สล็อตแตกง่าย นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีควบคุมกระบวนการต่าง ๆ ของพืช เช่น เมื่อพวกมันเติบโต โดยใช้แสงสีเพียงอย่างเดียว การพัฒนาเผยให้เห็นว่าแสงสีสามารถนำมาใช้เพื่อควบคุมกระบวนการทางชีววิทยาในพืชได้อย่างไร โดยการเปิดและปิดยีนที่แตกต่างกัน PULSE ช่วยให้สามารถควบคุมการแสดงออกของยีนเป้าหมายและย้อนกลับได้ในพืชในที่ที่มีแสงแวดล้อม นักวิจัยหวังว่าการค้นพบนี้จะนำไปสู่ความ
ก้าวหน้าในการเจริญเติบโตของพืช ออกดอก
และปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม ส่งผลให้ผลผลิตพืชผลเพิ่มขึ้นในที่สุด (ภาพ: Leonie-Alexa Koch, สถาบันชีววิทยาสังเคราะห์, มหาวิทยาลัยดึสเซลดอร์ฟ)
นักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัย East Anglia ได้ช่วยหาวิธีควบคุมกระบวนการต่างๆ ของพืช เช่น เมื่อพวกมันเติบโต โดยใช้แสงสีเพียงอย่างเดียว
การพัฒนาซึ่งตีพิมพ์ในวารสารNature Methods ในวันนี้ เผยให้เห็นว่าแสงสีสามารถนำมาใช้เพื่อควบคุมกระบวนการทางชีววิทยาในพืชได้อย่างไร โดยการเปิดและปิดยีนต่างๆ
นักวิจัยหวังว่าการค้นพบนี้จะนำไปสู่ความก้าวหน้าในการเจริญเติบโตของพืช ออกดอก และปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม ส่งผลให้ผลผลิตพืชผลเพิ่มขึ้นในที่สุด
การวิจัยนำโดย Heinrich Heine University และ Cluster of Excellence on Plant Sciences (CEPLAS) ในเมืองดึสเซลดอร์ฟ โดยความร่วมมือกับเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัย Freiburg และ UEA
ดร.เบน มิลเลอร์ จาก School of Biological Sciences ของ UEA กล่าวว่า “ทีมของเราได้ทำงานเกี่ยวกับออพโตเจเนติกส์ โดยใช้แสงเพื่อควบคุมกระบวนการทางชีววิทยาได้อย่างแม่นยำในพืช
“การใช้ออพโตเจเนติกส์ในพืชไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน เนื่องจากพืชตอบสนองต่อแสงตามธรรมชาติเมื่อเติบโต สวิตช์ทางพันธุกรรมใดๆ ที่ควบคุมด้วยแสงจะทำงานอย่างต่อเนื่อง
“แต่เราได้พัฒนาระบบพิเศษที่เอาชนะปัญหานี้ และทำให้เราสามารถควบคุมกระบวนการเซลล์ต่างๆ ในพืชโดยใช้แสงได้
“ตอนนี้เราสามารถใช้แสงสีแดงเพื่อทำให้เกิดการแสดงออกของยีนในช่วงเวลาที่แม่นยำ ในขณะที่แสงสีขาวรอบข้างสามารถใช้เป็น ‘สวิตช์ปิด’ เพื่อย้อนกลับกระบวนการได้ สามารถทำซ้ำได้หลายครั้ง
“เราสามารถใช้ระบบนี้เพื่อจัดการกับการตอบสนองทางสรีรวิทยาในพืช เช่น การตอบสนองของภูมิคุ้มกัน และบางทีการพัฒนา การเจริญเติบโต การส่งสัญญาณของฮอร์โมน และการตอบสนองต่อความเครียด”
โครงการเชื่อมโยงสองหัวข้อร้อนในชีววิทยา – ออปโตเจเนติกส์และชีววิทยาสังเคราะห์
เครื่องมือใหม่ที่เรียกว่า PULSE (Plant Usable Light-Switch Elements) เหมาะสำหรับพืชที่เติบโตภายใต้วัฏจักรกลางวันและกลางคืนปกติ
ดร.มิลเลอร์กล่าวว่า “ในอนาคต การวิจัยนี้อาจหมายความว่าเราสามารถปรับเปลี่ยนวิธีที่พืชเติบโต ตอบสนองและปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้
“ตัวอย่างเช่น เราได้แสดงให้เห็นว่าการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของพืชสามารถเปิดและปิดได้โดยใช้ระบบควบคุมแสงของเรา หากระบบนี้ใช้ในพืชผล เราอาจปรับปรุงการป้องกันพืชต่อเชื้อโรคและมีผลกระทบจากการปรับปรุงผลผลิต
“การใช้แสงเพื่อควบคุมกระบวนการทางชีววิทยานั้นมีการบุกรุกน้อยกว่ามากและสามารถย้อนกลับได้ง่ายกว่าการใช้สารเคมีหรือยา ดังนั้นระบบใหม่นี้ในพืชจึงเป็นเครื่องมือใหม่ที่น่าตื่นเต้นสำหรับเราในการตอบคำถามพื้นฐานทางชีววิทยาพืช”
ที่มา: มหาวิทยาลัยอีสต์แองเกลีย
อิทธิพลในห่วงโซ่เปลี่ยนไปอย่างชัดเจนในทศวรรษที่ผ่านมา – เอริค บาล
คลิกเพื่อทวีต
แตงกวาส่วนใหญ่ไม่ได้ต่อกิ่ง Suelmann กล่าว
“ในตลาดที่มีการต่อกิ่งนั้นเป็นเรื่องยากที่จะหลีกหนีจากมัน จำเป็นต้องมีการต้านทานรากในระดับสูงมาก ซึ่งยังคงไม่สามารถป้องกันได้อย่างสมบูรณ์”
มีความสนใจที่ จำกัด เฉพาะสำหรับการปลูกถ่ายอวัยวะ Bal กล่าว “เฉพาะในเอเชีย (จีนและญี่ปุ่น) พืชแตงกวาส่วนใหญ่ถูกต่อกิ่ง และเราไม่ควรลืมว่าการปลูกถ่ายอวัยวะนั้นค่อนข้างแพง อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็ว ๆ นี้ เราเห็นความสนใจในการต่อกิ่งบนต้นตอC. sativus มากขึ้น สิ่งนี้ช่วยให้เข้ากันได้ดีขึ้นระหว่างต้นตอกับกิ่ง: แตงกวากับแตงกวา”
Aust มีมุมมองและความคิดเห็นที่ต่างออกไปว่าการปลูกถ่ายอวัยวะมีความสำคัญอย่างยิ่งในการปลูกแตงกวาในเรือนกระจก “ผลผลิตและความต้านทานของพันธุ์ของเราได้รับการทดสอบบนพืชที่ไม่ได้ต่อกิ่งเพื่อตรวจสอบว่าพันธุ์จะให้ผลผลิตแม้กับแนวทางการเพาะปลูกมาตรฐาน การปลูกถ่ายอวัยวะที่มีศักยภาพจะช่วยเพิ่มผลผลิตและศักยภาพด้านคุณภาพ ความจำเป็นในการต่อกิ่งในอนาคตจะยังคงมีความสำคัญมากหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับแนวทางทางกฎหมายในการปรับปรุงพันธุ์สมัยใหม่ เช่น CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) อนุภาคนาโนยังสามารถมีบทบาทในเชิงบวกในแง่นี้”
ผลผลิตและความต้านทาน
งานของการปรับปรุงพันธุ์คือการจัดหาความหลากหลายให้กับผู้ปลูกที่ไม่เพียงแต่ตอบสนองในเชิงปริมาณเท่านั้น แต่ยังรวมถึงข้อกำหนดเบื้องต้นในเชิงคุณภาพด้วย Aust กล่าว อย่างไรก็ตาม ผลผลิตผลที่มีคุณภาพเป็นหนึ่งในตัวแปรหลักที่เกี่ยวข้องกับการต้านทานโรคและการดื้อต่อแตงกวาต่ออิทธิพลที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตในสิ่งแวดล้อมมากขึ้น จากนั้นจึงตรวจสอบเส้นอัตราผลตอบแทนในช่วงพืชพรรณและความเป็นพลาสติกโดยรวมของพันธุ์
“อย่างไรก็ตาม เราต้องไม่ลืมคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของแตงกวาสำหรับผู้บริโภคขั้นปลาย เช่น รสชาติและความสม่ำเสมอของเนื้อ สิ่งนี้ใช้ได้กับแตงกวาทุกประเภท” เขากล่าวเสริม สล็อตแตกง่าย
