ปัญหาการปลูกข้าว
ข้าวเป็นอาหารหลักของประชากรประมาณครึ่งหนึ่งของโลก
ความล้มเหลวของพืชผลที่เกิดจากโรคพืชยังคงอยู่ทำให้สถานการณ์เลวร้ายยิ่งขึ้น เกษตรกรรมกำลังพยายามแก้ไขปัญหานี้ด้วยความช่วยเหลือของยาฆ่าแมลง การปลูกพืชต้านทานโรคเป็นทางเลือกเดียวนอกเหนือจากสารที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม และปัจจุบันประสบความสำเร็จในระดับปานกลางเท่านั้น อย่างไรก็ตาม หากพืชต้านทานต่อเชื้อโรคชนิดใดชนิดหนึ่งโดยการคัดเลือก พืชเหล่านั้นมักจะไวต่อเชื้อโรคอื่นมากกว่าหรือต้านทานต่อสภาวะแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยได้น้อยกว่า
นักวิทยาศาสตร์แก้ปัญหาอย่างไร?
ด้วยเหตุนี้จึงมีงานวิจัยระดับนานาชาติทีมงานซึ่งรวมถึงสถาบันเทคโนโลยีชีวภาพสิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีกราซ (TU Graz, Graz University of Technology) ได้ศึกษาไมโครไบโอมของเมล็ดพืชข้าวมาระยะหนึ่งแล้ว เพื่อสร้างความสัมพันธ์ระหว่างสุขภาพของพืชกับการเกิดบางอย่าง จุลินทรีย์ นักวิทยาศาสตร์เพิ่งสร้างความก้าวหน้าครั้งใหญ่ พวกเขาพบแบคทีเรียในเมล็ดพืชที่สามารถต้านทานเชื้อโรคได้อย่างสมบูรณ์ และถ่ายทอดตามธรรมชาติจากพืชรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง ผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์พืชธรรมชาติเป็นพื้นฐานใหม่สำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์อารักขาพืชทางชีวภาพและการลดสารพิษชีวภาพที่เป็นอันตรายที่ผลิตโดยเชื้อโรคพืช
ไมโครไบโอมของข้าว
ในการปลูกข้าวแบบดั้งเดิมในจังหวัดเจ้อเจียงของจีน พบว่าจีโนไทป์หนึ่งของต้นข้าว (พันธุ์ Zhongzao39) บางครั้งพัฒนาความต้านทานต่อโรคพืช Burkholderia plantarii เชื้อโรคนี้ทำให้พืชผลล้มเหลวและยังผลิตสารพิษทางชีวภาพที่อาจทำให้อวัยวะถูกทำลายและเนื้องอกในมนุษย์และสัตว์ที่ได้รับสัมผัสอย่างเรื้อรัง “จนถึงขณะนี้ ยังเป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายความต้านทานเป็นระยะๆ ของต้นข้าวต่อเชื้อโรคนี้” Tomislav Cernava จาก TU Graz กล่าว Chernava ร่วมกับผู้อำนวยการสถาบัน Gabriele Berg และเพื่อนร่วมงานของเขาที่สถาบัน Peter Kusstatscher ได้ศึกษารายละเอียดไมโครไบโอมของเมล็ดข้าวจากภูมิภาคปลูกต่างๆ ในบริบทของความร่วมมือกับมหาวิทยาลัยเจ้อเจียง (หางโจว) และมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์หนานจิงใน ประเทศจีน และมหาวิทยาลัยฮอกไกโดของญี่ปุ่นในซัปโปโรด้วย
องค์ประกอบของแบคทีเรียเป็นปัจจัยชี้ขาด
นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าพืชต้านทานโรคได้องค์ประกอบของแบคทีเรียภายในเมล็ดแตกต่างจากพืชที่ไวต่อโรค โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบคทีเรียในสกุล Sphingomonas พบได้ทั่วไปในเมล็ดต้านทานโรคอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น นักวิจัยจึงแยกแบคทีเรียประเภทนี้ออกจากเมล็ด และระบุว่าแบคทีเรีย Sphingomonas melonis เป็นตัวแทนในการต้านทานโรค แบคทีเรียผลิตกรดอินทรีย์ (กรดแอนทรานิลิก) ซึ่งยับยั้งการทำงานของเชื้อโรคและทำให้ไม่เป็นอันตราย “มันยังใช้งานได้ดีเมื่อนำเมโลนิสสฟิงโกโมแนสที่แยกออกมาไปใช้กับต้นข้าวที่ไม่ต้านทาน สิ่งนี้จะทำให้พวกมันต้านทานโรคพืช Burkholderia plantarii โดยอัตโนมัติ” Tomislav Cernava อธิบาย
นอกจากนี้แบคทีเรียยังได้รับการแก้ไขในจีโนไทป์ของข้าวบางจีโนไทป์ จากนั้นจึงถ่ายทอดตามธรรมชาติจากพืชรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่ง “ศักยภาพของการค้นพบครั้งนี้มีมากมายมหาศาล ในอนาคต เราจะสามารถใช้กลยุทธ์นี้เพื่อลดปริมาณยาฆ่าแมลงในการเกษตรและในขณะเดียวกันก็บรรลุผลเก็บเกี่ยวที่ดี” เชอร์นาวากล่าว
อ่านเพิ่มเติม
กระทรวงสาธารณสุขของอาร์เจนตินาเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับผลข้างเคียงในผู้ที่ได้รับ Sputnik V.
ตุ่นปากเป็ดกลายเป็นส่วนผสมทางพันธุกรรมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนกและสัตว์เลื้อยคลาน
การทำแท้งกับวิทยาศาสตร์: จะเกิดอะไรขึ้นกับเด็กที่จะคลอด
เชื้อโรคคือจุลินทรีย์ใด ๆ เช่นเดียวกับโปรตีนพิเศษซึ่งเป็นพรีออนที่สามารถทำให้เกิดพยาธิสภาพของสิ่งมีชีวิตอื่นได้