ม.มหิดล วิจัยระบบรากพืชเศรษฐกิจต่อลมหายใจเกษตรกรไทย

ในบรรดาพืชที่ได้มีการยื่นจดสิทธิบัตรเพื่อขอรับความคุ้มครองตามประกาศของกระทรวงการเกษตรและสหกรณ์มากที่สุดในลำดับต้นๆ คงไม่พ้น “ข้าว” ซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจที่เป็นทรัพยากรหลักของชาติ

แม้ที่ผ่านมาปัญหาโรคระบาดจากวิกฤติ COVID-19 จะหนักหนาสาหัสเพียงใดแต่ยังมีหลายภูมิภาคบนโลกใบนี้ที่ยังรอคอยการเยียวยาตามเป้าหมาย SDGs ข้อที่ 1 ซึ่งว่าด้วยการขจัดความยากจน (No Poverty) และ SDGs ข้อที่ 2 ซึ่งว่าด้วยการขจัดความ หิวโหย (Zero Hunger) ตามเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืนแห่งสหประชาชาติ

ประเทศไทยในฐานะที่เป็นแหล่งปลูกข้าวที่สำคัญของโลกก็สามารถมีส่วนช่วยให้ SDGs 1 และ 2 แห่งสหประชาชาติบรรลุเป้าหมาย ซึ่งการใช้นวัตกรรมและเทคโนโลยีที่เหมาะสม จะสามารถช่วยเพิ่มผลผลิตและต่อลมหายใจให้กับเกษตรกรได้

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ปฐมพงษ์ จอห์นส์ แสงวิไล อาจารย์ประจำภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ผู้เป็นกำลังสำคัญของ “Root Lab Thailand” ซึ่งเป็นห้องปฏิบัติการหลักเพื่อการศึกษาและวิจัยระบบรากพืชของประเทศไทย กล่าวว่า “ราก” คือ หัวใจสำคัญของพืช การปลูกพืชใดๆ ให้ประสบผลสำเร็จ จะต้องใส่ใจศึกษาระบบรากของพืช เพื่อการคัดเลือกนำไปปลูกให้เหมาะสมต่อสภาพของแต่ละพื้นที่ด้วย บ่อยครั้งที่เกษตรกรปลูกพืชไม่ได้ผลดี เนื่องจากไม่ได้มีการศึกษาเพื่อการเตรียมพร้อมที่ดีก่อนการปลูก จากเดิมที่เชื่อว่าพืชยิ่งมีรากเยอะจะยิ่งดูดน้ำดูดอาหารจากดินและเจริญเติบโตได้ดีนั้น แท้ที่จริงแล้วยิ่งพืชมีรากเยอะ จะไปแย่งอาหารจากใบและดอก ทำให้ไม่สามารถให้ผลผลิตได้ดีเท่าที่ควร

ซึ่งการคัดเลือกพืชที่มีระบบรากที่เหมาะสมกับสภาพพื้นที่เพาะปลูก จะทำให้พืชชนิดนั้นๆ สามารถใช้ปุ๋ยได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในดินที่มีไนโตรเจนต่ำ หรือขาดการใส่ปุ๋ยบำรุง เนื่องจากขาดแคลนทรัพยากร การคัดเลือกพืชที่มีระบบรากที่เหมาะสมลงปลูกจะทำให้สามารถลดการใช้ปุ๋ยลงได้

ด้วยนวัตกรรม “SimRoot-Rice” ที่ “Root Lab Thailand” ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้ริเริ่มและพัฒนาร่วมกับ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดย ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) กรมการข้าว กระทรวงการเกษตรและสหกรณ์ Pennsylvania State University สหรัฐอเมริกา และ University of Nottingham สหราชอาณาจักร ได้ทำการทดลอง “ปลูกข้าวบนคอมพิวเตอร์” เป็นครั้งแรกจากการดัดแปลงต่อยอด platform ของการปลูกข้าวโพด ซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจที่ใช้กันทั่วโลก มาประยุกต์ทดลองใช้กับการปลูกข้าว พบว่าสามารถนำไปพัฒนาโครงสร้างราก และช่วยในการระบุลักษณะรากที่เหมาะสมในสภาวะต่างๆ เพื่อย่นระยะเวลาในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยอยู่ในขั้นตอนการเตรียมไปใช้ทดลองปลูกจริงในแปลงเกษตรต่อไป

โดยทีมวิจัยได้มีการเก็บข้อมูลความหลากหลายทางโครงสร้างระบบรากของพันธุ์ข้าวทั่วประเทศ และวางแผนต่อยอดโดยใช้ข้อมูลดังกล่าวมาป้อนข้อมูลให้กับระบบ AI หรือปัญญาประดิษฐ์ในคอมพิวเตอร์ได้ประมวลผลเพื่อการพยากรณ์ว่าสภาพพื้นที่หรือภูมิอากาศแบบใดจะต้องใช้พันธุ์ข้าวที่มีรากแบบไหนถึงจะปลูกได้ผลดี โดยโปรแกรมสามารถคำนวณได้ถึงผลผลิตจากการปลูกข้าวที่มีรากในแบบต่างๆ ซึ่งมีการใช้น้ำและการให้ปุ๋ยหรือไนโตรเจนเป็นตัวแปรได้อีกด้วย

นอกจากนี้ ยังได้มีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี Image Analysis Program เพื่อการวิเคราะห์โครงสร้างรากพืชจากภาพ และทดลองใช้ 3D Scanner เพื่อการสร้างโมเดลสามมิติที่ช่วยให้สามารถติดตามข้อมูลการพัฒนาระบบรากพืชได้ในทุกจุดอย่างละเอียด โดยทีมวิจัยได้มีการพัฒนาต่อยอดเพื่อให้สามารถนำไปใช้ได้จริงในการปรับปรุงพันธุ์พืชเศรษฐกิจอื่นๆ เช่น มันสำปะหลังได้ต่อไปอีกด้วย

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ปฐมพงษ์ จอห์นส์ แสงวิไล กล่าวทิ้งท้ายว่า ประเทศไทยยังขาดองค์ความรู้เกี่ยวกับพืชและชีวพันธุกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเข้าใจทางชีววิทยาระบบรากของพืชอยู่เป็นอย่างมาก นอกจากนี้ พบว่ายังมีการศึกษาระบบโครงสร้างรากของพืชไม่มากเท่าที่ควร ซึ่งการส่งออกพืชเศรษฐกิจไม่ได้สำคัญแต่เพียงการมีบรรจุภัณฑ์ที่สวยงาม แต่ควรมีการส่งเสริมงานวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์พื้นฐาน เพื่อการพัฒนาปรับปรุงพันธุ์พืชให้ได้ประโยชน์อย่างเต็มที่มากกว่า โดย “Root Lab Thailand” ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล พร้อมทำหน้าที่ “ปัญญาของแผ่นดิน” ตามปณิธานของมหาวิทยาลัยมหิดล เพื่อมอบองค์ความรู้และให้คำปรึกษาเพื่อช่วยเหลือปัญหาการพัฒนาระบบรากพืชสำหรับเกษตรกรไทย ซึ่งสามารถติดตามได้ทางเว็บไซต์ https://rootlabmahidol.wordpress.com หรือทาง inbox ของ Facebook : MUSC Root Lab

ติดตามข่าวสารที่น่าสนใจจากมหาวิทยาลัยมหิดลได้ที่ www.mahidol.ac.th

สัมภาษณ์ และเขียนข่าวโดย
ฐิติรัตน์ เดชพรหม
นักประชาสัมพันธ์ (ชำนาญการ) งานสื่อสารองค์กร กองบริหารงานทั่วไป
สำนักงานอธิการบดี มหาวิทยาลัยมหิดล โทร. 0-2849-6210