ศักยภาพและฤทธิ์ในการทำงานของสารกระตุ้นความต้านทานในมะม่วง

stream football live

โดย รศ.ดร.ชัยณรงค์ รัตนกรีฑากุล มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

พืชอาศัยมีการแสดงลักษณะต้านทานจากการเข้าทำลายของเชื้อสาเหตุโรคพืชหลังจากที่มีการฉีดพ่นหรือผ่านสภาพการจัดการบางอย่าง ซึ่งเกิดจากการกระตุ้นให้เกิดความต้านทาน การตอบสนองดังกล่าวอาจแสดงออกเป็นความต้านทานในรูปแบบความต้านทานเฉพาะแห่ง (localized resistance reaction) หรือความต้านทานที่ส่งผลไปทั่วทั้งต้นพืช (systemic resistance reaction) โดยตัวอย่างความต้านทานเฉพาะแห่ง เช่น พบว่าการเจริญของเชื้อสาเหตุโรคพืชถูกยับยั้ง ให้เห็นเป็นแผลสะเก็ด หรือแผลที่ไม่สามารถลุกลามต่อไปได้ เรียกการตอบสนองนี้ว่า hypersensitive reaction การตอบสนองของพืชดังกล่าวมักเกิดจากส่วนของยีนต้านทาน (resistance gene) และส่วนของเชื้อโรคพืชที่มียีนที่สามารถเข้าทำลายพืชได้ ทั้งสองส่วนสามารถไปกระตุ้นการตอบสนองในการควบคุมโรคพืชได้ (Heitefuss and Williams, 1976; Prell and Day, 2001) ส่วนความต้านทานที่ส่งผลไปทั่วทั้งต้นพืช เป็นการปลุกความต้านทานให้ตอบสนองทั่วทั้งต้นของพืชอาศัย ไม่จำกัดเฉพาะจุดใดจุดหนึ่ง  ในสภาพการปฏิบัติของเกษตรกรพบว่าเชื้อจุลินทรีย์ปฏิปักษ์หรือจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ชนิด plant growth promoting bacteria (PGPB) รวมถึงการได้รับผลทางกายภาพเช่นการได้รับแสง UV ในอัตราที่เหมาะสม สามารถให้เกิดเป็นการกระตุ้นความต้านทานได้ นอกจากนี้ยังมีรายงานการใช้สารเพื่อกระตุ้นความต้านทานในพืชดังแสดงในตารางที่ 1

stream football live

การกระตุ้นความต้านทานที่ส่งผลไปทั่วทั้งต้น เป็นการกระตุ้นความต้านทานผ่านทางการกระตุ้นกิจกรรมของพืชอาศัยให้เพิ่มมากขึ้น (systemic acquired resistance, SAR) การตอบสนองดังกล่าวสามารถเกิดได้จากการใช้สารประกอบธรรมชาติหรือสารเคมีบางชนิด จากการทดสอบสารกระตุ้นความต้านทานชนิดต่างๆ โดยใช้มะม่วงน้ำดอกไม้สีทองที่สุกแก่เต็มที่ ชุบสารกระตุ้นความต้านทาน 30 นาที และพักไว้ให้แห้ง 30 นาที แล้วจึงเริ่มปลูกเชื้อราสาเหตุโรคแอนแทรคโนส (Colletotrichum gloeosporioides) เก็บรักษาผลมะม่วงไว้ที่ตู้บ่ม 20 องศาเซลเซียส  นาน 15 วัน ติดตามประสิทธิภาพของสารกระตุ้นความต้านทานที่ชุบผล โดยการตรวจสอบขนาดแผลบนผลมะม่วง และคำนวนเปอร์เซ็นต์การยับยั้งการเกิดโรค ผลดังในภาพที่ 1 และภาพที่ 2 พบว่า การชุบสารกระตุ้นความต้านทาน salicylic acid, acibenzolar-S-methyl, β-aminobutyric acid, Bacillus subtilis และ chitosan กับผลมะม่วง   มีเปอร์เซ็นต์ยับยั้งการเกิดโรคแอนแทคโนสได้ในระดับที่แตกต่างกันในช่วง 2.0 – 15.2 % โดยพบว่า การใช้ β -aminobutyric acid มีเปอร์เซ็นต์การยับยั้งการเกิดโรคมากที่สุด คือ 15.2 % รองลงมาได้แก่ Bacillus subtilis, acibenzolar-S-methyl, salicylic acid และ chitosan ตามลำดับ ทั้งนี้ศักยภาพในการลดการเกิดโรคของสารกระตุ้นความต้านทานมีความแปรผันสูงในแต่ละครั้งที่ทดสอบ ทั้งนี้เนื่องจากผลในการตอบสนองของมะม่วงที่มีการจัดการแตกต่างกันในแต่ละพื้นที่ อย่างไรก็ตาม การจัดการควบคุมโรคแอนแทรคโนสในแปลงมะม่วงที่มีประสิทธิภาพร่วมกับการใช้สารกระตุ้นความต้านทาน จะช่วยลดการเกิดโรคแอนแทรคโนสบนผลมะม่วงหลังการเก็บเกี่ยว และทำให้ผลิตผลมีคุณภาพสูงขึ้น

stream football live
ภาพที่ 1 ค่าเฉลี่ยเปอร์เซ็นต์ยับยั้งการเกิดโรคบนผลมะม่วงจากพื้นที่จังหวัดราชบุรีและประจวบคีรีขันธ์ ที่ได้รับสารกระตุ้นความต้านทานก่อนห่อผลและมะม่วงที่ได้รับสารกระตุ้นความต้านทานก่อนห่อผลและชุบผลหลังเก็บเกี่ยว การปลูกเชื้อด้วย C. gloeosporioides เป็นระยะเวลา 12-15 วัน (SA = salicylic acid, ASM = acibenzolar-S-methyl, BABA =  β-aminobutyric acid, BAC = Bacillus subtilis, CHI = chitosan)
stream football live
ภาพที่ 2 ขนาดแผลของโรคแอนแทรคโนสบนผลมะม่วงจากอำเภอบางแพ จังหวัดราชบุรี ที่ได้รับสารกระตุ้นความต้านทานก่อนห่อผล หลังการปลูกเชื้อด้วย C. gloeosporioides เป็นระยะเวลา 15 วัน (A = ชุดควบคุม,
 B = salicylic acid, C = acibenzolar-S-methyl, D = β-aminobutyric acid, E = Bacillus subtilis,     F = chitosan)

เมื่อทำการฉีดพ่นสารกระตุ้นความต้านทานบนผลมะม่วง จะมีผลต่อการกระตุ้นการแสดงออกของยีนทำให้เกิดเอนไซม์หรือโปรตีนที่ตอบสนองต่อกิจกรรมต้านทานที่เกิดขึ้นในลักษณะต่างๆ จากภาพที่ 3 ได้รวบรวมข้อมูลกิจกรรมการตอบสนองของยีนจากมะม่วงที่ได้รับสารกระตุ้นด้วย salicylic acid, acibenzolar-S-methyl, β-aminobutyric acid, Bacillus subtilis และ chitosan ซึ่งมีการแสดงออกของยีนที่แสดงออกแตกต่างกัน ดังนี้

  1. การแสดงออกของกลุ่มยีนที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมภายในเซลล์ (cellular component) ซึ่งจากการชุบด้วย β-aminobutyric acid มีการตอบสนองไม่มากและพบได้เฉพาะกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมภายในเซลล์รวมถึงการเกาะจับบริเวณผนังเมมเบรน
  2. การแสดงออกของกลุ่มยีนที่เกี่ยวกับกิจกรรมการทำหน้าที่ทางชีวโมเลกุล ซึ่งการกระตุ้นด้วยสาร BABA ที่พบว่าไปกระตุ้นสารประกอบอินทรีย์ที่มีวงแหวน (heterocyclic) เกี่ยวข้องกับการสร้างสารประกอบฟีนอล และสารประกอบเทอร์ปีนที่ออกฤทธิ์ในการยับยั้งเชื้อราได้
  3. การแสดงออกของยีนที่เกี่ยวกับกิจกรรมทางชีววิทยาของเซลล์ ซึ่งกระตุ้นความต้านทานในระดับสูง
stream football live
ภาพที่ 3 การแสดงออกของยีนด้วยการตรวจข้อมูล RNA transciptome ที่พบในชุดมะม่วงที่ได้รับสารกระตุ้นความต้านทาน

ในการพัฒนาเทคนิคสำหรับตรวจติดตามผลมะม่วงที่ได้รับสารกระตุ้นความต้านทาน พบว่า การใช้ยีน
desiccation-related protein (DRP) เพื่อตรวจสอบ RNA จากผิวมะม่วงที่ได้รับสารกระตุ้นความต้านทานด้วยเทคนิค qPCR จะเห็นการตอบสนองของสัญญานได้ชัดเจนที่สุด เมื่อเทียบกับยีนลักษณะอื่นๆ เมื่อพิจารณาประสิทธิภาพของสารกระตุ้นความต้านทานชนิด salicylic acid, acibenzolar-S-methyl, β-aminobutyric acid, Bacillus subtilis และ chitosan ต่อการตอบสนองของยีนต่างๆ พบว่ามะม่วงที่ผ่านการพ่นด้วยสาร chitosan, Bacillus subtilis และβ-aminobutyric acid มีผลการตอบสนองต่อยีนที่เกี่ยวข้องกับความต้านทานได้แก่ ยีน MLP (major latex protein) ยีน PR4 (pathogenesis-related protein) ยีน CHI (chitinase) และยีน 4CL7 (4-coumarate – CoA) ได้ดี ซึ่งแสดงถึงส่วนที่ไปสนับสนุนให้เกิดการกระตุ้นความต้านทานในผลมะม่วง (ภาพที่ 4)

stream football live
ภาพที่ 4 การแสดงออกของยีน MLP, PR4, CHI, 4CL7 และ DRP โดยการตรวจ qPCR จากตัวอย่าง total RNA ผิวมะม่วงที่ผ่านการชุบผลด้วยสารกระตุ้นความต้านทานและบ่มเป็นเวลา 48 ชั่วโมง (SA= salicylic acid, ASM= acibenzolar-S-methyl, BABA= β-aminobutyric acid, BAC= Bacillus subtilis,               
CHI= chitosan)

ดังนั้นการใช้สารกระตุ้นความต้านทานโรคแอนแทรคโนสของมะม่วง พบว่ามีศักยภาพของสารกระตุ้นความต้านทานโรคได้ในระดับหนึ่ง ส่งผลให้ลดอาการของโรคแอนแทรคโนสได้เพียงเล็กน้อย และจากการติดตามการแสดงออกของยีนด้วยเทคนิค transcriptome ทำให้ทราบความหลากหลายของยีนที่แสดงออก โดยลักษณะความต้านทานบนผลมะม่วงนั้น สามารถตรวจสอบได้จากการแสดงออกของยีน DRP โดยทั้งนี้ผลมะม่วงที่ฉีดพ่นสาร chitosan, Bacillus subtilis และβ-aminobutyric acid ให้ผลการตอบสนองต่อยีน MLP (major latex protein) ยีน PR4 (pathogenesis-related protein) ยีน CHI (chitinase) และ ยีน 4CL7 (4-coumarate – CoA) ได้

บทความนี้ตีพิมพ์ลงใน Postharvest Newsletter ปีที่ 23 ฉบับที่ 1 มกราคม – มีนาคม 2567

เอกสารอ้างอิง

  • Heitefuss, R. and P.H. Williams. 1976. Physiological plant pathology. Springer-Verlag, Berlin, New York. 892 p.
  • Prell, H.H. and P. Day. 2001. Plant-fungal pathogen interaction. Springer. 214 p.