การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ปจจุบันเทคนิคการเพาะเลีย้ งเนื้อเยื่อพืชจัดเปนเทคนิคพืน้ ฐานที่นํามาใชประโยชนในดาน การขยายพันธุพืช การศึกษา และการคนควาวิจัยในทุกสาขาที่เกี่ยวของกับพืช สวนใหญนํามาใช ผลิตและขยายพันธุพืช ใชในการผลิตเชิงการคา เนื่องจากสามารถผลิตพืชใหมีคุณภาพดีสม่ําเสมอ ไดปริมาณมาก ในเวลาอันรวดเร็ว เมื่อเทียบกับวิธีการขยายพันธุแบบไมใชเพศอื่นๆ การเพาะเลีย้ งเนื้อเยื่อไดถูกนํามาใชจนเกิดผลเปนรูปธรรมกับพืชหลายชนิด ตัวอยางพืชที่ ทําเปนการคาประสบผลสําเร็จ และใหผลตอบแทนมาก คือพวกไมเนื้อออน เชน กลวยไม หนาวัว ลิลลี่ เบญจมาศ กลอกซิเนีย เยอบีรา เปนตน ความหมาย การเพาะเลีย้ งเนื้อเยื่อพืช เปนวิธีการขยายพันธุพืชแบบไมใชเพศวิธีหนึง่ ปฏิบัติภายใต สภาพที่ควบคุม เรื่องความสะอาดแบบปลอดเชื้อ อุณหภูมิและแสง ดวยการนําชิ้นสวนของพืชที่ยัง มีชีวิต เชน ลําตน ยอด ตาขาง กานชอดอก ใบ กานใบ อับละอองเกสร ฯลฯ มาเพาะเลีย้ งบนอาหาร สังเคราะห และชิ้นสวนนั้นสามารถเจริญและพัฒนาเปนตนพืชที่สมบูรณมีทั้งสวนใบ ลําตน และ รากสามารถนําออกไปปลูกในสภาพธรรมชาติได ที่ผานมามีการนําเทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชประยุกตใชกับดานเภสัชวิทยา และ ชีววิทยา แตปจ จุบันมีการพัฒนา และนํามาใชแกปญหา หรือเพื่อประโยชนในทางดานภาคเกษตร และอุตสาหกรรมกันมากขึน้ เชน ดวยการนําเมล็ดไผมาผลิต ขยายดวยวิธีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่ออีก ดวย เปนตน ประโยชน 1. สามารถผลิตตนพันธุพืชปริมาณมากในระยะอันรวดเร็ว 2. ตนพืชที่ผลิตไดจะปลอดโรค โดยเฉพาะโรคที่มีสาเหตุจากเชื้อไวรัส แบคทีเรีย ดวย การตัดเนื้อเยื่อที่เจริญอยูบริเวณปลายยอดของลําตน ซึ่งยังไมมีทออาหาร อันเปนทางเคลื่อนยาย ของเชื้อโรคดังกลาว 3. ตนพืชที่ผลิตได จะมีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนตนแม คือมีลักษณะตรงตามพันธุ ดวยการใชเทคนิคของการเลี้ยงจากชิ้นตาพืชพัฒนาเปนตนโดยตรง หลีกเลี่ยงขั้นตอนการเกิดกลุม กอนเซลลที่เรียกวา แคลลัส 4. ตนพืชที่ผลิตไดจะมีขนาดสม่ําเสมอ ผลผลิตที่ไดมีมาตรฐานและเก็บเกี่ยวไดคราวละ มากๆ พรอมกันหรือในเวลาเดียวกัน 5. เพื่อการเก็บรักษาหรือแลกเปลี่ยนพันธุพชื ระหวางประเทศ
6. เพื่อประโยชนดานการสกัดสารจากตนพืช นํามาใชประโยชนดานตางๆ เชน ยาฆา แมลง ยารักษาโรค เปนตน 7.ใชเพาะเลี้ยงพืชที่ไมสามารถงอกในธรรมชาติได เชน กลวย กลวยไม เปนตน นอกจากนี้ยังมีคุณประโยชนอีกหลายประการ เชน เพื่อการผลิตพืชทนทานตอ สภาพแวดลอม ทนกรด ทนเค็ม ฯลฯ หรือการใชประโยชนเกีย่ วกับการศึกษาทางชีวเคมี และ สรีรวิทยาของพืช เปนตน ในสวนของของกรมสงเสริมการเกษตรไดนําประโยชนขอ 1-4 มาเปน ขอกําหนดคุณลักษณะพันธุพ ืชที่ผลิตดวยวิธีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ กอนนําเขาระบบสงเสริมสู เกษตรกร คือ ตนพันธุพืชทีผ่ ลิตไดตองปลอดโรค ลักษณะตรง ตามพันธุ และสามารถขยายได ปริมาณมาในเชิงอุตสาหกรรม นับเปนหนวยงานแรกของภาครัฐที่มีการนําเทคโนโลยีเพาะเลี้ยง เนื้อเยื่อมาพัฒนาการใชงานขยายพันธุพืชเศรษฐกิจในเชิงพาณิชยอยางเปนรูปธรรมและพรอม นําไปใชในระบบสงเสริม ตัวอยางพันธุพชื เพาะเลี้ยงทีม่ กี ารทดลองนํารองปลูกในสภาพไร และ ประสบผลสําเร็จเปนอยางดี ไดแก หนอไมฝรั่ง กลวย ออย สับปะรด ไผ เบญจมาศ และ สตรอเบอรี่ เปนตน อุปกรณและเครื่องมือที่ใช อุปกรณที่ใชกบั งานเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อคอนขางมีมากชนิด การจัดวางเครื่องมือตองคํานึงถึง ความสะดวกในการใชตอพืน้ ที่ใหเกิดประโยชนมากที่สดุ ถากําหนดชนิดของเครื่องมือตาม ตําแหนงของการใชงานภายในหองปฏิบัติการจะแบงออกเปน 3 หองใหญๆ คือ 1. หองเตรียมอาหาร 2. หองถายเนือ้ เยื่อ 3. หองเลี้ยงเนือ้ เยื่อ หองปฏิบตั ิการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อของพืช หองปฏิบัติการประกอบดวยสวนที่สําคัญ 3 สวน คือ 1.หองเตรียมอาหาร ควรเปนหองที่มีโตะสําหรับเตรียมสารเคมี อางน้ํา ตูเย็นสําหรับเก็บ สารเคมี และ/ละลายเขมขน หมอนึ่งฆาเชื้อจุลินทรียแบบความดันไอน้ํา เครื่องชั่ง เครื่องวัดความเปน กรด-ดาง เตาหลอมอาหาร 2.หองถายเนื้อเยื่อ เครื่องมือที่ใชในหองนีค้ ือ ตูสําหรับเลี้ยงหรือถายเนื้อเยื่อ ซึ่งเปนตูที่มี อากาศถายเทผานแผนกรอง ที่สามารถกรองเชื้อจุลินทรียไ วไดตลอดเวลา ทําใหอากาศภายใน บริเวณตูเ ปนอากาศบริสุทธิ์
3.หองเลี้ยงเนือ้ เยื่อ อุปกรณที่สําคัญในหองนี้คือ ชั้นวางขวดเนื้อเยื่อ เครื่องเขยา ระบบให แสงสวาง พรอมเครื่องปด-เปดไฟอัตโนมัติ และเครื่องปรับอากาศ การแบงพื้นทีอ่ อกเปน 3 สวนดังกลาวนั้น สวนเลี้ยงเนื้อเยื่อควรอยูด านในสุดที่ไมมกี าร เดินผานจากผูที่ไมเกี่ยวของ สวนตัดเนื้อเยือ่ จะอยูตรงกลาง และสวนเตรียมอาหาร ควรอยูดาน นอกสุด เพราะความรอนจากการตมอาหาร จะทําใหเกิดไอน้ําและทําใหอุณหภูมหิ องสูงขึ้น ซึ่งเปน สภาพแวดลอมที่ไมเหมาะสมตอสวนตัดเนื้อเยื่อและสวนเลี้ยงเนื้อเยื่อ สภาพแวดลอมที่เหมาะสมในการเลี้ยงเนื้อเยื่อจะแตกตางกันสําหรับพืชแตละชนิด โดยทั่วไปมักจะปรับสภาพแวดลอมภายในหองใหมีอุณหภูมิประมาณ 25 องศาเซลเซียส ระยะเวลาใหแสงประมาณ 12 – 16 ชั่วโมง / วัน ความเขมของแสง 1,000 – 3,000 ลักษ การสรางหองปฏิบัติการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ มีหลักการปฏิบัติดังนี้ 1. แบงพื้นที่ออกเปน 3 สวน ดังที่อธิบายขางตน 2. กําหนดงบประมาณที่จะใชและพยายามประยุกตวัสดุหรือของที่มีอยูใชตามความจําเปน 3. หาความรูเกีย่ วกับพืชที่ตองการขยาย ทั้งนี้ควรเริ่มฝกปฏิบัติ เพื่อหาประสบการณจาก ชนิดพืชที่มีผูสําเร็จแลว เพื่อเปนกําลังใจกับการทําพืชชนิดอื่นตอไป 4. เมื่อเขาสูขั้นตอนปฏิบัติ ตองปฏิบัติตามหลักการของเทคนิคปลอดเชื้อ ตั้งแต ชิ้นสวน ของพืชที่ใช การฟอกฆาเชือ้ สูตรอาหารกับการเพิ่มปริมาณและชักนําราก เมื่อดําเนินการตามลําดับ ถึงขั้นตอนที่ 4 หมายถึง ทานเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชไดแลว แตยัง ไมไดหมายถึงทําเปนการคาได เพระมีรายละเอียดและขอจํากัดอีกมากที่จําเปนตองรู ทั้งดาน เศรษฐศาสตร และวิชาการทีต่ องควบคูไปจนถึงจุดคุมทุนและกําไรในที่สุด อาหารเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ปจจัยที่สําคัญมากอยางหนึ่งที่จะทําใหการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อประสบความสําเร็จ คือสูตร อาหารที่เหมาะสม ซึ่งตองประกอบดวยอาหารที่พืชสามารถนําไปใชไดอยางมีประสิทธิภาพ มักมี การเรียกอาหารที่ใชเพาะเลีย้ งเนื้อเยื่อแตกตางกันไป เชน อาหารวิทยาศาสตร อาหารสังเคราะห อาหารวุน ฯลฯ ใหเขาใจวาเปนอาหารทีใ่ ชกับการขยายพันธุพืช ดวยการเพาะเลีย้ งเนื้อเยื่อ เหมือนกัน อาหารที่นิยมใชมีหลายสูตรแตละสูตรจะเรียกตามชื่อผูทคี่ ิดคนสูตรอาหารนั้นๆ ซึ่งจะ ถูกปรับใหใกลเคียงกับธาตุอาหารที่พืชไดรับในสภาพธรรมชาติมากที่สุด โดยเพิ่มในสวนของสาร ควบคุมการเจริญเติบโต น้ําตาล วิตามิน เชน สูตร MS ( Murashige & Skoog , 1962) สูตร Gamborg (B – 5 , 1970) สูตร VW ( Vacin & Went , 1949 ) และสูตร WPM ( Gloyd and McCown , 1980 ) เปนตน การเลือกใชอาหารสูตรใดขึน้ อยูกับความเหมาะสมของชนิดพืชและ วัตถุประสงคที่ใช แตกตางกันตามชนิดหรือพันธุพืช หรือตามพัฒนาการของเนื้อเยือ่ สวนประกอบ
พื้นฐานของสูตรอาหารประกอบดวย ธาตุอาหารหลัก ธาตุอาหารรอง เกลือแร และวิตามิน ตางๆ สารอาหารอื่นๆ ที่จําเปน ไดแก กรดอะมิโน สาควบคุมการเจริญเติบโต หรือสารสกัดจากพืช ซึ่งมี ผลตอการเพิ่มจํานวน และการพัฒนาของเซลลพืช ชนิดของอาหารเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช อาหารเพาะเลีย้ งเนื้อเยื่อ มี 2 รูปแบบภายใตสูตรเดียวกัน แลวแตผูปฏิบตั ิเห็นวาในระยะ ไหนควรใชอาหารรูปแบบใดแลวสงผลดีตอการพัฒนาของชิ้นพืชไดดีกวา ไดแก 1. อาหารแข็ง ( Solid medium) เปนเพียงการผสมวุนลงในอาหาร ประมาณ 0.7 -1 % หรือ 7-10 กรัม ตออาหาร 1 ลิตร เพื่อชวยพยุงชิน้ พืชใหสามารถเจริญเติบโตอยูบนอาหารได 2. อาหารเหลว ( Liquid medium) เปนอาหารที่ไมมีสวนผสมของวุน ชิ้นพืชที่เลี้ยงใน อาหารเหลวมักจะมีการเจริญเติบโตที่ดี และคอนขางรวดเร็ว แตตองระวังเรื่องการถายเทอากาศ ของชิ้นพืช ถาเลี้ยงเนื้อเยื่อในอาหารเหลว จําเปนตองเลี้ยงบนเครื่องเขยา (Shaker) ควบคูกันไป เสมอ ทั้งนี้เครื่องเขยาจะเคลื่อนไหวดวยการหมุนในแนวขนานกับพืน้ โลก อัตรา 100- 120 รอบ ตอนาที การเขยาตลอดเวลาจะชวยใหออกซิเจนละลายลงในอาหารสงผลดีตอการเจริญเติบโตของ เนื้อเยื่อพืชบนอาหารเหลวเปนเวลานานพืชอาจมีการฉ่ําน้าํ หากพบอาการดังกลาว ควรหยุดการใช อาหารเหลว และเปลี่ยนไปใชอาหารแข็งจะสามารถลดอาการฉ่ําน้ําของพืชลดลงได สูตรอาหารเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช การที่จะตัดสินใจวาจะเลือกอาหารสูตรใด รูปแบบไหนเพื่อมาทําการเพาะเลี้ยง ตองคํานึงถึง สายพันธุ อายุพืช ชิ้นสวนทีใ่ ช โดยเฉพาะอยางยิ่งวัตถุประสงคของการเพาะเลีย้ ง ถาเพื่อการ ปรับปรุงพันธุ จะใชสูตรอาหารที่แตกตางจากการเพาะเลีย้ งเนื้อเยื่อ เพื่อใหตนทีไ่ ดมีลกั ษณะเหมือน ตนแม ในที่นจี้ ะขอยกตัวอยางสูตรอาหารที่เปนที่นิยม และใชไดผลดีเปนตัวอยาง 8 สูตร ดังนี้ 1. สูตร VW (Vacin and Went, 1949) ใชกบั การเพาะเลีย้ งเนื้อเยื่อกลวยไม 2. สูตร MS (Murashige and Skoog; 1962) สามารถใชเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ 3. สูตร Hidebrandt (1962) ใชเพาะเลี้ยงแคลลัสยาสูบ 4. สูตร White (1963) ใชเพาะเลี้ยงสวนราก 5. สูตร Miller (1963) ใชเพาะเลี้ยงอับละอองเกสรของขาว 6. สูตร Y 3 (Eeuwens; 1967) ใชเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อตระกูลปาลม เชน มะพราวกะทิ อินทผาลัม ปาลมน้ํามัน เปนตน 7. สูตร B 5 (Gamborg; 1970) ใชเพาะเลี้ยงพืชสําคัญทางเศรษฐกิจหลายชนิด เชน ถัว่ เหลือง เปนตน 8. สูตร WPM (Lloyd and McCown: 1980) ใชเพาะเลี้ยงพืชที่เปนไมเนื้อแข็ง (Woody species)
การพัฒนาของเนื้อเยื่อพืช
ชิ้นสวนพืชที่ผานการฟอกฆาเชื้อและเลีย้ งบนอาหารวุนจะมีการพัฒนาเปนหนอเล็กๆ ภายใน 1-2 เดือนแรก เมื่อทําการตัดยายอาหารเปลี่ยนอาหาร เนื้อเยือ่ เหลานี้จะเจริญเติบโตและ มีการพัฒนาเปนหนอเล็กๆ ภายใน 1 – 2 เดือนแรก เมื่อมีการเปลีย่ นอาหาร เนือ้ เยื่อเหลานี้จะ เจริญเติบโตและมีการพัฒนาจนสามารถเพิ่มปริมาณโดยเฉลี่ย 3-5 เทา ภายใน 30 วัน เมื่อได ปริมาณตนตามตองการจึงเปลี่ยนสูตรอาหารวุน เพื่อชักนําการเกิดราก จนกระทั่งไดตนพืชที่ สมบูรณ มีทั้งสวนลําตน ใบ และราก สามารถยายออกปลูกในสภาพธรรมชาติได ปญหาและอุปสรรคที่พบในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ
เมื่อมีการนําไปปฏิบัติจริง โดยเฉพาะเพื่อการขยายผลในเชิงการคามักไมเปนไปตาม เปาหมาย เชน คาการลงทุนที่คอนขางสูง ความผิดพลาดในการชั่งตวงวัด การเตรียมอาหาร ความผิดปกติที่เกิดกับตนพืช การปนเปอนของเชื้อรา และเชื้อแบคทีเรีย ในขวดเนื้อเยื่อพืช
สนใจขอมูลเพิ่มเติมที่
กลุมงานเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ สวนพัฒนาการเพาะเลี้ยงและจัดการพันธุพืช สํานักพัฒนาการเพาะเลี้ยงและจัดการพันธุพืช โทร 082-5614661