เทคโนโลยี DNA ใหม่ เร่งพัฒนาสายพันธุ์อ้อยคุณภาพสูง
Sugar Research Australia (SRA) ได้สร้างความก้าวสำคัญในการวิจัยอ้อย ด้วยการติดตั้งหุ่นยนต์สกัด DNA รุ่นใหม่ ณ ห้องปฏิบัติการ IRIS ซึ่งคาดว่าจะช่วยเร่งกระบวนการพัฒนาสายพันธุ์อ้อยคุณภาพสูงให้รวดเร็วยิ่งขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
อุปกรณ์เทคโนโลยีขั้นสูงดังกล่าวจะเพิ่มขีดความสามารถในการสกัด DNA ต่อปีสำหรับกระบวนการวิเคราะห์จีโนไทป์ (genotyping) ซึ่งเป็นกระบวนการระบุลักษณะทางพันธุกรรมเฉพาะของอ้อย ทำให้นักวิจัยสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างพืชได้จำนวนมากขึ้นในระยะเวลาที่สั้นลง
หุ่นยนต์ทำงานด้วยระบบปิเปตหลายช่อง (multi-channel pipette) สามารถประมวลผลตัวอย่างพร้อมกันได้ 8 หลอด ที่มี 96 หลุมในแต่ละรอบ โดยใบอ้อยจะถูกบด และปั่นแยกภายในเครื่อง ช่วยลดขั้นตอนที่เดิมต้องใช้แรงงานคนจำนวนมาก
ดร. Garry Rosewarne ผู้จัดการฝ่ายพัฒนาสายพันธุ์ กล่าวว่า การลงทุนครั้งนี้เป็นส่วนหนึ่งของการขยายการใช้เทคโนโลยีจีโนมิกส์ (genomics) ในโครงการปรับปรุงพันธุ์ของ SRA และถือเป็นการยกระดับประสิทธิภาพครั้งสำคัญ
“หากทำด้วยมือ เจ้าหน้าที่ในห้องปฏิบัติการต้องบดเนื้อเยื่อใบอ้อยด้วยไนโตรเจนเหลว จากนั้นนำไปปั่นแยกเพื่อสกัดและจัดลำดับ DNA ซึ่งโดยรวมแล้วสามารถวิเคราะห์ตัวอย่างพืชได้ประมาณ 1,000 ตัวอย่างภายในสองสัปดาห์” ดร. Garry กล่าว
“แต่ด้วยหุ่นยนต์สกัด DNA ทำให้ได้จำนวนตัวอย่างอ้อยที่สามารถนำมาวิเคราะห์ DNA เพิ่มขึ้นเป็น 10,000 ตัวอย่างภายในระยะเวลาเพียง 2–3 สัปดาห์ ขณะที่เจ้าหน้าที่สามารถไปทำงานเชิงกลยุทธ์ด้านอื่นๆได้”
ข้อมูลจีโนไทป์ที่ได้จะถูกนำไปเพิ่มในฐานข้อมูลของ SRA ซึ่งปัจจุบันมีข้อมูลจากโคลนพืชมากกว่า 8,000 โคลน ครอบคลุมพ่อแม่พันธุ์ทั้งหมดในแปลงผสมพันธุ์ที่ Meringa และโคลน FAT ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา
“กลุ่มข้อมูลที่เรียกว่า ‘training population’ นี้ถูกปลูกในแปลงทดลองภาคสนาม เพื่อเปรียบเทียบความแข็งแรงของลักษณะพันธุกรรมกับข้อมูลที่ได้จากห้องปฏิบัติการ” ดร. Garry กล่าว
“ผลลัพธ์ที่ได้คือเครื่องมือวิเคราะห์และคาดการณ์ (prediction equations) สำหรับลักษณะต่าง ๆ ของอ้อย ซึ่งสามารถนำไปใช้วิเคราะห์เมล็ดพันธุ์ใหม่ที่เพิ่งผ่านการผสมใน Meringa ได้ทันที”
คุณสมบัติหลักที่กำลังถูกพัฒนาในปัจจุบัน ได้แก่ ผลผลิตอ้อยต่อไร่ ค่าความหวาน (CCS) ปริมาณเส้นใย และความต้านทานต่อโรคเขม่าดำ (smut) และโรค Pachymetra ในอนาคต เทคโนโลยีนี้ยังสามารถต่อยอดไปสู่การคัดเลือกคุณลักษณะอื่น ๆ เช่น ความต้านทานโรค ความสูงของต้น จำนวนหน่อ และอายุการเก็บเกี่ยว
“อนาคตได้เข้ามาใกล้กว่าที่เคย!” ดร. Garry กล่าวทิ้งท้าย
ทั้งนี้ SRA ยังเชิญชวนเกษตรกรผู้ปลูกอ้อยในพื้นที่ ร่วมสะท้อนความคิดเห็นเกี่ยวกับลักษณะพันธุ์อ้อยที่ต้องการในแปลงปลูกของตน และเสนอแนวทางการพัฒนาสายพันธุ์ในอนาคต เพื่อให้การปรับปรุงพันธุ์ตอบโจทย์ภาคการผลิตได้อย่างแท้จริง
