รายละเอียด

อ.ดร.ณัฐธิญา เบือนสันเทียะ1มธุกร สมพงษ์1รุ่งทิพย์ สังข์สนิท1ธัญมน ผิวทอง1ชานนทร์ แสงจันทร์1ดร.กาญจนา ธรรมนู2และ ดร.วราภรณ์ ตัณฑนุช2
  1สาขาวิชาเทคโนโลยีการผลิตพืช สำนักวิชาเทคโนโลยีการเกษตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
  2สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี


 
  
                     มันสำปะหลังเป็นพืชเศรษฐกิจที่มีความสำคัญเป็นอันดับสี่ของประเทศ รองจากยางพารา อ้อยและข้าว จุดเด่นของมันสำปะหลังในด้านการค้าของตลาดโลกเวลานี้ก็คือเป็นพืชไร่ที่มีกระบวนการผลิตที่สะอาด จนได้รับการยอมรับว่าเป็นสินค้าสีเขียว (green product) และเป็นพืชที่ไม่มีการตัดต่อทางพันธุกรรม (non-GMOs) ผลิตภัณฑ์มันสำปะหลังส่งออกที่สำคัญ คือ มันอัดเม็ด มันเส้น และแป้ง
                    อุปสรรคที่สำคัญของการผลิตมันสำปะหลัง ได้แก่ โรคและแมลงศัตรูพืช โดยเฉพาะโรคใบไหม้ จากเชื้อแบคทีเรีย Xanthomonas  camprestrispv. manihotis ที่พันธุกรรมและความสามารถในการก่อให้เกิดโรคมีความผันแปรอย่างต่อเนื่อง ลักษณะอาการและความรุนแรงของโรคใบไหม้ขึ้นอยู่กับพันธุกรรมของเชื้อ และพันธุกรรมของมันสำปะหลังที่ควบคุมลักษณะความต้านทาน ปัจจุบันเกษตรกรนิยมใช้สารเคมีเป็นหลักในการกำจัดโรค ซึ่งก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเป็นอันตรายต่อผู้ใช้และผู้บริโภค ตลอดจนก่อปัญหาเชื้อโรคเกิดการดื้อต่อสารเคมี และมีแนวโน้มการระบาดเพิ่มมากขึ้น
                    ทางเลือกหนึ่งในการแบ่งเบาภาระต้นทุนให้แก่เกษตรกรผู้ปลูกมันสำปะหลัง คือการแช่ท่อนพันธุ์ท่อนพันธุ์มันสำปะหลังที่จะนำมาปลูกด้วยแบคทีเรียประโยชน์ ที่มีความสามารถในการส่งเสริมให้ราก ลำต้น และยอดมันสำปะหลังเจริญยืดยาวอย่างรวดเร็ว กระตุ้นให้มันสำปะหลังเติบโตแข็งแรงตลอดจนการผลิตสารต่าง ๆ ออกมายับยั้งการเจริญของเชื้อโรค เป็นอีกแนวทางหนึ่งที่จะช่วยลดปัญหาในการใช้สารเคมี และช่วยส่งเสริมการทำการเกษตรดีที่เหมาะสม
                    เทคนิค FTIR microspectroscopy สามารถนำมาใช้ในการศึกษาองค์ประกอบของการเปลี่ยนแปลงสารชีวโมเลกุลจากตัวอย่างเนื่อเยื่อที่สนใจ โดยสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของสารชีวเคมี ของตัวอย่างใบมันสำปะหลังที่มีการชุบท่อนพันธ์ด้วยแบคทีเรียมีประโยชน์ เปรียบเทียบกับตัวอย่างใบมันสำปะหลังปกติ โดยลักษณะสเปคตรัมจาก IR จะให้ข้อมูลการเปลี่ยนแปลงของ Amide I ,Amide II, lipid, carbohydrate, sugar ที่เป็นลักษณะสเปคตรัมของการดูดกลืนแสงอินฟราเรดในสารแต่ละชนิด  ทำให้สามารถสร้างเป็น molecular fingerprint ขององค์ประกอบสารชีวเคมีในตัวอย่างเนื่อเยื่อได้
                    การใช้เทคนิคนี้สามารถนำมาใช้ในการศึกษาการสะสมของสารในกระบวนการชีวเคมีของมันสำปะหลังที่เกี่ยวข้องกับกลไกการส่งเสริมการเจริญเติบโตและการสร้างภูมิต้านทานในมันสำปะหลัง ทำให้ทราบว่ามันสำปะหลังที่แช่ท่อนพันธุ์ด้วยเชื้อแบคทีเรียที่มีประโยชน์สามารถส่งเสริมการงอกได้ และกระตุ้นการเจริญเติบโตที่รวดเร็ว ` มีการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีอย่างไร  ผลการทดลองเบื้องต้นของการใช้แบคทีเรียที่มีประโยชน์ในการศึกษาลักษณะสเปคตรัมของการดูดกลืนแสงอินฟราเรดของตัวอย่างโรคใบมันสำปะหลังที่มีการชุบท่อนพันธ์ด้วยแบคทีเรียมีประโยชน์เทียบกับใบมันปกติ พบว่า เมื่อมีการใช้ แบคทีเรียที่มีประโยชน์ในการชุบท่อนพันธ์มันสำปะหลัง จะมีการเปลี่ยนแปลง secondary structure ของโปรตีนที่ชัดเจน  อีกทั้งมีปริมาณการเปลี่ยนแปลงของคาร์โบไฮเดรตที่สูงขึ้น แต่ปริมาณไขมันลดต่ำลง  ผลการทดลองที่ได้นำมาสร้างเป็นฐานข้อมูลของลักษณะเฉพาะของอินฟราเรดสเปคตรัมจากตัวอย่างเนื่อเยื่อใบมันสำปะหลังที่มีการกระตุ้นให้เกิคความต้านทานต่อเชื้อแบคทีเรียก่อโรคได้ เทียบกับใบมันสำปะหลังปกติ สามารถบอกถึงประสิทธิผลในเชิงคุณภาพของเนื้อเยื่อว่ามีการเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร จึงเป็นอีกแนวทางหนึ่งในการคัดเลือกเชื้อแบคทีเรียที่มีประโยชน์ที่มีความสามารถในการกระตุ้นให้เกิดความต้านทานมากที่สุด  ผลการทดลองที่ได้นี้ทำให้ได้ สายพันธุ์เชื้อจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์เพื่อใช้ในระบบเทคโนโลยีการผลิตมันสำปะหลัง และ เพื่อเผยแพร่แก่เกษตรกรในอนาคต สามารถจดลิขสิทธิ์สายพันธุ์ได้  อีกทั้ง เพิ่มขีดความสามารถและประสิทธิภาพของการผลิตมันสำปะหลังของประเทศไทย ลดการใช้สารปราบศัตรูพืช ที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพผู้บริโภค สิ่งแวดล้อม และลดต้นทุนการผลิต

 

       

   
  
 
  

alt    alt

 ภาพที่  1  การใช้เทคนิค FTIR microspectroscopy ร่วมกับการทำ cluster analysis ในการวิเคราะห์องค์ประกอบของใบมันสำปะหลังปกติ ซึ่งประกอบด้วยส่วนของ epidermis, mesophyll, vascular bundle