ผู้เขียน	สาวบางแค 22
เผยแพร่	วันศุกร์ที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ.2560

“เชื้อแบคทีเรีย A. citrulli” เป็นเชื้อแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรคผลเน่าในพืชตระกูลแตง ประเภท แตงโม เมล่อน และ แคนตาลูป เป็นต้น เชื้อแบคทีเรียชนิดนี้ก่อให้เกิดความเสียหายต่อผลผลิตในพืชตระกูลแตงเป็นอย่างมาก ในหลายๆ ประเทศทั่วโลก รวมทั้งประเทศไทย 

ปัจจัยเสี่ยงที่หลายฝ่ายห่วงกังวลก็คือ เชื้อแบคทีเรียชนิดนี้สามารถมีชีวิตอยู่ได้ตลอดฤดูการผลิต ในดิน น้ำ และเศษซากพืช แต่ปัญหาสำคัญที่สุดคือ เชื้อสามารถถ่ายทอดผ่านทางเมล็ดพันธุ์ได้ (Seed transmission) เนื่องจากไทยมีบทบาทเป็นผู้ส่งออกเมล็ดพันธุ์พืชตระกูลแตงรายใหญ่ของโลก หากเกิดการแพร่ระบาดของเชื้อแบคทีเรียชนิดนี้ ในวงกว้าง อาจส่งผลกระทบต่อชื่อเสียงและรายได้จากการส่งออกเมล็ดพันธุ์ของประเทศไทยอย่างมาก

โดยทั่วไป การผลิตเมล็ดพันธุ์จะต้องมีการควบคุมทุกขั้นตอนการเพาะปลูกให้ปลอดโรค รวมถึงการใช้สารเคมีฆ่าเชื้อในเมล็ดช่วงเก็บเกี่ยว อย่างไรก็ตาม วิธีการหนึ่งที่จะสามารถจัดการควบคุมโรคผลเน่าได้ คือการใช้เมล็ดพันธุ์ที่ปลอดจากเชื้อในการเพาะปลูก จึงต้องมีการตรวจรับรองความปลอดเชื้อของเมล็ดพันธุ์ก่อนจำหน่ายในประเทศและการส่งออก โดยจะตรวจทั้งในแปลงปลูกและสุ่มตรวจเมล็ดพันธุ์ที่จะทำการค้า วิธีการตรวจวินิจฉัยโรคที่มีประสิทธิภาพสูงในด้านปริมาณและถูกต้องแม่นยำจึงมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง

 

นวัตกรรมหยุดโรคผลเน่าในพืชตระกูลแตง 

ล่าสุด กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) และ บริษัท เจียไต๋ จำกัด ได้แถลงข่าวเปิดตัวนวัตกรรมหยุดโรคผลเน่าในพืชตระกูลแตง ที่ช่วยประหยัดเวลาและลดต้นทุนค่าใช้จ่ายในการตรวจสอบหาเชื้อแบคทีเรียชนิดนี้ถึง 50% ช่วยเพิ่มศักยภาพการส่งออกเมล็ดพันธุ์พืชตระกูลแตงของไทยสู่เวทีตลาดโลก

ผลงานชิ้นนี้เกิดจากการศึกษาวิจัยร่วมกันระหว่างทีมนักวิจัยของไบโอเทคกับ บริษัท เจียไต๋ จำกัด ในการพัฒนาเทคนิค IMS (Immunomagnetic Separation) ร่วมกับการแยกเชื้อแบคทีเรียบนอาหารคัดเลือกกึ่งจำเพาะ สำหรับตรวจหาเชื้อ Acidovorax citrulli ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคผลเน่าในพืชตระกูลแตง (Bacterial Fruit Blotch)

นวัตกรรมใหม่นี้ทำให้สามารถตรวจสอบการปนเปื้อนของเชื้อแบคทีเรียดังกล่าวในเมล็ดพันธุ์ได้รวดเร็วกว่าเดิม โดยใช้เวลาเพียง 6-10 วัน ในการแยกเชื้อ A. citrulli ออกจากเมล็ด ในขณะที่วิธีมาตรฐานที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน (seedling grow-out test) จะต้องเพาะเมล็ดเพื่อให้เป็นต้นกล้า จากนั้นสังเกตอาการโรคในต้นอ่อนและนำไปแยกเชื้อ ซึ่งจะใช้เวลาตั้งแต่ 14-25 วัน ขึ้นอยู่กับปริมาณเชื้อที่ติดมากับเมล็ด ซึ่งวิธีการที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้จะทำให้ประหยัดค่าใช้จ่าย แรงงาน และเวลาได้เป็นอย่างมาก

ดร. สุมิตรา กันตรง ผู้ช่วยกรรมการผู้จัดการ สำนักปฏิบัติการธุรกิจเมล็ดพันธุ์ บริษัท เจียไต๋ จำกัด เปิดเผยว่า การส่งออกเมล็ดพันธุ์มีการออกกฎระเบียบให้มีการตรวจรับรองว่าไม่มีเชื้อ A. citrulli ปนเปื้อนอยู่ในเมล็ดพันธุ์ที่จะส่งออก โดยจะสุ่มตรวจในแปลงปลูกและ/หรือสุ่มตรวจเมล็ดพันธุ์ กรณีที่ตรวจพบการปนเปื้อนจากการสุ่มตรวจจะทำให้ไม่สามารถส่งออกเมล็ดพันธุ์รุ่น (lot) ที่ปนเปื้อนนั้นๆ ได้

กรณีที่เกิดความผิดพลาดของการตรวจสอบและปล่อยให้มีการส่งออกเมล็ดพันธุ์ที่มีเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli ไปยังลูกค้าหรือผู้สั่งซื้อ ผู้ขายเมล็ดพันธุ์ที่ปนเปื้อนอาจถูกฟ้องร้องและถูกดำเนินคดีได้ ดังนั้น วิธีการที่จะนำมาใช้ในการตรวจสอบจะต้องมีความจำเพาะเจาะจง มีความไวสูง แม่นยำ สะดวก และสามารถตรวจสอบได้อย่างรวดเร็ว

วิธีการตรวจหาเชื้อ A. citrulli แบบดั้งเดิมที่ปฏิบัติกันมาคือ วิธีการ seedling grow-out โดยเริ่มจากการนำเมล็ดมาเพาะให้งอกเป็นต้นกล้า แล้วสังเกตอาการโรคจากต้นกล้าที่ได้ จากนั้นจึงนำตัวอย่างต้นกล้าที่แสดงอาการโรคมาตรวจการติดเชื้อ A. citrulli ในเบื้องต้น ด้วยวิธี ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) ซึ่งอาศัยหลักการของการทำปฏิกิริยาที่จำเพาะเจาะจง ของ antibody และ antigen โดยใช้เอนไซม์เป็นตัวตรวจวัดการเกิดปฏิกิริยา

หรือ วิธี PCR (Polymerase Chain Reaction) ซึ่งเป็นกระบวนการในการสังเคราะห์ชิ้นส่วนของ ดีเอ็นเอ (DNA) ในหลอดทดลอง โดยเลียนแบบมาจากการสังเคราะห์ ดีเอ็นเอ ในสิ่งมีชีวิต โดยตัวอย่างที่ให้ผลบวกจะถูกนำมาแยกเชื้อบนอาหารคัดเลือกกึ่งจำเพาะ ซึ่งวิธีการดังกล่าวนี้ใช้เวลานานสูงสุดถึง 25 วัน จึงจะสามารถแยกเชื้อแล้วนำกลุ่มแบคทีเรียที่ได้บนอาหาร ที่คาดว่าเป็นเชื้อ A. citrulli มาทดสอบยืนยันการก่อโรคในพืชทดสอบได้

สำหรับนวัตกรรมใหม่ที่พัฒนาขึ้นจนประสบความสำเร็จนี้ จะใช้เวลาเพียงประมาณ 6-10 วัน เท่านั้น ในการแยกเชื้อ A. citrulli ออกมาจากเมล็ดพันธุ์ จนกระทั่งได้กลุ่มเชื้อแบคทีเรียที่พร้อมจะนำไปทดสอบยืนยันการก่อโรคในพืชทดสอบ 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 ติดอยู่นี้จะถูกนำไปแยกเชื้อบนอาหารคัดเลือกกึ่งจำเพาะ แล้วนำเชื้อที่แยกได้ไปทดสอบยืนยันการก่อโรคในพืชทดสอบต่อไป

ดร. อรวรรณ หิมานันโต นักวิจัยห้องปฏิบัติการผลิตโมโนโคลนอลแอนติบอดี ไบโอเทค สวทช. ให้ข้อมูลว่า แอนติบอดีที่นำมาใช้เคลือบเม็ดแม่เหล็กนี้ เป็นแอนติบอดีที่ทางไบโอเทคพัฒนาขึ้น ซึ่งแอนติบอดีนี้มีความจำเพาะเจาะจงต่อเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli เท่านั้น โดยไม่เกิดปฏิกิริยาข้ามกับเชื้อแบคทีเรียก่อโรคพืชชนิดอื่นๆ

ซึ่งวิธีที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถแยกเชื้อ A. citrulli ได้ที่ระดับการปนเปื้อน 0.1% คือ มีเมล็ดที่ปนเปื้อนเชื้อ A. citrulli 1 เมล็ด ในเมล็ดปกติ 1,000 เมล็ด ซึ่งเทียบเท่ากับวิธีมาตรฐาน (seedling grow-out test) ที่ใช้ในการตรวจวิเคราะห์ และยังเป็นวิธีที่สามารถพิสูจน์ได้ว่าในเมล็ดพันธุ์มีเชื้อแบคทีเรีย A. citrulli ที่มีชีวิตซึ่งสามารถก่อโรคได้ ปนเปื้อนอยู่หรือไม่ ซึ่งจะแตกต่างจากวิธีการตรวจทางอิมมูโนวิทยาชนิดอื่นๆ รวมทั้งการตรวจหาสารพันธุกรรม หรือ ดีเอ็นเอ ด้วยวิธีการทางชีวโมเลกุล ซึ่งจะไม่สามารถแยกระหว่างเชื้อตายและเชื้อที่มีชีวิตได้

ดร. สุมิตรา กล่าวเสริมว่า “วิธีการที่พัฒนาขึ้นนี้ นับว่ามีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากมีความแม่นยำสูง และยังสามารถลดระยะเวลาในการตรวจเชื้อ A. citrulli ในเมล็ดพันธุ์ จาก 25 วัน เหลือ 6-10 วัน ได้ ทำให้ประหยัดทั้งเวลา แรงงาน ลดการใช้พื้นที่ในการทดสอบ รวมทั้งลดการใช้พลังงานไฟฟ้าในการเพาะเลี้ยงต้นกล้า นอกจากนี้ ยังสามารถเพิ่มจำนวนตัวอย่างที่ทดสอบต่อเดือนได้อีกด้วย ส่งผลให้สามารถลดงบประมาณที่ใช้ในการตรวจเชื้อ A. citrulli ลงไปได้อย่างมาก

การตรวจรับรองความปลอดเชื้อของเมล็ดพันธุ์ที่รวดเร็ว แม่นยำ และได้มาตรฐาน นับเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการค้าเมล็ดพันธุ์ ไม่ว่าจะในประเทศหรือต่างประเทศ ซึ่งวิธีการใหม่ที่พัฒนาขึ้นนี้จะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับธุรกิจเมล็ดพันธุ์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกษตรกรได้ผลผลิตสูง ผลผลิตไม่เสียหาย

และสำหรับหน่วยงานที่ต้องการตรวจรับรองความปลอดเชื้อของเมล็ดพันธุ์ เช่น กรมวิชาการเกษตร สมาคมเมล็ดพันธุ์แห่งประเทศไทย รวมถึงบริษัทเมล็ดพันธุ์ที่ต้องตรวจสอบเชื้อ A. citrulli ก่อนส่งจำหน่ายให้ลูกค้า ซึ่งประเทศไทยถือเป็นแหล่งสำคัญในการผลิตเมล็ดพันธุ์เพื่อการส่งออก โดยมีมูลค่าการส่งออกเมล็ดพันธุ์พืชตระกูลแตงสูงถึงประมาณ 1,700 ล้านบาท ต่อปี

สวทช. และเจียไต๋ ซึ่งถือครองอนุสิทธิบัตรผลงานนวัตกรรมใหม่นี้ร่วมกัน เตรียมจัดเวิร์กช็อป เผยแพร่นวัตกรรมใหม่นี้สู่สังคม ตั้งแต่ปลายปีนี้เป็นต้นไป เพื่อให้นวัตกรรมนี้เป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมการค้าเมล็ดพันธุ์ของไทยและทั่วโลกในระยะยาว

 

ชุดตรวจโรคผลเน่า พืชตระกูลแตง

สำหรับเกษตรกรที่ปลูกพืชตระกูลแตง ที่มีความห่วงกังวลว่า แปลงปลูกพืชตระกูลแตงของตัวเองนั้น มีความเสี่ยงต่อการติดเชื้อแบคทีเรียชนิดนี้หรือไม่ สามารถตรวจสอบหาเชื้อแบคทีเรียได้ด้วยตัวเอง โดยซื้อชุดตรวจโรคผลเน่าแบคทีเรียของพืชตระกูลแตง ซึ่งเป็นผลงานของศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค)

ชุดตรวจโรคผลเน่า พืชตระกูลแตง ของไบโอเทค เป็นชุดตรวจแบบง่ายในรูปแบบ Immunochromatographic Strip Test ใช้ตรวจเชื้อแบคทีเรีย Acidovorax avenae subsp. citrulli (Aac) ที่เป็นสาเหตุของโรคผลเน่าแบคทีเรียของพืชตระกูลแตง ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญในการผลิตและส่งออกเมล็ดพันธุ์ของพืชในกลุ่มนี้

ชุดตรวจนี้มีความจำเพาะสูง แม่นยำ ใช้เวลารวดเร็วภายใน 5-10 นาที สามารถตรวจหาเชื้อสาเหตุได้จากตัวอย่างใบ ต้นกล้าและเปลือกของผล ใช้ตรวจคัดกรองโรคผลเน่าแบคทีเรียในพืชตระกูลแตง เช่น แตงโม เมลอน สควอช แคนตาลูป แตงกวา และฟักทอง