ความหมายและประวัติความเป็นมา - สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ
 
สารานุกรมไทย
สำหรับเยาวชน  เมนู ๓๑
เล่มที่ ๓๑
เรื่องที่ ๑ ตู้พระธรรม
เรื่องที่ ๒ วัดญวนในประเทศไทย
เรื่องที่ ๓ วรรณคดีท้องถิ่น
เรื่องที่ ๔ พรรคการเมืองไทย
เรื่องที่ ๕ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช
เรื่องที่ ๖ ซากดึกดำบรรพ์ในประเทศไทย
เรื่องที่ ๗ ดาวหาง
เรื่องที่ ๘ ระบบสุริยะ
เรื่องที่ ๙ อัลไซเมอร์
รายชื่อผู้เขียน

สารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ / เล่มที่ ๓๑ / เรื่องที่ ๕ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช / ความหมายและประวัติความเป็นมา

 ความหมายและประวัติความเป็นมา
ความหมาย

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช (Plant tissue culture) หมายถึง การนำส่วนหนึ่งส่วนใดของพืช ที่ประกอบด้วยเซลล์ที่มีชีวิต ซึ่งอาจจะเป็นอวัยวะ เนื้อเยื่อ เซลล์ ตลอดจน โพรโทพลาสต์  (protoplast) ซึ่งได้แก่ส่วนของเซลล์พืชที่ได้แยกเอาผนังเซลล์ออกไป แล้วนำมาเลี้ยง ในสภาพปลอดเชื้อ (aseptic condition) โดยให้อาหารสังเคราะห์ และสภาพแวดล้อม ที่ควบคุม เช่น แสง อุณหภูมิ และความชื้น



ประวัติความเป็นมา

วิทยาการทางด้านการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชนี้ เริ่มขึ้นราว พ.ศ. ๒๔๔๕ (ค.ศ. ๑๙๐๒) ด้วยความพยายามของ โกทท์ลีบ ฮาเบอร์ลันดท์ (Gottlieb Haberlandt) นักพฤกษศาสตร์ ชาวออสเตรีย ที่ต้องการพิสูจน์ทฤษฎีที่กล่าวถึง เซลล์ของสิ่งมีชีวิต หน่วยโครงสร้าง ที่เล็กที่สุดที่รู้จักในขณะนั้นว่า แต่ละหน่วยสามารถเจริญเติบโตไปเป็นสิ่งมีชีวิต ทั้งต้น หรือทั้งตัวได้ (totipotency) ซึ่ง ชวันน์ และ ชไลเดน (Schwann and Schleiden) นักชีววิทยา ได้เสนอไว้ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๓๘๐ (ค.ศ. ๑๘๓๗)
แม้ว่าความพยายามของฮาเบอร์ลันดท์ในครั้งแรกจะยังไม่บรรลุผลดังที่คาดไว้ แต่ถือเป็นจุดเริ่มต้น ที่ทำให้มีการศึกษาทดลองอย่างกว้างขวางในเวลาต่อมา และปรากฏความก้าวหน้าเป็นลำดับ กล่าวคือ ใน พ.ศ. ๒๔๖๕ (ค.ศ. ๑๙๒๒) ในสหรัฐอเมริกา คนุดสัน (Knudson) สามารถเพาะเมล็ดกล้วยไม้ และเลี้ยงต้นกล้า ในสภาพปลอดเชื้อได้ด้วยอาหารสังเคราะห์ง่ายๆ ที่ประกอบด้วยแร่ธาตุและน้ำตาล จากนั้นใน พ.ศ. ๒๔๗๗ (ค.ศ. ๑๙๓๔) ไวต์ (White) นักพฤกษศาสตร์ ชาวอเมริกัน ได้ประสบความสำเร็จในการเลี้ยงอวัยวะของพืช โดยทดลองนำปลายรากของมะเขือเทศมาเลี้ยงให้เติบโตในสภาพปลอดเชื้อ และพบว่า นอกจากแร่ธาตุ และน้ำตาลแล้ว การเติมสารสกัดจากยีสต์ (yeast extract) ซึ่งทราบในภายหลังว่าอุดมด้วยวิตามินบี ช่วยให้เนื้อเยื่อรากเติบโตเป็นปกติได้ในหลอดทดลอง ความสำเร็จ ของงานเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชมีมากขึ้น เมื่อมีการค้นพบ ฮอร์โมนพืชชนิดแรก คือ อินโดลแอซีติกแอซิด (indoleacetic  acid) หรือ IAA ซึ่งเป็นฮอร์โมนพืชกลุ่มออกซิน (auxin) และได้นำมาใช้ในการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ดังปรากฏผลในรายงานของ โกเทอเรต์ (Gautheret) และ โนเบคูร์ (Nobecourt) เมื่อ พ.ศ. ๒๔๘๑ (ค.ศ. ๑๙๓๘ ที่ประเทศฝรั่งเศส และ ที่ทดลองในประเทศสหรัฐอเมริกาในปีเดียวกัน ทั้งสองฝ่ายสามารถเลี้ยงเนื้อเยื่อจากลำต้น และรากของพืชบางชนิด ให้สามารถเพิ่มจำนวนเซลล์ เกิดเป็นกลุ่มก้อนเนื้อเยื่อ ซึ่งคล้ายเนื้อเยื่อที่พืชสร้าง เมื่อเกิดบาดแผลขึ้น กลุ่มก้อนเนื้อเยื่อนี้เรียกว่า ไวต์แคลลัส (callus) แคลลัสที่เลี้ยงในสภาพปลอดเชื้อนี้ ประกอบด้วยเซลล์ที่สามารถแบ่งตัวเพิ่มปริมาณไปได้เรื่อยๆ ตราบเท่าที่มีอาหารหล่อเลี้ยง
ความรู้ความเข้าใจในการเลี้ยงและควบคุมการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อพืชมีความสำเร็จก้าวหน้าขึ้นอีกขั้นหนึ่ง เมื่อมีการค้นพบไคนีทิน (kinetin) หรือ ซิกส์เฟอฟิวริลแอมิโนพิวรีน (6-furfuryl amino purine) ซึ่งเป็นสารควบคุมการเจริญของพืชในกลุ่มไซโทไคนิน (cytokinin) โดยใน พ.ศ. ๒๕๐๐ (ค.ศ. ๑๙๕๗) สกูก และ มิลเลอร์ (Skoog and Miller) นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน ได้ทดลองเลี้ยงเนื้อเยื่อยาสูบ โดยการใช้ออกซิน ร่วมกับไซโทไคนิน พบว่า สามารถควบคุมการเจริญ ของเนื้อเยื่อยาสูบให้สร้างยอดและรากได้ โดยการปรับเปลี่ยนสัดส่วนของออกซินต่อไซโทไคนิน ในอาหารที่ใช้เลี้ยง กล่าวคือ ในสภาพที่ให้ออกซินต่ำ ไซโทไคนินสูง เนื้อเยื่อยาสูบจะสร้างยอด ในทางตรงกันข้าม หากให้ออกซินสูง ไซโทไคนินต่ำ เนื้อเยื่อยาสูบจะสร้างราก ในปีต่อมาในประเทศสหรัฐอเมริกา สตูเวิด (Steward) และคณะ รายงานผลการใช้น้ำมะพร้าวเติมลงไปในอาหาร ที่ใช้เลี้ยงแคลลัสของแครอต ปรากฏว่า เซลล์ของแคลลัสมีการเจริญ เปลี่ยนแปลงไปในลักษณะ เช่นเดียวกับเอ็มบริโอ เรียกโครงสร้างคล้ายเอ็มบริโอที่เกิดจากเซลล์ของแคลลัสนี้ว่า เอ็มบริออยด์ (embryoid) หรือ โซมาติกเอ็มบริโอ (somatic embryo) เนื่องจากเจริญมาจากเซลล์ที่ไม่เกี่ยวกับเพศ และเอ็มบริออยด์นี้สามารถงอกเป็นต้นแครอต ที่สมบูรณ์ได้ในหลอดทดลอง น้ำมะพร้าวเป็นอาหารสะสมตามธรรมชาติ ซึ่งมีส่วนประกอบของสารอาหาร รวมทั้ง สารควบคุมการเจริญของพืชด้วย ในการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชชนิดต่างๆ พบว่า การใช้ออกซินร่วมกับไซโทไคนิน มีผลคล้ายกับการใช้น้ำมะพร้าว ในการชักนำให้เซลล์เจริญเปลี่ยนแปลงไปเป็นเอ็มบริโอ จวบจน พ.ศ. ๒๕๐๘ (ค.ศ. ๑๙๖๕) วาซิล และ ฮิลเดอแบรนดท์ (Vasil and Hildebrandt) ประสบความสำเร็จในการแยกเซลล์เดี่ยว ของยาสูบ และสามารถเลี้ยงให้เจริญพัฒนาเป็นต้นที่สมบูรณ์ได้เป็นครั้งแรก ซึ่งนับเป็นการทดลอง ที่ยืนยันสมบัติของเซลล์ ตามทฤษฎีที่ฮาเบอร์ลันดท์ได้เคยพยายามพิสูจน์ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๔๔๕ (ค.ศ. ๑๙๐๒)

การเลี้ยงเนื้อเยื่อเจริญของกล้วยไม้ในอาหารเหลวที่มีน้ำมะพร้าวเป็นองค์ประกอบ สามารถเจริญ และเพิ่มปริมาณต้นกล้วยไม้ได้เป็นปริมาณมาก

ในช่วงเวลาดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์ได้ ให้ความสนใจศึกษาพัฒนาสูตรอาหาร และวิธีการที่เหมาะสม ในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อส่วนต่างๆ ของพืชหลากหลายชนิด ซึ่งผลที่ปรากฏ ไม่เพียงแต่ทำให้เกิดความรู้ความเข้าใจที่ชัดเจน ลึกซึ้งยิ่งขึ้นทางวิทยาศาสตร์ พื้นฐานเกี่ยวกับการเจริญเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาของเซลล์ เนื้อเยื่อ และอวัยวะของพืชเท่านั้น แต่ยังสามารถประยุกต์ความรู้ ตลอดจนวิธีการดังกล่าวได้อย่างกว้างขวาง เป็นประโยชน์ต่อเกษตรกรรม และอุตสาหกรรม ทั้งในทางตรง และทางอ้อม

การเลี้ยงเนื้อเยื่อเจริญของกล้วยไม้ในอาหารเหลวที่มีน้ำมะพร้าวเป็นองค์ประกอบ สามารถเจริญ และเพิ่มปริมาณต้นกล้วยไม้ได้เป็นปริมาณมาก

ในประเทศไทย ศาสตราจารย์ ดร. ถาวร  วัชราภัย นักวิทยาศาสตร์ดีเด่น ประจำ พ.ศ. ๒๕๓๒ ของมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ในพระบรมราชูปถัมภ์ เป็นคนแรกของประเทศ ที่นำวิธีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชมาปฏิบัติ โดยใช้กล้วยไม้เป็นพืชทดลอง ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๕๐๘ ที่ภาควิชาพฤกษศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ซึ่งต่อมามีส่วนทำให้ประเทศไทยเปลี่ยนสถานภาพจากผู้นำเข้ากล้วยไม้ มาเป็นผู้ส่งออกรายใหญ่ที่สุดของโลก ในปัจจุบัน และผลจากงานวิจัยนี้ ได้ขยายวงต่อไปยังพืชเศรษฐกิจอื่นๆ อีกมาก การศึกษา และพัฒนาความรู้ ทางด้านการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ได้รับการส่งเสริมทั้งในรูปแบบการจัดการเรียนการสอน การอบรม การวิจัย และพัฒนา ซึ่งดำเนินการอยู่ทั้งในสถาบันการศึกษาระดับอุดมศึกษาทั่วประเทศ และในหน่วยงานราชการ ที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ ในสาขาเทคโนโลยีชีวภาพและการเกษตร รวมทั้งบริษัทเอกชนอีกหลายแห่ง ที่ให้บริการการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ซึ่งมีลูกค้า ทั้งภายในประเทศและจากต่างประเทศ นับเป็นความรู้ความเชี่ยวชาญของคนไทย ที่สามารถดำเนินกิจการการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชได้ผลดี จนเป็นที่ยอมรับในระดับสากล
หัวข้อก่อนหน้า หัวข้อถัดไป