โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต

       แม้ว่าโครงการปรับปรุงพันธุ์พืชโดยใช้วิธีการแก้ไขจีโนมจะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นในทวีปแอฟริกา แต่สถาบันวิจัยภาครัฐกำลังเป็นผู้นำในความพยายามที่จะใช้เทคโนโลยีนี้ ในการควบคุมความท้าทายหรือแก้ไขปัญหาที่ยังคงมีอยู่ด้านการผลิตทางการเกษตร โดยเฉพาะปัญหาที่เกี่ยวข้องกับโรคพืชและความยืดหยุ่นของสภาพอากาศ

        นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน International Institute of Tropical Agriculture (IITA) ในเมืองไนโรบี ประเทศเคนยา แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าล่าสุดของCRISPR ที่สามารถเร่งการปรับปรุงพันธุ์กล้วยได้ ซึ่ง IITA ได้พัฒนาระบบ CRISPR/Cas9 ของตนเองเพื่อเริ่มต้นการพัฒนาพันธุ์กล้วยที่ต้านทานโรค ซึ่งตีพิมพ์อยู่ในวารสาร Plant Biotechnology Journal

      การผลิตกล้วยมีปัญหาอย่างรุนแรงจากเชื้อโรคและแมลงศัตรูพืชหลายชนิด ซึ่งมักจะเกิดขึ้นพร้อมกัน ทำให้เกิดการสูญเสียผลผลิตและการใช้พันธุ์กล้วยที่ต้านทานโรคเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดวิธีหนึ่งในการบรรเทาผลกระทบด้านลบของเชื้อโรคต่อการผลิตกล้วย

      Dr. Leena Tripathi   ผู้เขียนบทความนี้  กล่าวว่า “ผู้กำหนดนโยบายควรให้ความสำคัญ เนื่องจากการศึกษานี้ ได้สาธิตให้เห็นถึงการใช้ CRISPR/Cas9 ในการปรับปรุงพันธุ์กล้วยให้ต้านทานต่อโรค นอกจากนี้ ขั้นตอนทั้งหมดของการศึกษานี้ยังดำเนินการในไนโรบี ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถในท้องถิ่นในการปรับใช้วิธีการแก้ไขจีโนม”

       หลังจากสร้างเครื่องมือแก้ไขจีโนมสำหรับกล้วยได้แล้ว นักวิจัยของ IITA ได้มุ่งเน้นไปที่ความต้านทานโรคเหี่ยวของกล้วยที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย xanthomonas (banana xanthomonas wilt – BXW) ซึ่งเป็นโรคร้ายแรงที่ส่งผลกระทบต่อการผลิตกล้วยในแอฟริกาตะวันออกและแอฟริกากลาง

       โดยกล้วยที่ปลูกในภูมิภาคเหล่านั้นทั้งหมดมีความอ่อนแอต่อ BXW ความสูญเสียทางเศรษฐกิจโดยรวมจาก BXW อยู่ที่ประมาณ 2-8 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในช่วงทศวรรษ (10 ปี) ดังนั้น การใช้พันธุ์ต้านทานโรคจึงเป็นหนึ่งในกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการจัดการโรคและช่วยให้เกษตรกรพัฒนาการผลิต

       การศึกษานี้ได้ต้องการศึกษาว่า การทำให้ยีนที่อ่อนแอ(MusaDMR6) ไม่ทำงานจะสามารถทำให้กล้วยมีความต้านทานต่อโรค BXW ได้หรือไม่ ซึ่ง Tripathi กล่าวว่า “จากการศึกษาได้พิสูจน์ว่าการทำให้ยีน Musa DMR6 ในกล้วยไม่ทำงาน จะทำให้กล้วยมีความต้านทาน BXW เพิ่มขึ้น และไม่แสดงผลที่เป็นอันตรายต่อการเจริญเติบโตของพืช” และ“อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของกล้วยกลายพันธุ์เหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการประเมินในภาคสนาม”

       นักวิจัยใช้การแก้ไขจีโนมเพื่อหยุดการทำงานของยีน DMR6 Orthologue (ยีนกำเนิดเดียวกันที่สืบมาจากการเกิดสปีชีส์ในกล้วย) เพื่อพัฒนาความต้านทานต่อ BXW จากการศึกษาพบว่า มี DMR6 Orthologues หลายตัวในกล้วย แต่การแสดงออกที่แตกต่างกันผ่าน qRT-PCR (การเพิ่มจำนวนดีเอ็นเอด้วยเทคนิค real-time PCR)ยืนยันว่าการแสดงออกของยีน Musa DMR6 ถูกกระตุ้นในระหว่างการติดเชื้อก่อโรคในพันธุ์กล้วยที่อ่อนแอ’

       ในขณะที่ความพยายามที่จะผลักดันการนำเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้ยังคงดำเนินต่อไป เห็นได้ชัดว่าจำเป็นต้องมีการลงทุนเพิ่มเติมในความสามารถของการคัดเลือกพันธุกรรมโดยใช้เทคนิคการปรับปรุงพันธุ์พืชแบบใหม่ เช่น การใช้ CRISPR/Cas9 จนถึงปัจจุบัน การแก้ไขจีโนมส่วนใหญ่เป็นการใช้เพื่อปรับปรุงผลผลิตของพืช คุณภาพของพืช และต้านทานความเครียด

    นักวิทยาศาสตร์ได้หันมาให้ความสนใจกับบทบาทในการพัฒนาพันธุ์พืชอาหารที่ต้านทานโรคมากขึ้นเรื่อยๆ ดังที่เห็นได้จากการศึกษาของ IITA เกี่ยวกับโรค BXW

    ครับ เมื่อไหร่รัฐบาลไทยจะให้การสนับสนุนอย่างจริงจังในการใช้ประโยชน์จากการแก้ไขยีนในการพัฒนาพันธุ์พืช

   อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://allianceforscience.cornell.edu/blog/2021/06/genome-editing-helps-african-researchers-develop-disease-resistant-banana-varieties/