มูลนิธิโครงการสารานุกรมไทยสำหรับเยาวชน

เล่มที่ 28

เทคโนโลยีชีวภาพทางการเกษตร

สามารถแชร์ได้ผ่าน :

เทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

๑. การเพาะเลี้ยงแคลลัส

แคลลัส (callus) คือ เซลล์พื้นฐาน ที่อยู่รวมกันเป็นกลุ่ม ยังไม่กำหนดทิศทางการเปลี่ยนแปลง หรือพัฒนาไปเป็นเนื้อเยื่อ หรืออวัยวะใด เนื้อเยื่อพืชเกือบทุกชนิด สามารถนำมาชักนำการสร้างแคลลัสได้ ซึ่งการชักนำการสร้างแคลลัสเริ่มต้นจาก การคัดเลือกเนื้อเยื่อพืชมาทำการเพาะเลี้ยงบนอาหารสังเคราะห์ ที่มีธาตุอาหารพืช ร่วมกับสารควบคุมการเจริญเติบโตในระดับที่เหมาะสม เนื้อเยื่อพืชจะเกิดการแบ่งเซลล์พัฒนาเป็นแคลลัส

แคลลัสเป็นเนื้อเยื่อพื้นฐานของระบบการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช และนำมาใช้ประโยชน์หลายด้าน เช่น การขยายพันธุ์เพื่อชักนำให้เกิดต้นพืชปริมาณมาก ใช้ในกระบวนการผลิตเซลล์ไร้ผนัง (protoplast) การผลิตสารเคมี (secondary metabolites) การผลิตพืชให้ต้านทานต่อโรคแมลงศัตรูพืช และทนทานต่อสภาพแวดล้อม ที่ไม่เหมาะสม รวมทั้งการใช้เป็นเนื้อเยื่อเป้าหมายในการเก็บรักษาเชื้อพันธุกรรม (cryopreservation)

ห้องเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช

๒. การเพาะเลี้ยงเซลล์แขวนลอย

เซลล์แขวนลอย คือ เซลล์เดี่ยวๆ หรือกลุ่มเซลล์ขนาดเล็กที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชในอาหารเหลว บนเครื่องหมุนเหวี่ยงอาหาร เนื้อเยื่อที่เหมาะสมต่อการชักนำให้เกิดเซลล์แขวนลอย ได้แก่ เนื้อเยื่อแคลลัส เพราะเป็นกลุ่มเซลล์ที่มีการเกาะตัวกันหลวมๆ ซึ่งง่ายต่อการกระจายออกเป็นเซลล์เดี่ยวๆ

ประโยชน์ที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเซลล์แขวนลอย ได้แก่ การนำมาใช้ศึกษาถึงกระบวนการเมแทบอลิซึมภายในเซลล์ การศึกษาการทำงานของเอนไซม์ และการแสดงออกของยีน ตลอดจนเพื่อการผลิตเซลล์ไร้ผนัง และคัพภะ เพื่อนำไปใช้ประโยชน์ต่อไป

เซลล์ไร้ผนัง

๓. การเพาะเลี้ยงคัพภะ

การเพาะเลี้ยงคัพภะ หมายถึง การนำเอาคัพภะ (embryo) หรือต้นอ่อนของพืช ที่เพิ่งเริ่มพัฒนาที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากถุงรังไข่ (embryo sac) ของพืช มาเพาะเลี้ยงบนอาหารสังเคราะห์ เพื่อให้เกิดเป็นแคลลัส หรือเกิดเป็นต้นพืชโดยตรง รวมทั้งการชักนำ ให้เกิดคัพภะจากเซลล์หรืออวัยวะอื่น เช่น ใบเลี้ยง ช่อดอกอ่อน เมล็ดอ่อน โดยชักนำให้เกิดคัพภะโดยตรง หรือชักนำให้เกิดแคลลัสแล้วพัฒนาเป็นคัพภะต่อไป

ประโยชน์ของการเพาะเลี้ยงคัพภะ ได้แก่ การนำมาแก้ไขปัญหาอัตราความงอก ของเมล็ดที่ต่ำในเมล็ดพืชบางชนิด หรือในเมล็ดของพืชที่เกิดจากการผสมข้ามชนิดหรือ ข้ามสกุล ที่ยากต่อการเจริญเติบโตและพัฒนา ในสภาพตามธรรมชาติ รวมทั้งแก้ไขปัญหาการพักตัวที่ยาวนานของเมล็ดพืชบางชนิด

การเก็บรักษาเนื้อเยื่อพืชในไนโตรเจนเหลว

๔. การเพาะเลี้ยงเซลล์ไร้ผนัง

เซลล์ไร้ผนัง (protoplast) คือ เซลล์ที่ปราศจากผนังเซลล์ (cell wall) เหลือแต่เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) ห่อหุ้มองค์ประกอบของเซลล์เอาไว้ สำหรับวิธีการกำจัดผนังเซลล์ ที่ใช้อยู่มีด้วยกัน ๒ วิธี คือ วิธีกล (mechanical method) โดยการสร้างบาดแผล หรือทำให้ผนังเซลล์เกิดการฉีกขาดจากใบมีด ที่ผ่านการฆ่าเชื้อ แล้วทำให้เซลล์ที่เหลือหลุดออกจากผนังเซลล์ และวิธีย่อยด้วยเอนไซม์ (enzymatic method) โดยใช้เอนไซม์พวก pactinase cellulase และ hemicellulase ย่อยผนังเซลล์ออก เนื้อเยื่อที่มีความเหมาะสม นำมาสกัดเซลล์ไร้ผนัง ได้แก่ เนื้อเยื่อที่มีอายุน้อย เช่น แคลลัส ใบอ่อน รากอ่อน และละอองเกสรตัวผู้

ประโยชน์ของการเพาะเลี้ยงเซลล์ไร้ผนัง ได้แก่ การนำมาใช้ในกระบวนการปรับปรุงพันธุ์ และการสร้างพืชพันธุ์ใหม่จาก พืชต่างสกุลโดยวิธีรวมเซลล์ไร้ผนัง รวมทั้งใช้เป็นเนื้อเยื่อเป้าหมายในระบบการส่งถ่ายยีน

๕. การเพาะเลี้ยงอับละอองเรณู

การเพาะเลี้ยงอับละอองเรณู คือ การนำเอาอับละอองเรณู (anther) ที่ยังไม่เจริญเต็มที่ ซึ่งภายในบรรจุด้วยเซลล์ละอองเรณู ที่อยู่ในระยะ ๑ นิวเคลียส (uninucleate) มาทำการเพาะเลี้ยง โดยเริ่มจากการคัดเลือกช่อดอกอ่อนของดอกตัวผู้ที่ยังไม่แทงช่อดอก ออกสู่ภายนอก แล้วแยกเอาเฉพาะอับละอองเรณูนำมาเพาะเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์

ประโยชน์ของการเพาะเลี้ยงอับละอองเรณู ได้แก่ การผลิตต้นพืชที่มีโครโมโซมชุดเดียว (haploid plant) เพื่อนำมาใช้ในระบบการปรับปรุงพันธุ์ และการผลิตพืชสายพันธุ์แท้ รวมทั้งเพื่อศึกษาการเจริญและพัฒนาของละอองเรณูสำหรับใช้เป็นข้อมูลเบื้องต้นในกระบวนการผสมพันธุ์

๖. การเก็บรักษาเนื้อเยื่อพืชในหลอดทดลอง

การเก็บรักษาพันธุ์หรือสายพันธุ์พืช มีความสำคัญต่องานด้านการปรับปรุงพันธุ์พืช เพราะการเก็บรักษาในรูปเมล็ดพันธุ์มีข้อจำกัดคือ ต้องปลูกพืชอย่างต่อเนื่อง เพื่อสร้างเมล็ดที่ยังคงความมีชีวิต เมื่อนำมาเก็บรักษาไว้ในระยะเวลานาน นอกจากนี้ เมล็ดของพืชบางชนิดมีอายุสั้นและการติดเมล็ดน้อย หรือไม่สามารถติดเมล็ดได้ ด้วยเหตุนี้ วิธีการเก็บรักษาพันธุ์พืชในสภาพการเพาะเลี้ยงในหลอดทดลองจึงได้นำมาใช้ เพื่อลดข้อจำกัดของวิธีการใช้เมล็ดในการเก็บรักษาพันธุ์ โดยสามารถเก็บรักษาได้ ในหลายลักษณะของชิ้นส่วนพืช ไม่ว่าจะเป็นเมล็ด ยอด ราก คัพภะ แคลลัสหรือเซลล์ไร้ผนัง และสามารถคงความมีชีวิตได้ในระยะเวลายาวนาน โดยเก็บในไนโตรเจนเหลว ที่มีอุณหภูมิต่ำประมาณ -๑๙๖ องศาเซลเซียส เมื่อต้องการนำเนื้อเยื่อมาใช้ ก็ละลายผลึกน้ำแข็งโดยแช่ในน้ำอุ่นอุณหภูมิ ๓๗ - ๔๐ องศาเซลเซียส จากนั้นก็ชักนำให้เนื้อเยื่อพัฒนา และเจริญเติบโตดังเดิม

หัวข้อก่อนหน้า หัวข้อถัดไป

บทความและภาพประกอบที่อยู่ในเว็บไซต์ของมูลนิธิโครงการสารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ นี้ใช้สำหรับเพื่อสนับสนุนการผลิตหนังสือสารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ
เป็นการเผยแพร่วิชาการให้แก่เยาวชนและประชาชนทั่วไป โดยจะนำไปแจกจ่ายให้โรงเรียนทั่วประเทศ และจำนวนหนึ่งนำออกจำหน่ายเพื่อนำเงินมาสมทบทุนในการจัดพิมพ์ต่อไป
ซึ่งเป็นการใช้สิทธิโดยสุจริต ทั้งนี้มูลนิธิได้รับอนุญาตทั้งบทความและภาพประกอบจากผู้เขียนแล้ว หากมีประเด็นขัดข้องสงสัยในเรื่องลิขสิทธิ์อย่างใด ขอได้โปรดแจ้งให้
มูลนิธิโครงการสารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ ทราบเพื่อพิจารณาแก้ไขความขัดข้องสงสัยนั้นต่อไป จะเป็นพระคุณยิ่ง

ลิขสิทธิ์เป็นของมูลนิธิโครงการสารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ
ห้ามนำข้อความและรูปภาพไปเผยแพร่โดยไม่ได้รับอนุญาต