พืชแต่งพันธุ์ต้านทานแมลง แมลงศัตรูพืชสร้างความเสียหายต่อพืช ระยะการเจริญเติบโต เนื้อเยื่อส่วนต่างๆ นำไปสู่การพัฒนาวิธีการควบคุมแมลง เลือกช่วงเวลาปลูกพืช ใช้พันธุ์พืชต้านทานแมลง สารเคมีกำจัดแมลง

ข้อจำกัดของสารเคมีกำจัดแมลง ช่วงเวลาออกฤทธิ์ การเข้าถึงเนื้อเยื่อเป้าหมาย มีผลต่อแมลงโดยรวม วิวัฒนาการแมลงต้านทานสารเคมี การปนเปื้อนสิ่งแวดล้อม

หลักการสร้างพืชแต่งพันธุ์ต้านทานแมลง สร้างโปรตีนยับยั้งการสร้างเอนไซม์ย่อยอาหารในแมลง สร้างโปรตีนที่เป็นพิษต่อแมลง

เอนไซม์ในระบบทางเดินอาหารของแมลง แมลงเข้าทำลายเมล็ดพันธุ์ เป็นแหล่งโปรตีนและคาร์โปไฮเดรต กลุ่มเอนไซม์ที่เกี่ยวข้อง เช่น โปรตีเอส และ อะไมเลส ย่อยสารอาหารเพื่อใช้ในแมลง

พืชพัฒนากลไกต้านทานการเข้าทำลายของแมลง ป้องกันตัวเองโดยสร้างโปรตีนยับยั้งเอนไซม์ protease inhibitor amylase inhibitor แมลงไม่สามารถย่อยอาหารได้ การเจริญเติบโตชะงัก หรือ ตายในที่สุด

พืชแต่งพันธุ์ต้านทานแมลง โคลนยีนควบคุมรหัส enzyme inhibitor ดัดแปลงโปรโมเตอร์ ถ่ายย้ายดีเอ็นเอเข้าสู่พืชเป้าหมาย คัดเลือกพืช ตรวจสอบการแสดงออกของยีน ตรวจสอบการถ่ายทอดพันธุกรรม

ข้อจำกัดของวิธีการ ระบบย่อยอาหารในแมลงมีความยืดหยุ่น เอนไซม์อื่นช่วยย่อยอาหาร ชะลอการพัฒนาของแมลงเท่านั้น วงชีวิตยาวขึ้น ลดจำนวนลง ไม่มีการพัฒนาเป็นพืชการค้า

โปรตีนที่เป็นพิษต่อแมลง แหล่งยีนจากแบคทีเรีย Bacillus thuringiensis พบทั่วไปในสิ่งแวดล้อม โปรตีนมีโครงสร้างผลึิก (crystal structure) Bt toxin มีฤทธิ์ฆ่าแมลง cry gene

Cry gene อยู่บนพลาสมิด มากกว่า 100 ชนิด ประสิทธิภาพต่อแมลงต่างกัน

กลไกการทำงานของบีทีทอกซิน แบคทีเรียเข้าสู่ระบบทางเดินอาหารแมลง เอนไซม์ย่อยโปรตีนให้อยู่ในรูปออกฤทธิ์ได้ ทำปฏิกิริยากับเซลล์ทางเดินอาหาร เกิดรูรั่ว การย่อยและดูดซึมอาหารผิดปกติ เลือดเป็นพิษ แมลงตายภายใน 2-3 วัน

กลไกการทำงานของบีทีทอกซิน

บีทีทอกซินกับการเกษตร ใช้ในรูปผง เพื่อโรยหรือฉีดพ่น เป็นทอกซินผสม พืชดัดแปลงพันธุกรรมด้วย cry gene ยาสูบ มะเขือเทศ ข้าว ข้าวโพด ฝ้าย

Strong promoter Specific promoter

ข้อได้เปรียบของพืชบีที ลดการใช้ยาฆ่าแมลง ไม่มีผลของสิ่งแวดล้อม ควบคุมตลอดฤดูปลูก ไม่เป็นพิษต่อมนุษย์ ไม่มีผลต่อแมลงที่ไม่ใช่ศัตรูพืช ข้อกังวลต่อพืชบีที เร่งกลไกต้านทานบีทีทอกซินในแมลง

พืชแต่งพันธุ์ต้านทานไวรัส โครงสร้างไวรัส โปรตีนห่อหุ้ม และ สารพันธุกรรม การถ่ายทอดเชื้อไวรัส เครื่องมือเกษตร แมลง เมล็ด

การควบคุมโรคจากเชื้อไวรัส ลดการสัมผัสผ่านเครื่องมือ กำจัดแมลง พัฒนาพันธุ์ต้านทาน cross protection การดัดแปลงพันธุกรรมพืช

พริกต้านทานไวรัส ใบด่างประ บิดเบี้ยว ลีบ Chilly Vein Banding Mottle Virus (CVbMV) ใบด่างประ บิดเบี้ยว ลีบ ผลลีบบิดเบี้ยว มีรอยด่าง น้ำหนักผลลด RNA virus ถ่ายทอดผ่านเพลี้ยอ่อน

CVbMV RNA genome cDNA of coat protein ถ่ายย้ายเข้าสู่พริกพันธุ์บางช้าง ทรงต้นพุ่มเตี้ย ผลสุกสีแดงสด ผิวมัน ผลผลิตสูง อ่อนแอต่อโรค Transgenic chilly 1/200 ต้านทานโรค ถ่ายทอดลักษณะสู่รุ่นต่อไปได้

กลไกอื่นๆ เพื่อสร้างพืชต้านทานจุลินทรีย์ - Pathogenesis-related protein Chitinase or Glucanase ย่อยเยื่อหุ้มเซลล์ - Phytoalexin –2nd metabolite - Hydrogen peroxide-hypersensitive response