ผลผลิตเกษตรกรรมจะรุ่งเรืองขึ้นหรือถดถอยลงในภาวะโรคร้อน?! 

นักวิจัยได้ค้นพบความรู้ใหม่เกี่ยวกับการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากในภาวะโลกร้อนที่มนุษย์กำลังเผชิญอยู่

ดร. เคอรรี่ แฟรงคลิน จากแผนกชีววิทยามหาวิทยาลัย Leicester เป็นผู้นำทีมวิจัยที่ค้นพบยีนเดี่ยวตัวหนึ่งที่มีหน้าที่ควบคุมการเจริญเติบโตของพืชให้ตอบสนองต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้น “ถ้าพืชอยู่ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงกว่าปกติ กิ่งก้านจะโตยาวขึ้นเร็วมาก ใบก็จะพุ่งไปอยู่ในตำแหน่งที่สูง” ดร.แฟรงคลินกล่าว พร้อมกับโชว์รูปด้านล่าง ต้นด้านซ้ายเติบโตที่อุณหภูมิ 22 องศาเซลเซียส กิ่งก้านจะสั้นแต่มีมวลมากกว่า ส่วนพืชด้านขวาเติบโตที่อุณหภูมิ 28 องศาเซลเซียส กิ่งก้านยืดยาวดันให้ใบอยู่สูง

“การตอบสนองของพืชต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้นดังกล่าวจะทำให้ชีวมวลของพืชลดลง ซึ่งจะทำให้ผลผลิตที่เก็บเกี่ยวได้ลดลงไปด้วย การศึกษาของทีมเราได้เผยความจริงว่ามียีนเดี่ยวตัวหนึ่งคอยควบคุมการปรับตัวของพืชให้เข้ากับสภาวะแวดล้อม แบบจำลองพืชที่เราใช้คือ Arabidopsis thaliana” ดร.แฟรงคลินอธิบาย

Arabidopsis thaliana เป็นหนึ่งในพืชที่มีขนาดของรหัสพันธุกรรมหรือจีโนมที่เล็กที่สุด และเป็นพืชชนิดแรกที่มนุษย์สามารถถอดรหัสพันธุกรรมออกมาได้

ดร.แฟรงคลินเสริมต่อว่า “การศึกษาชิ้นนี้เป็นก้าวสำคัญที่ทำให้เราเข้าใจการตอบสนองในระดับโมเลกุลของพืชต่ออุณหภูมิ และจะเป็นประโยชน์อย่างมหาศาลเมื่อต้องพิจารณาถึงผลกระทบของภาวะโลกร้อนต่อผลผลิตทางการเกษตร”

แน่นอน ยังมีงานที่รอดร.แฟรงคลิน และทีมอยู่ข้างหน้า “การค้นหากลไกที่ทำให้พืชรับรู้ถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิย้งคงเป็นพื้นที่สีดำของการวิจัยพืชทางชีววิทยา แม้จะยังไม่เข้าใจ‘เหตุ’ แต่การที่เราเข้าใจถึงกลไกการควบคุม‘ผล’ก็เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์มากแล้ว” ดร.แฟรงคลินทิ้งท้าย

การวิจัยแสดงให้เห็นว่า พืชกลายพันธุ์ที่ไม่มีโปรตีน Phytochrome Interacting Factor 4 หรือ PIF4 ซึ่งถูกถอดรหัสมาจากยีนเดี่ยวที่กล่าวไว้เบื้องต้น เมื่อเติบโตในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงกว่าปกติ จะไม่มีการยืดยาวฉับพลันของกิ่งก้านและใบก็จะไม่สูงจนผิดสังเกต

การวิจัยนี้ยังได้แสดงอีกว่า PIF4 ทำการควบคุมผ่านเส้นทางกระบวนการทางเคมีที่มีฮอร์โมน auxin มาเกี่ยวข้อง ก่อนหน้านี้โปรตีน PIF4 ได้ถูกค้นพบว่าเป็นตัวควบคุมร่วมต่อการตอบสนองของพืชต่อแสง จึงทำให้เชื่อว่าพืชส่งสัญญาณการเปลี่ยนแปลงของระดับแสงและอุณหภูมิในเส้นทางกระบวนการทางเคมีเดียวกันที่ถูกควบคุมด้วยโปรตีนตัวเดียวกัน

การวิจัยนี้ได้ถูกตีพิมพ์ลงวารสาร Current Biology และได้รับทุนวิจัยจาก Royal Society และ BBSRC

แหล่งข่าว: University of Leicester

ข่าววันที่: 6 เม.ย. 2552

เว็บไซต์: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/03/090330102525.htm

วารสารอ้างอิง: Maria A. Koini, Liz Alvey, Trudie Allen, Ceinwen A. Tilley, Nicholas P. Harberd, Garry C. Whitelam, Keara A. Franklin. High Temperature-Mediated Adaptations in Plant Architecture Require the bHLH Transcription Factor PIF4. Current Biology, 2009; 19 (5): 408 DOI: 10.1016/j.cub.2009.01.046