จากการเข้าร่วมงานประชุมวิชาการประจำปี 2560 เมื่อวันที่ 7-8 ธันวาคม 2560 ณ อาคารเฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดา มหาวิทยาลัยแม่โจ้ ทำให้ได้ความรู้จากการบรรยาย เรื่อง เทคโนโลยีจีโนมิกส์เพื่อการปรับปรุงพันธุ์พืชตระกูลแตง โดย ดร. สิทธิโชค ตั้งภัสสรเรือง จากศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ โดยสรุปเนื้อหาและการนำไปใช้ประโยชน์ ได้ดังนี้
พืชตระกูลแตง (Cucurbitaceae) ประกอบด้วยแตงกวา มะระ เมล่อน สควอช แตงโม และฟักทอง โดยแตงกวาเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญและเป็นพืชต้นแบบสำหรับการศึกษาการกำหนดเพศและชีววิทยาของท่อลำเลียงในพืช การศึกษาจีโนมของแตงกวาได้มีการหาลำดับเบสได้แล้ว ลำดับเบสของจีโนมจะเป็นประโยชน์ทำให้เข้าใจลักษณะที่สำคัญ ได้แก่ การแสดงออกของเพศ การต้านทานโรค การสังเคราะห์สารที่ทำให้เกิดรสขม (cucurbitacin) และกลิ่นหอม นอกจากนี้ จีโนมแตงกวาจะเป็นแหล่งข้อมูลที่มีคุณค่าสำหรับการพัฒนาปรับปรุงพันธุ์แตงกวาให้เป็นพันธุ์การค้า และการผลิตสารที่มีคุณค่าทางโภชนาการและมีฤทธิ์ต้านมะเร็งอีกด้วย
กลิ่นหอม (fragrance) ในพืชเป็นลักษณะที่เพิ่มมูลค่าให้กับพืชอาหารหลายชนิด ลักษณะกลิ่นหอมเกิดจากสาร 2-acetyl-1-pyrroline (2AP) การศึกษาในแตงกวา พบว่า การกลายพันธุ์ในยีน betaine aldehyde dehydrogenase2 (BADH2) บริเวณเอกซอนที่ 5 ทำให้เกิดการสังเคราะห์สาร 2AP และเกิดกลิ่นหอม นอกจากนี้ ได้มีการพัฒนาเครื่องหมายสนิปส์ (single nuclelotide polymorphism markers; SNP) เพื่อตรวจสอบอัลลีลที่สร้างกลิ่นหอม และเป็นประโยชน์ต่อการปรับปรุงพันธุ์พืช
สาร cucurbitacins เป็นสารพวก triterpenoids ทำให้เกิดรสขมในพืชวงศ์แตง สารชนิดนี้ทำให้ป้องกันพืชจากแมลงและมีคุณสมบัติต้านการเกิดเนื้องอก การศึกษาด้านจีโนมิกส์และชีวเคมี พบว่า มียีน 9 ยีน อยู่ในวิถีการสังเคราะห์สาร cucurbitacin C ยีน Bl (Bitter leaf) และยีน Bt (Bitter fruit) ซึ่งมีรหัสสร้างทรานสคริพชันแฟคเตอร์ เป็นยีนสำคัญที่ควบคุมวิถีการสังเคราะห์สาร cucurbitacin ในใบและผลแตงกวาตามลำดับ ยีน Bi จัดอยู่ในกลุ่มยีน (gene family) ที่มีรหัสสร้างเอนไซม์ oxidosqualene cyclase ยีน Bl และ Bt ควบคุมการทำงานของ 9 ยีน รวมทั้งยีน Bi ในวิถีการสังเคราะห์สาร cucurbitacin การกลายพันธุ์ในยีน Bi ชนิด C393Y mutation ทำให้เกิดรสขมในพืชวงศ์แตง ดังนั้น การปรับปรุงพันธุ์แตงทางการค้าเพื่อไม่ให้มีรสขมซึ่งเป็นลักษณะที่ควบคุมด้วยยีนเดียว (a single gene) สามารถทำได้โดยวิธีการคัดเลือกโดยใช้เครื่องหมายดีเอ็นเอ (marker-assisted selection) อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ การเข้าใจกลไกการสังเคราะห์สาร cucurbitacin จะเป็นประโยชน์ต่อการปรับปรุงพันธุ์พืชวงศ์แตง และการทำพันธุวิศวกรรมเพื่อผลิตสารที่ให้รสขมพวก triterpenoids เพื่อนำมาผลิตยาต้านมะเร็ง
ลักษณะสีเนื้อของเมล่อน ได้แก่ ขาว เขียว และส้ม ซึ่งเกี่ยวข้องกับสารสี beta-carotene ถูกควบคุมด้วยยีน 2 ตำแหน่ง ได้แก่ ยีน Orange (Or) และ White Fresh (Wf) ยีน Or มี 2 อัลลีล โดยอัลลีลหนึ่งเกี่ยวข้องกับเนื้อสีส้ม และอีกอัลลีลหนึ่งเกี่ยวข้องกับเนื้อสีขาวหรือเขียว การกลายพันธุ์ของยีน Or จากอัลลีลเนื้อสีขาวหรือเขียว โดยเปลี่ยนแปลงลำดับกรดอะมิโนที่ตำแหน่ง 323 จากอาร์จินีนเป็นฮีสทีดีน ทำให้เกิดการสังเคราะห์สาร beta-carotene ได้ การค้นพบ golden SNP ในยีน Or ที่สัมพันธ์กับลักษณะสีเนื้อเมล่อน ทำให้เป็นประโยชน์ต่อการศึกษากลไกการทำงานของยีน Or และการทำ genome editing สำหรับการเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการให้กับพืช
ในการเข้าร่วมประชุมวิชาการครั้งนี้ทำให้ได้รับความรู้เกี่ยวกับการใช้เทคโนโลยีจีโนมิกส์เพื่อการปรับปรุงพันธุ์พืช โดยนำข้อมูลจีโนมิกส์มาใช้ค้นหายีน ศึกษาหน้าที่ของยีน และพัฒนาเครื่องหมายดีเอ็นเอ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการนำมาพัฒนาการเรียนการสอน และการทำงานวิจัยด้านการปรับปรุงพันธุ์พืชต่อไป