Charpa HomeCharpa band

เทคโนโลยีชีวภาพพืช  ตอน 1


โดย รศ. ดร. วิเชียร ลีลาวัชรมาศ

ตอน  [ 1 ]  [ 2 ]  [ 3 ]

คำนำgenetic corn

เทคโนโลยีชีวภาพพืชมีความก้าวหน้าช้ากว่า จุลินทรีย์ โดยเฉพาะแบคทีเรียและยีสต์ ทั้งนี้สาเหตุมาจากพืชมีพื้นฐานสรีรวิทยาและพันธุกรรมที่ซับซ้อนกว่าจุลินทรีย์มาก การนำเทคโนโลยีของยีนส์หรือพันธุวิศวกรรมมาแทนที่การผสมพันธุ์แบบเดิม (conventional breeding) นั้นสามารถกระทำการเพิ่มผลผลิต ปรับปรุงประสิทธิภาพของปุ๋ยและการสังเคราะห์แสง ทนหรือต้านทานต่อโรคพืชและยาปราบวัชพืช ทนต่อดินเค็ม เพิ่มคุณค่าทางอาหาร เป็นต้น อีกสิบปีข้างหน้า (พ.ศ. 2551) เทคโนโลยีชีวภาพพืชจะแสดงให้เห็นศักยภาพที่โดดเด่นทั่วโลก ข้อมูลสนับสนุน คำพูดดังกล่าวก็คือ มีการใช้การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (plant tissue culture หรือ PTC) มาเป็นเวลานานทั้งในประเทศและนานาชาติ ในประเทศเรารู้จักศาสตราจารย์ ระพี สาคริก ผู้บุกเบิกเทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อกล้วยไม้มากว่า 30 ปี (ตั้งแต่ พ.ศ. 2505) ในต่างประเทศเริ่มใช้พันธุวิศวกรรมด้านพืชตั้งแต่ปี ค.ศ. 1983 (Fraley และคณะ, 1983) มีนักวิจัยใช้เทคนิคดังกล่าวผลิตสารทรงคุณค่า ชิโคนิน (shikonin) ซึ่งปกติราคากิโลกรัมละ 200,000 บาท (5,000 เหรียญสหรัฐ) ได้สำเร็จ (Hulse 1992) ล่าสุด มะเขือเทศที่ผ่านการทำพันธุวิศวกรรมได้รับการอนุญาตให้ใช้ได้ในอเมริกา เมื่อปี พ.ศ. 2539 (Kishore, 1997) เราเรียกพืชเหล่านี้ว่าพืชทรานส์จีนิค (transgenic plants)

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช หมายถึงการนำเนื้อเยื่อที่มีชีวิตจากส่วนใดส่วนหนึ่งของพืชมาเพาะเลี้ยงบนอาหารเลี้ยงเนื้อเยื่อที่ปลอดเชื้อ มีขั้นตอนดังรูปที่ 1

Tissue culture

เทคนิคพันธุวิศวกรรมสำหรับเทคโนโลยีชีวภาพพืช

นักเทคโนโลยีชีวภาพพืชได้ใช้เทคนิคการถ่ายทอด ดี เอน เอ เข้าสู่เซลล์พืชหลาย ๆ วิธีด้วยกัน ซึ่งพอสรุปได้ดังนี้ :

3.1 การใช้ cloning vector มี 2 ชนิดคือ ไวรัส และ Ti (tumor-inducing) plasmid จากแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุโรคพืชใบเลี้ยงคู่ที่เรียกว่า Agrobacterium tumefaciens โดย ทำให้เกิดโรคหงอนไก่ (crown gall diseases) เป็นตัวพาสารพันธุกรรมเข้าสู่พืช โดยมีเอนไซม์ opines และ octopine เข้ามาเกี่ยวข้อง (Chan และคณะ, 1993)

3.2 Particle bombardment technigue ใช้ถ่ายทอดพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและใบเลี้ยงคู่บางชนิด พืชที่ใช้วิธีดังกล่าวได้แก่ ข้าวสาลี, ข้าวโพด, ข้าว, ข้าวบาร์เล่ย์, ถั่วเหลือง และฝ้าย (Vasil และคณะ, 1992; Hiei และคณะ, 1994) เทคนิคดังกล่าวใช้ ดี เอน เอ เคลือบบนอนุภาคขนาดเล็กมาก ๆ ภายในสภาพสูญญากาศ และยิงด้วยความเร็วสูงเข้าสู่เซลล์พืช สัญญลักษณ์ที่ใช้ได้แก่ คลอแรมฟิคอล อซีติลทรานสเฟอเรส (chlorampheicol cetyltransferase), นีโอไมซินฟอสโพ-ทรานสเฟอเรส (neomycin phosphotransforase), เบตา- กลูคิวโรนิเดส (b -glucuronidase) และลูซิเฟอเรส (luciferase) (Miller และ Morrison, 1991)

Bioengineer3.3 chloropolast transfermation เป็นการใช้ยีนส์ของแบคทีเรียในพืชผ่าน pollen (Maliga, 1993; MeBride และคณะ, 1995)

ทั้ง 3 วิธีจัดเป็นการใช้รีคอมบิแนนท์ (recombinant) ดีเอนเอเทคนิค แต่มีอีก 2 วิธีที่ไม่ได้จัดอยู่ในเทคนิค ดังกล่าว แต่มีประสิทธิภาพสูงพอที่จะทำให้เกิดพืชใหม่ที่มีประโยชน์ต่อมนุษย์ (Brown และ Thorpe, 1994)

 

3.4 Somaclonal และ Gametoclonal Variation

เป็นการปรับปรุงพันธุ์แบบไม่ใช้เพศ แต่ใช้การเพาะเลี้ยง microspore, หรือ pollen ซึ่งสามารถผลิตพืชใหม่ที่ผ่านการปรับปรุงได้ในปริมาณมาก ซึ่งกำลังได้รับความนิยมมากที่สุดขณะนี้ ตัวอย่างสรุปไว้ในตารางที่ 1

 

ตารางที่ 1 ตัวอย่างพืชที่ผ่านกระบวนการ Somaclonal variation

พืช

ปรับปรุง

แครอท

ปรับปรุงความหวาน, ความกรอบ

คึ้นไฉ่

ปรับปรุงความหวาน, ความกรอบ

มะเขือเทศ

เพิ่มปริมาณเนื้อ

มันฝรั่ง

ต่อต้านต่อเชื้อรา Phytophthora infestans (late bright fungus) และ Alternaria solani (early bright fungus)

อ้อย

ต่อต้านต่อโรคจุดด่าง ซึ่งเกิดจากเชื้อรา Helminthosporium sacchari โรคราน้ำค้าง และโรคฟิจิ, เพิ่มปริมาณน้ำตาล

จาก Lee, 1996. p. 359

 

Protoplast Fusion

สามารถปรับปรุงพืชแบบไม่ใช้เพศ โดยการใช้เอนไซม์ย่อยสลายผนังเซลล์ของพืชสองชนิด แล้วนำมาหลอมรวมกันได้ต้นพืชใหม่ที่มีลักษณะสองอย่างในต้นเดียว สามารถกระทำได้ 2 วิธี ดังนี้

    1. ใช้สารเคมี เช่น โพลีเอธทิลีนไกลคอล (polyethylene glycol) เป็นสารช่วยหลอมรวม (fusogen)
    2. ใช้กระแสไฟฟ้า เรียกว่า การกระตุ้นด้วยกระแสไฟฟ้า (electroporation)

วิธีการ protoplast fusion สามารถสรุปได้ดังรูปที่ 2

 Protoplast fusion

รูปที่ 2 ขั้นตอนการหลอมรวมเซลล์พืช
จาก Lee, 1996 p. 361

 ตอน 1

ตอน 2

 ตอน 3

 


โปรดสนับสนุนวารสารจาร์พาโดยการสมัครเป็นสมาชิกเสียแต่วันนี้
วารสารจาร์พา - สื่อความรู้จากผู้อื่นมายังท่านและจากท่านไปยังผู้อื่น

back