โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต

Brian Staskawicz ผู้อำนวยการ Innovative Genomics Institute (IGI) Sustainable Agriculture และทีมวิจัย ได้ใช้ CRISPR เป็นทางเลือกใหม่ในการพัฒนาข้าวทนแล้ง

ยีน STOMAGEN (ย่อมาจาก “stomata generator”) มีความสำคัญต่อการพัฒนาปากใบ ก่อนหน้านี้ นักวิจัยได้ลดจำนวนปากใบโดยปิดการใช้งานหรือ “กำจัด” ยีน STOMAGEN ในข้าว ทำให้จำนวนปากใบลดลงประมาณร้อยละ 80 การลดจำนวนปากใบสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้น้ำได้ แต่ก็ลดความสามารถของพืชในการแลกเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนที่มีส่วนสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง การเจริญเติบโตของพืช และผลผลิต

อย่างไรก็ตาม ในข้าวมีสำเนาหรือ paralog (หน่วยพันธุกรรมที่มีลำดับเบสเหมือนหรือคล้ายกันแต่อยู่ต่างกลุ่ม) ของยีน STOMAGEN ที่เรียกว่า EPFL10 ซึ่งมีรหัสพันธุกรรมที่เหมือนกันเกือบทั้งหมด ทีมวิจัยตัดสินใจที่จะตรวจสอบว่า EPFL10 อาจเป็นช่องทางในการแก้ปัญหาได้หรือไม่

การใช้ CRISPR ทำให้ Nicholas Karavolias และเพื่อนร่วมงาน สามารถเปรียบเทียบยีน STOMAGEN และ EPFL10 ได้ และพบว่า EPFL10 ก็ช่วยส่งเสริมการพัฒนาปากใบในข้าวเช่นเดียวกับ STOMAGEN แต่จะมีผลน้อยกว่า และการทำให้ EPFL10 หยุดการทำงานจะลดจำนวนของปากใบลง แต่น้อยกว่าการหยุดการทำงานของ STOMAGEN

ในการทดลองอื่น ๆ ของทีมวิจัย การหยุดการทำงานของยีน STOMAGEN จะส่งผลเสียต่อการแลกเปลี่ยนก๊าซ ทีมวิจัยยังสังเกตว่าการหยุดทำงานของยีน STOMAGEN จะทำให้เกิดปัญหาในการควบคุมอุณหภูมิใบในบางสภาวะ ในขณะที่การหยุดทำงานของยีน EPFL10 ยังคงสามารถควบคุมอุณหภูมิได้เช่นเดียวกับพืชที่ไม่ได้แก้ไขยีนในทุกสภาวะที่ทดสอบ และท้ายที่สุด ทีมวิจัยไม่ได้พบความแตกต่างของผลผลิตระหว่างสายพันธุ์ข้าวที่พัฒนา

ครับ ความรู้ในระดับพันธุศาสตร์โมเลกุลมีศักยภาพสูงที่จะพัฒนาพันธุ์ข้าวให้ทนแล้ง ซึ่งจะมีประโยชน์อย่างมากในสถาวะภูมิอากาศเปลี่ยนแปลง

อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://innovativegenomics.org/news/protecting-rice-drought/