โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต

งานวิจัยนี้มุ่งแก้ปัญหาสารกำจัดวัชพืชกลุ่มอิมิดาโซลิโนน (IMI) ที่ตกค้างในดินหลังการปลูกข้าวทนสารกำจัดวัชพืช ซึ่งมักสร้างความเสียหายรุนแรงต่อคาโนลา (Brassica napus) ที่ปลูกตามมาในระบบหมุนเวียนข้าว-คาโนลา โดยเฉพาะสาร imazethapyr (IMZT) ที่มีการตกค้างยาวนาน

นักวิจัยพบว่าคาโนลามีความไวต่อสารตกค้างนี้อย่างมาก จึงพัฒนาเทคโนโลยีการแก้ไขจีโนมแบบ Adenine Base Editor (ABE8e-SpRY) ซึ่งสามารถตัดต่อได้โดยแทบไม่ถูกจำกัดด้วย PAM sequence เพื่อสร้างการกลายพันธุ์ที่ตำแหน่ง W574R ในยีน BnaALS1 และ BnaALS3 ซึ่งเป็นยีนเป้าหมายของสารกำจัดวัชพืชกลุ่ม ALS inhibitor ส่งผลให้พืชมีความทนทานต่อ IMZT เพิ่มขึ้น

จากการทดสอบ พบว่าการกลายพันธุ์ W574R เพียงอย่างเดียวช่วยเพิ่มความทนทานต่อ IMZT ได้ในระดับปานกลาง แต่ยังไม่สามารถต้านทานสารกำจัดวัชพืชกลุ่มซัลโฟนิลยูเรีย (SU) ได้ ขณะเดียวกัน งานวิจัยก่อนหน้านี้ได้สร้างการกลายพันธุ์ P197S/P197L ในยีน ALS ด้วย Cytosine Base Editor (CBE) ซึ่งให้ความต้านทานต่อ SU เท่านั้น

นักวิจัยจึงนำเทคนิค ABE8e-SpRY มาซ้อน (stack) การกลายพันธุ์ W574R เข้ากับการกลายพันธุ์ P197S/P197L เดิม จนได้สายพันธุ์ใหม่ที่มียีนกลายพันธุ์หลายตำแหน่ง ได้แก่ BnaALS1P197S,W574R และ BnaALS1P197S,W574R BnaALS3P197L ซึ่งคาดว่าจะให้ความต้านทานสารกำจัดวัชพืชได้กว้างขึ้น

ผลการประเมินในเรือนทดลองและภาคสนามแสดงให้เห็นว่าสายพันธุ์ R40 (BnaALS1P197S,W574R BnaALS3P197L) มีความต้านทานทั้งสารกำจัดวัชพืชกลุ่ม SU และ IMI สูงที่สุด สามารถทนต่อ IMZT ได้ดีแม้ในระดับสูงกว่าที่ใช้จริงในแปลง และยังเจริญเติบโตได้ปกติในพื้นที่ที่มีสาร IMZT ตกค้างหลังการปลูกข้าวทน IMI

ขณะที่พันธุ์ปกติได้รับความเสียหายอย่างรุนแรง นอกจากนี้ยังไม่พบการกลายพันธุ์นอกเป้าหมาย (off-target) ที่น่าเป็นห่วง และไม่พบผลกระทบต่อลักษณะทางการเกษตรที่สำคัญ งานวิจัยนี้จึงแสดงให้เห็นว่า การใช้ CBE และ ABE8e-SpRY ร่วมกันสามารถสร้างคาโนลาที่มีความต้านทานข้ามต่อสารกำจัดวัชพืชหลายกลุ่มได้อย่างแม่นยำ เป็นแนวทางสำคัญในการจัดการวัชพืชและลดปัญหาสารกำจัดวัชพืชตกค้างในระบบปลูกพืชหมุนเวียนในอนาคต

อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70670