เจียไต๋ - ไบโอเทค จับมือหยุดโรคเน่าพืชตระกูลแตง

เจียไต๋ - ไบโอเทค สวทช.ประสบความสำเร็จในการคิดค้นนวัตกรรมใหม่สำหรับตรวจหาเชื้อแบคทีเรียสาเหตุโรคผลเน่าในเมล็ดพันธุ์ของพืชตระกูลแตง

ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) และบริษัท เจียไต๋ จำกัด เผยความสำเร็จในการพัฒนาเทคนิคไอเอ็มเอส (IMS - Immunomagnetic Separation) ร่วมกับการแยกเชื้อแบคทีเรียบนอาหารคัดเลือกกึ่งจำเพาะ สำหรับตรวจหาเชื้อ Acidovorax citrulli ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคผลเน่าในพืชตระกูลแตง เมื่อ29 พ.ค.60 ณ อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย จ.ปทุมธานี

นวัตกรรมดังกล่าวสามารถตรวจสอบการปนเปื้อนของเชื้อแบคทีเรียดังกล่าวในเมล็ดพันธุ์ได้รวดเร็วกว่าเดิม โดยใช้เวลาเพียง 6-10 วันในการแยกเชื้อ A. citrulli ออกจากเมล็ด ในขณะที่วิธีมาตรฐานที่ใช้อยู่ในปัจจุบันจะต้องเพาะเมล็ดเพื่อให้เป็นต้นกล้า จากนั้นทำการสังเกตอาการโรคในต้นอ่อนและนำไปแยกเชื้อ ซึ่งจะใช้เวลาตั้งแต่ 14-25 วัน ขึ้นอยู่กับปริมาณเชื้อที่ติดมากับเมล็ด ซึ่งวิธีการที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้จะทำให้ประหยัดค่าใช้จ่าย แรงงาน และเวลาได้เป็นอย่างมาก

เชื้อแบคทีเรียเป็นเชื้อแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรคผลเน่าในพืชตระกูลแตง ซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายต่อผลผลิตของพืชในกลุ่มนี้เป็นอย่างมากในหลายๆ ประเทศทั่วโลก รวมทั้งประเทศไทย โดยพบระบาดในแตงโม เมล่อน และ แคนตาลูป เป็นต้น เชื้อแบคทีเรียชนิดนี้สามารถมีชีวิตอยู่ได้ตลอดฤดูการผลิต ในดิน น้ำ และเศษซากพืช

ปัญหาสำคัญที่สุดคือเชื้อ A. citrulli สามารถถ่ายทอดผ่านทางเมล็ดพันธุ์ได้ การผลิตเมล็ดพันธุ์จึงต้องควบคุมทุกขั้นตอนการเพาะปลูกให้ปลอดโรค รวมถึงการใช้สารเคมีฆ่าเชื้อในเมล็ดช่วงเก็บเกี่ยว อย่างไรก็ตามวิธีการหนึ่งที่จะสามารถจัดการควบคุมโรคผลเน่าได้ คือการใช้เมล็ดพันธุ์ที่ปลอดจากเชื้อในการเพาะปลูก จึงต้องมีการตรวจรับรองความปลอดเชื้อของเมล็ดพันธุ์ก่อนทำการจำหน่ายในประเทศและการส่งออก โดยจะทำการตรวจทั้งในแปลงปลูกและสุ่มตรวจเมล็ดพันธุ์ที่จะทำการค้า วิธีการตรวจวินิจฉัยโรคที่มีประสิทธิภาพสูงในด้านปริมาณและถูกต้องแม่นยำจึงมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง

ดร.สุมิตรา กันตรง ผู้ช่วยกรรมการผู้จัดการ สำนักปฏิบัติการธุรกิจเมล็ดพันธุ์ บริษัท เจียไต๋ จำกัด เปิดเผยว่า การส่งออกเมล็ดพันธุ์มีการออกกฎระเบียบให้มีการตรวจรับรองว่าไม่มีเชื้อ A. citrulli ปนเปื้อนอยู่ในเมล็ดพันธุ์ที่จะทำการส่งออก โดยจะสุ่มตรวจในแปลงปลูกหรือสุ่มตรวจเมล็ดพันธุ์ กรณีที่ตรวจพบการปนเปื้อนจากการสุ่มตรวจจะทำให้ไม่สามารถส่งออกเมล็ดพันธุ์รุ่นที่ปนเปื้อนนั้นๆ ได้

"กรณีที่เกิดความผิดพลาดของการตรวจสอบและปล่อยให้มีการส่งออกเมล็ดพันธุ์ที่มีเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli ไปยังลูกค้าหรือผู้สั่งซื้อ ผู้ขายเมล็ดพันธุ์ที่ปนเปื้อนอาจถูกฟ้องร้องและถูกดำเนินคดีได้ ดังนั้นวิธีการที่จะนำมาใช้ในการตรวจสอบจะต้องมีความจำเพาะเจาะจง มีความไวสูง แม่นยำ สะดวก และสามารถตรวจสอบได้อย่างรวดเร็ว" ดร.สุมิตรากล่าว

วิธีการตรวจหาเชื้อ A. citrulli แบบดั้งเดิมที่ปฏิบัติกันมาคือ ใช้วิธีนำเมล็ดมาเพาะให้งอกเป็นต้นกล้า แล้วสังเกตอาการโรคจากต้นกล้าที่ได้ จากนั้นจึงนำตัวอย่างต้นกล้าที่แสดงอาการโรคมาทำการตรวจการติดเชื้อ A. citrulli ในเบื้องต้นด้วยวิธี ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) ซึ่งอาศัยหลักการของการทำปฏิกิริยาที่จำเพาะเจาะจงของแอนติบอดีและแอนติเจน โดยใช้เอนไซม์เป็นตัวตรวจวัดการเกิดปฏิกิริยาหรือวิธีพีซีอาร์ (PCR - Polymerase Chain Reaction) ซึ่งเป็นกระบวนการในการสังเคราะห์ชิ้นส่วนของดีเอ็นเอ (DNA) ในหลอดทดลอง โดยเลียนแบบมาจากการสังเคราะห์ดีเอ็นเอในสิ่งมีชีวิต

ตัวอย่างจากการตรวจที่ให้ผลบวกจะถูกนำมาแยกเชื้อบนอาหารคัดเลือกกึ่งจำเพาะ ซึ่งวิธีการดังกล่าวนี้ใช้เวลานานสูงสุดถึง 25 วัน จึงจะสามารถแยกเชื้อแล้วนำกลุ่มแบคทีเรียที่ได้บนอาหาร ที่คาดว่าเป็นเชื้อ A. citrulli มาทดสอบยืนยันการก่อโรคในพืชทดสอบได้ แต่นวัตกรรมใหม่ที่พัฒนาขึ้นจนประสบความสำเร็จนี้จะใช้เวลาเพียงประมาณ 6-10 วันในการแยกชื้อ A. citrulli ออกมาจากเมล็ดพันธุ์จนกระทั่งได้กลุ่มเชื้อแบคทีเรีย ที่พร้อมจะนำไปทดสอบยืนยันการก่อโรคในพืชทดสอบ

"หลักการโดยรวมของวิธีการที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้คือ การใช้เม็ดแม่เหล็ก (magnetic beads) ที่เคลือบด้วยแอนติบอดีที่จำเพาะเจาะจงต่อเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli หรือเรียกว่า IMBs (Immunomagnetic beads) ไปจับแยกเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli ในน้ำบดเมล็ดพันธุ์ที่ถูกทำให้เริ่มงอกเพียงเล็กน้อย แล้วใช้แท่งแม่เหล็กเป็นตัวดึง IMBs ที่จับเชื้อดังกล่าวออกมา ซึ่งวิธีนี้จะทำให้ได้เชื้อแบคทีเรียเป้าหมายในปริมาณที่เข้มข้น และไม่ปนเปื้อนด้วยส่วนประกอบต่างๆ ที่อยู่ในน้ำบดเมล็ด ทำให้สามารถนำไปตรวจสอบโดยเทคนิคอื่นๆ ได้อย่างสะดวกและรวดเร็วยิ่งขึ้น ซึ่ง IMBs ที่มีเชื้อ A. citrulli ติดอยู่นี้จะถูกนำไปแยกเชื้อบนอาหารคัดเลือกกึ่งจำเพาะแล้วนำเชื้อที่แยกได้ไปทดสอบยืนยันการก่อโรคในพืชทดสอบต่อไป"

ดร.อรวรรณ หิมานันโต นักวิจัยห้องปฏิบัติการผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดี ไบโอเทค สวทช. ให้ข้อมูลว่าแอนติบอดีที่นำมาใช้เคลือบเม็ดแม่เหล็กนี้ เป็นแอนติบอดีที่ทางไบโอเทคพัฒนาขึ้น ซึ่งแอนติบอดีนี้มีความจำเพาะเจาะจงต่อเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli เท่านั้น โดยไม่เกิดปฏิกิริยาข้ามกับเชื้อแบคทีเรียก่อโรคพืชชนิดอื่นๆ ซึ่งวิธีที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถแยกเชื้อ A. citrulli ได้ที่ระดับการปนเปื้อน 0.1% คือ มีเมล็ดที่ปนเปื้อนเชื้อ A. citrulli 1 เมล็ด ในเมล็ดปกติ 1,000 เมล็ด

"เมื่อเทียบเท่ากับวิธีมาตรฐานที่ใช้ในการตรวจวิเคราะห์ และยังเป็นวิธีที่สามารถพิสูจน์ได้ว่าในเมล็ดพันธุ์มีเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli ที่มีชีวิตซึ่งสามารถก่อโรคได้ ปนเปื้อนอยู่หรือไม่ ซึ่งจะแตกต่างจากวิธีการตรวจทางอิมมูโนวิทยาชนิดอื่นๆ รวมทั้งการตรวจหาสารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอด้วยวิธีการทางชีวโมเลกุล ซึ่งจะไม่สามารถแยกระหว่าง เชื้อตายและเชื้อที่มีชีวิตได้” ดร.อรวรรณระบุ

ดร.สุมิตรา กล่าวเสริมว่า “วิธีการที่พัฒนาขึ้นนี้นับว่ามีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากมีความแม่นยำสูง และ ยังสามารถลดระยะเวลาในการตรวจเชื้อ A. citrulli ในเมล็ดพันธุ์ จาก 25 วันเหลือ 6-10 วันได้ทำให้ ประหยัดทั้งเวลา แรงงาน ลดการใช้พื้นที่ในการทดสอบ,รวมทั้งลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในการเพาะเลี้ยงต้นกล้า นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มจำนวนตัวอย่างที่ทดสอบต่อเดือนได้อีกด้วย ส่งผลให้สามารถลดงบประมาณที่ใช้ในการตรวจเชื้อ A. citrulli ลงไปได้อย่างมาก”

การตรวจรับรองความปลอดเชื้อของเมล็ดพันธุ์ที่รวดเร็ว แม่นยำ และได้มาตรฐาน นับเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการค้าเมล็ดพันธุ์ ไม่ว่าจะในประเทศหรือต่างประเทศ ซึ่งวิธีการใหม่ที่พัฒนาขึ้นนี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับธุรกิจเมล็ดพันธุ์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกษตรกรได้ผลผลิตสูง ผลผลิตไม่เสียหาย และสำหรับหน่วยงานที่ต้องการตรวจรับรองความปลอดเชื้อของเมล็ดพันธุ์ เช่น กรมวิชาการเกษตร สมาคมเมล็ดพันธุ์แห่งประเทศไทย รวมถึงบริษัทเมล็ดพันธุ์ที่ต้องตรวจสอบเชื้อ A. citrulli ก่อนส่งจำหน่ายให้ลูกค้า ซึ่งประเทศไทยถือเป็นแหล่งสำคัญในการผลิตเมล็ดพันธุ์เพื่อการส่งออก โดยมีมูลค่าการส่งออกเมล็ดพันธุ์พืชตระกูลแตงสูงถึงประมาณ 1,700 ล้านบาทต่อปี