ความก้าวหน้าทางพันธุศาสตร์ในการวิจัยพืชวงศ์มะเขือ
วันที่เขียน 2/11/2561 11:02:15     แก้ไขล่าสุดเมื่อ 2/7/2565 9:54:52
เปิดอ่าน: 2969 ครั้ง

พืชในวงศ์มะเขือ (Solanaceae) ที่มีความสำคัญทางการเกษตร เช่น พริก มะเขือ มะเขือเทศ มันฝรั่ง และยาสูบ เป็นต้น เป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญ ที่ใช้เป็นแหล่งอาหารและประโยชน์ทางยา การปรับปรุงพันธุ์พืชเพื่อเป็นประโยชน์ต่อผู้บริโภค เกษตรกร และอุตสาหกรรมอาหาร เพื่อช่วยแก้ไขปัญหาที่สำคัญ ได้แก่ การเพิ่มของประชากรโลกอย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ปัญหาโรคและแมลง และการเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการของอาหาร นักวิจัยได้นำเทคโนโลยีการแก้ไขจีโนม (genome editing) มาใช้ในการปรับปรุงพันธุ์พืชเพื่อช่วยในการแก้ปัญหาดังกล่าว ทำให้งานวิจัยด้านการปรับปรุงพันธุ์พืชมีความก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว

พืชในวงศ์มะเขือ (Solanaceae) ที่มีความสำคัญทางการเกษตร เช่น พริก มะเขือ มะเขือเทศ มันฝรั่ง และยาสูบ เป็นต้น เป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญ ที่ใช้เป็นแหล่งอาหารและประโยชน์ทางยา การปรับปรุงพันธุ์พืชเพื่อเป็นประโยชน์ต่อผู้บริโภค เกษตรกร และอุตสาหกรรมอาหาร เพื่อช่วยแก้ไขปัญหาที่สำคัญ ได้แก่ การเพิ่มของประชากรโลกอย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ปัญหาโรคและแมลง และการเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการของอาหาร นักวิจัยได้นำเทคโนโลยีการแก้ไขจีโนม (genome editing) มาใช้ในการปรับปรุงพันธุ์พืชเพื่อช่วยในการแก้ปัญหาดังกล่าว ทำให้งานวิจัยด้านการปรับปรุงพันธุ์พืชมีความก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว

เทคนิคการแก้ไขจีโนมสามารถเปลี่ยนแปลงดีเอ็นเอได้อย่างจำเพาะที่บริเวณตำแหน่งเป้าหมายในจีโนม จึงเรียกเทคนิคนี้ว่าเป็นการกลายพันธุ์ที่ตำแหน่งเป้าหมาย (targeted mutagenesis) ซึ่งใช้ในแบคทีเรีย ยีสต์ และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมมาเป็นเวลาหลายปีที่ผ่านมา เทคนิคนี้ได้นำมาใช้อย่างแพร่หลายในพืชเมื่อไม่นานมานี้ ตัวอย่างการใช้เทคโนโลยีการแก้ไขจีโนมชนิด CRISPR/Cas9 ในพืชวงศ์ Solanaceae มีดังนี้

การศึกษาการสุกของผลมะเขือเทศโดยใช้ CRISPR/Cas9 ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ของ long non-coding RNA 1459 (lncRNA1459) ในมะเขือเทศ พบว่า loss-function mutants ของ lncRNA1459 ทำให้มะเขือเทศสุกช้าลง และมีการผลิตเอธิลีนและการสะสมของไลโคปีนลดลง และยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์เอธีลีนและแคโรทีนอยด์มีการแสดงออกลดลงอย่างมาก นอกจากนี้ การใช้ CRISPR/Cas9 ทำให้เกิดการกลายพันธุ์โดยการ knock out ยีนสร้าง transcription factors ที่สำคัญ ทำให้เข้าใจหน้าที่ของ transcription factors ที่ควบคุมการสุกของผลมะเขือเทศ

การใช้เทคนิค CRISPR/Cas9 ในการแก้ไขจีโนมในมะเขือเทศ โดยทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในยีนสร้างเอนไซม์ glutamate decarboxylase (GAD) ในการสังเคราะห์ GABA (g-aminobutyric acid) ซึ่งมีประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์ ทำให้สร้างมะเขือเทศที่มี GABA สูง 7-15 เท่า ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการปรับปรุงพันธุ์มะเขือเทศให้มีสาร GABA สูงทำได้รวดเร็วขึ้น

การสร้าง haploid ในมะเขือเทศ โดยการใช้ CRISPR/Cas9 ทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในยีน CENH3 ซึ่งสร้างโปรตีนฮีสโทน H3 variant ทำให้สร้างมะเขือเทศ haploids ได้ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการปรับปรุงพันธุ์พืชในการสร้าง double haploids ต่อไป

การทำให้มะเขือเทศมีผลสีชมพูโดยใช้ระบบ CRISPR/Cas9 ไปทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในยีน SIMYB12 ซึ่งสร้าง R2R3-MYB transcription factor ในมะเขือเทศผลสีแดง ทำให้ได้มะเขือเทศที่มีผลสีชมพู

การศึกษาการสร้างสาร triterpenoids ในมะเขือเทศ โดยใช้ CRISPR/Cas9 ที่มี multiplex gRNAs สำหรับการ knock out ยีนสร้างเอนไซม์ oxidosqualene cyclase (OSC) ที่เร่งปฏิกิริยาการสร้างสาร triterpenoids ซึ่งเป็น bioactive compounds ทำให้เข้าใจหน้าที่ของยีน OSCs ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์สาร lupeol ซึ่งเป็นสารในกลุ่ม triterpenoids

นอกจากนี้ ยังมีการใช้เทคนิค CRISPR/Cas9 ในพืชอื่น ๆ ได้แก่ การ knock out ยีนสร้างเอนไซม์ polyphenol oxidase (PPOs) ในมะเขือ พบการกลายพันธุ์ใน edited plantlets และคาดว่าจะมีการยังยั้งเอนไซม์ PPOs และทำให้ยับยั้งการเกิดสีน้ำตาลในมะเขือได้

การใช้เทคนิคการแก้ไขจีโนมโดย knock out ยีนในมันฝรั่ง โดยการทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในยีนสร้างเอนไซม์ sterol D24 reductase gene (SSR2) ซึ่งเป็นเอนไซม์หลักในการสร้างคอเลสเตอรอลและ steroidal glycoalkaloids (SGAs) ซึ่งเป็นสารพิษที่พบสะสมในหัวมันฝรั่ง พบว่า ได้มันฝรั่งที่มียีน SSR2 กลายพันธุ์ และมีการผลิตสาร SGAs ลดลง

ที่มา: The 15th Solanaceae conference. September 30th – October 4th, 2018. At Le Meridien Chiang Mai. Thailand.

ความคิดเห็นทั้งหมด (0)
ไม่มีข้อมูลตามเงื่อนไขที่ท่านกำหนด
รายการบทความการแลกเปลี่ยนเรียนรู้หมวดหมู่ : กลุ่มงานสายวิชาการ
แลกเปลี่ยนเรียนรู้ จัดการองค์ความรู้ที่ได้จากการเข้าร่วมประชุม อบรม สัมมนา » รู้จักระบบและเกณฑ์ AUN-QA ใน ๑ วัน
ในการจัดการศึกษาเชิงผลลัพธ์ หลักสูตรต่าง ๆ ในสถาบันอุดมศึกษาทั่วประเทศ ได้มีแนวคิดที่จะนำระบบประกันคุณภาพการศึกษาระดับหลักสูตรของเครือข่ายมหาวิทยาลัยอาเซียน ในเวอร์ชั่น 4.0 (AUN-QA) มาใช้เพื่อผลักด...
AUNQA  Version 4.0  ประกันคุณภาพการศึกษา     กลุ่มงานตามสมรรถนะบุคลากร   กลุ่มงานสายวิชาการ
ผู้เขียน ศิรศักดิ์ ศศิวรรณพงศ์  วันที่เขียน 28/6/2565 10:33:09  แก้ไขล่าสุดเมื่อ 1/7/2565 12:55:32   เปิดอ่าน 18  ครั้ง | แสดงความคิดเห็น 0  ครั้ง
การอบรม สัมนา » จริยธรรมการทำวิจัยในมนุษย์ด้านสังคมศาสตร์และพฤติกรรมศาสตร์
โครงการพัฒนาศักยภาพการทำวิจัยของอาจารย์ (กิจกรรมที่ 1) "จริยธรรมการทำวิจัยในมนุษย์ด้านสังคมศาสตร์และพฤติกรรมศาสตร์" จัดขึ้นในวันที่ 16 พ.ค.2565 โดย มมร.วิทยาเขตร้อยเอ็ด ในรูปแบบ online ระบบ Zoom M...
จริยธรรมการวิจัยในมนุษย์     กลุ่มงานตามสมรรถนะบุคลากร   กลุ่มงานสายวิชาการ
ผู้เขียน วันวสา วิโรจนารมย์  วันที่เขียน 19/5/2565 13:49:53  แก้ไขล่าสุดเมื่อ 2/7/2565 7:43:03   เปิดอ่าน 182  ครั้ง | แสดงความคิดเห็น 0  ครั้ง