จีโนม : ข้าว

วาสนา  กีรติจำเริญ

“ ข้าว ” จัดเป็นอาหารหลักประจำชาติของคนไทยมาเป็นเวลานานแล้วและปัจจุบันข้าวก็เป็นอาหารที่นิยมรับประทานกันอย่างแพร่หลายของคนหลายชาติดังนั้นจึงทำให้ข้าวเป็นสินค้าส่งออกที่สำคัญและทำรายได้ให้กับประเทศไทยเป็นอย่างมาก

ขณะนี้ประเทศไทยปลูกและส่งออกข้าวได้หลายชนิดและหลายสายพันธุ์มาก ซึ่งล้วนแต่เป็นพันธุ์ที่ได้มีการพัฒนาและปรับปรุงสายพันธุ์มาแล้ว “ จีโนม ” จึงเป็นการศึกษาเกี่ยวกับโครโมโซมหรือ DNA ทั้งหมดของข้าว โดยมีเป้าหมายที่จะปรับปรุงยีนและการหาลำดับเบสของมวลสารพันธุกรรม เพื่อให้ได้ข้าวสายพันธุ์ใหม่ที่มีคุณภาพ ได้ผลผลิตจำนวนมาก  แข็งแรงและทนต่อโรค

ดังนั้น จึงมีการจัดตั้งโครงการนานาชาติว่าด้วยการหาลำดับเบสจีโนมข้าว (International Rice Genome Sequencing Project : IRGSP) โดยความร่วมมือของ 11 ประเทศ คือ ญี่ปุ่น, สหรัฐอเมริกา, สาธารณรัฐประชาชนจีน, ไต้หวัน, อังกฤษ, ฝรั่งเศส, เกาหลี, แคนาดา, อินเดีย, บราซิล และประเทศไทย  ทั้งนี้ได้รับความร่วมมือและการสนับสนุนจาก 2 บริษัท คือ ซินเจนตา (Syngenta) และมอนแซนโต (Mansanto) ในด้านการวิจัยและเก็บรวบรวมข้อมูล  โครงการ IRGSPนี้ มีจุดมุ่งหมายที่จะศึกษาและ หาลำดับเบสของจีโนมข้าวเพื่อเป็นสาธารณสมบัติต่อไป  ซึ่งได้ดำเนินงานมาตั้งแต่ พ.ศ. 2541 โดยได้รับเงินทุนสนับสนุนจากกระทรวงเกษตรและกระทรวงวิทยาศาสตร์ของรัฐบาลแต่ละประเทศ

รูปที่ 1    ต้นข้าวที่ปลูกในประเทศไทย

จากการวิจัยของ IRGSP ที่พยายามจะศึกษาและสร้างแผนที่ของโครโมโซมในข้าวทั้ง12 โครโมโซมนั้น ได้ผลการวิจัยเกี่ยวกับจีโนมของข้าว คือ โครงสร้างของโครโมโซมข้าวชนิดจาโปนิกา (Japonica) สามารถเขียนแบบของจีโนมฉบับร่างได้ 2 แบบ ดังนี้

 

 

โดยจะพบว่าโครงสร้างของข้าวชนิดจาโปนิกาจะแสดงจีโนมที่สมบูรณ์ของข้าวถึง 99 % ซึ่งจะมากกว่าโครงสร้างของข้าวชนิดอินดิกา (Indica) ที่มีความสมบูรณ์ของจีโนมเพียง 92 % เท่านั้นการเปรียบเทียบลักษณะของข้าวทั้ง 2 ชนิดแสดงได้ดังนี้

 

รูปที่ 2    ต้นข้าวพันธุ์จาโปนิกา

^* mb หมายถึง หน่วยเมกะเบสแพร์ (mega base pair)

รูปที่ 3    เมล็ดข้าวพันธุ์จาโปนิกา

จากการศึกษาจีโนมของข้าวฉบับร่างที่ประสบความสำเร็จในปี พ.ศ. 2545 นั้น ทำให้ IRGSP ตั้งเป้าหมายดำเนินงานในระยะ 6 ปีข้างหน้าเพื่อที่จะสร้างจีโนมของข้าวที่สมบูรณ์แบบให้ได้ซึ่งถ้าผลการศึกษาวิจัยทำได้ตามเป้าหมายที่วางไว้  ก็คงจะทำให้มีข้าวสายพันธ์ใหม่ที่มีความสมบูรณ์และแข็งแรง  ซึ่งประชากรโลกก็หวังว่าคงจะได้รับประทานข้าวสายพันธุ์ใหม่ในอีกไม่ช้านี้อย่างแน่นอน.

 

บรรณานุกรม

 

 

“Scientisist sequence rice genome”. 2002. Chemistry in Britain, 38 (5).

“Rice genome completed” . 2003. Chemistry in Britain, 39 (2).

Optical mapping of the deinococcus radiodurans genome : http://schwartzlab.biotech.wisc.edu/research.html

Rice genome unveiled : http://www.nature.com.nsu/020402/020402-6.html

Rice – research : http://www.rice-research.org

Rice genome automate annotation system : http://ricegaas.dna.affrc.go.jp

---