ต้านโรคเชื้อราในข้าว
ด้วยการถ่ายยีนไคติเนสจากกระถินบ้าน
จากปัญหาวิกฤตด้านอาหารทั่วโลก ทำให้ประเทศต่างๆ ต้องเร่งแก้ไขปัญหาเพื่อให้ประชากรในประเทศมีอาหารบริโภคอย่างเพียงพอ ขณะเดียวกันก็เป็นโอกาสดีของประเทศผู้ส่งออกสินค้าเกษตรที่จะสร้างรายได้เข้าสู่ประเทศเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะ “ข้าว” ซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญในขณะนี้
อย่างไรก็ตาม ประเทศผู้ส่งออกข้าวจะต้องพัฒนาพันธุ์ข้าวเพื่อให้ได้ผลผลิตที่มีคุณภาพดี ปัญหาอย่างหนึ่งของการเพาะปลูกข้าวก็คือ โรคเกี่ยวกับข้าว โดยเฉพาะเชื้อราในข้าว ซึ่งจะทำให้ต้นข้าวมีลักษณะเหี่ยว และใบเหลือง
รองศาสตราจารย์ ดร.มานะ ขาวเมฆ คณบดีบัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยราชภัฏวไลยอลงกรณ์ จึงได้ทำการศึกษาวิจัยเรื่อง “การแสดงออกของไคติเนสจากกระถินบ้านในข้าวไทยและข้าวญี่ปุ่น” เพื่อศึกษาการแสดงออกของยีนไคติเนสจากกระถินบ้านในข้าวไทยดอกมะลิ 105 และข้าวญี่ปุ่นโกชิฮิการิ โดยถ่ายยีนไคติเนสจากต้นอ่อนกระถินบ้านเข้าสู่แคลลัสข้าว ซึ่งงานวิจัยดังกล่าวได้รับทุนวิจัยจากฝ่ายวิชาการ สำนักงานกองทุนสนับสนุน การวิจัย (สกว.)
เนื่องจาก “เอนไซม์ไคติเนส” เป็นเอนไซม์ที่เป็นส่วนประกอบของผนังเซลล์ในพวกยีสต์และ เชื้อรา แมลง กุ้ง และปู ไคตินจะมีความสำคัญมากในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ เพราะต้องใช้ในการเจริญเติบโตและการลอกคราบ แต่แบคทีเรียใช้เอนไซม์ไคติเนสในการย่อยสลายไคติน เพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงาน พืชผลิตเอนไซต์ไคติเนสไว้สำหรับยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรา และพืชบางชนิดเมื่อได้รับการใส่ ยีนไคติเนสเข้าไป จะสามารถต่อต้านการเกิดโรคจากเชื้อรา
เอนไซม์ไคติเนสจะมีอยู่ในส่วนต่างๆ ของพืช มีหน้าที่สำคัญคือ สามารถยับยั้งเชื้อโรคชนิดต่างๆ ที่เกิดกับพืช จากการศึกษาพบว่า เอนไซม์ไคติเนสจะมีแอคติวิตีสูงขึ้นเมื่อถูกเหนี่ยวนำด้วยเชื้อรา เอธิลีน ฮอร์โมน สารเคมี โลหะหนัก และสามารถยับยั้งการเกิดโรคพืชจากเชื้อราได้ดีเมื่อถ่ายยีนเข้าไปในพืช ซึ่งเอนไซม์ไคติเนสสามารถละลายอยู่ในส่วนต่างๆ ของพืชได้ เช่น ในช่องว่างของไลโซมอล เยื่อเซลล์ หรือผนังเซลล์ ไมโคโซมอล และสารละลายต่างๆ
รองศาสตราจารย์ ดร.พูนศุข ศรีโยธา อาจารย์สาขาวิชาชีวเคมี สำนักวิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จ.นครราชสีมา ได้ทำการศึกษาเอนไซม์สลายไคติน
และคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยาจากเมล็ดพืชใน Family Gramineae 33 ตัวอย่าง Leguminosae 36 ตัวอย่าง Crucubitaceae 9 ตัวอย่าง Bixaece 1 ตัวอย่าง Moringaceae 1 ตัวอย่าง พบไคนิเนส ในเมล็ดพืช 38 ตัวอย่าง ซึ่งเป็นเมล็ดพืช Family Gramineae 10 ตัวอย่าง Leguminosae 27 ตัวอย่าง เอนไซม์ที่สกัดจากเมล็ดพืชที่มี chitinase สูงสุด 10 อันดับแรก คือ กระถินพิมาน กระถินบ้าน นนทรีป่า พฤกษ์ ก้ามปู ไม้แดง นนทรีทอง แคฝรั่ง ข้าวฟ่างเลี้ยงสัตว์ และสีเสียดออสเตรเลีย โดย Chitinase activity อยู่ในช่วง 0.012-0.36 U ต่อเมล็ดแห้ง 1.0 กรัม และมี N-acetylglucosaminidase activity อยู่ในช่วง 0.02-0.78 U ต่อเมล็ดแห้ง 1.0 กรัม
นอกจากนี้มีการศึกษาเอนไซม์ไคติเนสจากกระถินบ้านที่แสดงออกในแบคทีเรีย พบว่าเมื่อทดสอบการยับยั้งเชื้อราด้วยเอนไซม์ไคติเนสจากกระถินบ้านในเพลทที่มีเชื้อราแต่ละชนิด จำนวน 14 ชนิด ปรากฏว่าสามารถยับยั้งเชื้อราได้ถึง 13 ชนิด โดยใช้ความเข้มข้นต่ำกว่าเอนไซม์ไคติเนสจากแหล่งต่างๆ
รองศาสตราจารย์ ดร.มานะ ขาวเมฆ ได้สร้างพลาสมิดที่มีไคติเนสจากกระถินบ้านโดยการตัดต่อด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะ แล้วเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อแคลลัสข้าวจากเมล็ดข้าวไทยดอกมะลิ 105 และข้าวญี่ปุ่น โกชิฮิการิ แล้วถ่ายยีนไคติเนสเข้าไปในข้าวทั้งสองสายพันธุ์ด้วยอะโกรแบคมีเรียม ก่อนเพาะเลี้ยง ต้นอ่อนของต้นข้าวที่มียีนไคติเนสบนยาปฏิชีวนะ เพื่อคัดเลือกแคลลัสที่มีพลาสมิดและยีนไคติเนสอยู่
จากนั้นนักวิจัยได้ทำการตรวจการแสดงออกด้วยวิธี PCR, Northern blot gel, Soutern blot gel และ gus assay พบว่าการแสดงออกของยีนไคติเนส และยีน gus ในข้าวดอกมะลิ 105 จะมีมากกว่าในข้าวโกชิฮิการิ โดยจะมีการแสดงออกในทุกๆ ส่วนของข้าวทั้งสองชนิด แต่จะมีการแสดงออกน้อยที่สุดในราก ส่วนใบ ลำต้น และเมล็ด จะมีการแสดงออกของยีนไคติเนสและยีน gus มาก แสดงว่า ยีนไคติเนสจะมีในใบ ต้น และเมล็ดมากกว่าในราก และในข้าวดอกมะลิ 105 จะมีการแสดงออกมากกว่าในข้าวโกชิฮิการิ
เมื่อทดสอบการต้านเชื้อราสายพันธุ์ Fusarium monoliforme ในต้นข้าวทั้งสายพันธุ์ข้าวดอกมะลิ 105 และข้าวโกชิฮิการิ ที่ไม่ได้รับการถ่ายยีน ปรากฏว่าต้นข้าวที่ได้รับการสเปรย์เชื้อราทั้งสองสายพันธุ์หลังจากนั้น 2 วัน ต้นข้าวมีลักษณะเหี่ยว ใบเริ่มเหลือง และเมื่อผ่านไป 1 สัปดาห์ ต้นข้าวจะเหี่ยว ใบเกิดจุดสีน้ำตาล เมื่อเทียบกับต้นข้าวทั้งสองสายพันธุ์ที่ไม่ได้ฉีดพ่นเชื้อรา
จากผลการวิจัยดังกล่าวจึงสรุปได้ว่า ต้นข้าวที่ไม่มียีนของไคติเนสจะไม่สามารถต้านทานเชื้อรา จึงทำให้เกิดเชื้อราในข้าวได้
หลังจากนี้นักวิจัยจะทำการวิจัยว่าข้าวที่เกิดจากการถ่ายยีนไคติเนสจะมีคุณภาพที่เหมาะสมต่อการบริโภคอย่างไร รวมทั้งนำยีนถ่ายเข้าในข้าวดอกมะลิ 105 และข้าวโกชิฮิการิ เพื่อศึกษายีนอื่นเพิ่มเติม เช่น ยีนผลิตวิตามิน ยีนต้านทานความแล้ง
นอกจากข้าวแล้ว นักวิจัยยังให้ความเห็นว่าควรมีการศึกษาในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวชนิดอื่นๆ รวมทั้งพืชเศรษฐกิจ เช่น ฝ้าย ปาล์ม หรือนำมาใช้ประโยชน์ในด้านสิ่งแวดล้อม เช่น พุทธรักษา
เกษตรกรที่สนใจสามารถสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ รองศาสตราจารย์ ดร.มานะ ขาวเมฆ บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยราชภัฏวไลอลงกรณ์ อำเภอคลองหลวง จังหวัดปทุมธานี โทร. 0-2 5291638 หรือ 02-5294046 ต่อ 404
แหล่งที่มา : คุณนิธิปรียา (ฝ่ายวิชาการ)-ม.เทคโนโลยีสุรนารี
สงวนลิขสิทธิ์โดย © ++kasetloongkim.com++ All Right Reserved.
