การประยุกต์ใช้ในเชิงการเกษตร

การทำฟาร์มสัตว์เพื่อสุขภาพของมนุษย์ ในการใช้เทคโนโลยีDNA เพื่อปรับปรุงพันธุ์สัตว์ในมีลักษณะที่ดีขึ้น เช่นเดียวกับเป้าหมายหนึ่งคือการในการปรับปรุงพันธุ์สัตว์ที่อาศัยการผสมพันธุ์ และคัดเลือกพันธุ์ดั้งเดิม แต่ด้วยเทคโนโลยี DNAทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถหาได้ว่ายีนที่จะทำให้สัตว์มีลักษณะตามต้องการ เช่น หมูมีไขมันต่ำ วัวให้นมเร็วขึ้นและมากขึ้น เมื่อทราบว่ายีนควบคุมลักษณะนั้นคือยีนใดแล้วจึงย้ายยีน ดังกล่าวเข้าสู่สัตว์ที่ต้องการ

การทำฟาร์มสัตว์เพื่อสุขภาพของมนุษย์ อีกรูปแบบหนึ่งของการทำฟาร์มในอนาคต คือ การสร้างฟาร์มสัตว์ที่เสมือนเป็น โรงงานผลิตยาเพื่อสกัดนำไปใช้ในการแพทย์ ตัวอย่างเช่น การสร้างแกะที่ได้รับการถ่ายยีนเพื่อให้สร้างโปรตีนที่มีอยู่ในเลือดของคน และให้แกะผลิตน้ำนมที่มีโปรตีนนี้ โปรตีนชนิดนี้จะยับยั้งเอนไซม์ที่ก่อให้เกิดการทำลายเซลล์ปอดในผู้ป่วยที่เป็นโรคซิสติกไฟโปรซิส (cystic fibrosis) และโรคระบบทางเดินหายใจที่เรื้อรังชนิดอื่นๆ

การทำฟาร์มสัตว์เพื่อสุขภาพของมนุษย์ ในการสร้างสัตว์ดัดแปลงพันธุกรรม (transgenic animal) จะเริ่มจากการแยกเซลล์ไข่ออกจากเพศเมียและฉีดยีนที่ต้องการเข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ไข่ (microinjection) ซึ่งจะมีเซลล์ไข่บางเซลล์ยอมให้ยีนดังกล่าวแทรกเข้าในจีโนมของนิวเคลียสและแสดงออกได้ จากนั้นทำการผสมพันธุ์ในหลอดทดลอง (in vitro fertilization) และถ่ายฝากเข้าในตัวแม่ผู้รับ เพื่อให้เจริญเป็นตัวใหม่ซึ่งจะมียีนที่ต้องการอยู่โดยไม่จำเป็นต้องมาจากสปีชีส์เดียวกัน

การสร้างพืชดัดแปลงพันธุกรรม(trensgenic plant)

ตัวอย่างการสร้างพืชดัดแปลงทางพันธุกรรม พืชดัดแปลงทางพันธุกรรมที่มีความสามารถในการต้านทานแมลง โดยการถ่ายยีนบีทีที่สร้างสารพิษจากแบคทีเรีย(Bacillua Thuringiensis;BT) สารพิษนี้สามารถทำลายตัวอ่อนของแมลงบางประเภทอย่างเฉพาะเจาะจง โดยไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น เมื่อนำยีนที่สร้างสารพิษไปใส่ในเซลล์ของพืช เช่น ฝ้าย ข้าวโพด มันฝรั่ง ยาสูบ มะเขือเทศ พืชเหล่านี้สามารถผลิตสารทำลายตัวหนอนที่มากัดกิน ทำให้ผลผลิตของพืชเหล่านี้เพิ่มขึ้น ลดการใช้สารเคมีหรือไม่ต้องใช้เลย

ตัวอย่างการสร้างพืชดัดแปลงทางพันธุกรรม พืชต้านทานต่อโรค นักวิจัยไทยสามารถดัดแปลงพันธุกรรมของมะละกอให้ต้านทานต่อโรคใบด่างจุดวงแหวน ซึ่งเกิดจากไวรัสชนิดหนึ่ง โดยนำยีนที่สร้างโปรตีนเปลือกไวรัส (coat protein gene) ถ่ายฝากเข้าไปในเซลล์มะละกอ แล้วชักนำให้เป็นมะละกอสร้างโปรตีนดังกล่าว ทำให้สามารถต้านทานต่อเชื้อไวรัสได้ นอกจากนี้ยังมีการดัดแปลงพันธุกรรมของมันฝรั่ง ยาสูบ ให้มีความต้านทานต่อไวรัสที่มาทำลายได้

ตัวอย่างการสร้างพืชดัดแปลงทางพันธุกรรม พืชดัดแปลงทางพันธุกรรมที่สามารถต้านสารปราบวัชพืช เช่นนำเอายีนที่ต้านทานสารปราบวัชพืชใส่เข้าไปในพืชเช่นถั่วเหลือง ข้าวโพด ฝ้าย ทำให้สามารถต้านทานสารปราบวัชพืช ทำให้สารเคมีที่ปราบวัชพืชไม่มีผลต่อพืชดังกล่าวและสามารถใช้ประโยชน์จากดินและปุ๋ยอย่างมีประสิทธิภาพ การปลูกพืชหมุนเวียนยังทำได้ง่ายขึ้น ผลผลิตก็เพิ่มมากขึ้นด้วย

ตัวอย่างการสร้างพืชดัดแปลงทางพันธุกรรม พืชดัดแปลงทางพันธุกรรมที่มีคุณค่าทางอาหารเพิ่มขึ้น เช่น ในกรณีของข้าวที่เป็นธัญพืชที่เป็นอาหารหลักของโลก ได้มีนักวิทยาศาสตร์ นำยีนจากแดฟโฟดิล และยีนจากแบคทีเรียErwinia bretaria ถ่ายฝากให้ข้าว ทำให้ข้าวสร้างวิตามินเอในเมล็ดได้ เรียกว่า ข้าวสีทอง (golden rice) โดยหวังว่าการสร้างข้าวสีทอง จะมีส่วนช่วยในการลดภาวะการขาดวิตามินในประเทศที่ขาดแคลนอาหารในโลกได้

ตัวอย่างการสร้างพืชดัดแปลงทางพันธุกรรม พืชดัดแปลงทางพันธุกรรมเพื่อให้ยืดอายุของผลผลิตได้ยาวนานขึ้น โดยนำยีนที่มีผลต่อเอนไซม์ที่สังเคราะห์เอทิลีนใส่เข้าไปในผลไม้ เช่น มะเขือเทศ ทำให้มะเขือเทศสุกช้าลงเนื่องจากไม่มีการสร้างเอทิลีนลดความเน่าเสียของมะเขือเทศ สามารถเก็บรักษาได้นานขึ้นและขนส่งได้เป็นระยะทางไกลขึ้น

ตัวอย่างการสร้างพืชดัดแปลงทางพันธุกรรม พืชดัดแปลงพันธุกรรมอื่นๆ เช่น ทำให้พืชต้านทานความแห้งแล้ง ต้านทานดินเค็ม ดัดแปลงพืชให้แปลกและแตกต่างไปจากเดิมเพื่อให้เหมาะสมกับตลาดและความต้องการของมนุษย์มากขึ้น แต่อย่างไรก็ตามพืชดัดแปลงพันธุกรรม (Genetically Modified Organism : GMOs) ถึงจะมีประโยชน์มากมายแต่ก็ยังมีข้อโต้แย้งทางสังคมเป็นอย่างมากว่าอาจจะไม่ปลอดภัยกับผู้บริโภคและอาจก่อให้เกิดปัญหาทางด้านพันธุ์พืช พันธุ์สัตว์ ความหลากหลายทางชีวภาพ การมิวเทชันและอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมในอนาคตได้

การปรับปรุงพันธุ์โดยอาศัยวิธีการของ molecolar breeding ด้วยเทคโนโลยีDNAนำมาสู่การสร้างแบคทีเรีย และแผนที่เครื่องหมายทางพันธุกรรมต่างๆ ทำให้นักปรับปรุงพันธุ์สามารถนำองค์ความรู้ดังกล่าวมาใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ โดยอาศัยการคัดเลือกจากการตรวจหาจากเครื่องหมายทางพันธุกรรมระดับโมเลกุลทดแทนการคัดเลือกจากลักษณะฟีโนไทป์เพียงอย่างเดียว ซึ่งทำให้การปรับปรุงพันธุ์ต่างๆทำได้รวดเร็วขึ้นและมีความเป็นไปได้ที่จะได้พืชหรือสัตว์พันธุ์ใหม่ที่มีลักษณะต่างๆร่วมกันในเวลาที่เร็วขึ้น

การปรับปรุงพันธุ์โดยอาศัยวิธีการของ molecolar breeding ตัวอย่างการคัดเลือกสายพันธุ์ โดยอาศัยเครื่องหมายทางพันธุกรรมระดับโมเลกุลที่สามารถเห็นได้ชัดเจน เช่น การปรับปรุงพันธุ์ข้าวได้มีการศึกษาว่ายีนที่ควบคุมความทนเค็มนั้น ถูกควบคุมด้วยยีนหลายตำแหน่งและพบว่ายีนเหล่านั้นอยู่บนโครโมโซมแท่งต่างๆซึ่งมีลิงค์เกจกับเครื่องหมายทางพันธุกรรมในระดับ

เทคนิคที่ใช้ในการถ่ายฝากยีนเข้าสู่พืช ในการทำพืช GMOs ต้องใช้เทคนิคในการถ่ายฝากยีนเข้าสู่พืช เพื่อให้พืชนั้นสามารถแสดงออกในลักษณะตามที่ต้องการได้ โดยเทคนิคเหล่านี้จะทำการส่งถ่ายสารพันธุกรรมจากภายนอก[ซึ่งอาจมาจากแหล่งอื่น เช่น ยีน(Gene)จากแบคทีเรีย]เข้าสู่ภายในเซลล์ของพืช ทำให้สารพันธุกรรมจากภายนอกสามารถแทรกตัวเข้าสู่จีโนม(Genome)หรือดีเอ็นเอ(DNA)ของพืชชนิดที่ต้องการได้ แล้วทำให้เกิดการแสดงออกในลักษณะที่ยีน(Gene)(ที่แทรกตัวเข้าไป)นั้นควบคุมอยู่ได้ รวมทั้งยังสามารถที่จะถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมนั้นต่อไปยังรุ่นลูกรุ่นหลานได้อีกด้วย พืช GMOs ซึ่งถูกโอนถ่ายยีนเข้าไปนี้อาจเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า Transgenic Plants

เทคนิคที่ใช้ในการถ่ายฝากยีนเข้าสู่พืช ในปัจจุบันการถ่ายฝากยีนจากภายนอกเข้าสู่พืช สามารถที่จะทำได้หลายวิธี ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์หรือกลุ่มเซลล์หรือเนื้อเยื่อของพืชเป้าหมายที่นำมาถ่ายฝากยีน วิธีการในการถ่ายฝากยีนเข้าสู่พืช สามารถแบ่งออกเป็น 2 วิธีการหลักๆ คือ การถ่ายฝากยีนโดยตรง (Direct Gene Transfer) - การถ่ายฝากยีนโดยใช้พาหะ (Vector-Mediated Gene Transfer)

เทคนิคที่ใช้ในการถ่ายฝากยีนเข้าสู่พืช - การถ่ายฝากยีนโดยตรง (Direct Gene Transfer) เช่น การถ่ายฝากยีนโดยใช้เครื่องยิงอนุภาค (Biolistic Technique), การถ่ายฝากยีนโดยใช้เข็มฉีด (Microinjection), การถ่ายฝากยีนโดยใช้กระแสไฟฟ้า (Eletroporation) เป็นต้น

เทคนิคที่ใช้ในการถ่ายฝากยีนเข้าสู่พืช - การถ่ายฝากยีนโดยใช้พาหะ (Vector-Mediated Gene Transfer) เช่น การถ่ายฝากยีนโดยใช้แบคทีเรีย Agrobacterium (Agrobacterium-Mediated Gene Transfer) เป็นต้น

ข้อดี หรือ ประโยชน์ ของ GMOs ประโยชน์ทางด้านการเกษตร - ทำให้เกิดพืชที่ให้ผลผลิตมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ผลมีขนาดใหญ่ขึ้น (เช่น มะเขือเทศมีผลขนาดใหญ่ขึ้น), ผลมีปริมาณมากขึ้น (เช่น ปริมาณเมล็ดข้าวต่อต้นมากขึ้น), ผลมีน้ำหนักมากขึ้น (เช่น มะละกอที่มีน้ำหนักมากกว่ามะละกอปกติทั่วไป) - ทำให้เกิดพืชที่มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อม โดย ทนต่อสภาพดินฟ้าอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยต่อการเพาะปลูกหรือเจริญเติบโตของพืช ตัวอย่างเช่น พืชที่ทนแล้ง (เช่น ข้าวทนแล้ง), พืชที่ทนต่อดินเค็ม (เช่น ข้าวทนดินเค็ม), พืชที่ทนต่อดินเปรี้ยว เป็นต้น

ข้อดี หรือ ประโยชน์ ของ GMOs ประโยชน์ทางด้านการเกษตร(ต่อ) - ทำให้เกิดพืชที่ทนต่อศัตรูพืช เช่น พืชที่ทนต่อเชื้อไวรัสที่ก่อให้เกิดโรคพืช พืชที่ทนต่อเชื้อราที่ก่อให้เกิดโรคพืช พืชที่ทนต่อแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคพืช ทนต่อแมลงศัตรูพืช หรือแม้แต่ทนต่อยาฆ่าแมลง และทนต่อยาปราบวัชพืช - เมื่อทำให้พืชลดการใช้สารเคมี พิษจากสารเคมีที่ก่อให้เกิดอันตรายต่อเกษตรกรก็ลดลง - ทำให้เกิดพืชที่มีผลผลิตที่สามารถเก็บรักษาเป็นเวลานาน และอยู่ได้นาน ทำให้ขั้นตอนในการขนส่งสามารถขนส่งในระยะไกลโดยไม่เน่าหรือเสีย เช่น มะเขือเทศที่ถูกทำให้สุกช้า หรือถึงแม้จะสุกแต่ก็ไม่งอม เนื้อยังแข็งและกรอบ ไม่เละเมื่อไปถึงมือผู้บริโภค

ข้อดี หรือ ประโยชน์ ของ GMOs ประโยชน์ต่อผู้บริโภค - ทำให้เกิด พืช ผัก ผลไม้ มีคุณค่าทางโภชนาการเพิ่มมากขึ้น เช่น ทำให้มะเขือเทศมีวิตามินอีมากขึ้น ทำให้ส้มหรือมะนาวที่มีวิตามินซีเพิ่มมากขึ้น ทำให้กล้วยมีวิตามินเอเพิ่มขึ้น เป็นต้น - ทำให้ลดการขาดแคลนอาหารได้ เนื่องจากการปรับปรุงพันธุ์ให้มีผลผลิตและความต้านทานต่างๆมากขึ้น ทำให้มีผลผลิตที่เพิ่มมากขึ้น ตอบสนองต่อความต้องอาหารที่เพิ่มมากขึ้น

ข้อดี หรือ ประโยชน์ ของ GMOs

ข้อดี หรือ ประโยชน์ ของ GMOs

ข้อดี หรือ ประโยชน์ ของ GMOs ประโยชน์ต่อด้านการอุตสาหกรรม - มี GMOs หลายชนิดที่ไม่ใช่พืช ที่ใช้กันอยู่ในอุตสาหกรรมอาหาร เช่น เอนไซม์ที่ใช้ในการผลิตน้ำผักผลไม้ หรือ เอนไซม์ ไคโมซิน (Chymosin) ที่ใช้ในการผลิตเนยแข็งเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จาก GMOs และทำมาเป็นเวลานานแล้ว ทำให้ลดทั้งต้นทุนการผลิตและเวลาที่ต้องใช้ลง

ข้อเสีย หรือ ผลเสีย ของ GMOs - ปัญหาเรื่อง อาจมีสิ่งอื่นเจือปนที่ทำให้เกิดอันตรายจากสารอาหารที่ได้จากจีเอ็มโอ(GMOs) ได้ เช่น เคยมีข่าวว่า คนในสหรัฐอเมริกาเกิดการล้มป่วยและเสียชีวิตเกิดขึ้น ซึ่งมีสาเหตุมาจากการบริโภค กรดอะมิโน L-Tryptophan ซึ่งเป็นสารอาหารที่ได้จากจีเอ็มโอ(GMOs)โดยเป็นผลิตภัณฑ์ของบริษัท Showa Denko แต่ความจริงแล้วจีเอ็มโอ(GMOs) ไม่ได้เป็นสาเหตุของอันตราย แต่เกิดจากความผิดพลาดในกระบวนการหลังการทำให้บริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ โดยในขั้นของการควบคุมคุณภาพ (Quality Control) มีความบกพร่องจนมีสิ่งเจือปนที่ไม่ต้องการเหลืออยู่

ข้อเสีย หรือ ผลเสีย ของ GMOs - ปัญหาเรื่อง จีเอ็มโอ(GMOs)อาจเป็นพาหะของสารที่เป็นอันตรายได้ อย่างในการทดลองของ Dr.Pusztai ได้ทำการทดลองให้หนูกินมันฝรั่งดิบที่มีสารเลคติน(lectin)เจือปนอยู่ แล้วผลออกมาว่าหนูมีภูมิคุ้มกันลดลง รวมถึงลำไส้ของหนูมีลักษณะบวมอย่างผิดปกติ นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากวิจารณ์การทดลองนี้ว่า มีความบกพร่องในการออกแบบการทดลองรวมถึงในวิธีการทดลอง ซึ่งเชื่อว่าต่อไปจะมีการทดลองที่รัดกุมมากขึ้น และมีคนกังวลว่า ดีเอ็นเอ (DNA) จากไวรัสที่ใช้ในการทำจีเอ็มโอ(GMOs) อาจเป็นอันตรายได้

ข้อเสีย หรือ ผลเสีย ของ GMOs ปัญหาเรื่อง อาจการเกิดสารภูมิแพ้(allergen)ซึ่งอาจได้มาจากสิ่งมีชีวิตที่เป็นแหล่งเดิมของยีน(gene)ที่นำมาใช้ทำจีเอ็มโอ(GMOs)นั้น อย่างการใช้ยีน(gene)จากถั่ว Brazil nut มาทำจีเอ็มโอ(GMOs)เพื่อเพิ่มคุณค่าของโปรตีนในถั่วเหลืองให้มากขึ้นสำหรับเป็นอาหารสัตว์ ก่อนที่จะออกจำหน่ายพบว่าจีเอ็มโอ(GMOs)ที่เป็นถั่วเหลืองชนิดนี้อาจทำให้คนกลุ่มหนึ่งเกิดอาการแพ้ได้ เนื่องจากได้รับโปรตีนที่เป็นสารภูมิแพ้จากถั่ว Brazil nut ทางบริษัทจึงได้ระงับการพัฒนาและการจำหน่ายจีเอ็มโอ(GMOs)ชนิดนี้ แต่ถึงอย่างนั้นพืชจีเอ็มโอ(GMOs)ชนิดอื่นๆ ที่มีจำหน่ายอยู่ทั่วโลกในขณะนี้ อย่างพวก ถั่วเหลืองและข้าวโพดนั้น ได้มีการประเมินแล้วว่า มีอัตราความเสี่ยงไม่แตกต่างจากถั่วเหลืองและข้าวโพดที่ปลูกอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ

ข้อเสีย หรือ ผลเสีย ของ GMOs - ปัญหาเรื่อง ความปลอดภัยต่อผู้บริโภคในการตัดต่อพันธุกรรมในสัตว์ อย่างใน วัว หมู ไก่ รวมถึงสัตว์ชนิดอื่นที่จะได้รับ recombinant growth hormone ทำให้อาจมีคุณภาพที่ไม่เหมือนจากในธรรมชาติ และอาจมีสารตกค้าง โดยไม่มีข้อยืนยันชัดเจนในเรื่องนี้ ซึ่งในระบบสรีระวิทยาของสัตว์นั้นมีความซับซ้อนมากกว่าทั้งของในพืชและจุลินทรีย์ อาจมีผลกระทบอื่นๆ ที่ไม่คาดคิดได้จากการตัดต่อพันธุกรรมในสัตว์ ซึ่งอาจมีสารพิษอื่นๆที่ไม่ต้องการตกค้างได้ ทำให้ในการตัดต่อพันธุกรรมในสัตว์ที่เป็นอาหารโดยตรง ต้องมีการพิจารณาของขั้นตอนในการประเมินในด้านความปลอดภัยที่ครอบคลุมมากกว่าการตัดต่อพันธุกรรมในจุลินทรีย์และพืช

ข้อเสีย หรือ ผลเสีย ของ GMOs - ปัญหาเรื่อง อาจมีส่วนของยีน(gene)จำพวก 35S promoter และ NOS terminator ที่อาจมีอยู่ในเซลล์ของจีเอ็มโอ(GMOs)ซึ่งอาจจะไม่ถูกย่อยในส่วนของกระเพาะอาหารและส่วนของลำไส้ แล้วเข้าสู่เซลล์ปกติของคนที่รับประทานจีเอ็มโอ(GMOs)เข้าไป แล้วอาจทำให้มีการ active ของสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้น มีผลอาจทำให้ยีน(gene)ของคนที่รับประทานเข้าไปเกิดการเปลี่ยนแปลงได้ แต่จากผลการทดลองที่ผ่านๆมาได้มีการยืนยันว่า มีโอกาสเป็นไปได้น้อยมาก

ข้อเสีย หรือ ผลเสีย ของ GMOs - ปัญหาเรื่อง ความเสี่ยงต่อความปลอดภัยของผู้บริโภคในการตัดต่อพันธุกรรมในพืช ทำให้พืช GMOs อาจมีการผลิตสารบางอย่างหรือโปรตีนบางชนิดที่ไม่พึงประสงค์ที่ไม่เหมือนจากในธรรมชาติที่พืชปกติชนิดนั้นผลิตออกมา เป็นผลอันเกิดจากการใส่ยีนที่ไม่มีอยู่ตามปกติของพืชชนิดนั้นลงไป สารหรือโปรตีนชนิดนั้นอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพของผู้บริโภคได้ ซึ่งในระบบสรีระวิทยาของพืชมีความซับซ้อนกว่าในแบคทีเรียหรือไวรัสมากอาจทำให้ไม่สามารถคาดการณ์ผลลัพธ์ได้ทั้งหมด ทั้งนี้ถ้าหากพืช GMOsผ่านการแปรรูปแล้ว จะมีความเสี่ยง(ในกรณีนี้)น้อยกว่า ที่ยังไม่ผ่านการแปรรูป

Reference http://biologythn.blogspot.com/2013/07/blog-post.html http://www.thaibiotech.info/transfer-gene-to-plants-techniques.php#more-740 http://www.thaibiotech.info/advantages-of-gmos.php http://www.thaibiotech.info/disadvantages-of-gmos.php

สมาชิกกลุ่ม 1. นายธนวินท์ ธนกิจไพศาล ชั้นม. 5/1 เลขที่ 6ก 2. นางสาวธนภรณ์ แก้วพิทักษ์ ชั้นม. 5/1 เลขที่ 9ก 3. นายกฤตภาส เปี่ยมเจริญพร ชั้นม. 5/1 เลขที่ 5ข