เทคโนโลยีชีวภาพสำหรับพืช ในปัจจุบัน

เทคโนโลยีชีวภาพสำหรับพืช
ในปัจจุบันนี้เทคโนโลยีชีวภาพได้เข้ามามีบทบาท และความสำคัญในการสร้างความก้าวหน้าทางการเกษตรอย่างมาก โดยเป็นการนำไปสู่การเพิ่มผลผลิต การสร้างพืชสายพันธุ์ใหม่ที่มีความต้านทานโรคและศัตรูพืช ตลอดจนความคงทนต่อสิ่งแวดล้อมที่ไม่เหมาะสมในการเจริญเติบโต เพื่อให้มีผลตอบสนองต่อความต้องการอาหารและผลผลิตจากพืชที่เพิ่มขึ้นตามประชากรโลกที่มากขึ้น
การใช้เทคโนโลยีชีวภาพในด้านการเกษตรนั้น เดิมจะเป็นการใช้เทคนิคที่ไม่ซับซ้อนนักในการพัฒนา ซึ่งได้แก่เทคนิค การคัดเลือก ปรับปรุงพัฒนา และขยายพันธุ์พืชที่เป็นต้นพันธุ์ให้มีมากขึ้น และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต เพื่อให้ได้ปริมาณผลผลิตหรือสายพันธุ์ที่ดีขึ้น แต่ไม่สามารถเพิ่มปริมาณต้นพืช หรือผลผลิตมาก ๆในการทำงานเพียงครั้งเดียวได้ ต่อมาการพัฒนาด้านวิทยาการมีมากขึ้น จึงได้นำวิธีการที่เพิ่มผลผลิตให้ได้มากขึ้นแต่ใช้เวลาน้อย และมีวิธีการทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยอาจมีการใช้สิ่งมีชีวิตอื่นเข้ามาช่วยในการเพิ่มผลผลิต หรือแม้กระทั้งการไปเพิ่มผลผลิตในสภาวะที่เหมาะสมซึ่งสามารถที่จะเร่งและขยายพันธุ์ออกไปได้อย่างรวดเร็ว การใช้เทคนิคต่าง ๆในการพัฒนานั้น จะมีเป้าหมายแตกต่างกัน เทคโนโลยี ในการเพิ่มผลผลิตของพืชที่มีการพัฒนาและนำมาใช้ในปัจจุบันมีด้วยกันหลายวิธี

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ
การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (Plant tissue culture) เป็นศาสตร์ด้าน biotechnology สาขาหนึ่ง โดยนำเซลล์เนื้อเยื่อ หรืออวัยวะส่วนที่เป็นเนื้อเยื่อเจริญของพืชมาเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์ (synthetic medium) ในสภาพปราศจากเชื้อ (aseptic condition) ภายใต้การควบคุมสภาวะแวดล้อมที่เหมาะสม ได้แก่ อุณหภูมิ แสงสว่าง และความชื้น เป็นต้น โดยทั่วไปการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อนิยมนำเนื้อเยื่อจากต้นอ่อนที่ได้จากการเพาะเม็ดแบบปราศจากเชื้อ (aseptic technique) เพราะทุกชิ้นส่วนของต้นอ่อนสามารถนำมาใช้เป็นเนื้อเยื่อตั้งต้นในการเพาะเลี้ยงส่วนเนื้อเยื่อหรือชิ้นส่วนต่าง ๆ ที่ได้จากพืชต้องนำมาฆ่าเชื้อที่บริเวณผิว (surface sterilization)
ก่อนนำไปใช้ในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช สามารถทำได้บนอาหารวุ้นกึ่งแข็ง (agar medium) และในอาหารเหลว (liquid medium) ซึ่งอย่างหลังนิยมทำบนเครื่องเขย่า (shaker) เพื่อเพิ่มออกซิเจนให้แก่เซลล์ หลังจากเลี้ยงเนื้อเยื่อไปได้สักระยะเวลาหนึ่ง ต้องมีการถ่าย เนื้อเยื่อลงอาหารใหม่ (subculturing) เนื่องจากอาหารเดิมลดน้อยลง และของเสียที่เซลล์ขับออกมาเพิ่มมากขึ้น
อาหารสังเคราะห์ หมายถึง อาหารที่ใช้เลี้ยงชิ้นส่วนของพืชให้เจริญเติบโตจนเป็นต้นพืช อาหารสังเคราะห์นี้ประกอบด้วยแร่ธาตุอาหารในสัดส่วนหนึ่งที่เหมาะสมกับพืชแต่ละชนิด อาหารสังเคราะห์แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ
1) อาหารชนิดเหลว ( liquid medium ) สำหรับการเลี้ยงเนื้อเยื่อในอาหารเหลวจะมีการเขย่าขวดหรือหลอดอาหารเลี้ยงเนื้อเยื่อ เพื่อให้มีการแลกเปลี่ยนอากาศ หรือเป็นการเพิ่มออกซิเจนแก่เนื้อเยื่อพืช เมื่อเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชไปได้ระยะหนึ่ง จำเป็นต้องมีการถ่ายเนื้อเยื่อไปยังอาหารใหม่ ( subculture ) เนื่องจากสารอาหารจะลดน้อยลง ทั้งยังมีการถ่ายของเสียจากเนื้อเยื่อพืชออกมาด้วย หากไม่ทำการถ่ายเนื้อเยื่อในเวลาที่เหมาะสมจะทำให้เซลล์และเนื้อเยื่อพืชตายได้
2) อาหารแข็ง ( agar medium ) มีลักษณะคล้ายวุ้น ซึ่งมีองค์ประกอบของสารอาหารที่จำเป็นสำหรับพืชเช่นเดียวกับอาหารชนิดเหลือ เมื่อเลี้ยงเนื้อเยื่อไประยะเวลาหนึ่ง เนื้อเยื่อจะเจริญเป็นพืชต้นใหม่ โดยเริ่มจากการเพิ่มปริมาณเซลล์ด้วยการแบ่งตัวเป็นกลุ่มเซลล์พืชที่เรียกว่า แคลลัส ( callus ) จากนั้นจะมีการพัฒนาไปเป็นส่วนของพืช เช่น ต้น ยอด ใบ และราก การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชสามารถนำไปใช้พัฒนาการเกษตรในด้านต่างๆดังนี้
การประยุกต์เทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชไปใช้ประโยชน์ในทางเกษตร กรรมต่าง ๆ อาทิเช่น
- ใช้ในการขยายพันธุ์พืช (micropropagation) โดยเฉพาะพืชที่มีค่าทางเศรษฐกิจ พืชที่มีปัญหาด้านการเพาะปลูกเนื่องจากสภาพแวดล้อมไม่เหมาะสม และพืชสมุนไพรที่หายาก
- การเลี้ยงเนื้อเยื่อสามารถทำให้ได้พันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูง (high yield) เพิ่มความต้านทานหรือ เพิ่มความทนทานต่อความแห้งแล้ง จึงนำไปใช้ในการปรับปรุงพันธุ์พืช (plant breeding)
- ต้นพืชที่พัฒนาจากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อเจริญในสภาพปราศจากเชื้อ จึงใช้ในการแยกและ เลี้ยงพืชปลอดโรคได้ ได้แก่ การกำจัดโรคไวรัสในพืช
- การผสม protoplast (เซลล์พืชที่ถูกย่อย cell wall ออก เหลือแต่ cell membrane บาง ๆ) ของพืชสองชนิดเข้าด้วยกัน ทำให้ได้พืชพันธุ์ใหม่ที่รวมคุณลักษณะดีของพืชสองชนิดไว้ด้วยกัน
- การเก็บรักษาพันธุ์ (germplasm) ไว้ได้เป็นระยะเวลานาน โดยเก็บไว้ในไนโตรเจนเหลวที่อุณหภูมิต่ำ ๆ เมื่อต้องการนำมาใช้จึงทำการถ่ายเนื้อเยื่อลงสู่อาหารสังเคราะห์
นอกจากประโยชน์ในเชิงเกษตรกรรม ยังมีการประยุกต์ใช้การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชเพื่อการผลิตสารทุติยภูมิ (secondary metabolites) ที่มีประโยชน์ทางอุตสาหกรรม หรือ การเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชสมุนไพรเพื่อผลิตสารที่มีฤทธิ์ทางยา โดยเริ่มจากการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชสมุนไพรในอาหารกึ่งแข็ง หรืออาหารเหลวแล้วหาวิธีการหรือเทคนิคต่าง ๆ ไปกระตุ้นให้เซลล์พืช ผลิตสารให้มากขึ้น ได้แก่ การปรับเปลี่ยนสูตรอาหาร การปรับเปลี่ยนสภาวะแวดล้อมที่มีผลต่อสารสำคัญนั้น ๆ การเติมสารตั้งต้น (precursors) ของขบวนการซึ่งสังเคราะห์(biosynthetic pathway) ลงในอาหารเลี้ยงเซลล์ และการเหนี่ยวนำเซลล์พืชให้เกิดความเครียด (stress) เป็นต้น
ข้อได้เปรียบของการใช้เทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชในการผลิตสารทุติยภูมิเพื่อประโยชน์ ในทางการค้า เหนือกว่าการปลูกแบบดั้งเดิม หลายประการดังนี้
1. สามารถกำหนดและควบคุมสภาวะมาตรฐานในการเจริญเติบโตได้แน่นอน
2. ไม่มีการผันแปรทางสภาพภูมิอากาศและฤดู
3. ใช้ระยะเวลาในการเพาะปลูก
4. สามารถควบคุมปริมาณการผลิตให้เหมาะสมกับความต้องการของตลาด
5. สามารถควบคุมคุณภาพของสารทุติยภูมิให้คงที่
6. การสกัดแยกสารทุติยภูมิทำได้ง่ายกว่า ลดต้นทุนการผลิต

ผลลัพธ์ (อังกฤษ) 1:

Biotechnology for the plants. Currently, biotechnology has a role and importance in the creation of the agricultural progress very much. As to lead to increased output. To create a new plant varieties with resistance to diseases and pests, as well as the durability of the environment that are not suitable for growth so that effective responses to the needs of food and produce from the plant, according to the world population increases. The use of biotechnology in agricultural production will be the same technique that is not complex in development, including technical improvements and expanded selection of plants, etc., with more varieties and production efficiency to get the quantity of output or better varieties, but did not increase plant output or in a single work. Subsequently, the development of the science is much more, how much more productivity, but take less and have a more complex work may have to use other creatures to help increase productivity, or even both to increase productivity in the proper conditions, which can accelerate and expand the varieties go out quickly. Using the techniques in the development of different technologies with the aim to increase the yield of crops that have been developed and implemented in a variety of ways today. Tissue culture Plant tissue culture (Plant tissue culture) is one of the leading biotechnology side branch cell tissues or organs by the tissue growth of the plant feed in food synthesis (synthetic medium) in a State free from infections (aseptic condition) under the control of environment optimum: temperature, humidity, lighting, etc. Typically, tissue culture popularity led tissues from larvae of the cultivation of the grain free of infection. (Aseptic technique) because all the pieces of the light source can be used as a tissue source in vitro tissue sections or parts obtained from plants to bring disinfecting surface area (surface sterilization). Prior to use in plant tissue culture This can be done on a semi solid food jelly (agar medium) and liquid (liquid medium), in which the latter made popular on a vibrator (shaker) to increase the oxygen given to cells. After raising the tissue for a period of time Must have taken a new food into tissue (subculturing), because the original less food and bad cells and more. Synthetic food refers to food that is used to raise parts of the plants, plant growth. Synthetic food consist of minerals in proportion to one that is appropriate for each type of plant. There are 2 types of synthetic food is.1) อาหารชนิดเหลว ( liquid medium ) สำหรับการเลี้ยงเนื้อเยื่อในอาหารเหลวจะมีการเขย่าขวดหรือหลอดอาหารเลี้ยงเนื้อเยื่อ เพื่อให้มีการแลกเปลี่ยนอากาศ หรือเป็นการเพิ่มออกซิเจนแก่เนื้อเยื่อพืช เมื่อเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชไปได้ระยะหนึ่ง จำเป็นต้องมีการถ่ายเนื้อเยื่อไปยังอาหารใหม่ ( subculture ) เนื่องจากสารอาหารจะลดน้อยลง ทั้งยังมีการถ่ายของเสียจากเนื้อเยื่อพืชออกมาด้วย หากไม่ทำการถ่ายเนื้อเยื่อในเวลาที่เหมาะสมจะทำให้เซลล์และเนื้อเยื่อพืชตายได้ 2) อาหารแข็ง ( agar medium ) มีลักษณะคล้ายวุ้น ซึ่งมีองค์ประกอบของสารอาหารที่จำเป็นสำหรับพืชเช่นเดียวกับอาหารชนิดเหลือ เมื่อเลี้ยงเนื้อเยื่อไประยะเวลาหนึ่ง เนื้อเยื่อจะเจริญเป็นพืชต้นใหม่ โดยเริ่มจากการเพิ่มปริมาณเซลล์ด้วยการแบ่งตัวเป็นกลุ่มเซลล์พืชที่เรียกว่า แคลลัส ( callus ) จากนั้นจะมีการพัฒนาไปเป็นส่วนของพืช เช่น ต้น ยอด ใบ และราก การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชสามารถนำไปใช้พัฒนาการเกษตรในด้านต่างๆดังนี้ การประยุกต์เทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชไปใช้ประโยชน์ในทางเกษตร กรรมต่าง ๆ อาทิเช่น - ใช้ในการขยายพันธุ์พืช (micropropagation) โดยเฉพาะพืชที่มีค่าทางเศรษฐกิจ พืชที่มีปัญหาด้านการเพาะปลูกเนื่องจากสภาพแวดล้อมไม่เหมาะสม และพืชสมุนไพรที่หายาก - การเลี้ยงเนื้อเยื่อสามารถทำให้ได้พันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูง (high yield) เพิ่มความต้านทานหรือ เพิ่มความทนทานต่อความแห้งแล้ง จึงนำไปใช้ในการปรับปรุงพันธุ์พืช (plant breeding) - ต้นพืชที่พัฒนาจากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อเจริญในสภาพปราศจากเชื้อ จึงใช้ในการแยกและ เลี้ยงพืชปลอดโรคได้ ได้แก่ การกำจัดโรคไวรัสในพืช - การผสม protoplast (เซลล์พืชที่ถูกย่อย cell wall ออก เหลือแต่ cell membrane บาง ๆ) ของพืชสองชนิดเข้าด้วยกัน ทำให้ได้พืชพันธุ์ใหม่ที่รวมคุณลักษณะดีของพืชสองชนิดไว้ด้วยกัน - การเก็บรักษาพันธุ์ (germplasm) ไว้ได้เป็นระยะเวลานาน โดยเก็บไว้ในไนโตรเจนเหลวที่อุณหภูมิต่ำ ๆ เมื่อต้องการนำมาใช้จึงทำการถ่ายเนื้อเยื่อลงสู่อาหารสังเคราะห์ นอกจากประโยชน์ในเชิงเกษตรกรรม ยังมีการประยุกต์ใช้การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชเพื่อการผลิตสารทุติยภูมิ (secondary metabolites) ที่มีประโยชน์ทางอุตสาหกรรม หรือ การเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชสมุนไพรเพื่อผลิตสารที่มีฤทธิ์ทางยา โดยเริ่มจากการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชสมุนไพรในอาหารกึ่งแข็ง หรืออาหารเหลวแล้วหาวิธีการหรือเทคนิคต่าง ๆ ไปกระตุ้นให้เซลล์พืช ผลิตสารให้มากขึ้น ได้แก่ การปรับเปลี่ยนสูตรอาหาร การปรับเปลี่ยนสภาวะแวดล้อมที่มีผลต่อสารสำคัญนั้น ๆ การเติมสารตั้งต้น (precursors) ของขบวนการซึ่งสังเคราะห์(biosynthetic pathway) ลงในอาหารเลี้ยงเซลล์ และการเหนี่ยวนำเซลล์พืชให้เกิดความเครียด (stress) เป็นต้น ข้อได้เปรียบของการใช้เทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชในการผลิตสารทุติยภูมิเพื่อประโยชน์ ในทางการค้า เหนือกว่าการปลูกแบบดั้งเดิม หลายประการดังนี้
1. สามารถกำหนดและควบคุมสภาวะมาตรฐานในการเจริญเติบโตได้แน่นอน
2. ไม่มีการผันแปรทางสภาพภูมิอากาศและฤดู
3. ใช้ระยะเวลาในการเพาะปลูก
4. สามารถควบคุมปริมาณการผลิตให้เหมาะสมกับความต้องการของตลาด
5. สามารถควบคุมคุณภาพของสารทุติยภูมิให้คงที่
6. การสกัดแยกสารทุติยภูมิทำได้ง่ายกว่า ลดต้นทุนการผลิต

ผลลัพธ์ (อังกฤษ) 3:

Biotechnology for plant
.At present, biotechnology has played a role. And the importance of making progress to agriculture. The lead to increase productivity. Creating new varieties of plants with resistance to diseases and pests.To have a response to food requirements and yield of plants increased with the increasing world population for more on
.Application of biotechnology in agriculture. The same technique is used, not complicated in development, including techniques, selection, improve the development and propagation of plants, etc.) to be more.To yield or breed better. But cannot increase the amount of plants or plant products. In the work only once. Later development of science has more and more.And how to work more complicated. By may use other creatures to help improve the yield. Or even to increase productivity in optimal conditions, which can accelerate and breed out quickly.In the development that will have different goals, technology in increasing the yield of plants that have developed and used at present, there are many ways
.

. Tissue culturePlant tissue culture (Plant tissue culture) is a branch of science biotechnology the cell tissue. Or organ the meristem of plants cultured in synthetic (synthetic medium) in the condition without infections (aseptic condition).