พันธุวิศวกรรมธัญพืชและพืชดอก
ยุคแรกของเทคโนโลยีพันธุวิศวกรรมพืช เกิดขึ้นในบริษัทเอกชนเป็นหลัก โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อเพิ่มผลผลิต ควบคุมคุณภาพ และพัฒนาสายพันธุ์ให้มีลักษณะใหม่ๆ เช่น การต้านทานแมลงศัตรูพืช การต้านทานไวรัสศัตรูพืช หรือการทนทานต่อยาฆ่าแมลงในระยะ 10 ปีที่ผ่านมางานด้านพันธุวิศวกรรมพืชมุ่งเน้นการปรับปรุงคุณภาพผลผลิต เช่น การพัฒนาพันธุ์ข้าวญี่ปุ่น ให้เป็นข้าวทองหรือโกลเดนไรซ์ ซึ่งมีสารโปรวิตามินเอสูง โดยใช้ยีนจากดอกแดฟโฟดิลและแบคทีเรีย หลังจากนั้นมีการทำโกลเดนไรซ์ 2 ในข้าวสายพันธุ์อินดิคา โดยใช้ยีนจากข้าวโพด ปัจจุบัน มีการทำข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ กล้วย มันสำปะหลัง และมันเทศที่มีวิตามินเอ วิตามินอีและแร่เหล็กมากขึ้น เพื่อแก้ปัญหาขาดแคลนธาตุอาหารของประชากรในกลุ่มประเทศโลกที่สาม ใน ส่วนของไม้ดอกไม้ประดับซึ่งมีมูลค่าสูง มีการศึกษาวิถีและกลไกของการเปลี่ยนสีดอกในพืชหลายชนิด พืชต้นแบบที่ใช้ในการศึกษา คือ พิทูเนีย และสแนปดรากอน โดยมีบริษัทฟลอริยีน และบริษัท ซันทอรีของญี่ปุ่นเป็นผู้นำในการวิจัยด้านนี้ และประสบความสำเร็จในการทำคาร์เนชั่นและดอกกุหลาบให้เป็นสีน้ำเงิน
พันธุวิศวกรรมพืชพลังงาน
พันธุวิศวกรรมเพื่อปรับปรุงพันธุ์พืชที่ผลิตสารให้พลังงาน เช่น ไบโอเอทานอล ไบโอดีเซล ไบโอก๊าซ ก๊าซไฮโดรเจน และไบโอโซลาเซลล์ เป็นความหวังใหม่ของการผลิตพลังงานทดแทน ซึ่งในระยหลัง ได้รับความสนใจอย่างมากจากนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก โดยมีการพัฒนา 2 แนวทาง ได้แก่
1.การผลิตพืชที่ใช้เป็นวัตถุดิบให้ได้จำนวนมากขึ้น โดยพัฒนาพันธุ์พืชให้มีประสิทธิภาพในการสังเคราะห์แสง ลดอัตราการใช้ปุ๋ยและน้ำ และทนต่อสภาพดินต่างๆ เพื่อให้ปลูกได้หลายที่
2.การปรับปรุงพันธุ์พืชให้มีแป้งหรือน้ำตาลที่หมักได้ง่ายขึ้น เช่น การปรับปรุงพันธุ์ข้าวโพดให้มีแป้งที่หมักเป็นแอลกอฮอล์ได้ง่าย ในขณะเดียวกันสามารถใช้พันธุวิศวกรรมปรับปรุงสายพันธุ์จุลินทรีย์ให้มี ประสิทธิภาพในการหมักน้ำตาลจากพืชให้เป็นแอลกอฮอล์ได้ดีขึ้น
สำหรับ ประเทศไทย ซึ่งมีพืชพลังงานอยู่หลายชนิด เช่น มะพร้าว ปาล์มน้ำมัน มันสำปะหลัง อ้อย และสบู่ดำ การใช้พันธุวิศวกรรมเพื่อการปรับปรุงพันธุ์พืชเหล่านี้จึงทำได้หลายแนวทาง เช่น กระตุ้นให้มีการเจริญเติบโตได้รวดเร็ว ให้ผลผลิตสูง ทนแล้ง ทนสภาพดินเค็ม หรือ ดินที่เป็นกรด-ด่างได้ดี เป็นต้น
พันธุวิศวกรรมพืชเวชกรรม
พันธุวิศวกรรมเพื่อผลิตพืชเวชกรรมกำลังมาแรง และมีแนวโน้มจะได้รับการยอมรับมากกว่าพืชอาหาร ที่ผ่านมามีงานวิจัยในข้าวโพด ยาสูบ ข้าว และคาโนลา แต่เนื่องจากพืชเหล่านี้เป็นพืชอาหารด้วยซึ่งอาจมีข้อกังวลเกี่ยวกับการถ่าย ทอดยีนไปยังสายพันธุ์พืชที่ใช้เป็นอาหาร จึงมีการเสนอให้วิจัยในพืชอื่น เช่น อัลฟัลฟา แซฟฟลาเวอร์ ดั๊กหวีด และสาหร่าย การผลิตสารสำคัญทางการแพทย์ในพืชดัดแปลงพันธุกรรมมีข้อได้เปรียบหลายประการที่ทำให้เป็นที่นิยมในปัจจุบัน เช่น ราคาถูกกว่าการผลิตในยีสต์หรือแบคทีเรีย ราว 10–100 เท่า ขยายขนาดได้ง่าย ปลอดภัย ง่ายต่อการสกัดและการนำสารมาใช้
ใน ปี พ.ศ. 2548 มีการผลิตยาสูบที่มีตัวยาสำหรับรักษาโรคมะเร็ง นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยอื่นๆ เช่น การผลิตยีนภูมิคุ้มกันในน้ำนมคนให้อยู่ในน้ำนมข้าว การใช้ยีนจากหญิงที่เป็น หมัน ซึ่งมีฤทธิ์ทำลายสเปิร์มมาผลิตในข้าวโพด เพื่อทำยาคุมกำเนิดใส่ในถุงยางอนามัย หรือการพัฒนาให้ข้าวโพดผลิตวัคซีนไวรัสตับอักเสบ
พันธุวิศวกรรมพืชอุตสาหกรรม
สำหรับงานพันธุวิศวกรรมในอุตสาหกรรมสิ่งทอนั้น ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์จีนได้พยายามทำฝ้ายดัดแปลงพันธุกรรมให้มีใยสีฟ้าสำหรับ ทำผ้ายีนส์ ซึ่งจะช่วยลดมลพิษจากกระบวนการย้อมสียีนส์ จนถึงปัจจุบันสามารถทำฝ้ายใยสีเขียวได้แล้ว นอกจากนี้ยังศึกษากลไกการสร้างใยฝ้าย และการควบคุมยีนที่ผลิตโพลีเมอร์บางอย่างเพื่อทำให้เสื้อปราศจากรอยย่น ผสมเข้าไปเพื่อทำความสะอาดได้ง่ายขึ้น หรือแม้กระทั่งในปี พ.ศ.2547 มีการศึกษาวิจัยในยาสูบให้สามารถสร้างโปรตีนของใยแมงมุมซึ่งมีความเหนียว เพื่อนำไปทำเสื้อกันกระสุนในอุตสาหกรรมพลาสติกมีรายงานว่าสามารถทำให้ต้นยาสูบและต้นอะราบิดอบซิส สร้างเม็ดพลาสติกในเนื้อเยื่อของพืชได้ และในอเมริกามีการวิจัยดังกล่าวใน ข้าวโพดและคาโนลา แต่ปัญหาคือพืชบางชนิดไม่สามารถทนต่อการมีเม็ดพลาสติกภายในเซลล์ ทำให้พืชชะลอการเจริญเติบโต เช่น ยาสูบ ฝ้าย และป่าน แต่พบว่า ซูการ์บีท ข้าวโพด และคาโนลา ทนต่อการมีเม็ดพลาสติกภายในเซลล์ได้ ดังนั้นการเลือกชนิดของพืชจึงมีความสำคัญ สำหรับอุตสาหกรรมการทำกระดาษ ค่าใช้จ่ายส่วนใหญ่อยู่ที่การ กำจัดลิกนิน นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามตัดต่อยีนเพื่อลดปริมาณลิกนิน เช่น การทำยูคาลิปตัสที่มีลิกนินน้อยลง
พันธุวิศวกรรมพืชเพื่อสิ่งแวดล้อม
นอกจากการผลิตพืชต้านทางแมลงศัตรูพืชเพื่อลดการใช้สารเคมีแล้ว ยังมีการวิจัยเพื่อผลิตข้าวโพดและถั่วเหลืองที่มีฟอสฟอรัสสูงและไฟเททต่ำ เพื่อใช้เป็นอาหารของสุกร เป็ด และไก่ ช่วยให้เกษตรกรไม่ต้องซื้อฟอสฟอรัสมาเป็นอาหารเสริม และลดปริมาณไฟเททที่มักถูกปล่อยลงแหล่งน้ำพร้อมกับมูลสัตว์ ก่อให้เกิดมลภาวะทางน้ำ นอกจากนี้ยังมีการสร้างพืชกำจัดสารพิษ ที่สามารถดูดสารพิษมากักเก็บไว้ หรือเปลี่ยนสารพิษให้อยู่ในรูปที่ไม่เป็นพิษหรือเป็นพิษน้อยก่อนที่ปล่อยสู่ สิ่งแวดล้อม เช่น เหมืองตะกั่วในรัฐโคโลราโด มีการใช้ต้นอินเดียนมัสตาร์ดที่ได้รับการถ่ายยีนจากวัชพืช เพื่อให้เจริญเติบโตได้ดีและดูดซับสารตะกั่วได้มากขึ้น และยังมีการสร้างต้นยาสูบที่สามารถดูดสารทีเอ็นทีและอาร์ดีเอ็กซ์ ซึ่งเป็นวัตถุระเบิดได้ แนวโน้มการพัฒนาพืชดัดแปลงพันธุกรรม อาจแบ่งได้เป็น 2 ยุค ได้แก่ ช่วงปี พ.ศ.2533–2543 ที่เน้นการพัฒนาลักษณะทางการเกษตร เช่น ต้านทานโรค แมลง และสารกำจัดศัตรูพืช รวมถึงความทนทานต่อสภาวะที่ไม่เหมาะสม เช่น ทนเค็ม ทนแล้ง และช่วงปี พ.ศ.2543–2563 ที่เน้นการพัฒนาคุณภาพผลผลิตให้มีลักษณะที่ต้องการหลายประการในพืชชนิดเดียว เช่น ต้านทานทั้งแมลงและสารกำจัดวัชพืชรวมไปถึงเรื่องเวชภัณฑ์
ปัจจุบันทั่วโลกมีการปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรมเพิ่มขึ้นทุกปี โดยในปี พ.ศ.2546–2549 เพิ่มขึ้นเกือบ 20% จากการรวบรวมข้อมูลจาก 63 ประเทศ พบว่ามีงานวิจัยด้านพันธุวิศวกรรมในพืชอาหารและพืชเส้นใย ทั้งที่อยู่ระหว่างการทดลองและมีจำหน่ายแล้วทั้งสิ้น 57 ชนิด ประเทศที่เป็นผู้นำในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ได้แก่ อเมริกา อาร์เจนตินา จีน แคนาดา และบราซิล สำหรับประเทศที่งานวิจัยมีความก้าวหน้ามากได้แก่ ออสเตรเลีย ยุโรปตะวันตก เม็กซิโก แอฟริกาใต้ และประเทศที่น่าจับตามองคือ อินโดนีเซีย อียิปต์ และอินเดีย ซึ่งกำลังพัฒนางานวิจัยด้านพันธุวิศวกรรมพืชอย่างมาก
ที่มา : http://www.thaigoodview.com/library/contest2552/type2/science04/27/contents/genetics-6905.html
