19 กรกฏาคม 2005

นักปรับปรุงพันธุ์พืชได้ทำการปรับปรุงพันธุ์พืชอาหารที่เราปลูกและรับประทานอยู่ทุกวันนี้ มาเป็นเวลาพันๆปีแล้ว เทคนิคดั้งเดิมที่ใช้กันก็คือ การผสมข้ามพันธุ์ (โดยปกติหมายถึงลักษณะเฉพาะ trait) โดยพยายามคัดเลือกลักษณะที่ต้องการให้มาอยู่ในลูกผสม  ทำเช่นนี้ซ้ำๆหลายครั้ง  ซึ่งต้องใช้เวลานับแรมปี  กว่าจะได้พันธุ์พืชที่มีลักษณะตามต้องการได้   หรือบางที อาจไม่ได้ผลอะไรเลยก็ได้     เพิ่งจะมาในช่วง 2-3 ปีที่ผ่านมานี้เองเท่านั้น ที่นักปรับปรุงพันธุ์ได้มีโอกาสใช้เทคนิคใหม่ อันทรงพลังมหาศาล   นั่นก็คือ   เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่   ต่อไปนี้  เป็นตัวอย่างพืชที่เกิดขึ้นโดยใช้วิธีทางเทคโนโลยีชีวภาพ  โครงการต่างๆเหล่านี้ มีจำนวนมากทีเดียวที่เกิดจากการนำของนักวิทยาศาสตร์ชาวเอเชีย  หรืองานวิจัยนั้นๆ ทำในสถาบันในเอเชีย จึงทำให้พืชที่ได้จากการวิจัยนี้ ได้ชื่อว่า  “ทำในเอเชีย” อย่างแท้จริง

ข้าวโพดพันธุ์ใหม่

Bt corn – ข้าวโพดบีที เป็นข้าวโพดที่ได้ยีนจากบักเตรีชนิดหนึ่ง ที่สามารถไปกระตุ้นให้ข้าวโพดสร้างความต้านทานต่อหนอนขึ้นในตัวเองได้ เกษตรกรได้รับประโยชน์จากการปลูกข้าวโพดบีที อย่างแรกก็คือ ลดการใช้สารเคมีกำจัดศัตรูพืชลงได้อย่างมาก ซึ่งเป็นการช่วยประหยัดทั้งเงินและเวลา และลดการสัมผัสกับสารเคมี ประเด็นที่สอง ข้าวโพดบีที มีความต้านทานต่อแมลงได้ในตัวเอง ซึ่งดีกว่าการใช้ยาฆ่าแมลง บ่อยครั้งจึงพบว่า เกษตรกรได้ผลผลิตมากกว่าเมื่อเทียบกับพันธุ์ที่ปลูกอยู่เดิม และราคาจะดีขึ้น เมื่อข้าวโพดมีตำหนิจากโรคแมลงน้อยกว่า

นอกจากนี้ ข้าวโพดบีที ยังมีผลดีต่อสุขภาพมนุษย์และสัตว์อีกด้วย ข้าวโพดที่ถูกแมลงทำลาย มักจะมีเชื้อราเข้าร่วมทำลายด้วย เช่น ฟูมิโนซิน เชื้อราชนิดนี้สามารถทำลายตับและไต และอาจก่อเกิดความเสี่ยงต่อมะเร็ง ส่วนของพืชที่ถูกแมลงทำลาย จะมีร่องรอยหรือมีแผลซึ่งจะอ่อนแอ ต่อการเข้าทำลายซ้ำซ้อนได้ ดังนั้น ในกรณีของข้าวโพดบีที ซึ่งค่อยไม่มีแมลงทำลาย โอกาสที่จะมีเชื้อราเข้าทำลายร่วมก็จะน้อยลง จึงเท่ากับว่าอาจเป็นการช่วยลดความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนของเชื้อราที่เป็นพิษได้ ฟิลิปปินส์เป็นประเทศแรกในเอเชียที่ปลูกข้าวโพดบีที เป็นการค้า ส่วนที่อื่นๆ ของโลก ก็ได้แก่ สหรัฐอเมริกา แคนาดา สเปน และแอฟริกาใต้

ข้าวโพดโปรตีนสูง – ข้าวโพดเป็นอาหารเลี้ยงปศุสัตว์ที่สำคัญ และบ่อยครั้งที่พบก็คือ ปศุสัตว์ที่ใช้ข้าวโพดเลี้ยงเป็นอาหารหลัก มักด้อยโภชนาการ เนื่องจากว่า พันธุ์ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ที่ปลูกกันโดยปกติ คุณภาพของโปรตีนต่ำ และปริมาณกรดอมิโนไม่สมดุลย์ (กรดอมิโน คือ หน่วยย่อยของโปรตีน) เป็นเวลานานหลายปีทีเดียว ที่นักปรับปรุงพันธุ์ได้พยายาม ที่จะพัฒนาพันธุ์ข้าวโพดเพื่อให้มีปริมาณโปรตีนสูง แต่กระบวนการที่จะปรับปรุงเรื่องโปรตีน เพื่อให้มีทั้งคุณภาพและปริมาณในข้าวโพดพันธุ์เดิมๆ นั้น ช้ามาก ความสำเร็จจึงค่อนข้างจำกัด เมื่อไม่นานมานี้ นักปรับปรุงพันธุ์พืชได้พยายามใช้เครื่องมือทางเทคโนโลยีชีวภาพหลายอย่าง      เพื่อจะเติมสาร    พันธุกรรมที่มีผลในการกระตุ้นการสร้างกรดอมิโนคุณภาพดีลงในข้าวโพด โครงการวิจัยเหล่านี้หลายโครงการ ให้ผลเป็นที่น่าพอใจ มีโครงการหนึ่งพบว่า เราสามารถเพิ่มระดับของกรดอมิโน “ไลซีน” ขึ้นได้เฉลี่ยร้อยละ 35 และโปรตีนโดยรวมร้อยละ 26 ซึ่งนับว่าเป็นนวัตกรรมที่น่าตื่นเต้นเป็นอย่างยิ่ง เพราะการที่ไลซีนเพิ่มขึ้น จะมีผลช่วยปรับปรุงคุณภาพ และคุณค่าจากโภชนาการของโปรตีนโดยรวมอย่างมหาศาล ในขณะที่ข้าวโพดพันธุ์เดิมๆ มีปริมาณกรดอมิโนจำเป็นตัวนี้น้อยมาก นักวิทยาศาสตร์จึงมีความมั่นใจว่าจากการค้นพบวิธีดังกล่าวนี้ พวกเขาจะสามารถพัฒนาพันธุ์ข้าวโพดให้มีปริมาณโปรตีนสูงขึ้นกว่านี้ได้อีก ในอนาคตอันใกล้

เมล็ดพืชน้ำมัน

น้ำมันมัสตาร์ดอุดมวิตามินเอ – วิตามินเอมีความสำคัญต่อภูมิต้านทานของมนุษย์ (ภูมิต้านทานก็คือ ความสามารถของร่างกายคนที่จะต่อสู้กับโรคติดเชื้อได้) การขาดวิตามินเอ จะมีผลต่อการเติบโตและพัฒนาของวัยเด็ก มีผลไปลดภูมิคุ้มกันต่อโรคบางชนิด เช่น การติดเชื้อทางเดินอาหาร โรคหัด และกรณีที่รุนแรงอาจถึงขั้นทำให้ตาบอดได้ ที่แย่ก็คือ เด็กเป็นล้านๆ คนในเอเชีย ต้องประสบปัญหาการขาดวิตามินเอนี้ เนื่องจากไม่ได้รับจากอาหารที่เขาบริโภคในชีวิตประจำวัน น้ำมันปรุงอาหารที่ทำจากเมล็ดมัสตาร์ด เป็นน้ำมันที่ใช้กันเป็นอันดับสองในประเทศอินเดีย เทคโนโลยีชีวภาพได้ถูกนำมาใช้เพื่อพัฒนาพันธุ์พืชให้มีสารเบตา-แคโรทีนสูง สารนี้ร่างกายมนุษย์สามารถเปลี่ยนให้เป็นวิตามินเอได้ เมื่อร่างกายต้องการ น้ำมันมัสตาร์ดซึ่งอุดมด้วย สารเบตา-แคโรทีน น่าจะเป็นตัวขับเคลื่อนที่มีประสิทธิภาพตัวหนึ่ง ที่จะนำพาวิตามินสำคัญนี้ไปสู่ชาวอินเดียนับล้านๆ และคาดว่าจะสามารถช่วยลดภาวะการขาดวิตามินเอในประชากรแถบชานเมืองได้

ได้มีการนำเอาวิธีการทางเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้ในพืชน้ำมันคาโนลา เพื่อเพิ่มปริมาณสารเบตา-แคโรทีน ในน้ำมันพืชนี้เป็นเวลานานปีมาแล้ว การรับประทานน้ำมันคาโนลา 1 ช้อนชาในอาหาร ก็เพียงพอที่จะให้ร่างกายคนในวัยผู้ใหญ่ได้รับวิตามินเอต่อวันตามคำแนะนำแล้ว ปัจจุบันมีบริษัทการค้าบริษัทหนึ่ง ร่วมกับมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมิชิแกน หน่วยงานกลางสหรัฐเพื่อการพัฒนานานาชาติ และสถาบันวิจัยพลังงานทาทา (Tata Energy Research Institute (TERI)) ในประเทศอินเดีย กำลังดำเนินงานเพื่อนำเอาเทคโนโลยี พร้อมความชำนาญการนี้ มาใช้กับน้ำมันมัสตาร์ดซึ่งเป็นพันธุ์พืชที่ใกล้ชิด กับน้ำมันคาโนลา Dr.Vibha Dhawan หัวหน้าโครงการของ TERI กล่าวว่า “เราหวังว่าความสำเร็จนี้จะช่วยขจัดปัญหาการขาดวิตามินเอในประชากรของเรา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวัยเด็ก” ท่านยังได้เพิ่มเติมอีกว่า “น้ำมันมัสตาร์ด น่าจะเป็นสิ่งช่วยนำที่นำวิตามินเอมาสู่ผู้คน ได้อย่างมีประสิทธิภาพและราคาย่อมเยาว์ เนื่องจากเป็นเครื่องปรุงอาหารในครัวของชาวอินเดียโดยส่วนใหญ่อยู่แล้ว

น้ำมันคาโนลาที่มีโอเลอิคสูง - น้ำมันคาโนลามาจากต้น rapeseed    ซึ่งในพันธุ์ดั้งเดิมนั้น น้ำมันที่สกัดได้จะมีปริมาณของกรดไขมันไม่อิ่มตัวหลายตำแหน่ง (polyunsaturated fatty acid) สูง   กรดไขมันประเภทนี้จะคงตัวในรูปของเหลวได้ดี ณ อุณหภูมิห้องปกติ  แต่ในขณะเดียวกัน จะแตกตัวได้ง่ายหากได้รับความร้อน  อันเป็นสาเหตุให้น้ำมันเหม็นหืน  การจะทำให้น้ำมันแข็งตัวดีขึ้น เพื่อที่จะช่วยให้เหม็นหืนช้าลง  เราทำได้โดยขบวนการที่เรียกว่า partial hydrogenation  แต่ผลเสียก็คือ  ขบวนการนี้ทำให้เกิดไขมันที่เรียกว่าทรานส์  (trans fats)   ซึ่งผู้เชี่ยวชาญหลายท่านมีความเชื่อว่า เป็นสาเหตุหนึ่งที่ก่อให้เกิดโรคหัวใจ ด้วยเทคนิคการคัดเลือกพันธุ์โดยใช้ marker เป็นตัวช่วย  นักปรับปรุงพันธุ์จึงสามารถเอาชนะปัญหาทั้งสองเรื่องนี้ได้  โดยการพัฒนาน้ำมันคาโนลาให้มีปริมาณกรดโอเลอิคสูงกรดโอเลอิคเป็นกรดไขมันไม่อิ่มตัวหนึ่งตำแหน่ง(monounsaturated fatty acid)  และเป็นกรดไขมันที่ประกอบอยู่ในน้ำมันมะกอก ซึ่งเชื่อว่าสามารถช่วยลดความเสี่ยงต่อโรคหัวใจและโรคมะเร็งต่างๆได้   นอกจากนี้ การเพิ่มปริมาณกรดโอเลอิคยังไปมีผลช่วยลดปริมาณกรดไขมันอิ่มตัวในน้ำมันคาโนลาลง  ซึ่งเป็นผลพลอยได้ต่อสุขภาพอีกทางหนึ่ง

การลดปริมาณกรดไขมันไม่อิ่มตัวหลายตำแหน่งลง จะทำให้น้ำมันเหลวน้อยลง  โอกาสที่จะเหม็นหืนก็น้อยลงด้วย    ด้วยเหตุนี้ เราจึงไม่จำเป็นต้องทำ  partial hydrogenation  โอกาสที่ต้องเกิดไขมันทรานส์ จะมีน้อยมากหรือไม่มีเลย    นี่จึงเป็นประโยชน์ข้อที่สามของการดัดแปลงสารพันธุกรรมในพืชน้ำมันชนิดนี้

ปัจจุบันนี้ บริษัทผู้ผลิตอาหารได้นำเอาน้ำมันคาโนลาที่มีกรดโอเลอิคสูงมาใช้แทนน้ำมันพืชที่ผ่านขบวนการไฮโดรจีเนท  เนื่องจากมีความคงตัวดีกว่า    ต้องขอบคุณน้ำมันคาโนลาที่มีกรดโอเลอิคสูง ที่ทำให้เรามีโอกาสรับประทานอาหารพวกขนมปัง พวกเค็ก หรือแม้แต่มันฝรั่งทอด  อย่างมีสุขภาพดีขึ้นมาอีกหน่อยหนึ่ง

ข้าว

ข้าวที่มีธาตุเหล็กสูง -  การขาดธาตุเหล็กเป็นสิ่งที่พบบ่อยที่สุดในประชากรทั่วโลก  ประเมินกันว่ามีผลกระทบต่อประชากรโลกถึงร้อยละ 30 ปัจจุบันนี้  เราเอาชนะการขาดธาตุเหล็ก โดยการให้เป็นอาหารเสริม  และ โดยการเติมลงในอาหารในช่วงการผลิต  อย่างไรก็ตาม ในประเทศที่กำลังพัฒนา ความสำเร็จของทั้งสองวิธีนี้ค่อนข้างจะจำกัด  ตัวอย่างเช่น ปัญหาเรื่องการผสมธาตุเหล็กลงในเมล็ดข้าว แต่นักปรับปรุงพันธุ์ก็ได้รับความสำเร็จอยู่บ้างกับวิธีการดั้งเดิม  ที่สถาบันวิจัยข้าวนานาชาติ  ประเทศฟิลิปปินส์ ได้มีการพัฒนาพันธุ์ข้าวได้พันธุ์หนึ่งที่สามารถเพิ่มปริมาณธาตุเหล็กได้ประมาณร้อยละ 10

นอกจากนี้  ยังมีอีกหลายโครงการที่กำลังดำเนินการอยู่โดยใช้วิธีเทคโนโลยีชีวภาพ เช่น การดัดแปลงสารพันธุกรรมเพื่อเพิ่มธาตุเหล็กในเมล็ดข้าว  ข้าวพันธุ์หนึ่งที่อุดมด้วยธาตุเหล็ก ประกอบด้วยสารพันธุกรรมที่มาจากถั่ว ที่สามารถไปช่วยเพิ่มธาตุเหล็กในข้าวได้ 2  เท่า   นอกเหนือจากนั้น ข้าวพันธุ์นี้ยังมีสารพันธุกรรมอีกตัวหนึ่ง ที่ทำให้ร่างกายดูดซึมธาตุเหล็กได้ง่ายขึ้น หลังการย่อย Vitamin A rice  -  ข้าวสีทอง ซึ่งเป็นพันธุ์ข้าวที่ประกอบด้วยวิตามินเอสูง  ได้รับความสนใจจากคนเป็นจำนวนมาก เนื่องจากข้าวพันธุ์นี้ มีศักยภาพในการช่วยลดอาการตาบอดในเด็กได้  อาการนี้มีสาเหตุมาจากการขาดวิตามินเอในอาหาร   เนื่องจากประชากรใน หลายๆภูมิภาคของโลกที่มีปัญหาการขาดวิตามินเอ บริโภคข้าวเป็นอาหารหลัก  ข้าวจึงได้รับการยอมรับว่าน่าจะเป็นสิ่งที่เหมาะสมต่อการนำเอาวิตามินเอไปสู่เด็ก

ข้าวพันธุ์สีทองแรกเริ่มนั้นพัฒนาขึ้นโดย  Dr.Ingo Potrykus  ในประเทศสวิสเซอร์แลนด์  มักจะถูกวิจารณ์ว่า มีวิตามินเอเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้นในการสร้างความแตกต่าง  ดังนั้น ตอนนี้ทีมงานกลุ่มหนึ่งในสหราชอาณาจักรได้ผลิต  “ข้าวสีทอง 2 “  ซึ่งเป็นอีกสายพันธุ์หนึ่งของข้าวสีทอง ที่มีวิตามินเอ มากขึ้น ถึง  20  เท่า   นักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้เชื่อว่า  ข้าวสายพันธุ์ใหม่นี้จะให้วิตามินเออย่างน้อยครึ่งหนึ่ง ของปริมาณที่แนะนำ  (RDI)

References:

• Mackey, M. (2002) The Application of Biotechnology to Nutrition: An overview. Journal of the American College of Nutrition 21(3): 157S-160S.

• PBI Bulletin 2002 Issue 1: Diversificatoin of Canadian seed oils. Part 1: Adding value to the oil. http://www.pbi.nrc.ca/en/bulletin/2002issue1/page3.htm