โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต

วันนี้มีเรื่องราวที่จะพูดถึงการแก้ไขยีน หรือจีโนม ที่จะทำให้พืชสามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศโลกได้มี 5 แนวทางด้วย

แนวทางที่ 1. การเพิ่มความทนแล้งให้กับพืชปลูก

ความเครียดจากภัยแล้งส่งผลกระทบอย่างมากต่อผลผลิตพืชผล และเป็นสาเหตุหลักของการสูญเสียผลผลิตทั่วโลก นักวิจัยสามารถระบุยีนเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับลักษณะต่างๆ ของพืชที่ปรับให้เข้ากับสภาวะ เพื่อช่วยให้พืชทนต่อความเครียดดังกล่าว จากนั้นทำการแก้ไขยีนเหล่านี้เพื่อให้พืชมีความยืดหยุ่นในการทนแล้ง และขณะนี้มีงานวิจัยการใช้ CRISPR (หนึ่งในวิธีที่ใช้ในการแก้ไขยีน) เพื่อพัฒนาความทนแล้งในข้าวสาลี มันสำปะหลัง มะละกอ อ้อย และฝ้าย

แนวทางที่ 2. การพัฒนาพืชปลูกให้มีความต้านทานต่อโรค

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ส่งผลให้เกิดการแพร่ระบาดของโรคพืช โดยการเพิ่มจำนวนพาหะนำโรค ส่งเสริมการขยายพันธุ์ของเชื้อโรค และเพิ่มความอ่อนแอของพืชที่มีต่อเชื้อโรคมาก เพื่อรับมือกับการระบาดของโรคพืช นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาความต้านทานโรคในพืชโดยไม่ต้องใช้สารป้องกันกำจัดแมลงศัตรูและโรคพืช เช่นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการแก้ไขยีน CRISPR เพื่อหยุดการทำงานของไวรัสที่ทำให้เกิดโรค banana streak virus ในกล้วย

แนวทางที่ 3. การเพิ่มผลผลิตให้กับพืชปลูก

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้ผลผลิตพืชลดลง แต่จำนวนประชากรยังคงเพิ่มขึ้น และมีความต้องการอาหารเพิ่มขึ้น เทคนิคการปรับปรุงพันธุ์แบบดั้งเดิมเพื่อเพิ่มผลผลิตพืช ไม่สามารถสนองตอบได้ทันต่อความต้องการอาหารที่เพิ่มขึ้นนี้ได้ แต่การใช้เทคโนโลยี CRISPR-Cas9 จะเป็นเทคนิคที่มีแนวโน้มดีที่สุดสำหรับการตอบสนองความต้องการนั้นโดยทำให้พืชมีผลผลิตสูงขึ้น เช่น ในข้าว การแก้ไขยีนทำให้เกิดสายพันธุ์ข้าวที่มีผลผลิตเพิ่มขึ้นร้อยละ 11–68 และยังมีการใช้ CRISPR/Cas9 เพื่อเพิ่มขนาดของมะเขือเทศ เป็นต้น

แนวทางที่ 4. การพัฒนาพืชปลูกให้ทนเค็ม

พื้นที่เพาะปลูกทั่วโลกประมาณ ร้อยละ 6 ถูกทำลายโดยดินเค็ม และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องร้อยละ 1–2 ต่อปี ส่งผลให้สูญเสียผลผลิตพืชอย่างมีนัยสำคัญนักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการใช้ CRISPR เพื่อให้มะเขือเทศมีความทนทานต่อความเค็มสูง และการแก้ไขยีนในข้าวเพื่อปรับปรุงความทนทานต่อความเข้มข้นของเกลือในดินที่สูงขึ้น

แนวทางที่ 5. การพัฒนาพืชปลูกให้สู้กับวัชพืช

วัชพืช ซึ่งเป็นศัตรูอันดับ 1 ของเกษตรกร สร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อการเพาะปลูกทั่วโลก โดยจะลดผลผลิตและรายได้ของเกษตรกรอย่างมาก เช่น ในอินเดีย วัชพืชทำให้ผลผลิตพืชลดลงได้ถึงร้อยละ31.5 ปัจจัยที่สนับสนุนการแพร่กระจายและการเจริญเติบโตของวัชพืชในบริบทของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ คือ ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้น (CO2) และการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องในอุณหภูมิโลกและปริมาณน้ำฝนการแก้ไขยีนช่วยแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การแก้ไขยีนด้วยCRISPR เพื่อพัฒนาอัลลีล (รูปแบบของยีนที่อยู่บนตำแหน่งเดียวกัน) ที่ทนต่อสารกำจัดวัชพืชในข้าว และผลมีต่อเนื่องไปถึงการเกษตรแบบไม่ต้องไถดินหรือไถพรวนได้ ซึ่งช่วยลดการพังทลายของดินและยังช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกด้วยการลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล

ครับ นั่นเป็นเพียง 5 แนวทางมีปรากฎผลอย่างชัดเจน แต่ยังมีอีกหลายแนวทางที่กำลังอยู่ในระหว่างการศึกษาในปัจจุบัน

อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://geneticliteracyproject.org/2022/01/18/5-ways-gene-editing-is-making-crops-climate-resilient/