ชื่อผลงานวิจัย กล้วยไม้หวายต้านทานไวรัสยอดบิด

1. ได้รับรางวัลชนะเลิศ ระดับดี ผลงานประดิษฐ์คิดค้นประจาปี 2553 (เงินรางวัล 150,000 บาท) ชื่อผลงานวิจัย กล้วยไม้หวายต้านทานไวรัสยอดบิด สาขา สาขาเกษตรศาสตร์และชีววิทยา หน่วยงาน สานักงานคณะกรรมการสภาวิจัยแห่งชาติ ผู้ร่วมวิจัย พัฒนา ศรีฟ้า ฮุนเนอร์ กฤษณา พินิจ อัญชลี ชูพร้อม และ อุดมพร เพ็ชรไทย ภาควิชาพันธุศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และ ห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีชีวภาพ สถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ โทรศัพท์ 02-5625555 ต่อ 4203 2. เป็นผลงานใหม่และโดดเด่น การสร้างพันธุ์กล้วยไม้หวายโซเนียเอียสกุลให้มีคุณลักษณะต้านทานไวรัสยอดบิด โดยการทาลายอาร์เอ็นเอจีโนมของไวรัสในส่วนยีนที่กาหนดการสร้างโปรตีนหุ้มอนุภาคไวรัส (CyMV-CP) ที่เข้าทาลายอยู่ในกล้วยไม้ ด้วยการถ่ายยีน CyMV-CP ที่ออกแบบพิเศษให้มียีนสองโมเลกุลอยู่คู่กัน และกาหนดให้เกิดการแสดงออกของยีนแบบ over-expression เพื่อเข้าขบวนการ RNAi ในการปกป้องตัวเองของกล้วยไม้ ผลการถ่ายยีน CyMV-CP โดยการยิงอนุภาคเข้ากล้วยไม้หวายโซเนียเอียสกุลที่เป็นโรคไวรัสยอดบิด พบว่าไวรัสในกล้วยไม้แปลงพันธุ์ที่ผลิตได้มีปริมาณไวรัสและการแพร่ของไวรัสไปยังเนื้อเยื่อเจริญของกล้วยไม้ลดลงเรื่อยๆ จนตรวจไม่พบไวรัสยอดบิดทั้งในระดับ กรดนิวคลีอิค โปรตีน และอนุภาคไวรัสในที่สุด แม้ในกล้วยไม้แปลงพันธุ์ที่นาไปขยายด้วยการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ และด้วยวิธีการคัดเลือกกล้วยไม้แปลงพันธุ์อย่างมีประสิทธิภาพ ทาให้มีเนื้อเยื่อกล้วยไม้ได้รับยีนโปรตีนหุ้มอนุภาคของไวรัสได้ทั่วทั้งต้น จึงเปรียบเสมือนการสร้างภูมิคุ้มกันโรคไวรัสให้กับกล้วยไม้ หลักการผลิตกล้วยไม้ต้านทานไวรัสที่คิดค้นได้ก่อให้เกิดประโยชน์ต่อกล้วยไม้ในทุกสายพันธุ์ที่อ่อนแอต่อโรคทั้งที่เป็นพ่อแม่พันธุ์และการผลิตเพื่อการค้าในอนาคต 2 3. ผลงานมีผลกระทบทางบวกต่อเศรษฐกิจ และความเป็นอยู่ของประชากรไทย กล้วยไม้ตัดดอกของประเทศไทยเป็นพืชส่งออกอันดับหนึ่งของโลก ซึ่งมูลค่าการค้ากล้วยไม้ของโลกปี 2550 สูงกว่า 5,337 ล้านบาท (PR new network, 2551) ปัญหาด้านโรคมีรายงาน ไวรัสยอดบิด Cymbidium mosaic virus (CyMV) ที่พบเข้าทาลายและแพร่ระบาดทาความเสียหายให้กับกล้วยไม้หลายชนิดที่ปลูกเป็นการค้า ในสภาวะที่พืชอ่อนแอกล้วยไม้จะแสดงอาการของโรคอย่างรุนแรง การควบคุมโรคที่เกิดจากไวรัสในกล้วยไม้มีข้อจากัด เนื่องจากเชื้อไวรัส CyMV อาศัยอยู่ทุกส่วนของเนื้อเยื่อพืชรวมถึงปลายยอดสุดที่เซลล์กาลังแบ่งตัว ดังนั้นเราจึงมักตรวจพบเชื้อ CyMV กับกล้วยไม้ที่ได้จากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ การรักษาโรคไวรัสของกล้วยไม้ในปัจจุบัน คือ การทาลายต้นที่เป็นโรค และ การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อจากเมล็ด แต่ลักษณะทางพันธุกรรมของกล้วยไม้อาจแปรปรวนได้ 4. ผลงานมีผลกระทบทางบวกต่อวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ที่นาไปสู่การคิดค้น และการพัฒนาที่สาคัญต่อไป 4.1 การออกแบบโครงสร้างยีน CyMV-CP ในพลาสมิด งานวิจัยในช่วงแรกได้ออกแบบโครงสร้างของยีนโปรตีนหุ้มอนุภาค ให้มีทิศของการแสดงออกของยีนแบบ sense เพียง 1 โมเลกุล บนพลาสมิดชื่อ pCB2 เมื่อนาไปถ่ายยีนพบว่าไม่สามารถยับยั้งไวรัสที่มีอยู่ในกล้วยไม้ได้ ต่อมาโครงสร้างของยีนโปรตีนหุ้มอนุภาคถูกออกแบบเป็น 2 โมเลกุล ต่อกันในพลาสมิดชื่อ pCB199 พบว่าโครงสร้างของยีนแบบนี้ยับยั้งไวรัสยอดบิดที่มีอยู่ในกล้วยไม้จานวนมากได้ 4.2 ประสิทธิภาพการถ่ายยีนเข้ากล้วยไม้ พัฒนา และ คณะ ได้ศึกษาวิจัยระบบการถ่ายยีนโดยอะโกรแบคทีเรียม และ การถ่ายยีนโดยการยิงอนุภาคในกล้วยไม้และการคัดเลือกอย่างมีประสิทธิภาพ (Suwanna-ketchanatit et al., 2006) ดังนั้น ผลการถ่ายยีนจึงมีประสิทธิภาพสูง และกล้วยไม้ดแปลงพันธุ์ประกอบด้วยทุกส่วนพืชได้รับยีน ทาให้การยับยั้งไวรัสเกิดได้ทุกส่วนของพืช แม้ในบริเวณที่มีการแบ่งตัวของเซลล์ 4.3 ยีนโปรตีนหุ้มอนุภาคไวรัสสาเหตุโรคของประเทศไทย ผู้ประดิษฐ์ได้ศึกษาวิเคราะห์และโคลนยีนไวรัสใบยอดบิดของประเทศไทยที่พบแพร่ระบาดในกล้วยไม้ทุกสายพันธุ์ ดังข้อมูลใน GenBank คือ ไวรัสของกล้วยไม้ออนซิเดียม (assession # AY376393) กล้วยไม้มอคารา (AY376392) และ กล้วยไม้แคทลียา (AY376391) ยีนที่ใช้จึงมี 3 ประสิทธิภาพสูงในการยับยั้งการทางานของยีนของไวรัสที่เข้าทาลายกล้วยไม้ในประเทศไทย (Srifah et al., 1996; Arayaskul et al., 2002) 4.4 วิธีการตรวจสอบไวรัสยอดบิดในกล้วยไม้ที่ผ่านการคัดเลือก กลวยไม้หวายโซเนียเอียสกุลดัดแปลงพันธุกรรมที่ผ่านการคัดเลือกนาน 9 เดือน ตรวจพบกล้วยไม้ 2 โคลน ยับยั้งการสร้าง mRNA ของยีน CyMV-CP ได้ในระดับหนึ่งเมื่อตรวจด้วย RT-PCR เมื่อตัดแยกขยายกล้วยไม้โดยการเลี้ยงเนื้อเยื่อจนมีอายุ 17 เดือน ตรวจไม่พบไวรัสยอดบิดทั้งในระดับกรดนิวคลีอิค ระดับโปรตีนเมื่อตรวจสอบด้วยวิธี ELISA (Enzyme linked immunosorbant assay) และตรวจไม่พบอนุภาคไวรัสด้วยวิธี IEM (Immuno Electron microscopy) ที่ใช้ Antiserum ของไวรัสยอดบิด 4.5 ผลงานตีพิมพ์ Srifah, P., S. Lopprasert and N. Rungroj. 1996. Use of reverse transcription–polymerase chain reaction for cloning of coat protein–encoding genes of cymbidium mosaic virus. Gene 179 (1): 105-107. Arayaskul, N, P. Srifah and C. Piluek. 2002. Detection of potexvirus and tobamovirus causing diseases reaction for cloning of coat protein – encoding genes of cymbidium mosaic virus. Gene. 179: 105-107. in orchids. Agriculture Sci. J. 33(4-5): 173-186. Suwannaketchanatit, C., Chaisuk, P., Piluek, C., Piyachokanakul, S. and Huehne, P. Srifah. 2006. Evaluation of constitutive promoters for gene expression in Dendrobium Protocorms and Flowers. Kasetsart J.(Nat. Sci.) 40(4): 1-10 Suwannaketchanatit, C., P., Piluek, C., Piyachokanakul, S. and Huehne, P. Srifah. 2006. High efficiency of stable genetic transformation in Dendrobium orchid via microprojectile bombardment. Biologia Plantarum 51(4):720-727. Chuphrom, Anchalee, Lertluk Ngernsiri, Kisana Bhinija and Pattana Srifah Huehne. 2007. Transformation of RNAi gene construction of Cymbidium mosaic virus coat protein gene 4 into Dendrobium orchid. The Proceeding of 46thKasetsart University Annual Conference, held on 29 January-1 February, 2007 Bangkok, Thailand. Pp 135-144. 4.6 จัดประชุมเชิงปฏิบัติการ เรื่อง เทคโนโลยีการถ่ายยีนในพืชอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อการปรับปรุงพันธุ์ 7-9 เมษายน 2552 ณ อาคารปฏิบัตการ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ มีผู้เข้าร่วมประชุมรวม 81 คน 4.7 ผลิตนิสิตและผลงาน ได้แก่ นิสิตปริญญาเอก 1 คน คือ ชิดชนก สุวรรณชนาฑิต นิสิตปริญญาโท 3 คน คือ นัญวรรณ รุ่งโรจน์ นฎา อารยะสกุล และ อัญชลี ชูพร้อม นิสิตปริญญาตรี 2 คน คือ ปราถนา ตปนีย์ และ ศิริวรรณ บุญมา 5. เป็นการปรับปรุงเทคโนโลยีใหญ่ที่ทาให้ประเทศไทยมีความได้เปรียบในการแข่งขันในเวทีอุตสาหกรรม 5.1 กล้วยไม้จัดเป็นพืชใน product champion ของประเทศไทย การผลิตกล้วยไม้ต้านทานไวรัสยอดบิดในครั้งนี้จึงจะช่วยเพิ่มผลผลิตให้มากขึ้นโดยเฉพาะกล้วยไม้มีอายุมากกว่า 3 ปี และมีผลดีต่อการส่งต้นกล้วยไม้ไปยังตลาดต่างประเทศ 5.2 การผลิตกล้วยไม้ปลอดโรคโดยยังคงลักษณะที่ดีของสายพันธุ์เดิมได้ 5.3 ผลิตกล้วยไม้พันธุ์อื่นให้ต้านทานไวรัสยอดบิด โดยเฉพาะกล้วยไม้ฟาแลนนอปซิส และ ออนซิเดียม และใช้เป็นแนวทางศึกษาวิจัยกับไวรัสชนิดอื่น 5.4 ปกป้องการจดสิทธิบัตรของต่างประเทศ 5