โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต

นักวิจัยจากศูนย์วิจัยเศรษฐกิจการเกษตร (Centre for Research in Agricultural Economics – CRAG) ในสหรัฐอเมริกา นำโดย Núria Sánchez-Coll ได้ค้นพบตำแหน่งเฉพาะของโปรตีน AtMC3 ในระบบท่อลำเลียงของพืช และบทบาทในการทนแล้งในพืชต้นแบบ Arabidopsis thaliana

AtMC3 เป็นโปรตีนที่อยู่ในกลุ่ม metacaspase ซึ่งเป็นเอ็นไซม์ในกลุ่ม cysteine proteases ทีมวิจัยค้นพบว่าระดับ AtMC3 ที่เพิ่มขึ้น ช่วยเพิ่มความทนทานต่อการขาดแคลนน้ำอย่างรุนแรง โดยไม่ส่งผลกระทบต่อผลผลิตของพืช ทีมวิจัยยังพบว่า AtMC3 มีอยู่ใน phloem ของระบบท่อลำเลียงของพืชเท่านั้น ซึ่งจะกระจายสารประกอบอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้จากใบระหว่างการสังเคราะห์แสงไปยังส่วนอื่นๆ ของพืช AtMC3 พบในเซลล์เฉพาะที่เรียกว่า companion cells ซึ่งสนับสนุนการเผาผลาญของเซลล์ที่ทำหน้าที่ลำเลียงสารอาหาร

ในการศึกษานี้ นักวิจัยพบว่าพืชที่ไม่มี AtMC3 จะไวต่อฮอร์โมนความเครียด (abscisic acid – ABA) น้อยกว่า และด้วยเหตุนี้ความสามารถในการรับมือกับความเครียดจากภัยแล้งจึงลดลง เมื่อนักวิจัยเพิ่มระดับ AtMC3 พืชจะแสดงอัตราการรอดชีวิตที่เพิ่มขึ้นและสามารถรักษาความสามารถในการสังเคราะห์แสงได้ในสภาพที่ขาดน้ำ

สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่า AtMC3 เพียงอย่างเดียวสามารถเพิ่มความทนทานต่อสภาพแล้งได้ ที่สำคัญกว่านั้น ระดับโปรตีนที่เปลี่ยนแปลงนี้ไม่ได้ทำให้การเจริญเติบโตของพืชเปลี่ยนแปลงแต่อย่างใด Eugenia Pitsili ผู้เป็นนักวิจัยดุษฎีบัณฑิต (postdoctoral researcher) ที่ VIB-UGent Center for Plant Systems Biology ในเบลเยียม และอดีตนักวิจัยของ CRAG กล่าวว่า “นี่เป็นการค้นพบที่สำคัญในการปรับการตอบสนองต่อภัยแล้งในช่วงต้นของพืชโดยไม่ส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตหรือผลผลิตของพืช”

ครับ ความรู้ในระดับยีนสามารถนำไปสู่การพัฒนาพืชให้ทนแล้งได้ เป็นสิ่งที่น่าสนใจจริง ๆ

อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://www.cragenomica.es/crag-news/230615_NdP_SC_SColl-NewPhytol