัยข้าว China National Hybrid Rice Research and Development Center ที่เมือง Changsha ในจีน ได้พัฒนาข้าวสายพันธุ์ผสม super rice hybrid ชื่อ Y. Liangyou 900 ที่สามารถให้ข้าวได้มากถึง 14.8 ตัน ต่อพื้นที่ปลูก 1 hectare คือเพิ่มจากเดิมกว่า 2 เท่าตัว เพราะข้าวสายพันธุ์ผสมนี้ ให้เมล็ดข้าวได้มากกว่าเดิมถึง 6.6% ความสำเร็จนี้ได้ทำให้จีนขึ้นมาเป็นประเทศที่ปลูกข้าวได้มากเป็นอันดับหนึ่งของโลก และ Yuan Longping ได้รับการยกย่องเป็นบิดาของข้าวพันธุ์ผสมยุคใหม่
super rice ของ Yuan Longping เป็นผลิตผลที่ได้จากการทดลองผสมข้าวสายพันธุ์ต่าง ๆ เป็นเวลานานร่วม 40 ปี จนในที่สุด ก็ได้ต้นข้าวที่มีรากแข็งแรง ลำต้นมีกิ่งรอง (panicle) ที่มีขนาดใหญ่ สามารถให้เมล็ดได้มาก โดยลำต้นไม่หักกลาง และเมล็ดข้าวมีขนาดใหญ่ ต้นมีภูมิต้านทานโรคและแมลง สามารถทนความแห้งแล้งได้ดี ปัจจุบันชาวนาจีนปลูก super rice ประมาณ 57% ของข้าวที่ปลูกในประเทศ และการปลูกข้าวสายพันธุ์นี้ ได้ทำให้จีนส่งข้าวเป็นสินค้าออกได้เพิ่มถึง 65%
กระนั้นการพัฒนาข้าวก็ยังไม่หยุดยั้ง เพราะนักวิทยาศาสตร์มีความประสงค์จะทำให้เมล็ดข้าวมีกลิ่นหอมขึ้น มีสีสวยขึ้น มีรสดีขึ้น มีวิตามินมากขึ้น ฯลฯ และได้ประสบความสำเร็จในหลายประเด็น เช่น เมื่อ 60 ปีก่อน ต้นข้าวที่ปลูกมักเป็นต้นสูง ดังนั้นเวลาข้าวตกรวง กิ่งก้านที่มีเมล็ดมากก็จะหัก การพัฒนาข้าวชนิด IR8 ขึ้นมา ได้ทำให้ลำต้นเตี้ยลง การหักลำของต้นข้าวจึงไม่เกิดขึ้นบ่อย การวิจัยโดยนักพันธุศาสตร์ ชื่อ Makoto Matsuoka จากมหาวิทยาลัย Nagoya ในปี 2002 ได้แสดงให้เห็นว่า ข้าวชนิด IR8 มีคุณลักษณะที่ต้องการจากการมียีน sd1 ซึ่งได้ทำให้ต้นข้าวเตี้ยลง โดยที่คุณลักษณะอื่น ๆ ของข้าวไม่เปลี่ยนแปลง
เพราะข้าวที่ดีควรให้เมล็ดข้าวเป็นจำนวนมาก เมล็ดมีขนาดใหญ่ และลำต้นควรแตกแขนงมาก ซึ่งถ้าข้าวมีทั้งสามคุณลักษณะนี้ เกษตรกรก็จะผลิตข้าวได้มาก ในปี 2003 Jiayang Li นักวิจัยในสังกัด CAAS ได้พบยีน MONOCULM1 (MOC1) ที่เป็นตัวควบคุมการแตกหน่อของกอข้าว จากนั้น Li ก็ยังได้พบวิธีที่สามารถทำให้ MOC1 เพิ่มจำนวนกิ่งที่มีเมล็ดข้าวมาก และลดจำนวนกิ่งที่มีเมล็ดข้าวน้อย ซึ่งมีผลทำให้เมล็ดข้าวในภาพรวมมีขนาดใหญ่ขึ้น และมีจำนวนมากขึ้น
แต่เทคนิค GMO ที่ว่านี้ก็ใช่ว่าเป็นเรื่องที่ใคร ๆ ก็ทำได้ เพราะในขณะที่ MOC1 ทำงาน ความสูงของลำต้นก็จะเพิ่มด้วย ซึ่งเป็นประเด็นที่ไม่มีใครต้องการ
โดยสรุป เทคนิคการเพิ่มผลิตผลของข้าวจึงเป็นเทคโนโลยีที่ซับซ้อน เพราะผลผลิตที่ได้ เกิดจากยีนต่าง ๆ ที่มีความหลากหลาย โดยทำงานพร้อมกันหลายตัว ซึ่งเสริมกันบ้าง และหักล้างกันบ้าง
ในปี 1996 David Mackill จากสถาบัน IRRI ในประเทศฟิลิปปินส์ ได้พยายามพัฒนาข้าวที่สามารถเจริญเติบโตได้ดีเวลาน้ำหลาก และได้พบยีนสามกลุ่มที่มีบทบาทมากในเรื่องนี้ ซึ่งได้ทำให้ต้นข้าวไม่ล้มตาย แม้จะถูกน้ำท่วมเป็นเวลานาน 2 สัปดาห์ การค้นพบนี้จึงมีประโยชน์ต่อชาวนาในประเทศบังคลาเทศ และประเทศอื่น ๆ พื้นที่นาถูกน้ำท่วมบ่อย
ถึงวันนี้นักวิทยาศาสตร์มีความรู้เกี่ยวกับยีนที่สำคัญ ๆ ของข้าวแล้ว แต่ยังไม่มีความรู้มากเกี่ยวกับยีนที่มีความสำคัญรองลงไป การวิจัยในอนาคต คือ จะต้องรู้จักบทบาทของยีนทุกยีน ซึ่งจะทำงานร่วมกันภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ กัน และวันใดที่เรารู้พฤติกรรมของยีนหมด วันนั้นจะเป็นวันสำคัญวันหนึ่งในการปฏิวัติด้านเกษตรกรรมของโลก
เมื่อวันที่ 20 มีนาคมที่ผ่านมานี้ สถาบัน CAAS ของจีน ได้นำเมล็ดข้าว 1,500 เมล็ด ที่ถูกส่งไปโคจรในอวกาศเป็นเวลานาน 23 วัน (โดยเมล็ดข้าวเหล่านี้ถูกเก็บอยู่ในยานอวกาศ Chang’e 5 ที่ถูกส่งไปเยือนดวงจันทร์) มาทดลองปลูกบนโลก ในเรือนกระจก ณ ศูนย์วิจัยการปรับปรุงพันธุ์พืชอวกาศของมหาวิทยาลัย South Chinese Academy University และได้พบว่า แม้จะอยู่ในอวกาศเป็นเวลานาน และเมล็ดข้าวได้รับรังสีคอสมิกตลอดเวลา ต้นกล้าก็สามารถเติบโตได้ตามปรกติ แต่ก็ต้องได้รับการดูแลค่อนข้างพิเศษ และจากนี้ไปเราก็ต้องคอยดูว่า ต้นข้าวเหินฟ้าลงมาดินนี้ ให้ผลผลิตเป็นอย่างไร เมื่อเปรียบเทียบกับข้าวเดินดิน
อ่านเพิ่มเติมจาก Research institutes spearhead rice study in China ในวารสาร Nature ฉบับที่ 514 วันที่ 30 ตุลาคม ปี 2014
สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" จาก "ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน" ได้ทุกวันศุกร์
