โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต

Teosinte high protein 9 (THP9) เป็นโครโมโซมที่เข้ารหัสเอนไซม์ที่สำคัญต่อกระบวนการสร้างและสลายไนโตรเจน (nitrogen metabolism) ของ teosinte ซึ่งเป็นบรรพบุรุษของข้าวโพด และมีการแสดงออกอย่างมากใน teosinte แต่ไม่แสดงออกในข้าวโพดสมัยใหม่ แต่การค้นพบล่าสุดทำให้นักปรับปรุงพันธุ์ข้าวโพดมีโอกาสในการพัฒนาข้าวโพดพันธุ์ใหม่ที่สามารถปลูกได้ภายใต้สภาวะที่มีไนโตรเจนจำกัด ในขณะที่เพิ่มปริมาณโปรตีนในเมล็ดพืช

นักวิจัยจาก Chinese Academy of Sciences ได้ค้นพบวิธีที่เรียกว่า “trio binning” ซึ่งทำให้การประกอบ haplotype (ลักษณะของ segment ของสาย DNA หรือยีนที่มีกลุ่มของ alleles ที่สนใจ ตั้งแต่ 2 allele ขึ้นไป ในตำแหน่งที่ต่างกัน) ของ teosinte ง่ายขึ้น โดยทำการแก้ไขความแปรผันของอัลลีล ที่ช่วยเชื่อมโยงลำดับดีเอ็นเอของ haplotype ของ teosinte

ด้วยความคิดที่ว่าการระบุลักษณะของยีนที่มีส่วนรับผิดชอบต่อลักษณะโปรตีนสูงใน teosinte อาจเผยให้เห็นชุดของ QTLs (ชุดของดีเอ็นเอที่ประกอบด้วยลำดับของยีนหรือชุดของการเชื่อมโยงของยีนหลายตัว ซึ่งทำให้เกิดลักษณะถ่ายทอดเชิงปริมาณ) ที่หลากหลายมากกว่าเมื่อเทียบกับข้าวโพดสมัยใหม่ แต่กลับเป็นว่า ได้พบการลบในส่วนที่ไม่เข้ารหัสภายในของข้าวโพดยุคใหม่ ที่ทำให้เกิดการประกบ THP9 mRNA ที่ไม่ถูกต้อง

THP9 ได้ถูกถ่ายฝากให้กับจีโนมข้าวโพดสมัยใหม่สายพันธุ์ B73 สมัยใหม่ ทำให้ปริมาณโปรตีนในเมล็ดของสายพันธุ์ข้าวโพดดัดแปลงพันธุกรรมเพิ่มขึ้น รวมถึงกรดอะมิโนอิสระและแอสพาราจีน (asparagine) ที่พบได้ทั่วทั้งต้นพืช นักวิจัยยังตั้งข้อสังเกตด้วยว่าลักษณะเหล่านี้ไม่ส่งผลกระทบต่อผลผลิตของข้าวโพด การค้นพบนี้เน้นให้เห็นคุณค่าที่เป็นไปได้ของข้าวโพดลูกผสมที่มีอัลลีล THP9-T ซึ่งอาจเติบโตได้ในสภาพดินที่มีไนโตรเจนต่ำโดยไม่ก่อให้เกิดผลเสียต่อผลผลิต

ครับ จากความรู้นี้ทำให้มองเห็นอนาคตของข้าวโพดสมัยใหม่ที่จะเจริญเติบโตได้ในสภาพดินที่มีไนโตรเจนต่ำ

อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://www.nature.com/articles/s41586-022-05441-2