การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการระบาดของโรคพืชเป็นความท้าทายสำคัญที่ภาคการเกษตรต้องเผชิญ การพัฒนาพันธุ์พืชใหม่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเพิ่มความมั่นคงทางอาหาร เทคโนโลยีการแก้ไขยีน CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) เป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพสูงในการพัฒนาพันธุ์พืชที่มีคุณสมบัติเหล่านี้

หลักการของเทคโนโลยี CRISPR

เป็นเทคโนโลยีการแก้ไขยีนที่ใช้โปรตีน Cas9 เป็นเครื่องมือในการตัดดีเอ็นเอ ที่มีความสามารถในการระบุและตัดยีนเป้าหมายได้อย่างแม่นยำ จากนั้นสามารถปรับเปลี่ยนยีนที่ต้องการได้ ซึ่งทำให้สามารถสร้างพันธุ์พืชที่มีคุณสมบัติใหม่ๆ ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

การประยุกต์ใช้ CRISPR ในการพัฒนาพันธุ์พืช

การพัฒนาพืชที่ทนทานต่อโรค การใช้ CRISPR ในการแก้ไขยีนที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อโรคพืช เช่น การสร้างพืชข้าวที่ทนทานต่อโรคใบไหม้ หรือการพัฒนาพืชกล้วยที่ทนทานต่อไวรัสใบด่าง ซึ่งช่วยลดการใช้สารเคมีในการควบคุมโรคและเพิ่มผลผลิต

การพัฒนาพืชที่ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง การปรับปรุงยีนที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อความแห้งแล้ง ความเค็ม หรืออุณหภูมิสูง เช่น การพัฒนาพืชข้าวสาลีที่ทนทานต่อความแห้งแล้ง หรือพืชข้าวที่สามารถเจริญเติบโตได้ดีในสภาพดินเค็ม

การเพิ่มผลผลิตและคุณภาพของพืช การใช้ CRISPR ในการปรับปรุงยีนที่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตและการผลิตผล เช่น การเพิ่มขนาดผล การเพิ่มปริมาณสารอาหารในผลผลิต หรือการปรับปรุงรสชาติและคุณภาพของผลผลิต

ตัวอย่างการแก้ไขยีนที่ใช้ CRISPR ในพืชที่ประสบความสำเร็จ

• กล้วยพันธุ์เตี้ย ประเทศจีน 
  นักวิจัยในประเทศจีนสร้างกล้วยพันธุ์เตี้ย (Semi-dwarf Banana) ซึ่งมีความทนทานต่อพายุและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้นกล้วยพันธุ์เตี้ยนี้เหมาะสำหรับการเก็บเกี่ยวด้วยเครื่องจักรและลดความเสียหายจากพายุ
  
  

  

• ถั่วลิสงที่ทนทานต่อความเครียด ประเทศอินเดีย 
  นักวิจัยในอินเดียเพิ่มความทนทานต่อความเครียดจากสภาพแวดล้อมของถั่วลิสง เช่น ความแห้งแล้งและความเค็ม การแก้ไขยีนนี้ยังช่วยเพิ่มคุณภาพและผลผลิตของถั่วลิสงได้
  

  

• ข้าวสาลีที่ทนทานต่อความแห้งแล้ง ประเทศออสเตรเลีย
  นักวิจัยในออสเตรเลียการแก้ไขยีนที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อความแห้งแล้งในข้าวสาลี เพื่อช่วยเพิ่มผลผลิต
  

  

• โกโก้ที่ทนทานต่อโรค ประเทศกานา
  นักวิจัยในกานาเพื่อเพิ่มความทนทานต่อโรคที่เกิดจากเชื้อรา Phytophthora Tropicalis การแก้ไขยีนนี้ช่วยลดการสูญเสียผลผลิตจากโรคและเพิ่มรายได้ให้กับเกษตรกร

ความท้าทายและข้อจำกัด

• ความเสถียรของการแก้ไขยีน การสร้างพืช ที่มีการแก้ไขยีนอย่างเสถียรและสามารถส่งต่อคุณสมบัติใหม่ไปยังรุ่นถัดไปได้เป็นความท้าทายสำคัญ
• ความเสี่ยงของการกลายพันธุ์ การใช้ CRISPR อาจทำให้เกิดการกลายพันธุ์ที่ไม่ต้องการ ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตและสุขภาพของพืช
• ข้อกังวลทางสังคมและจริยธรรม ในภาคการเกษตรยังมีข้อกังวลทางสังคมและจริยธรรม เช่น ความปลอดภัยของอาหารที่ได้จากพืชที่ถูกแก้ไขยีน และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

แนวโน้มในอนาคตและการเตรียมตัว

• การพัฒนาเทคโนโลยี CRISPR มีการวิจัยอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มความแม่นยำและลดความเสี่ยงของการกลายพันธุ์ที่ไม่ต้องการ
• การสร้างความร่วมมือระหว่างภาคส่วนต่างๆ การสร้างความร่วมมือระหว่างนักวิจัย ภาคอุตสาหกรรม และภาครัฐ เพื่อพัฒนาและนำเทคโนโลยี CRISPR มาใช้ในภาคการเกษตรอย่างมีประสิทธิภาพ
• การให้ความรู้และการยอมรับจากสังคม การให้ความรู้แก่ประชาชนเกี่ยวกับประโยชน์และความเสี่ยงของการใช้เทคโนโลยีการแก้ไขยีนในภาคการเกษตร เพื่อสร้างความเข้าใจและการยอมรับจากสังคม
• การพัฒนากฎหมายและระเบียบข้อบังคับ การพัฒนากฎหมายและระเบียบข้อบังคับที่เหมาะสมเพื่อควบคุมการใช้เทคโนโลยีการแก้ไขยีนในภาคการเกษตร

การพัฒนาพันธุ์พืชใหม่โดยใช้เทคโนโลยีการแก้ไขยีน CRISPR เป็นแนวทางที่มีศักยภาพสูงในการสร้างพืชที่ทนทานต่อโรคและสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม การนำเทคโนโลยีนี้มาใช้ยังมีความท้าทายและข้อจำกัดที่ต้องการการวิจัยและการพัฒนาเพิ่มเติม รวมถึงการสร้างความร่วมมือและการยอมรับจากสังคม เพื่อให้การใช้เทคโนโลยีนี้เป็นไปอย่างยั่งยืนและมีประสิทธิภาพในอนาคต

อ้างอิง : 

• www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10642197/
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5021288/
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5841092/
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6920167/
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7312557/
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7873300/
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9144340/
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9688763/
• www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9955079/
• www.semanticscholar.org/paper/3efe0450ce8e9536a63b0506382212fe8a208e0
• www.semanticscholar.org/paper/8a8ff0b3c232b002cdfe1c91ec06a8a0606e0b7c
• www.semanticscholar.org/paper/c7d111f01399beab94c8bb9f37472ef945263c11