ตลาคม 2557

การปรบปรงพนธทชาญฉลาดการคดเลอกพนธแบบใชเครองหมายทางพนธกรรม: เทคโนโลยชวภาพเพอการปรบปรงพนธพชโดยไมใชพนธวศวกรรม (จเอมโอ)

การปรบปรงพนธทชาญฉลาด

เรยบเรยงโดย: แจเนต คอตเตอร (หองปฏบตการวจย กรนพซ)

แปลและเรยบเรยงโดย

กรนพซ เอเชยตะวนออกเฉยงใต

ผลตโดย: สตฟ เออรวด

ภาพหนาปก: ©Michael Pettypool/ Greenpeace

ขอมลเพมเตมตดตอ: pressdesk.int@greenpeace.org

JN 468 (Summary)

พมพเดอนตลาคม 2557 โดยกรนพซ เอเชยตะวนออกเฉยงใต (สำานกงานประเทศไทย)

1371 ตกแคปปตอล ชน G ถนนพหลโยธน

แขวงสามเสนใน เขตพญาไท กรงเทพฯ 10400www.greenpeace.or.th

3

การปรบปรงพนธทชาญฉลาด

เทคโนโลยชวภาพมกถกมองเทากบพนธวศวกรรมหรอจเอมโอ และผสนบสนนหรอผตอตานพชจเอมโอกมกจะสนบสนนหรอตอตาน “วทยาศาสตร” แขนงนดวย แตเทคโนโลยชวภาพมมากกวาจเอมโอ และวทยาศาสตรและนวตกรรมของเทคโนโลยชวภาพเพอการปรบปรงพนธพชกมมากกวาการตดตอยนระหวางสงมชวตอยางทจเอมโอทำาอย

สงทอยเบองหลงการพฒนานคอความทาทายในการหาเครองมอเพอการเกษตรเชงนเวศ1 และการผลตอาหารทยงยน เทคโนโลยใหมๆ และนวตกรรมมความสำาคญในการลดปจจยการผลตและเพมผลผลต แตสงนเพยงอยางเดยวจะไมสามารถแกปญหาทเกยวกบโครงสรางพนฐานดานการเกษตร การเขาถงทดน และความยากจนได นวตกรรมทจะสงผลตอความสามารถในการหาอาหารใหเพยงพอตอความตองการของโลก นนมกวางขวางมาก เชน การปฏรปทดนและสทธการครอบครองทรพยสน ความเทาเทยมทางสงคมของกลมคนในชนบท หรอกระบวนการการกน เนอสตวใหนอยลง สงทเปนอปสรรคตอนวตกรรมทางเลอกเหลานคอขอจำากดดานการคา สถาบนและวฒนธรรมมากกวาขอจำากดดานเทคนค

เทคโนโลยใหมๆ ยงอาจกระทบกบความสมพนธเชงอำานาจอนๆ ระดบหนสนของชาวนา การเปนเจาของสทธทางปญญา และการเขาถงตลาด ดงนนเดมพนจงสง ดวยเหตนในการศกษาเพอประเมนองคความรระดบสากลดานการเกษตร วทยาศาสตรและเทคโนโลยเพอการพฒนา ในป 2552 จงใหความสนใจทการกลนกรองภมปญญาสากลวาอะไรคอเทคโนโลยทมบทบาททสด ขอสรปวาในประเทศกำาลงพฒนามนวตกรรมมากมายเกยวกบการเพาะปลก การผลตและการจดการอาหาร แตสงเกตไดวามการกลาวถงประโยชนของจเอมโอนอยมาก

จเอมโอไมสามารถทำางานกบสายพนธทซบซอนได (สายพนธทมหลายพนธกรรม) ซงมกเปนสายพนธทมประโยชนมากทสด เชน สายพนธทเพมผลผลต นอกจากนผลลพธทไดจากจเอมโอยงไมคมคากบสงททงภาครฐ เอกชน และการเมองไดลงทนไป พชจเอมโอมขอจำากดตอความซบซอน (ของสายพนธ) สายพนธจเอมโอสวนใหญจงเปนสายพนธธรรมดา เชน ทนยาฆาหญาและทนยาฆาแมลง แลวเทคโนโลยชวภาพอนๆ จะใหผลลพททดกวาหรอไม? รายงานฉบบนพยายามจะหาคำาตอบมาให

เทคโนโลยชวภาพอกรปแบบหนงทสามารถสรางผลงานทสำาคญอยางเงยบๆ มาระยะหนงแลวคอการคดเลอกพนธโดยใชเครองหมายทางพนธกรรม หรอ MAS (Marker Assisted Selection) MAS ซงใชวธการปรบปรงพนธพชแบบดงเดม ไมใชการดดแปลงทางพนธกรรม (จเอมโอ) ตรงกนขาม MAS ใชเทคโนโลยทกาวหนาเกยวกบเครองหมายทางพนธกรรมเพอชวยในการปรบปรงพนธโดยสงพนธกรรมทมคณสมบตตามตองการไปสพชชนดใหม สวนใหญมกไดพนธกรรมคณลกษณะนนจากพนธปา2 หรอสายพนธดงเดมเพอกระตนใหยน (ในสายพนธใหม) ทำางาน เมอเปรยบเทยบกบพชจเอมโอ MAS มขอกงวลเรองความปลอดภยนอยกวา เคารพพรมแดนระหวางชวต (กลไกธรรมชาตทปองกนไวรสหรอเชอโรคแพรจาก

การปรบปรงพนธทชาญฉลาด: นวตกรรมทมองถงอนาคตแตเกดขนแลวในวนน รายงานฉบบยอโดยกรนพซสากล

การคดเลอกพนธโดยใชเครองหมาย

ทางพนธกรรม (Marker assisted

selection หรอ MAS) เปนการ

ปรบปรงพนธ โดยสงพนธกรรมท

มคณสมบตตามตองการไปสพช

ชนดใหมโดยไมใชการดดแปลงทาง

พนธกรรม (จเอมโอ)

© ©Emile Loreaux /Greenpeace

1 ดเพมเตมทเวบไซตกรนพซสากลวาการเกษตรเชงนเวศคออะไรและจะทำาใหสำาเรจไดอยางไร

http://www.greenpeace.org/international/en/campaigns/agriculture/solution-ecological-farming/

2 เปนพนธทเกดขนในธรรมชาตทวไป ไมไดนำามาใชในการเพาะปลก แตมการเกบรกษาไวเพอนำามาใชประโยชนในการถายทอดลกษณะบางอยางมาสพนธปลก : ผแปล

4

สงมชวตสายพนธหนงไปสสงมชวตสายพนธอน) ผบรโภคยอมรบมากกวา ทำาตลาดไดเรวกวา และทำางานกบสายพนธทซบซอนอยางการทนแลงไดมากกวา

MAS ทำาใหเกษตรกรมสวนรวมและสามารถปรบปรงพนธเฉพาะทองถนได จงมความเหมาะสมกบเกษตรกรมากกวา ปรบตวเขากบสายพนธใหมๆ ในแตละพนทไดมากกวาการปรบปรงพนธแบบรวมศนย จงมนใจไดวาจะมการคำานงถงสายพนธทองถนทมความหลากหลายดานสภาพอากาศและวฒนธรรม ตรงกนขามกบการปรบปรงพนธแบบการดดแปลงทางพนธวศวกรรมทบรษทเทคโนโลยชวภาพสนบสนน ซงเปนสายพนธทถกทำาใหเหมอนกนและเปนมาตรฐานเดยว

ทงหมดนไมไดหมายวา MAS จะแกปญหาการปรบปรงพนธหรอการพฒนาสายพนธไดแบบทนททนใด หรอสงมอบเทคโนโลยใหกบผทตองการใชได แตทแนๆ คอมนเปนเทคโนโลยทชวยเหลอและใชไดจรง อยางไรกตามการใชประโยชนอยางเตมทใน MAS จะเกดขนไดกตอเมอมการเปดใหเขาถงเทคโนโลยโดยไมมการจดสทธบตรในเทคนคนเทานน

ตวอยางความสำาเรจของ MAS เชน การแกปญหาโรคใบไหมในตนขาว (bacterial leaf blight) ซงเปนปญหาทคกคามขาวในเขตชลประทานและเขตฝนทวประเทศจน อนเดย และอนโดนเซย คาดวามความเสยหายประมาณรอยละ 10-30 ของผลผลตขาวแตละป แตในประเทศไทยและเกาหลสามารถแกปญหานไดดวยการใช MAS พฒนาสายพนธตานโรคใบไหม MAS ยงชวยยดอายตนปอปลารและขาวฟางไขมกในทางตอนเหนอของอนเดยดวยการพฒนาสายพนธตานรานำาคาง ซงเปนสายพนธทปลกอยางกวางขวางถง 562,500 ไร (900,000 เฮกตาร) ในซดาน MAS ชวยแกปญหาวชพชชอหญาแมมดในแปลงขาวฟาง และคาดวาจะนำาไปใชในประเทศอนๆ ในทวปแอฟรกาเรวๆ น มนสำาปะหลงซงเปนอาหารหลกของประชากร 200 ลานคนในเขตทะเลทรายซาฮาราในทวปแอฟรกา มการพฒนาสายพนธตานโมเสคไวรส ซงโรคนทำาใหผลผลตมนสำาปะหลงในไนจเรยและแทนซาเนยลดลงรอยละ 20-90 ในอเมรกากลาง MAS ชวยใหขาวสาลตานเชอไวรสได ยงรวมถงความสำาเรจอนๆ เชน การสรางขาวพนธทนนำาทวมและทนแลง

MAS ใหประโยชนแกคนหลายทวปและพชหลายชนด เมอสบปทแลว MAS ยงอยในวยเรมตน แตปจจบนถอเปนเรองธรรมดาสามญ จงเปนไปไมไดท

จะระบวาสายพนธใดพฒนาโดยใชวธ MAS หรอการปรบปรงพนธแบบดงเดม ผลลพธนทำาใหเกดการถกเถยงเกยวกบพชจเอมโอทเตมไปดวยความขดแยง ซงแมมมากวา 20 ปแตแทบไมมการพฒนาเพมเตมจากสายพนธทนยาฆาหญาและทนแมลงในพชการคาหลกๆ เลย

ในป 2552 กรนพซจดทำารายงานชอ “การปรบปรงพนธทชาญฉลาด” (โดยผเขยนคนเดยวกน, Benno Vogel) นบจากนนสายพนธแบบ MAS กขยายตวขนอยางมากจากรายงานฉบบเดม เราหวงวารายงานฉบบใหมจะเผยใหเหนบทบาทอนทรงคณคาของชววทยาและเทคโนโลย และกรนพซมความยนดอยางยงทจะสงเสรมเทคโนโลยใหมบนความเสยงและบรบททถกตอง

บทสรปการคดเลอกพนธโดยใชเครองหมายทางพนธกรรม (Marker Assisted Selection) คออะไรในการปรบปรงพนธแบบดงเดม เราจะไดสายพนธใหม เชน สตรอเบอรหวานหรอมนฝรงขนาดใหญมาจากการคดเลอกพนธปาหรอจากสตรอเบอรหรอมนฝรงจำานวนมากทมอยแลว ขณะทคณลกษณะทางพนธกรรมงายๆ เชน ความหวานหรอขนาดสามารถตรวจวดไดงาย แตคณลกษณะทางพนธกรรมทซบซอนอยางการทนโรคหรอทนแลงถอเปนเรองยาก ผปรบปรงพนธตองใชเวลามากในการระบชนดมนฝรงททนแลงกวามนฝรงชนดอน การปรบปรงพนธทชาญฉลาดหรอ MAS บางครงเรยกวา MAB (Marker Assisted Breeding) หลกเลยงปญหานดวยการใชยนเครองหมาย (Marker gene3) ทเชอมโยงกบสายพนธทเราตองการ

เมอสามารถระบลำาดบพนธกรรมซงมกจะเกาะอยกบยนตานเชอโรคได กสามารถหลกเลยงการทดสอบตนออนทกตนได เพยงแคมองหายนเครองหมายดวยการตรวจสอบดเอนเอแบบดวน กจะรทนทวาตนออนตนนนมคณสมบตทางพนธกรรมชนดนนอยหรอไม ไมมการเปลยนแปลงดเอนเอหรอไมมยนใหมใสเขาไปในระหวางกระบวนการ มนถกผสมพนธดวยการชวยเหลอดานโมเลกล ไมเหมอนจเอมโอ มนไมเกยวของกบการเปลยนแปลงอนเนองจากการแยกวสดทางพนธกรรม (มกจะเปนยนแปลกปลอม) เขาไปสจโนมของพช โดยพนฐานการผสมพนธอยางชาญฉลาดทำางานเหมอนการปรบปรงพนธแบบดงเดม เพราะความรวดเรวและความแมนยำาของ MAS การปรบปรงพนธแบบนจะลดสนกวาการปรบปรงพนธแบบดงเดม

การปรบปรงพนธทชาญฉลาด

3 Gene marker หมายถง ยนหรอชนสวนของ DNA ทใชในการบอกตำาแหนงของยนทสนใจ โดยใชหลกการทวา gene marker สามารถตรวจหาไดงายโดยใชวธการทางหอง

ปฏบตการ และเมอตรวจพบ marker เหลานแลว มความเปนไปไดสงมากทพชหรอสตวนนจะมยนทสนใจอยในบรเวณนนๆ : ผแปล

5

สถานภาพของ MASสองสามปทผานมา MAS ขยายตวอยางมากเนองจากตนทนตำา มประสทธภาพทดขน และเขาถงเทคโนโลยยนเครองหมายไดงาย ปจจบนจงสามารถประยกตเขากบพชพนธตางๆ ไดอยางมประสทธภาพ ในจำานวนนมพชพนธหลายชนดทสำาคญตอความมนคงดานอาหาร เชน ขาวบาเลย ถว มนสำาปะหลง ถวลกไกหรอถวหวชาง ถวฝกยาว ถวลสง ขาวโพด มนฝรง ขาว ขาวฟาง และขาวสาล เนองจากยงไมมการศกษาเชงลกเกยวกบประสทธผลของ MAS จงไมสามารถระบจำานวนทแนนอนของสายพนธทพฒนาโดยวธ MAS และการตอบรบของเกษตรกรได อยางไรกตามจากการศกษาขอมลเชงเอกสารพบวา MAS เปนกจกรรมหลกของบรษทพฒนาพนธพชเอกชน และมบทบาทโดดเดนในหลกสตรการพฒนาพนธพชของกลมสาธารณะ เฉพาะกลมสาธารณะพบวามหลกสตรการปรบปรงพนธแบบ MAS ถง 136 รายการ

MAS ตอสกบแรงกดดนดานชวภาพ (Biotic)แรงกดดนดานชวภาพ เชน ไวรส รา แบคทเรย วชพช และแมลงคอภยคกคามหลกของผลตผลทางการเกษตร วธทเปนมตรกบนเวศและคมคาเชงเศรษฐกจในการควบคมขอจำากดทางชวภาพคอการปรบปรงพนธพชททนตอภยคกคามเหลาน การปรบปรงพชพนธตานทานดวยวธ MAS มประสทธภาพสงและแมนยำาเมอเปรยบเทยบกบวธการปรบปรงพนธดงเดม ไมเพยงแตทำาใหการพฒนาพนธรวดเรวขน แต MAS ยงมวธการเฉพาะในการรวมสายพนธททำาใหทนทานทงตอเชอโรคและแมลงเขาดวย ในชวง 10 ปทผานมา MAS ไดพสจนตวเองในการควบคมแรงกดดนทางชวภาพในพชหลายชนด และปจจบนไดตอกรกบขอจำากดทใหญทสดทวโลกคอโรคไหมและใบไหมในขาว โรคราสนมในขาวสาล โรคไหมในถว หญาแมมดในขาวฟาง และโมเสคไวรสในมนสำาปะหลง

MAS ตอสกบแรงกนดนทางกายภาพและเคม (Abiotic)แรงกดดนจากสงทไมมชวต หรอดานกายภาพและเคม เชน ภยแลง ดนเคม หรอนำาทวม คอความทาทายหลกในการผลตอาหารอยางยงยน การเปลยนแปลงสภาพภมอากาศโลกจะยงเพมความทาทายยงขน การทำาใหพชทนตอแรงกดดนทางกายภาพและทางเคมคอกญแจสำาคญสอนาคต MAS ถกมองวามศกยภาพในการพฒนาพนธพชททนตอแรงกดดนเหลาน อยางไรกตามขณะทในชวงสองสามปทผานมามยนตานทานสงทไมชวตเพมมากขน แตมเพยงนอยนดทประสบความสำาเรจในการนำามาประยกตใชในโครงการปรบปรงพนธเปนการทวไป ยกเวนการยนยนลาสดเกยวกบขาวพนธทนแลง ทนเคม และทนนำาทวม ยงไปกวานนยงมความกาวหนาในการใช MAS เพอพฒนาพชทนแลงในขาวโพด ถวลกไกหรอถวหวชาง และขาวฟาง พชทนเคมในขาวสาลดรม หรอขาวบาเลยตานทานอลมนม แสดงใหเหนวาในอนาคตจะมเรองราวทประสบความสำาเรจเพมมากขน

MAS เพอสายพนธเชงคณภาพการปรบปรงพนธพชดวยการปรบปรงสายพนธเชงคณภาพ เชน การเพมโปรตนหรอกรดอะมโน มความสำาคญทงในประเทศพฒนาแลวและประเทศกำาลงพฒนา ทผานมาการปรบปรงสายพนธคณภาพมกชาและแพง สวนใหญเปนเพราะความซบซอนทางธรรมชาตของสายพนธเหลาน เทคนคโมเลกลเครองหมายทำาใหมความเปนไปไดทไป “ตด” ยนทมคณลกษณะตามตองการและมความรวดเรว MAS ถกนำามาใชปรบปรงคณภาพสายพนธพชอยางบาเลย บรอคเคอร ขาวโพด ถว ขาว ถวเหลอง และขาวสาลอยางมประสทธภาพ ตวอยางพชทประสบความสำาเรจประกอบดวยขาวสาลโปรตนสง และขาวทปรบปรงคณภาพหลงหงตม MAS สามารถใชประโยชนจากความหลากหลายของยนในธรรมชาตทมระดบวตามนและเกลอแรตางกน และปจจบนใชปรบปรงพนธเพอเพมโปรวตามนเอ เหลก สงกะส ในพชตางๆ

การปรบปรงพนธทชาญฉลาด

6

ใชประโยชนจากความหลากหลายทางชวภาพถงแมวายนทแสดงออกถงคณลกษณะตางๆ (alleles) จะถอกำาเนดมาจากพนธปาและสายพนธพนบาน แตผพฒนาพนธมกไมเตมใจใชแหลงยนเหลานในการปรบปรงพนธ เนองจากมกมการถายทอดยนทมคณลกษณะทไมตองการตดมาดวย ซงมกทำาใหผลผลตลดลง แตปจจบนการใชโมเลกลยนเครองหมายสามารถนำาสวนเลกๆ ของจโนมของพชปาหรอพชพนเมองเขาไปสสายพนธทใหผลผลตสงไดอยางแมนยำา ดงนน MAS จงเปนเครองมอท

ปลดปลอยทรพยากรมหาศาลทมอยทงในพชพนธปาและพนธพนเมอง เมอสองสามปมาน MAS ไดปลดลอกยนหลากหลายชนด ทำาใหพชหลายชนดมสายพนธทดขน เชน ขาวและมะเขอเทศผลผลตสง ขาวสาลตานราสนม ขาวตานเพลยกระโดด หรอขาวโพดโปรตนสง

ใชประโยชนจากภมปญญาเกษตรกรการปรบปรงพนธพชอยางมสวนรวม (Participatory plant breeding-PPB) คอแนวทางการปรบปรงพนธทนำาหลกการทางวทยาศาสตรและประสบการณของเกษตรกรเขาดวยกน ดงนน PPB จงทำาใหการผสมพนธเฉพาะพนท การผสมพนธตามความตองการของเกษตรกร และสายพนธท

เหนอกวาเดมมความรวดเรวและมประสทธภาพขน ปจจบนความสนใจดงเกษตรกรมารวมในการพฒนาสายพนธจงเพมขน ถงแมวาสวนใหญ PPB จะเนนเทคนคการผสมพนธแบบดงเดม แตโครงการนำารองบางโครงการเรมนำาความรของเกษตรกรและ MAS มารวมกน สายพนธแรกๆ ทเกดจากการรวมกนแบบ “ลางขนบน” และ “บนลงลาง” พรอมลงสไรนาแลว ในจำานวนนคอมนสำาปะหลงพนธตานทานไวรสชอ UMUCASS 33 ขาวทนแลงชอ Birsa Vikas Dhan 111 และขาวฟางไขมกตานทานโรคชอ HHB 67-Improved

อนาคต: ใชประโยชนจากวทยาศาสตรถงแมวา MAS จะกลายมาเปนเครองมออนทรงคณคาในการปรบปรงพนธพช แตกยงตองเผชญกบอปสรรคตางๆ เชน ตนทนสงหรอขาดแคลนยนเครองหมายจากผพฒนาสายพนธ อยางไรกตามเครองมอและเทคโนโลยใหมๆ เชน เทคโนโลย Next generation sequencing (การหาลำาดบเบสจโนมของสงมชวตดวยวธการหาลำาดบเบสแบบขนานททำาไดอยางรวดเรวและมประสทธภาพ ทำาใหไดขอมลลำาดบเบสจำานวนมหาศาลและคาใชจายถกลง :ผแปล) เทคโนโลย high-throughput genotyping และเทคโนโลย genome wide selection ทำาให MAS มขอมลพนฐานเกยวกบจโนมมากขน จำานวนพนธพชทมการจดลำาดบจโนมเสรจสนแลวยงคงเพมขนเรอยๆ ดงนนจงคาดวา MAS จะเอาชนะอปสรรคดงกลาวไดในอนาคตอนใกล ความกาวหนาทางเทคโนโลยลาสดจะทำาให MAS เปนทางเลอกในโครงการปรบปรงพนธพชของภาคสวนตางๆ มากขน และจะทำาให MAS ไดรบการยอมรบมากขนในการปรบปรงพนธพชหลายชนดและในหลายประเทศ

MAS ถกใชปรบปรงพนธในพชหลายชนดแลว ดเหมอนวา MAS จะยงคงไดรบการยอมรบอยางตอเนอง MAS ใหประโยชนเหนอกวาพชดดแปลงทางพนธกรรม MAS เคารพกลไกธรรมชาตทปองกนไวรสหรอเชอโรคแพรจากสงมชวตชนดหนงไปสสงมชวตอน มขอกงวลดานความปลอดภยนอยกวา ไดรบการยอมรบจากสาธารณะ และเปนทยอมรบในวงการเกษตรอนทรย

ขอมลเพมเตมเกยวกบเกษตรกรรมเชงนเวศ สามารถดเพมเตมไดท http://www.greenpeace.org/international/en/campaigns/agriculture/solution-ecological-farming/

การปรบปรงพนธทชาญฉลาด

MARKER-ASSISTED SELECTION A BIOTECHNOLOGY FOR PLANT BREEDING WITHOUT GENETIC ENGINEERING

7

เ กษตรกร ในส เปนทราบถ ง ค ว า ม แต ก ต า ง ขอ งพชจ เ อมโอและเทคโนโลย MAS

พชจเอมโอสามารถปนเปอนไปยงแปลงเพาะปลก ใกลเคยงได แตเทคโนโลย MAS ไมกอให เกดการปนเปอน เนองจากใชวธการปรบปรงพนธพชแบบดงเดม

©© Greenpeace/ Pedro Armeste

กรนพซเปนองคกรอสระ ทำางานรณรงคดวยหลกการ

เผชญหนาอยางสนตวธ นำาไปสการเปลยนแปลง

ทศนคตและพฤตกรรม เพอรกษาสงแวดลอมและ

สนตภาพ

ขอมลเพมเตมตดตอ: pressdesk.int@greenpeace.org

JN 468 (Summary)

พมพเดอนตลาคม 2557 โดย

กรนพซ เอเชยตะวนออกเฉยงใต (สำานกงานประเทศไทย)1371 ตกแคปปตอล ชน G ถนนพหลโยธน แขวงสามเสนใน เขตพญาไท กรงเทพฯ 10400www.greenpeace.or.th

greenpeace.org