โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยวสุภาษิต

นักวิจัยจาก King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) แห่งเมือง Thuwal ประเทศซาอุดิอาระเบีย ได้โคลนยีน Lr9 และ Sr43 ที่ต้านทานโรค ราสนิมของข้าวสาลี และระบุว่ายีนดังกล่าวจะสร้าง kinase fusion proteins (โปรตีนที่สร้างขึ้นจากการรวมตัวกันของยีน 2 ตัวหรือมากกว่านั้น ซึ่งแต่เดิมจะสร้างโปรตีนที่แยกจากกัน) ที่ผิดปกติ ซึ่งเป็นทางเลือกใหม่สำหรับการจัดการความต้านทานโรคในข้าวสาลีแป้งขนมปัง (bread wheat)

ข้าวสาลีพันธุ์ป่า เป็นแหล่งสะสมความหลากหลายทางพันธุกรรมสำหรับการปรับปรุงพันธุ์พืช เดิมทียีน Lr9 ที่ต้านทานโรคราสนิมที่ใบนั้นถูกพบใน wild goatgrass (Aegilops umbellulata) ในขณะที่ยีน Sr43 ที่ต้านทานโรคราสนิมที่ลำต้นนั้นถูกพบใน wild tall wheatgrass (Thinopyrum elongatum) เกือบร้อยละ 40 ของยีนต้านทานที่พบใน bread wheat

ในปัจจุบันถูกผสมข้ามด้วยข้าวสาลีพันธุ์ป่า ข้าวสาลีพันธุ์ปลูกที่มียีน Lr9 ได้รับการปลดปล่อยในช่วงปลายทศวรรษ 1960 และ ยีน Lr9 ก็ยังคงมีประสิทธิภาพในพื้นที่ปลูกข้าวสาลีหลายแห่ง อย่างไรก็ตาม นักวิจัยกล่าวว่าการผสมข้ามเช่นนี้สามารถนำไปสู่การนำยีนอื่น ๆ ที่ไม่ต้องการจากพันธุ์ป่าหรือที่เรียกว่า “linkage drag” (การลดสมรรถภาพในพันธุ์เนื่องจากการนำยีนที่ไม่ต้องการมาใช้พร้อมกับยีนที่เป็นประโยชน์ในระหว่างการผสมกลับ)

Yajun Wang นักวิจัยของ KAUST ได้จัดลำดับจีโนมของ bread wheat พันธุ์ปลูกที่มียีน Lr9 และพันธุ์ป่า wild goatgrass  นักวิจัยพบว่ายีน Lr9 ถูกนำเข้าสู่ข้าวสาลีพันธุ์ปลูกพร้อมกับยีนอื่น ๆ อีกประมาณ 536 ยีนที่มาจาก wild goatgrass  และในกระบวนการนี้ยังนำไปสู่การลบ (deletion) ส่วนเล็ก ๆ ของจีโนมข้าวสาลีที่มียีน 87 ยีน

นักวิจัย 2 คณะที่นำโดย Simon Krattinger และ Brande Wulff ได้ทำการโคลน (เพิ่มจำนวน) ยีน Lr9 และ Sr43 ตามลำดับ โดยสร้างการกลายพันธุ์เพื่อเปรียบเทียบลำดับของยีนกับจีโนมตั้งต้น จากข้อมูลของนักวิจัย ยีนที่ได้จากการโคลนสามารถใช้ในการปรับปรุงสายพันธุ์ bread wheat โดยไม่เกิด linkage drag และยีนสามารถรวมเข้ากับยีนต้านทานโรคราสนิมตัวอื่น ๆ เป็นหมู่ยีนที่รวมกัน เพื่อให้มีความต้านทานที่ดีกว่าและใช้ได้ยาวนานยิ่งขึ้น การโคลนยีน Lr9 และ Sr43 ยังทำให้เกิด kinase fusion proteins ที่ผิดปกติ ซึ่งจะมีส่วนเกี่ยวข้องกับการต้านทานโรคในข้าวสาลีและข้าวบาร์เลย์

ครับ ความรู้ทางพันธุกรรมในระดับโมเลกุลมีส่วนช่วยอย่างมากในการพัฒนาพันธุ์พืชในปัจจุบันและอนาคต

อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://discovery.kaust.edu.sa/en/article/20941/20941/#reference-1