มจธ.เดินหน้าวิจัยสร้างแบบจำลองพืชเพื่อพัฒนาผลผลิตมันสำปะหลังพืชเศรษฐกิจของไทยอย่างยั่งยืน

         ข้าว มันสำปะหลัง ยาง อ้อย และกุ้ง สินค้าเกษตรหลักของประเทศ ความพยายามในการขับเคลื่อนการเกษตรของภาครัฐด้วยการนำนวัตกรรมและเทคโนโลยีมาประยุกต์ใช้เพื่อเพิ่มมูลค่าให้แก่พืชเศรษฐกิจตามแนวทาง Bioeconomy นำร่องด้วยพืชมันสำปะหลัง โดยนักวิจัย มจธ. ได้ศึกษาลักษณะทางสรีรวิทยาของการสร้างรากมันสำปะหลัง เพื่อศึกษาการเปลี่ยนอาหารจากใบมาสู่การสะสมแป้งที่รากมันสำปะหลัง เพื่อนำผลการศึกษามาสร้างแบบจำลองที่จะเป็นเครื่องมือสนับสนุนให้เกิดการวิจัยปรับปรุงพันธุ์มันสำปะหลังแบบแม่นยำ ส่งผลต่อการเพิ่มผลผลิตอย่างยั่งยืนของประเทศในอนาคต

         ผศ.ดร.ตรีนุช สายทอง และ ผศ.ดร.เสาวลักษณ์ กัลปณุลักษณ์ อาจารย์หลักสูตรชีวสารสนเทศและชีววิทยาระบบ คณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ผู้วิจัยการศึกษาลักษณะทางสรีรวิทยาของการสร้างรากมันสำปะหลัง เพื่อศึกษาการเปลี่ยนอาหารจากใบมาสู่การสะสมแป้งที่รากมันสำปะหลัง กล่าวว่า มจธ. ได้ร่วมวิจัยในโครงการ “The Collaborative Bioeconomy International Project” เป็นความร่วมมือระหว่างกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดย สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กับสถาบัน Forschungszentrum Jülich (ฟอชุมเซนทลัม จูลิช) สหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมัน 

          มันสำปะหลังเป็นพืชที่เก็บสะสมอาหารไว้ในราก โดยสร้างอาหารด้วยการสังเคราะห์แสงที่จากใบ และส่งไปสะสมในรูปของคาร์โบไฮเดรต คือ แป้งไว้ในรากสะสมอาหารใต้ดิน หรือที่หลายคนเรียกกันว่า หัวมันสำปะหลัง ทั้งนี้ผลผลิตของรากมันสำปะหลัง ตลอดจนปริมาณแป้งที่สะสมในรากมันสำปะหลังมักแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับทั้งปัจจัยทางพันธุ์ของมันสำปะหลัง และสภาพอากาศ สภาวะสิ่งแวดล้อมที่ปลูกพืช เช่น ปริมาณน้ำและปัจจัยอื่นๆ ทำให้การควบคุม หรือการเพิ่มผลผลิตไม่เป็นไปตามที่ต้องการ และไม่มีความแน่นอน โดยเฉพาะภายใต้การคุกคามจากสภาพอากาศโลกที่เปลี่ยนแปลงไป (climate change)   มจธ.จึงวิจัยโดยนำเทคโนโลยีที่ทันสมัย รวมถึง Plant Phenotyping มาใช้เพื่อสร้างศักยภาพในการทำวิจัยแบบแม่นยำผ่านการสร้างแบบจำลองของพืช ซึ่งจะเป็นเครื่องมือที่ช่วยพัฒนาแนวทางการปรับปรุงพันธุ์มันสำปะหลัง เพื่อเพิ่มผลผลิตให้สูงขึ้นและยั่งยืน ช่วยในการวางแผนการปลูกพืชให้เหมาะสมต่อสภาพภูมิอากาศ เช่น น้ำมาก น้ำแล้ง รวมถึงการการปลูกโดยใช้ทรัพยากร เช่น น้ำ และปุ๋ย ให้มีประสิทธิภาพ และคุ้มค่าสูงสุด  ซึ่งจะเป็นสิ่งที่ความสำคัญมาก ช่วยเพิ่มศักยภาพการแข่งขันในการผลิตผลผลิตทางการเกษตรในอนาคตที่ทรัพยากรเหล่านี้จะมีอยู่อย่างจำกัด ตามการเปลี่ยนแปลงไปของสภาพอากาศโลก

         ผศ.ดร.ตรีนุช กล่าวว่า ทางสถาบันฟอชุมเซนทลัม จูลิช สนับสนุนเทคโนโลยีการวัดฟีโนไทป์ (Phenotyping) หรือลักษณะปรากฏทางพันธุกรรมของพืช ซึ่งลักษณะดังกล่าวเป็นผลลัพธ์ของลักษณะทางพันธุกรรมหรือเรียกว่าจีโนไทป์ (Genotype) และสภาพแวดล้อมของการปลูก รากเป็นส่วนสะสมอาหารของมันสำปะหลังซึ่งอยู่ใต้ดินทำให้ไม่เห็นการเจริญเติบโต เทคโนโลยีฟีโนไทป์สามารถติดตามลักษณะปรากฏได้ดี เร็ว และปริมาณมาก ดังนั้น จึงนำเทคโนโลยีนี้มาใช้เพื่อพัฒนางานวิจัยร่วมกัน โดยมจธ.รับผิดชอบส่วนของการศึกษาลักษณะทางสรีรวิทยาของการสร้างรากมันสำปะหลัง เพื่อศึกษาการเปลี่ยนอาหารจากใบมาสู่การสะสมแป้งที่รากมันสำปะหลัง ซึ่งพบว่าบางพันธุ์มีลักษณะการเจริญเติบโตที่ส่วนเหนือพื้นดินได้ดีแต่ผลผลิตรากไม่มากตามลักษณะทีสังเกตเห็น ขณะที่บางพันธุ์ให้ผลผลิตรากดี ลักษณะต้นกลับดูไม่โตนัก ทำให้เกิดคำถามว่าเมื่อพืชรับคาร์บอนไดออกไซต์ไปสร้างอาหารแล้ว จะนำผลผิตดังกล่าวไปใช้ในการพัฒนาส่วนใดของพืช เช่น ราก ต้น หรือ ใบ จึงศึกษาและนำข้อมูลนี้ไปใช้ประโยชน์อื่นๆ ผ่านการทำแบบจำลองภายในต้นพืช  

        จากเทคโนโลยีการวัดฟีโนไทป์ ทำให้สามารถสังเกต ติดตามลักษณะปรากฏของต้น ใบ และรากได้ดี  ข้อมูลเหล่านี้จะนำไปทำเป็นแบบจำลองเพื่อศึกษาการแบ่งใช้อาหารที่สร้างจากคาร์บอนไดออกไซต์ภายในเซลล์ของพืชซึ่งส่งผลให้เกิดลักษณะปรากฏตามที่วัดได้ ความสำคัญของแบบจำลองนี้คือเพิ่มขีดความสามารถในการสร้างแบบจำลองของสิ่งมีชีวิตที่เป็นพืช และสามารถนำไปใช้งานวิจัย Plant Factory การปลูกพืชระบบปิดที่มีการควบคุมแบบครบวงจร การใช้พืชเป็นโรงงานย่อยๆในการผลิตสารมูลค่าสูง อนาคตอาจสามารถเปลี่ยนลักษณะการเก็บสารอาหารของพืชได้ เช่น รากของมันสำปะหลังที่เดิมสะสมแป้ง เปลี่ยนเป็นสะสมน้ำตาล รวมทั้งนำแบบจำลองนี้ไปใช้ในด้านการคัดเลือกสายพันธุ์ที่ดีได้อีกด้วย 

        ในอนาคตยังสามารถต่อยอดไปใช้ในกลุ่มสมาร์ทฟาร์ม หรือเกษตรอัจริยะ ที่มีการเตรียมพร้อมรับมือกับสภาพอากาศที่จะเปลี่ยนแปลงไปในอนาคต ด้วยการเกษตรแม่นยำสูง (Precision Agriculture มีระบบพยากรณ์ที่ดี มีความสามารถในการคาดเดา ให้น้ำเมื่อพืชต้องการ รู้ว่าต้องให้น้ำปริมาณเท่าใดแก่พืช ในความลึกในดินเท่าใด ซึ่งปัจจุบันมีทำแล้วให้น้ำเมื่อดินแห้งโดยใช้เซ็นเซอร์วัด แต่เทคโนโลยีแบบจำลองภายในต้นพืชนี้จะสามารถบอกความต้องการของพืชได้ละเอียดกว่า เช่น ระบบจะให้น้ำเมื่อพืชมีความกระหายน้ำแต่ดินยังไม่แห้ง รวมทั้งระบบพยากรณ์ 3 ส่วน คือ อากาศ ดิน และพืช สามารถแนะนำได้ว่าช่วงนี้พื้นที่นี้ควรปลูกพืชอะไร ควรให้น้ำหรือปุ๋ยหรือไม่ เท่าไหร่ เพื่อประสิทธิภาพและลดค่าใช้จ่าย

============================================
ประมวลข่าวจากสื่อมวชน (News Clipping)
============================================ 
หนังสือพิมพ์กรุงเทพธุรกิจ  ฉบับวันที่ 2  พฤษภาคม  2560 >>>>Click
http://www.komchadluek.net/news/edu-health/274040
http://www.banmuang.co.th/news/education/80013

 

More By This Author