โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต

พันธุกรรมที่ซับซ้อนของอ้อยทำให้อ้อยเป็นพืชหลักสุดท้ายที่ไม่มีจีโนมที่สมบูรณ์และแม่นยำสูง นักวิทยาศาสตร์จากฝรั่งเศส ออสเตรเลีย สาธารณรัฐเช็ก และสหรัฐอเมริกา นำโดยสถาบันจีโนมร่วมกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (U.S. Department of Energy Joint Genome Institute – JGI) ได้พัฒนาและผสมผสานเทคนิคต่าง ๆ เข้าด้วยกันเพื่อระบุรหัสพันธุกรรมของอ้อยได้สำเร็จ

จีโนมของอ้อยมีขนาดใหญ่และมีสำเนาโครโมโซมมากกว่าพืชทั่วไป ซึ่งเป็นลักษณะที่เรียกว่าโพลีพลอยด์ (polyploidy) อ้อยมีคู่เบสประมาณ 1 หมื่นล้านคู่ ในขณะที่จีโนมมนุษย์มีคู่เบสประมาณ 3 พันล้านคู่ ดีเอ็นเอของอ้อยหลายส่วนเหมือนกันทั้งโครโมโซมสายเดียวกันและต่างสายกัน

นั่นทำให้เกิดความท้าทายในการประกอบชิ้นส่วนเล็ก ๆ ของดีเอ็นเอกลับคืนอย่างถูกต้องในขณะที่สร้างพิมพ์เขียวทางพันธุกรรมทั้งหมดขึ้นมาใหม่ นักวิจัยไขปริศนาโดยการรวมเทคนิคการจัดลำดับทางพันธุกรรมหลายอย่าง รวมถึงวิธีการที่พัฒนาเทคนิคขึ้นใหม่ที่เรียกว่า PacBio HiFi sequencing ซึ่งสามารถระบุลำดับของดีเอ็นเอในส่วนที่ยาวได้อย่างแม่นยำ

จีโนมอ้างอิงที่สมบูรณ์ ช่วยให้ศึกษาพันธุ์อ้อยได้ง่ายขึ้น ช่วยให้นักวิจัยสามารถเปรียบเทียบยีนและวิถีทางของยีนกับพืชอื่น ๆ ที่ได้รับการศึกษาอย่างดี เช่น ข้าวฟ่างหรือพืชพลังงานชีวภาพอื่น ๆ ที่น่าสนใจ เช่น หญ้า switchgrass และ หญ้า Miscanthus จากแผนที่จีโนม นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบตำแหน่งเฉพาะที่สามารถต้านทานโรค ราสนิมสีน้ำตาลที่สามารถทำลายอ้อย ในอนาคต นักวิจัยยังสามารถใช้ลำดับทางพันธุกรรมเพื่อทำความเข้าใจยีนต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตน้ำตาลได้ดียิ่งขึ้น

ครับ อีกไม่นานคงจะมีพันธุ์อ้อยที่ดัดแปลงพันธุกรรมที่หลากหลายมากขึ้น

อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://newscenter.lbl.gov/2024/03/27/sweet-success-researchers-crack-sugarcanes-complex-genetic-code/