การเพาะเนื้อเยื่อ

เทคโนโลยีชีวภาพในการเพิ่มผลผลิตพืช

        ปัจจุบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมีความเจริญก้าวหน้ามาก นักวิทยาศาสตร์
ได้มีการนำเอาเทคโนโลยีชีวภาพเข้ามาช่วยในการขยายพันธุ์  และปรับปรุงพันธุ์พืช เพื่อเป็นการเพิ่มผลผลิตพืช    และปรับปรุงคุณภาพของผลผลิตทางการเกษตรให้ได้
คุณลักษณะตามที่มนุษย์ต้องการ

         เทคโนโลยีชีวภาพ (Biotechnology)      คือการนำเอาสิ่งที่มีชีวิตหรือ
ชิ้นส่วนของสิ่งมีชีวิตได้แก่ พืช สัตว์ หรือจุลินทรีย์ มาทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง โดยใช้ความรู้หรือเทคนิควิธีการทางวิทยาศาสตร์   โดยเฉพาะกระบวนการทาง
ชีววิทยาศาสตร์เพื่อผลิตสิ่งต่าง ๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์
         เทคโนโลยีชีวภาพแบ่งออกเป็น 2 แบบกว้าง ๆ คือ
         1. เทคโนโลยีชีวภาพแบบดั้งเดิม   เป็นเทคโนโลยีชีวภาพที่มนุษย์รู้จักกัน
มานานไม่ต้องใช้เทคนิควิธี    การทางวิทยาศาสตร์และกระบวนการทางชีววิทยา
ชั้นสูงมากนัก   เช่น     การใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์ในกระบวนการทางชีววิทยา
ในการหมักดองอาหารและการผลิตปุ๋ยหมัก การใช้สิ่งมีชีวิตในการควบคุมกำจัด
ศัตรูพืช การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ เป็นต้น
         2. เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่  เป็นเทคโนโลยีชีวภาพที่ต้องใช้ความรู้ทาง
ด้านวิทยาศาสตร์และเทคนิควิธีการทางชีววิทยาชั้นสูง  เนื่องจากเกี่ยวข้องกับการ
ตัดแต่งสารพันธุกรรมเพื่อก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพื่อก่อให้เกิด
การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต    ตัวอย่างเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่
ได้แก่ การโคลนนิ่ง การตัดต่อจีนในสิ่งมีชีวิต เป็นต้น
         สำหรับเทคโนโลยีชีวภาพที่ใช้ในการขยายพันธุ์และปรับปรุงพันธุ์พืชใน
ปัจจุบัน ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดี ได้แก่การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ และ GMOs

         การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ
         การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อเป็นเทคโนโลยีการขยายพันธุ์พืช  เพื่อให้ได้จำนวน
มากในระยะเวลาอันสั้น โดยเป็นการเพาะเลี้ยงสิ่งมีชีวิตเฉพาะส่วนเท่านั้น ไม่ใช้่
พืชทั้งต้น การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช   ทำโดยนำเอาเนื้อเยื่อของพืชในส่วนที่กำลัง
เจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว    เช่น ที่ปลายยอดอ่อน   ตาข้าง ดอก ใบ เนื้อเยื่อ หรือ
ส่วนประกอบของพืชที่เป็นเนื้อเยื่อเจริญมา เพาะเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์ที่อยู่ใน
สภาวะปลอดเชื้อ ซึ่งเป็นอาหารที่เนื้อเยื่อนั้นต้องการ  พร้อมทั้งสารที่กระตุ้น โดย
จัดและควบคุมสภาพแวดล้อมให้อยู่ในสภาพที่ปลอดเชื้อ มีอุณหภูมิ ความชื้น และ
แสงสว่าง ที่ต้องเอื้อต่อชิ้นส่วนของพืชจะเจริญเติบโตได้
         การเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อนั้น ๆ    ทำให้เซลล์ของพืชแบ่งตัวเพิ่มจำนวน
มากมายเป็นกลุ่มเซลล์ที่เรียกว่า  แคลลัส (Callus)         เราจึงสามารถบังคับให้
เนื้อเยื่อนี้เจริญเติบโตขึ้นเป็นต้นอ่อนได้เมื่อมีสภาวะที่ เหมาะสมและแบ่งเนื้อเยื่อ
เหล่านี้ ไปเลี้ยงในอาหารใหม่จนเจริญเติบโตเป็นต้นใหม่จำนวนมากมายตามต้อง
การ  วิธีนี้ใช้กันมากในการกระจายพันธุ์พืชบางชนิดที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ
เช่น กล้วยไม้ หน้าวัว ต้นสัก หวาย กล้วย ข้าว เป็นต้น
         การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อมีประโยชน์ต่อการปรับปรุงพันธุ์    เพื่อให้พืชผลิตสาร
สำคัญบางชนิด เช่น   ยารักษาโรค หรือเพื่อให้ได้พืชที่มีลักษณะพึงประสงค์   เช่น การใช้สารเคมีหรือรังสี   ชักนำให้พืชที่เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อไว้เกิดการกลายพันธุ์ ซึ่ง
อาจทำให้ได้ดอกหรือผลที่มีขนาดใหญ่ขึ้น 

GMOs     (Genetic Modified Organism) 
          เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่ที่กำลังเป็นที่สนใจในปัจจุบัน ได้แก่การใช้
วิธีทางพันธุวิศวกรรม โดยการตัดต่อ จีน (Gene) ที่เรียกว่า GMOs เป็นการ
ดัดแปลงสารพันธุกรรมหรือการตัดแต่งจีน      โดยการตัดเอาชิ้นส่วนของจีนที่
ต้องการของพืช สัตว์     หรือจุลินทรีย์ไปใส่ในโครโมโซมภายในเซลล์ของพืช เพื่อให้เกิดเซลล์ใหม่ แล้วนำเซลล์ใหม่ไปเพาะเลี้ยง จะได้พันธุ์พืชที่มีจีนซึ่งมีี
คุณสมบัติตามที่ต้องการ เช่น คุณสมบัติในการต้านทานต่อสารเคมี คุณสมบัติ
ในการต้านทานแมลง เป็นต้น พืชที่ได้เรียกว่า พืชจำลองพันธุ์   พืชที่นำมาใช้
ในการตัดแต่งจีนในปัจจุบัน ได้แก่ ฝ้าย มะเขือเทศ มะละกอถั่วเหลือง ข้าวโพด 
เป็นต้น

จะเห็นว่าการนำเอาเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้ในการขยายพันธุ์และปรับปรุง
พันธุ์พืชนั้น        เราสามารถคัดเลือกพันธุ์โดยเจาะจงไปที่จีนที่ต้องการโดยตรง โดยไม่ต้องผสมพันธุ์ก่อนแล้วคัดเลือกลูกผสมที่มีลักษณะตามที่ต้องการภายหลัง
ซึ่งเป็นวิธีที่ต้องใช้เวลานานดังนั้น     การนำเอาเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้กับพืช
จึงสามารถกำหนดคุณสมบัติของพืชได้ตามที่เราต้องการ     ทำให้ได้ประโยชน์
มากมายตามมา    อาจกล่าวถึงประโยชน์ของการนำเอาเทคโนโลยีชีวภาพมา
ใช้ในการขยายพันธุ์และปรับปรุงพันธุืพืชโดยสรุปดังนี้
         1. ทำให้ได้พันธุืพืชที่มีคุณสมบัติต้านทานสารเคมี ช่วยลดการใช้สารเคมี
ทำให้ประหยัดต้นทุน และยังช่วยรักษาสภาพแวดล้อมอีกด้วย
         2. ทำให้เกิดพันธุ์พืชที่ต้านทานแมลง   ช่วยลดการใช้สารเคมี    ประหยัด
ต้นทุน และรักษาสภาพแวดล้อม เช่ น ฝ้าย มะเขือเทศ เป็นต้น
         3. ผลผลิตที่เก็บเกี่ยวสามารถเก็บรักษาได้นาน   เนื่องจากมีคุณสมบัติใน
การสุกงอมช้า จึงขนส่งได้ไกลโดยไม่เน่าเสีย เช่น กล้วย มะเขือเทศ เป็นต้น
         4. ทำให้ได้พันธุ์พืชที่ต้านทานต่อโรคที่เกิดจากเชื้อไวรัส เชื้อรา และแบคทีเรีย ทำให้ผลผลิตมีคุณภาพดียิ่งขึ้น
         5. ทำให้ได้พันธุ์พืชที่ให้ผลผลิตจำนวนมากและเจริญเติบโตได้ดีในสภาพ
แวดล้อมที่ไม่เหมาะสม

          แม้ว่าการนำเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้ในการขยายพันธุ์   และปรับปรุง
พันธุ์พืชจะมีประโยชน์มากมาย   แต่ก็จำเป็นต้องคำนึงถึงผลกระทบที่จะเกิด
ขึ้นในอนาคตด้วย  เช่น     พืชชนิดหนึ่งมีการตัดแต่งจีนให้มีความทนทานต่อ
สารกำจัดวัชพืช ลักษณะของพืชนี้อาจจะแพร่กระจายไปสู่พืชหรือจุลินทรีย์อื่น
ทำให้เกิดการดื้อต่อสารกำจัดวัชพืชหรือจุลินทรีย์อื่น      ทำให้เกิดการดื้อต่อ
สารกำจัดวัชพืชนั้นไปด้วยหรือการใช้พืชพันธุ์ใหม่ ที่ตัดแต่งจีนทำให้พืชพันธุ์
ดั้งเดิมสูญพันธุ์ไป      สิ่งที่เกิดขึ้นเหล่านี้เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้อง
คำนึงถึงเป็นอย่างยิ่ง ดังนั้น   การนำเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้้ในการขยายพันธุ์
และปรับปรุงพันธุ์พืช จึงต้องนำมาใช้อย่างรอบคอบและระมัดระวังเพื่อป้องกัน
ผลเสียและปัญหาที่จะตามมาในอนาคต

          ปัจจุบันเทคโนโลยีชีวภาพได้เข้ามีบทบาท  และสามารถตอบสนองความ
ต้องการของมนุษย์ได้มากขึ้น   เพราะนอกจากการนำเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้
ประโยชน์ในการขยายพันธุ์และปรับปรุงพันธุ์พืช  แล้วยังสามารถนำมาใช้ในด้าน
อื่น ๆ อีกมากมาย เช่น  

          การเกษตร   เราสามารถพัฒนาและปรับปรุงพันธุืพืชเพื่อให้ได้คุณลักษณะ
ของพืชที่ดีตามที่มนุษย์ต้องการ เช่น การปรับปรุงพันธุ์พืชที่มีลักษณะทนต่อความ
แห้งแล้งได้ดี สามารถปลูกในที่ที่ขาดน้ำซึ่งเป็นการปรับปรุงพันธุ์พืชให้มีความ
สามารถในการเจริญเติบโตในสภาพแวดล้อมที่ไม่ี่เหมาะสม      นอกจากนี้ยัง
สามารถนำมาปรับปรุงคุณภาพผลผลิตทางการเกษตร   เช่น   สี   และขนาด
รวมถึงรูปร่างผลผลิต เพื่อให้ได้คุณภาพตามที่ต้องการได้อีกด้วย เช่น การปรับปรุง
พันธุ์มะเขือเทศให้มีสีแดงสดและมีปริมาณเนื้อมะเขือเทศสูง เป็นต้น นอกจากนี้
ยังทำให้สามารถเก็บรักษาผลผลิตให้อยู่ได้นานเนื่องจากการสุกงอมช้า   สามารถ
ส่งไปขายได้ไกลโดยไม่เน่าเสีย   เช่น มะเขือเทศที่ยืดอายุการสุกงอม เป็นต้น
เป็นการสร้างมูลค่าเพิ่มของสินค้าเกษตรได้    เนื่องจากสามารถยืดระยะเวลา
ไม่ให้เกิดความเสียหายในการขนส่งระยะทางไกลได้

          อุตสาหกรรม     เทคโนโลยีชีวภาพถูกนำมาใช้ในด้านอุตสาหกรรมการ
ผลิตเครื่องดื่ม ประเภทแอลกอฮอล์ โดยอาศัยหลักการทำงานของจุลินทรีย์ในการ
เปลี่ยนแป้งและน้ำตาลให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ  เรียกกระบวนการนี้ว่า
การหมักดอง เช่น ไวน์ เบียร์ เกิดจากการหมักแป้งและน้ำตาลด้วยยีสต์ เป็นต้น 

          การผลิตอาหาร     ปัจจุบันเทคโนโลยีชีวภาพมีบทบาทสูงมากในการยก
ระดับมาตรฐานการผลิตอาหารให้มีคุณภาพสูงขึ้น       การนำผลิตภัณฑ์จากพืช
จำลองพันธุ์มาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตอาหารจะช่วยให้ได้คุณภาพของอาหาร
ตามที่มนุษย์ต้องการ เนื่องจากสามารถเพิ่มปริมาณสารประกอบที่ต้องการได้
เช่น    การผลิตอาหารเพื่อเพิ่มวิตามินหรือเอนไซม์ชนิดต่าง ๆ เพื่อให้อาหารมี
คุณค่าทางโภชนาการสูงขึ้น เป็นต้น

          การแพทย์    เทคโนโลยีชีวภาพที่นำมาใช้ประโยชน์ในด้านการแพทย์ คือ   การผลิตยาปฏิชีวนะซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ขัดขวางการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์
ที่ทำให้เกิดโรค   นอกจากนี้เทคโนโลยีชีวภาพยังช่วยให้สามารถผลิตวัคซีนใช้
สำหรับป้องกันโรคได้อีกด้วย ตัวอย่างผลผลิตของเทคโนโลยีชีวภาพที่รู้จักกันดี
ได้แก่ อินซูลิน   ซึ่งเป็นสารควบคุมปริมาณน้ำตาลในเลือดใช้รักษาผู้ป่วยที่เป็น
โรคเบาหวาน เป็นต้น