โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต

      ทีมวิจัยระดับนานาชาติได้จำแนกยีนที่เกี่ยวข้องกับการอยู่รอดของพืชในทะเลทราย Atacama ของประเทศชิลี ซึ่งเป็นหนึ่งในสภาพแวดล้อมที่เลวร้ายที่สุดในโลก การค้นพบนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถปรับปรุงพันธุ์พืชที่มีความยืดหยุ่นซึ่งจะเจริญเติบโตได้ในสภาพอากาศที่แห้งแล้ง

      ทะเลทราย Atacama อยู่ในชิลีตอนเหนือ คั่นกลางระหว่างมหาสมุทรแปซิฟิกและเทือกเขาแอนดีส เป็นสถานที่ที่แห้งแล้งที่สุดของโลกไม่นับรวมขั้วโลก ซึ่งยังมีพืชหลายชนิดที่เจริญเติบโตที่ทะเลทรายนั้น รวมทั้งหญ้า ไม้ล้มลุก และไม้พุ่มยืนต้น

      นอกจากปริมาณน้ำที่มีอยู่อย่างจำกัดแล้ว พืชในทะเลทราย Atacama ยังต้องรับมือกับระดับความสูงที่สูงจากระดับน้ำทะเล  สารอาหารในดินต่ำ และรังสีจากแสงแดดที่สูงมาก โดยในช่วงระยะเวลา 10 ปีที่ผ่านมา ทีมวิจัยของชิลีได้รวบรวมและจำแนกลักษณะภูมิอากาศ ดิน และพืช จาก 22 พื้นที่ ที่มีพืชพรรณในระดับความสูงต่างๆ ตามแนวTalabre-Lejía Transect

     นักวิจัยได้นำตัวอย่างพืชและดินที่เก็บรักษาไว้ในไนโตรเจนเหลวกลับไปที่ห้องแล็บ เพื่อวิเคราะห์ลำดับยีนที่แสดงออกในพืชเด่น ๆ จำนวน 32 ชนิดจากทะเลทราย Atacama และประเมินจุลินทรีย์ในดินที่มีความสัมพันธ์กับพืชโดยพิจารณาจากลำดับดีเอ็นเอ และพบว่าพืชบางชนิดเจริญเติบโตจากการส่งเสริมของแบคทีเรียที่อยู่ใกล้ราก ซึ่งเป็นการปรับเปลี่ยนกลยุทธ์ในการเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซับไนโตรเจนที่มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืชในดินที่มีไนโตรเจนต่ำของทะเลทาย Atacama

      ทีมงานจาก New York University ได้ทำการวิเคราะห์โดยใช้วิวัฒนาการชาติพันธุ์ (phylogenomics) เพื่อจำแนกยีนที่มีลำดับโปรตีนที่ปรับตัวได้ในทะเลทราย Atacama ทำให้ได้พบกับ “แหล่งพันธุกรรม” หรือที่เรียกกันว่า genetic goldmineโดยจำแนกได้มากถึง 265 ยีนที่มีการเปลี่ยนแปลงลำดับโปรตีน ซึ่งเป็นผลมาจากการวิวัฒนาการของหลายสายพันธุ์ในทะเลทราย Atacama

      ยีนเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการตอบสนองของแสงและการสังเคราะห์แสง ซึ่งอาจช่วยให้พืชปรับตัวให้เข้ากับการแผ่รังสีแสงสูงในทะเลทราย Atacama ได้ และนักวิจัยยังได้ค้นพบยีนที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมการตอบสนองต่อความเครียด เกลือ การล้างพิษ และไอออนโลหะ

     ครับ ก็พอมีความหวังในการพัฒนาพืชให้ทนแล้งโดยใช้เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่

     อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://www.nyu.edu/about/news-publications/news/2021/november/genetic-goldmine-underlying-plant-resilience.html