นวัตกรรมใหม่เอาชนะพืชตระกูลแตงเน่า

  •  
  •  
  •  
  •  

   ร่วมแถลงข่าวถึงความสำเร็จในการตรวจหาเชื้อ Acidovorax citrull

ในที่สุดตามที่ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) ร่วมกับ บริษัท เจียไต๋ จำกัด ประสบความสำเร็จอย่างงดงามในการคิดค้นนวัตกรรมใหม่สำหรับตรวจหาเชื้อบคทีเรีย Acidovorax citrulli  อันเป็นสาเหตุโรคผลเน่าในเมล็ดพันธุ์ของพืชตระกูลแตง และสามารถตรวจสอบการปนเปื้อนเชื้อแบคทีเรียในเมล็ดพันธุ์ได้รวดเร็วกว่าเดิม โดยใช้เวลาเพียง 6-10 วันเท่านั้นในการแยกเชื้อ A. citrulli ออกจากเมล็ดได้

ล่าวุดได้เปิดแถลงข่าวถึงความสำเร็จในการพัฒนาเทคนิค IMS (Immunomagnetic Separation) และการแยกเชื้อแบคทีเรียบนอาหารคัดเลือกจำเพาะสำหรับตรวจหาเชื้อ Acidovorax citrull เป็นที่เรียบร้อยแล้ว ที่อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย จ.ปทุมธานี – กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เมื่อวันที่ 29 พฤษภาคม 2560 ที่ผ่านมา

นวัตกรรมใหม่ที่ว่านี้จะสามารถตรวจสอบการปนเปื้อนเชื้อแบคทีเรียดังกล่าวในเมล็ดพันธุ์ได้รวดเร็วกว่าเดิม โดยใช้เวลาเพียง 6-10 วันในการแยกเชื้อ A. citrulli ออกจากเมล็ด ขณะที่วิธีมาตรฐานที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน (seedling grow-out test) จะต้องเพาะเมล็ดเพื่อให้เป็นต้นกล้า จากนั้นทำการสังเกตอาการโรคในต้นอ่อนและนำไปแยกเชื้อ โดยจะใช้เวลาตั้งแต่ 14-25 วัน ขึ้นอยู่กับปริมาณเชื้อที่ติดมากับเมล็ด ซึ่งวิธีการที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้จะทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายแรงงาน และเวลาได้เป็นอย่างมาก

เชื้อแบคทีเรีย A. citrulli เป็นเชื้อแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรคผลเน่าในพืชตระกูลแตง ซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายต่อผลผลิตของพืชในกลุ่มนี้เป็นอย่างมากในหลาย ๆ ประเทศทั่วโลก รวมทั้งประเทศไทย โดยพบระบาดในแตงโม เมล่อน และ แคนตาลูป เป็นต้น เชื้อแบคทีเรียชนิดนี้สามารถมีชีวิตอยู่ได้ตลอดฤดูการผลิต ในดิน น้ำ และเศษซากพืช แต่ปัญหาสำคัญที่สุดคือ เชื้อสามารถถ่ายทอดผ่านทางเมล็ดพันธุ์ได้ (Seed transmission)

ดังนั้นการผลิตเมล็ดพันธุ์จะต้องมีการควบคุมทุกขั้นตอนการเพาะปลูกให้ปลอดโรค รวมถึงการใช้สารเคมีฆ่าเชื้อในเมล็ดช่วงเก็บเกี่ยว อย่างไรก็ตามวิธีการหนึ่งที่จะสามารถจัดการควบคุมโรคผลเน่าได้ คือการใช้เมล็ดพันธุ์ที่ปลอดจากเชื้อในการเพาะปลูก จึงต้องมีการตรวจรับรองความปลอดเชื้อของเมล็ดพันธุ์ก่อนทำการจำหน่ายในประเทศและการส่งออก โดยจะทำการตรวจทั้งในแปลงปลูกและสุ่มตรวจเมล็ดพันธุ์ที่จะทำการค้า วิธีการตรวจวินิจฉัยโรคที่มีประสิทธิภาพสูงในด้านปริมาณและถูกต้องแม่นยำจึงมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง

 

ดร. สมวงษ์ ตระกูลรุ่ง(ซ้าย) คุณมนัส เจียรวนนท์

        ดร. สุมิตรา กันตรง ผู้ช่วยกรรมการผู้จัดการ สำนักปฏิบัติการธุรกิจเมล็ดพันธุ์ บริษัท เจียไต๋ จำกัด เปิดเผยว่า การส่งออกเมล็ดพันธุ์มีการออกกฎระเบียบให้มีการตรวจรับรองว่าไม่มีเชื้อ A. citrulli ปนเปื้อนอยู่ในเมล็ดพันธุ์ที่จะทำการส่งออก โดยจะสุ่มตรวจในแปลงปลูกและ/หรือสุ่มตรวจเมล็ดพันธุ์  กรณีที่ตรวจพบการปนเปื้อนจากการสุ่มตรวจจะทำให้ไม่สามารถส่งออกเมล็ดพันธุ์รุ่น (lot) ที่ปนเปื้อนนั้น ๆ ได้  กรณีที่เกิดความผิดพลาดของการตรวจสอบและปล่อยให้มีการส่งออกเมล็ดพันธุ์ที่มีเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli ไปยังลูกค้าหรือผู้สั่งซื้อ ผู้ขายเมล็ดพันธุ์ที่ปนเปื้อนอาจถูกฟ้องร้องและถูกดำเนินคดีได้ ฉะนั้นวิธีการที่จะนำมาใช้ในการตรวจสอบจะต้องมีความจำเพาะเจาะจง มีความแม่นยำ สะดวก และสามารถตรวจสอบได้อย่างรวดเร็ว

 

สำหรับวิธีการตรวจนั้น วิธีการตรวจหาเชื้อ A. citrulli แบบดั้งเดิมที่ปฏิบัติกันมาคือ วิธีการ seedling grow-out test โดยเริ่มจากการนำเมล็ดมาเพาะให้งอกเป็นต้นกล้า แล้วสังเกตอาการโรคจากต้นกล้าที่ได้ จากนั้นจึงนำตัวอย่างต้นกล้าที่แสดงอาการโรคมาทำการตรวจการติดเชื้อ A. citrulli ในเบื้องต้นด้วยวิธี ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) ซึ่งอาศัยหลักการของการทำปฏิกิริยาที่จำเพาะเจาะจงของ antibody และ antigen โดยใช้เอนไซม์เป็นตัวตรวจวัดการเกิดปฏิกิริยาหรือ วิธี PCR (Polymerase Chain Reaction)

เป็นกระบวนการในการสังเคราะห์ชิ้นส่วนของดีเอ็นเอ (DNA) ในหลอดทดลอง โดยเลียนแบบมาจากการสังเคราะห์ดีเอ็นเอในสิ่งมีชีวิตโดยตัวอย่างที่ให้ผลบวกจะถูกนำมาแยกเชื้อบนอาหารคัดเลือกจำเพาะ ซึ่งวิธีการดังกล่าวนี้ใช้เวลานานสูงสุดถึง 25 วัน จึงจะสามารถแยกเชื้อแล้วนำกลุ่มแบคทีเรียที่ได้บนอาหาร ที่คาดว่าเป็นเชื้อ A. citrulli มาทดสอบยืนยันการก่อโรคในพืชทดสอบได้

ส่วนนวัตกรรมใหม่ที่พัฒนาขึ้นจนประสบความสำเร็จนี้จะใช้เวลาเพียงประมาณ 6-10 วันเท่านั้น ในการแยกชื้อ A. citrulli  ออกมาจากเมล็ดพันธุ์จนกระทั่งได้กลุ่มเชื้อแบคทีเรีย ที่พร้อมจะนำไปทดสอบยืนยันการก่อโรคในพืชทดสอบ หลักการโดยรวมของวิธีการที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้คือ การใช้เม็ดแม่เหล็ก (magnetic beads) ที่เคลือบด้วยแอนติบอดีที่จำเพาะเจาะจงต่อเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli หรือเรียกว่า IMBs (Immunomagnetic beads) ไปจับแยกเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli ในน้ำบดเมล็ดพันธุ์ที่ถูกทำให้เริ่มงอกเพียงเล็กน้อย แล้วใช้แท่งแม่เหล็กเป็นตัวดึง IMBs ที่จับเชื้อดังกล่าวออกมา ซึ่งวิธีนี้จะทำให้ได้เชื้อแบคทีเรียเป้าหมายในปริมาณที่เข้มข้น และไม่ปนเปื้อนด้วยส่วนประกอบต่าง ๆ ที่อยู่ในน้ำบดเมล็ด ทำให้สามารถนำไปตรวจสอบโดยเทคนิคอื่น ๆ ได้อย่างสะดวกและรวดเร็วยิ่งขึ้น ซึ่ง IMBs ที่มีเชื้อ A. citrulli ติดอยู่นี้จะถูกนำไปแยกเชื้อบนอาหารคัดเลือกจำเพาะแล้วนำเชื้อที่แยกได้ไปทดสอบยืนยันการก่อโรคในพืชทดสอบต่อไป

“วิธีการที่พัฒนาขึ้นนี้นับว่ามีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากมีความแม่นยำสูง และยังสามารถลดระยะเวลาในการตรวจเชื้อ A. citrulliในเมล็ดพันธุ์จาก 25 วันเหลือ 6-10 วันได้ทำให้ ประหยัดทั้งเวลา แรงงาน ลดการใช้พื้นที่ในการทดสอบ, รวมทั้งลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในการเพาะเลี้ยงต้นกล้า นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มจำนวนตัวอย่างที่ทดสอบต่อเดือนได้อีกด้วย ส่งผลให้สามารถลดงบประมาณที่ใช้ในการตรวจเชื้อ A. citrulliลงไปได้อย่างมาก” ดร. สุมิตรา  กล่าว

อย่างไรก็ตาม การตรวจรับรองความปลอดเชื้อของเมล็ดพันธุ์ที่รวดเร็ว แม่นยำ และได้มาตรฐาน นับเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการค้าเมล็ดพันธุ์ ไม่ว่าจะในประเทศหรือต่างประเทศ ซึ่งวิธีการใหม่ที่พัฒนาขึ้นนี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับธุกิจเมล็ดพันธุ์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกษตรกรจะได้ผลผลิตสูง ผลผลิตไม่เสียหาย และสำหรับหน่วยงานที่ต้องการตรวจรับรองความปลอดเชื้อของเมล็ดพันธุ์ เช่น กรมวิชาการเกษตร สมาคมเมล็ดพันธุ์แห่งประเทศไทย รวมถึงบริษัทเมล็ดพันธุ์ที่ต้องตรวจสอบเชื้อ A. citrulliก่อนส่งจำหน่ายให้ลูกค้า ซึ่งประเทศไทยถือเป็นแหล่งสำคัญในการผลิตเมล็ดพันธุ์เพื่อการส่งออก โดยมีมูลค่าการส่งออกเมล็ดพันธุ์พืชตระกูลแตงสูงถึงประมาณ 1,700 ล้านบาทต่อปี

ด้าน ดร. อรวรรณ หิมะนันโต นักวิจัยห้องปฏิบัติการผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดี ไบโอเทค สวทช. ให้ข้อมูลว่า แอนติบอดีที่นำมาใช้เคลือบเม็ดแม่เหล็กนี้ เป็นแอนติบอดีที่ทางไบโอเทคพัฒนาขึ้น ซึ่งแอนติบอดีตัวนี้มีความจำเพาะเจาะจงต่อเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli เท่านั้น โดยจะไม่เกิดปฏิกิริยาข้ามกับเชื้อแบคทีเรียก่อโรคพืชชนิดอื่น ๆ ซึ่งวิธีที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถแยกเชื้อ A. citrulli ได้ที่ระดับการปนเปื้อน 0.1% คือ มีเมล็ดที่ปนเปื้อนเชื้อ A. citrulli 1 เมล็ด ในเมล็ดปกติ 1,000 เมล็ดซึ่งเทียบเท่ากับวิธีมาตรฐาน (seedling grow-out test) ที่ใช้ในการตรวจวิเคราะห์ และยังเป็นวิธีที่สามารถพิสูจน์ได้ว่าในเมล็ดพันธุ์มีเชื้อแบคทีเรีย           A. citrulli ที่มีชีวิตซึ่งสามารถก่อโรคได้ ปนเปื้อนอยู่หรือไม่ ซึ่งจะแตกต่างจากวิธีการตรวจทางอิมมูโนวิทยาชนิดอื่น ๆ รวมทั้งการตรวจหาสารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอด้วยวิธีการทางชีวโมเลกุล  ซึ่งจะไม่สามารถแยกระหว่าง เชื้อตายและเชื้อที่มีชีวิตได้

                                                                                                                     ดร.สุมิตรา กันตรง กับดร.อรวรรณ หิมานันโต

นับเป็นความเร็จที่เชยชมที่ต่อไปการส่งออกเมล็ดพันธุ์พืชตระกูลแตง จะไม่มีเชื้อ A. citrulli ปนเปื้อนอีกต่อไ