ทีมนักวิจัยญี่ปุ่นเผยการกำจัดยีน DFR ด้วยเทคโนโลยี CRISPR-Cas9 ทำให้ผักกาดหอม    Red Fire สูญเสียสีแดงและเปลี่ยนเป็นสีเขียว พร้อมปรับสมดุลสารฟลาโวนอยด์โดยไม่ส่งผลต่อการเจริญเติบโต ปูทางสู่การพัฒนาพืชพิเศษสำหรับโรงงานปลูกพืชอัจฉริยะในอนาคต

สำนักข่าววิทยาศาสตร์ชี้ความคืบหน้าครั้งสำคัญในแวดวงเกษตรกรรมแม่นยำและการปรับปรุงพันธุ์พืช โดยทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสึกุบะ University of Tsukuba ประเทศญี่ปุ่น ประสบความสำเร็จในการใช้เทคโนโลยีแก้ไขจีโนมสุดล้ำคริสเปอร์ CRISPR-Cas9 ร่วมกับระบบ RNA นำทางคู่ Dual guide RNA ในการเข้าไปตัดต่อพันธุกรรมเพื่อปรับเปลี่ยนสารอาหารและลักษณะทางกายภาพของผักกาดหอมใบแดงสายพันธุ์ยอดนิยมอย่าง 'Red Fire' (Lactuca sativa L. cv. 'Red Fire') ซึ่งเป็นพืชเศรษฐกิจที่นิยมปลูกอย่างแพร่หลายในโรงงานปลูกพืชด้วยแสงประดิษฐ์ (PFALs) เนื่องจากมีวงจรการเพาะปลูกที่สั้นและมีจุดเด่นที่ปริมาณสารแอนโทไซยานินสูง

การศึกษาในครั้งนี้คือการเข้าไปกำจัดยีน Dihydroflavonol 4-reductase (DFR) ซึ่งทำหน้าที่สร้างเอนไซม์สำคัญในกระบวนการสังเคราะห์สารแอนโทไซยานิน ซึ่งเป็นสารโพลีฟีนอลที่มีอิทธิพลโดยตรงต่อการแสดงออกของสีแดงบนใบพืชและมีคุณสมบัติเด่นในการต้านอนุมูลอิสระ ว่าสารชนิดนี้มักจะมีความไวและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมของแสงอย่างมาก ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสึกุบะจึงมุ่งเป้าไปที่การแก้ไขการสังเคราะห์ฟลาโวนอยด์อย่างเจาะจง เพื่อเป็นกลยุทธ์ในการเพิ่มความหลากหลายขององค์ประกอบเม็ดสีและคุณลักษณะการทำงานของพืชภายใต้สภาวะการเลี้ยงด้วยแสงประดิษฐ์

ผลการทดลองพบว่า การกำจัดยีน DFR ในผักกาดหอมส่งผลให้พืชสูญเสียเม็ดสีแดงหรือสารแอนโทไซยานินอย่างสมบูรณ์ ทำให้ใบเปลี่ยนจากสีแดงเป็นสีเขียวสดอย่างชัดเจน โดยการวิเคราะห์องค์ประกอบทางชีวเคมีและโปรไฟล์สารเมตาโบไลต์พบว่า ระดับสารแอนโทไซยานินลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ขณะที่สารกลุ่มฟลาโวนอยด์บางชนิดกลับเพิ่มขึ้นเพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว อย่างไรก็ตาม แม้สีของใบและองค์ประกอบของสารสำคัญภายในพืชจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างเด่นชัด แต่ไม่พบผลกระทบในเชิงลบต่อการเจริญเติบโตของพืช โดยทั้งน้ำหนักแห้งของลำต้นและจำนวนใบยังคงอยู่ในระดับปกติ สะท้อนให้เห็นว่า การแก้ไขยีน DFR สามารถปรับเปลี่ยนลักษณะทางเม็ดสีและองค์ประกอบของสารสำคัญในผักกาดหอมได้ โดยไม่กระทบต่อศักยภาพการเจริญเติบโตภายใต้สภาวะการเพาะปลูกแบบควบคุมในระบบโรงงานผลิตพืช (PFALs)

การวิจัยครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่า ยีน DFR เป็นยีนเป้าหมายที่มีศักยภาพสูงสำหรับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีแก้ไขจีโนมในการพัฒนาสายพันธุ์ผักกาดหอมที่มีคุณลักษณะเฉพาะ ทั้งในด้านสีสัน คุณค่าทางโภชนาการ และองค์ประกอบของสารสำคัญภายในพืช องค์ความรู้ดังกล่าวจึงถือเป็นรากฐานสำคัญที่จะช่วยขับเคลื่อนการพัฒนาพืชเศรษฐกิจสายพันธุ์ใหม่ที่มีคุณสมบัติตรงตามความต้องการของผู้บริโภค และสนับสนุนการผลิตพืชมูลค่าสูงในระบบเกษตรกรรมในร่มและโรงงานปลูกพืชอัจฉริยะในอนาคต
 

อ้างอิง

https://www.sciencedaily.com/releases/2026/06/260614011854.htm

CRISPR-Cas9 mediated knockout of DFR alters pigmentation and shifts flavonoid accumulation in red leaf lettuce without detectable growth penalties
Nagamine A;Ono M;Sato O;Goto E;Ezura H;
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41859522/