|
การควบคุมวัชพืช
การปลูกพืชโดยทั่ว
ๆ ไปในโลกมนุษย์
ล้วนพบปัญหาการเกิดของวัชพืชในพืชที่เราต้องการปลูกเช่นเดียวกัน
การปราบวัชพืชกระทำได้ 2
วิธี คือการใช้เครื่องมือ
และการใช้สารเคมี
แต่การใช้สารเคมีจะได้รับความนิยมมากกว่า
เมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพและราคาทว่าสารเคมีที่ใช้ปราบวัชพืชไม่สามารถแยกวัชพืชออกจากพืช
ที่เราปลูกจะทำลายหมดทุกอย่าง
ด้วยเหตุนี้นักเทคโนโลยีชีวภาพพืชจึงได้ค้นคว้า
และวิจัยยาปราบวัชพืชโดยอาศัยเทคนิคทางวิศวกรรมพันธุศาสตร์ผลิตสารปราบวัชพืช
ได้สำเร็จ 2 ชนิด คือ
ไกลโฟเสท (glyphosate) และ
กลูโฟซิเนท (glufosinate)
มีชื่อทางการคำว่า ราวอัพ
(Roundupâ ) และบาสต้า (Bastaâ )
ตามลำดับ
นอกจากนี้ยังมีสารปราบวัชพืชอื่น
ๆ ที่พืชสามารถทนต่อ bromoxynil,
sulfonylureas และ imidazolinones.
การควบคุมแมลง
นอกจากวัชพืชจะเป็นปัจจัยสำคัญต่อการปลูกพืชแล้ว
ยังมีแมลงเป็นปัจจัยที่สำคัญรองลงมา
การใช้ยาฆ่าแมลงแม้ว่าจะได้ผลแต่ก่อให้เกิดผลเสียที่ติดตามมาทั้ง
ต่อผู้ใช้และสิ่งแวดล้อม
และยาฆ่าแมลงทั่ว ๆ
ไปไม่สามารถให้ผลต่อแมลงชนิดใดชนิดหนึ่งที่เราต้องการ
อาจทำให้คุณภาพของพืชที่เราปลูกลดลงด้วยเนื่องจากยาฆ่า
แมลงมีผลกระทบต่อจุลินทรีย์
อันได้แก่ แบคทีเรีย
เชื้อรา และไวรัส
จุลินทรีย์
บางชนิดสามารถผลิตสารพิษ
เช่น อัฟลาท๊อกซิน (aflatoxin)
และฟูมิโนซิน (fuminosin)
ซึ่งมีอันตรายต่อมนุษย์และสัตว์
พืชที่สามารถต้านทานต่อแมลงได้ในรุ่นแรกใช้ยีนส์
บีที(Bt)
จากแบคทีเรียที่มีชื่อว่า
บาซิลลัส ธูเรนเจียนซิส (Bacillus
thurengiensis) (ดูรายละเอียดจาก
Kishore, 1997 หน้า 792-794)
การควบคุมไวรัส
ไวรัสเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้พืชสูญเสียอย่างมากในการเกษตรทั่วโลก
เช่น ข้าว มะเขือเทศ อ้อย
ฝ้าย เป็นต้น
พันธุศาสตร์สามารถใช้ควบคุมไวรัสได้ดีที่สุด
ไวรัสที่พบในพืชมีทั้ง
อาร์เอ็นเอ และดีเอ็นเอ
ไวรัส
การควบคุมไวรัสพืชสามารถทำได้
2 หลักการดังนี้ :
1.
ไวรัสเคลือบโปรตีน (viral coat protein)
เรียกย่อเป็น ซีพี (CP)
2. อาร์เอ็นเอ -
ดีเพนเดนท์ อาร์เอ็นเอ
โพลีเมอเรส (RNA-depende RNA polymerase)
ในหลักการของซีพีเริ่มใช้กับยาสูบซึ่งมีไวรัส
โทแบคโคโมซาอิค ไวรัส (Tobacco Mosaic
Virus : TMV)
และได้ขยายไปใช้กับมันฝรั่ง
เรียกว่า โพเทโท้
ไวรัส เอกซ์ และวาย (Potato Virus X and Y :
PVX และ PVY), แตงกวา เรียกว่า
คิวคัมเบอร์โมซาอิค ไวรัส
(Cucumber Mosaic Virus : CMV), มะละกอ
เรียกว่า พาพาย่า ริงสปอต์
ไวรัส (Papaya Ring Spot Virus : PRSV), แตงฝรั่ง
เรียกว่า ซัคซินี่เยลโลว์
โมซาอิค ไวรัส (Zuccchini Yellow Mosaic Virus :
ZYMV), แตงโม เรียกว่า
วอเตอร์เมล่อน
โมซาอิคไวรัส สอง (Watermelon Mosaic Virus II
: WMV II) ดูรายละเอียดใน Fitchen และ
Beachy, (1993)
ส่วนหลักการที่สอง
ใช้ในมันฝรั่งที่เกิดจากไวรัสที่ส่วนของใบเรียกว่า
โพเทโท้ ลีฟโรล ไวรัส (Potato Leaf Roll
Virus : PLRV) (Kaniewski และคณะ
1994)
นอกจากนี้มีผู้ทดลองอื่น ๆ
เช่น Baulcombe, 1994, Wilson 1993 และ Braun และ
Hemenway, 1992)}
การผลิตพืชที่ต้านทานต่อโรคต่าง
ๆ
นับวันจะมีความสำคัญมากขึ้น
นักวิจัยด้านเทคโนโลยีชีวภาพพืชทั้งของไทยและประเทศอื่น
ๆ ต้องให้ความสนใจ
และมีผลงานออกมาเสนอต่อเพื่อนมนุษย์ในอนาคตอย่างแน่นอน
คุณภาพที่ดีขึ้น
นอกจากการควบคุมวัชพืช
แมลง
และไวรัสได้แล้วนักเทคโนโลยีชีวภาพพืช
ยังได้ทำการปรับปรุงให้พืชมีคุณค่าทางอาหารดีขึ้น
สามารถเก็บได้นานขึ้น
และให้
พืชสามารถผลิตสารทางชีวภาพอื่น
ๆ ที่สำคัญได้อีกด้วย เช่น
การผลิตมะเขือเทศที่มีอายุการเก็บได้นานขึ้น
โดยทำให้น้ำย่อยหรือเอนไซม์ที่เรียกว่าโพลีกาแลคตูโรเนส
(polygalcturonase) หยุดการทำงาน
โดยเทคนิคที่เรียกว่า
แอนตี้เซนต์ (antisense)
จากความสำเร็จดังกล่าวทำให้เราทราบว่าถ้าหากต้องการให้พืชเก็บเก็บได้
ในสภาพสดนานขึ้นแล้วล่ะก็
สามารถกระทำได้โดยการชะลอฮอร์โมนที่เรียกว่า
เอทธิลีนให้มีน้อยลงหรือไม่มีเลยเพราะฮอร์โมนชนิดนี้เป็นตัวการทำให้พืชเกิดการสุก
และนิ่มเร็ว (Kende, 1994)
ดังนั้นประเทศไทยสมควรนำเทคนิคดังกล่าวมาใช้กับผลไม้และผักที่มีอายุการเก็บได้สั้น
ๆ
จะได้มีอายุการเก็บได้นานขึ้น
เช่น กล้วย มะม่วง
เห็ด พริก ฯลฯ
นอกจากนี้พืชบางชนิดสามารถนำมาผลิตสารประกอบที่มีคุณประโยชน์
จนมีการเรียกชื่อว่า
พืชเป็นแหล่งผลิตแทนถังหมัก
หรือที่เรียกว่า Plants as
reactor (Goddijn และ Pen, 1995)
พืชน้ำมันชนิดหนึ่งที่มีมากในแคนาดารู้จักในชื่อของคาโนลา
(canola)
ได้มีการใช้เทคนิคพันธุวิศวกรรมและทำให้คาโนลา
สามารถผลิตประเภทของกรดไขมันตามที่เราต้องการได้
เช่น
คาโนลาที่มีกรดไขมันลอเรท
(laurate) สเตียเรท (stearate)
และโอลีเอท (oleate) สูง (Topfer
และคณะ, 1995)
นอกจากกรดไขมันในคาโนลาแล้ว
นักเทคโนโลยีชีวภาพพืชยังได้ถ่ายทอดยีนส์โพลีเมอร์ของโพลีไฮดรอกซีบิวทีเรท
(poly hydroxybutyrate :
PHB)
จากแบคทีเรียสู่พืชเพื่อผลิตพลาสติกที่ย่อยสลายได้
(Poirier และคณะ, 1995) เมื่อเร็ว ๆ
นี้ Rossnagel และ Chibbar, 1997
ได้ประสบความสำเร็จ
ในแปลงทดลองการปลูกข้าวบาร์เลย์ที่ผ่านการทำพันธุวิศวกรรมในแคนาดาโดยถ่ายทอดยีนส์สัญลักษณ์
(marker) และรายงาน (reporter)
จากการรวบรวม
ข้อมูลการยอมรับแปลงทดลองของพืชที่ผ่านเทคโนโลยีชีวภาพเมื่อปี
1988 และ 1997 มีพืชที่รับรอง 14
และ 814 รายการตามลำดับ
เฉพาะในแคนาดามีการใช้
คาโนลา (พืชน้ำมัน)
ที่ผ่านเทคโนโลยีชีวภาพในปี
1996-1997 จำนวนพื้นที่ที่ปลก 350,000
และ 4,000,000 เอเคอร์ (ตามลำดับ)
และในปี 1998
คาดว่าจะเพิ่มเป็น
6,500,000 เอเคอร์
ในสหรัฐอเมริกา
มีผลิตผลการเกษตรที่ผ่านการทำพันธุวิศวกรรมออกสู่การค้าแล้ว
ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1994-1997 ได้แก่
มะเขือเทศ (ด้านคุณภาพเก็บได้นานขึ้น),
คาโนลาถั่วเหลือง (พืชน้ำมัน),
ฝ้าย ถั่วเหลือง ข้าวโพด (ทนต่อยาปราบวัชพืช),
น้ำเต้า (squash) ทนต่อไวรัส,
มันฝรั่ง ข้าวโพด และฝ้าย (ทนต่อแมลง)
ดูรายละเอียด
ใน Wilkinson, 1997
สรุป
จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีชีวภาพพืชมีความเหมาะสมต่อการผลิตอาหารที่มีคุณค่าทางอาหารสูง
ต้านทานต่อโรคพืชต่าง ๆ
และที่สำคัญยิ่งเป็นแหล่งผลิตสาร
ประกอบที่มีคุณค่าแบบธรรมชาติได้อีกด้วย
จึงเหมาะแก่การนำมาปรับปรุงใช้ตามความเหมาะสมของแต่ละท้องถิ่น
ประเทศ
รวมทั้งประเทศที่กำลังพัฒนาและ
ประเทศที่พัฒนาแล้ว
ผลิตภัณฑ์การเกษตรที่ผ่านการทำพันธุวิศวกรรม
โดยเฉพาะพืชได้ผ่านจากห้องปฏิบัติการ
สู่ระดับการค้าที่เรารู้จักในนามของเทคโนโลยีชีวภาพ
พืช (Wilkinson, 1997)
* Food grade
cloning vectors
ตามที่ได้กล่าวนำว่า
พาหะที่ใช้ในการทำพันธุวิศวกรรมพืชล้วนเป็นพาหะที่มีการต่อต้านยาปฏิชีวนะ
ดังนั้นนักวิจัยพันธุวิศวกรรมด้านพืชสัตว์และจุลินทรีย์
ที่จะผลิตอาหารใช้กับมนุษย์
จำเป็นอย่างยิ่งต้องเลือกใช้พาหะที่มีคุณสมบัติใช้กับอาหาร
หรือที่เรียกเป็นภาษาอังกฤษว่า
food grade cloning vectors ซึ่ง
ศาสตราจารย์ ดัน (Prof. N.W.Dunn)
จากมหาวิทยาลัยนิวเซาธ์เวลส์
ออสเตรเลีย
ได้ค้นหาพาหะดังกล่าวตั้งแต่ปี
ค.ศ. 1988
โดยใช้แบคทีเรียที่ใช้ผลิตเนยแข็ง
ซึ่งหมายถึง
แลคติคแอสิดแบคทีเรีย Liu
และคณะ, 1996 พบ pND 302 และ pND 625
ซึ่งมีสัญลักษณ์การต่อต้านต่อแคดเมียม
(Cd) มีขนาด 8.8 kb และ ไนซิน
+ แคดเมียม (Nis+ Cd) มีขนาด 10.40 kb
ตามลำดับ
ซึ่งพาหะทั้งสองจัดเป็น food
grade cloning vectors
จากแลคติคแอสิดแบคทีเรีย
นอกจากแคดเมียม
แล้ว Leelawatcharamas และคณะ 1997 ได้พบ pND
306 ที่มีขนาด 10.6 kb
ด้วยเอนไซม์ต่อจำเพาะ Sph I
ต่อต้านต่อทองแดง (Cu)
และดีบุก (Sn)
จากแลคติคแอสิคแบคทีเรียเช่นเดียวกัน
นอกจากนี้ Leelawatcharamas 1996
ได้พบพลาสมิด pLC 01 ขนาด 18 kb
ต่อต้านต่อนิคเกิล (Ni)
ซึ่งแยกได้จาก
Lactobacillus plantarum LC 01
จากผักเสี้ยนดอง
ซึ่งมีโครงการที่จะพัฒนาให้เป็น
food grade cloning vectors ต่อไปในอนาคต.
เอกสารอ้างอิง
วิเชียร
ลีลาวัชรมาศ 2542.
เทคโนโลยีชีวภาพกับอุตสาหกรรมเกษตร
(ตอนที่ 2) จาร์พา 51 (พฤศจิกายน
- ธันวาคม) : 44-46
วิเชียร ลีลาวัชรมาศ 2543.
เทคโนโลยีชีวภาพกับอุตสาหกรรมเกษตร
(ตอนที่ 3) จาร์พา 52 (มกราคม -
กุมภาพันธ์) : 28-29
Leelawatcharamas V. 1996. Nickel resistance plasmid in lactic acid
bacteria isolated from Thai ermented fruit and
f vegetables. Abst. Fifth Symposium Lactic Acid Bacteria. Veldhoven, The
Netherlands. Sept. 8-12, 1996. E2
Leelawatcharamas V., Chia L.G., Charoenchai P., Kunajakr N, Liu C. Q and
Dunn N.W. 1997.Plasmid-encoded copper
resistance in Lactococcus lactis. Biotechnol. Lett. 19(7) : 639-643.
Liu C.-Q., Leelawatcharamas V., Harvey M. and Dunn N.W. 1996. Cloning
vectors for lactococci based on a plasmid
encoding resistance to cadmium. Cur. Microbiol. 33 : 35-39. |
