ความร่วมมือระดับนานาชาติระหว่าง มหาวิทยาลัยมหิดล สหรัฐอเมริกา และออสเตรเลีย ร่วมกันวิจัยพัฒนาเทคโนโลยีวิเคราะห์ขนรากพืชครั้งแรก ช่วยยกระดับการปรับปรุงพันธุ์ข้าวสาลีให้ทนแล้งและเพิ่มความมั่นคงทางอาหารยุคสภาวะโลกร้อน
แม้ว่าข้าวสาลีจะเป็นพืชไร่เมืองหนาวที่เจริญเติบโตได้ดีในพื้นที่อุณหภูมิต่ำ และไม่ได้จัดว่าเป็นอาหารหลักประจำวันของคนไทยเมื่อเทียบกับข้าวเจ้าก็ตาม แต่ด้วยศักยภาพและความเชี่ยวชาญด้านชีววิทยาระบบรากของ Root Lab Thailand คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลมาตลอดระยะเวลามากกว่า 10 ปี ส่งผลให้ห้องปฏิบัติการวิจัยแห่งนี้ก้าวขึ้นเป็นฟันเฟืองที่สำคัญในความร่วมมือระดับนานาชาติ ซึ่งเป็นการโคจรมาพบกันของสถาบันชั้นนำในการสร้างนวัตกรรมทางการเกษตรยุคใหม่
โครงการวิจัยนี้เป็นการจับมือกันระหว่าง Root Lab Thailand คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล กับ มหาวิทยาลัยแอริโซนา สหรัฐอเมริกา และมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ เครือรัฐออสเตรเลีย เพื่อพัฒนา “เทคโนโลยีวิเคราะห์ขนราก” (Root Hair Analysis Technology) โดยมีวัตถุประสงค์หลักในการศึกษาพันธุกรรมขั้นสูงและค้นหาเครื่องหมายทางโมเลกุลสำหรับการคัดเลือกสายพันธุ์ พร้อมมุ่งเป้าไปที่การปรับปรุงพันธุ์ข้าวสาลีให้สามารถรับมือกับสภาวะแห้งแล้งและการขาดแคลนฟอสฟอรัสในดินอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งนับเป็นปราการด่านสำคัญในการแก้ไขปัญหาวิกฤตความมั่นคงทางอาหารของโลก
การขับเคลื่อนเทคโนโลยีในครั้งนี้ ไม่เพียงแต่จะพลิกโฉมการคัดเลือกสายพันธุ์พืชในระดับประชากรเท่านั้น แต่ยังตอบโจทย์ความท้าทายครั้งใหญ่ของภาคการเกษตรภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ การทำความเข้าใจโครงสร้างรากซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการดูดซึมสารอาหาร จึงกลายเป็นกุญแจสำคัญที่จะช่วยให้พืชเศรษฐกิจชนิดต่างๆ สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่จำกัด เพิ่มโอกาสรอดและรักษาปริมาณผลผลิตทางการเกษตรเอาไว้ได้อย่างยั่งยืน
ถอดรหัสโครงสร้างลับใต้ดิน ปลดล็อกศักยภาพพืชเศรษฐกิจ
“ขนราก” ถือเป็นอวัยวะขนาดเล็กที่มีบทบาทสูงอย่างยิ่งต่อการเจริญเติบโตของพืช เนื่องจากทำหน้าที่ในการดูดซึมน้ำและธาตุอาหารที่จำเป็นมากกว่าร้อยละ 90 ของการดูดซึมทั้งหมด ทว่าในอดีต การศึกษาโครงสร้างดังกล่าวทำได้ยากลำบากอย่างยิ่งเพราะต้องอาศัยการวัดขนาดและเก็บข้อมูลด้วยมือทีละชิ้น กระบวนการนี้กินเวลานาน และมีความยุ่งยากสูง จนไม่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการคัดเลือกพันธุ์พืชในระดับประชากรจำนวนมากๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นวัตกรรมเทคโนโลยีวิเคราะห์ขนรากที่ถูกคิดค้นขึ้นมาจากความร่วมมือในครั้งนี้ จึงเข้ามาแก้โจทย์ความซับซ้อนดังกล่าวได้อย่างตรงจุด ช่วยยกระดับทั้งความรวดเร็ว ความแม่นยำ และเพิ่มศักยภาพของการวิจัยด้านการปรับปรุงพันธุ์พืชอย่างไม่เคยมีมาก่อน ที่สำคัญ องค์ความรู้และเทคโนโลยีชนิดนี้มิได้ถูกจำกัดขอบเขตการใช้งานอยู่เพียงแค่ในข้าวสาลีเท่านั้น แต่ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับพืชเศรษฐกิจสำคัญอื่นๆ เช่น ข้าว ข้าวโพด อ้อย และถั่ว ได้อย่างแพร่หลาย
ความก้าวหน้าดังกล่าวช่วยประหยัดเวลาและทรัพยากรในการคัดเลือกสายพันธุ์ดีได้อย่างมหาศาล ทำให้เหล่านักวิจัยและนักปรับปรุงพันธุ์พืชสามารถค้นหาสายพันธุ์ที่มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่วิกฤตได้รวดเร็วยิ่งขึ้น ส่งผลให้กระบวนการพัฒนาพันธุ์พืชเศรษฐกิจเพื่อป้อนเข้าสู่ภาคการเกษตรเชิงพาณิชย์สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของโลกได้อย่างทันท่วงที
เจาะลึกกลไกความเครียดพืช ไขรหัสครึ่งหนึ่งที่ซ่อนอยู่
ในมิติของชีววิทยา พืชมีความสามารถในการเผชิญและรับรู้ถึง “ความเครียด” ได้ไม่ต่างไปจากมนุษย์หรือสัตว์ ไม่ว่าจะเป็นความเครียดที่เกิดจากสภาวะแห้งแล้ง น้ำท่วมขัง การขาดแคลนธาตุอาหารในดิน หรือแม้กระทั่งการถูกรุกรานและทำลายโดยศัตรูพืชชนิดต่างๆ ซึ่งสภาวะความเค้นเหล่านี้ล้วนส่งผลกระทบโดยตรงต่อปริมาณและคุณภาพของผลผลิตทางการเกษตรทั้งสิ้น
กลไกการเอาชีวิตรอดของพืชเมื่อเผชิญกับความเครียดเหล่านั้น จะแสดงออกผ่านการหลั่งฮอร์โมนและสารชีวเคมีหลากหลายชนิด ควบคู่ไปกับการปรับเปลี่ยนโครงสร้างของระบบรากเพื่อปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่แปรเปลี่ยนไป โดย รองศาสตราจารย์ ดร.ปฐมพงษ์ แสงวิไล อาจารย์ประจำภาควิชาชีววิทยา ผู้ก่อตั้ง Root Lab Thailand คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้อธิบายถึงธรรมชาติของพืชและระบบรากไว้อย่างน่าสนใจว่า
“ระบบรากเป็นอวัยวะสำคัญที่สะท้อนการตอบสนองของพืชต่อสภาพแวดล้อม แต่กลับเป็นส่วนที่ศึกษายากที่สุด จนได้รับการขนานนามว่าเป็น Hidden Half หรือ ‘ครึ่งหนึ่งที่ซ่อนอยู่’ ของพืช การพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อศึกษาระบบรากและขนรากจึงช่วยให้เราเข้าใจกลไกการปรับตัวของพืชได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น และนำองค์ความรู้ไปใช้พัฒนาพันธุ์พืชที่สามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากร และเสริมสร้างความมั่นคงอาหารของโลกในอนาคต”
การไขรหัสความลับของ “Hidden Half” จึงเปรียบเสมือนการเปิดประตูสู่ยุคใหม่ของการเกษตรแม่นยำ ที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถมองเห็นสิ่งที่เคยซ่อนอยู่ใต้ผืนดินได้อย่างทะลุทะลวง และนำองค์ความรู้ที่ได้ไปต่อยอดในการรับมือกับวิกฤตการณ์โลกร้อนที่กำลังคุกคามแหล่งอาหารของมนุษยชาติในปัจจุบัน
มุ่งสู่ความมั่นคงทางอาหาร ยกระดับเกษตรกรรมแห่งอนาคต
ความร่วมมือในการพัฒนาเทคโนโลยีวิเคราะห์ขนรากครั้งนี้ จึงนับเป็นก้าวสำคัญของวงการวิชาการและการเกษตรไทย ที่สามารถนำความเชี่ยวชาญเฉพาะทางไปร่วมแก้ปัญหาในระดับโลก การเพิ่มประสิทธิภาพระบบรากให้พืชสามารถดูดซึมน้ำและธาตุอาหารได้อย่างคุ้มค่าที่สุดในพื้นที่แห้งแล้งหรือมีสารอาหารต่ำ ไม่เพียงแต่ช่วยลดการใช้ปุ๋ยเคมีที่เป็นต้นทุนหลักของเกษตรกรเท่านั้น แต่ยังช่วยรักษาสภาพแวดล้อมอย่างยั่งยืน
ผลสัมฤทธิ์จากงานวิจัยดังกล่าวจะกลายเป็นเครื่องมือสำคัญของนักปรับปรุงพันธุ์พืชทั่วโลก ในการผลิตสายพันธุ์พืชที่แข็งแกร่ง ทนทาน และให้ผลผลิตสูงแม้ในสภาพอากาศที่แปรปรวน ถือเป็นการเพิ่มศักยภาพการแข่งขันในภาคการเกษตรกรรมยุคใหม่ และลดความเสี่ยงจากวิกฤตการขาดแคลนอาหารที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตได้อย่างมีประสิทธิภาพ
งานวิจัยชิ้นนี้จึงเป็นข้อพิสูจน์ที่ชัดเจนว่า งานวิทยาศาสตร์พื้นฐานเมื่อนำมาผสานรวมกับเทคโนโลยีที่ทันสมัยและความร่วมมือระดับนานาชาติ จะสามารถสร้างนวัตกรรมที่เปลี่ยนโลกและสร้างประโยชน์ต่อมนุษยชาติได้อย่างเป็นรูปธรรม พร้อมทั้งขับเคลื่อนภาคเกษตรกรรมให้เดินหน้าต่อไปอย่างมั่นคงและยั่งยืน
#มหาวิทยาลัยมหิดล #RootLabThailand #เทคโนโลยีวิเคราะห์ขนราก #วิจัยข้าวสาลี #ความมั่นคงทางอาหาร #เกษตรยั่งยืน #การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
