นวัตกรรมการเกษตร โดย ภัคภณ ศรีคล้าย: การป้องกันโรคพืชโดยวิธีกระตุ้นภูมิต้านทานโรค (SAR)

SYSTEMIC ACQUIRED RESISTANCE (SAR)

การป้องกันโรคพืชโดยวิธีกระตุ้นภูมิต้านทานโรค (SAR)
คืออะไร?

การ ป้องกันโรคพืชโดยวิธีกระตุ้นภูมิต้านทานโรคเป็นการใช้สารเคมีที่มีคุณสมบัติ เฉพาะเจาะจงบางอย่างไปกระตุ้นระบบการป้องกันตนเองต่อเชื้อโรคของพืชตาม ธรรมชาติ สารเคมีดัง กล่าวให้กับพืชโดยวิธีฉีดพ่นทางใบและสารเคมีบางอย่างสามารถให้โดยการแช่ เมล็ดด้วย สารเคมีเหล่านี้สามารถไปกระตุ้นให้พืชต่อต้านการเข้าทำลายของเชื้อโรคก่อน ที่จะเกิดการเสียหายได้โดยวิธีเลียนแบบธรรมชาติ เทคโนโลยีนี้ยังสามารถใช้เสริมร่วมกับการป้องกันโรคในแบบเดิมๆได้

วิธีนี้จะช่วยอะไรบ้าง?

- วิธีนี้ช่วยลดการระบาดและความรุนแรงของโรคต่อพืชและผลผลิตได้
- วิธีนี้ช่วยเพิ่มระยะเวลาป้องกันโรคพืชและลดระยะเวลาการเป็นโรคได้
- วิธีนี้ช่วยให้ยุทธวิธีการควบคุมป้องกันโรคพืชครบทุกด้าน โดยช่วยการป้องกันโรคที่ต้นทางนอกจากเหนือจากการรักษาที่ปลายทางหรือเมื่อ พืชเป็นโรคเกิดความเสียหายแล้ว
- วิธีนี้ช่วยสิ่งแวดล้อมโดยทำให้ลดการใช้สารเคมีที่เป็นพิษสูงในการป้องกันรักษาโรคพืช
- วิธีนี้ช่วยป้องกันโรคที่รักษายากหรือยังไม่มียารักษาเมื่อเกิดการระบาด เช่น โรคจากเชื้อไวรัส
- วิธีนี้ช่วยเพิ่มความปลอดภัยต่อผู้ใช้และผู้บริโภคในกรณีของ Salicylic acid เพราะเป็นสารที่พืชสร้างขึ้นได้เองตามธรรมชาติ

กลไกการกระตุ้นภูมิต้านทานโรค
การกระตุ้นภูมิต้านทานโรคพืชเป็นวิธีที่ใกล้เคียงเลียนแบบธรรมชาติมากที่สุดใน การป้องกันตนเองของพืชโดยการใช้สารเคมีไปกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติ เมื่อพืชเริ่มติดโรค วิธีนี้ไม่เพียงแต่เป็นการใช้สารเคมีใหม่ๆ ในพืชแต่ยังเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่สมบูรณ์แบบอีกด้วย โดยการเน้นที่การป้องกันมากกว่าการรักษา

ในธรรมชาติเมื่อพืชถูกเชื้อโรคเข้าทำลาย จะเกิดการกระตุ้นเฉพาะที่ เช่น บริเวณใบที่ติดเชื้อโรค ทำให้เกิดการตอบสนองของพืชในรูปของปฏิกิริยาทางเคมีภายในเซลล์พืช และนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่า กรดซาลิไซลิค (Salicylic acid) เป็นสารเคมีตัวหนึ่งที่พืชสร้างขึ้นหลังจากการติดเชื้อ ซึ่งจะเป็นสารเคมีสำคัญในการกระตุ้นการสร้างโปรตีนที่เป็นภูมิต้านทานโรค (PR-proteins) ขึ้นมาป้องกันตนเอง โปรตีนที่เป็นภูมิต้านทานโรคเหล่านี้เป็น
แบบที่ไม่เฉพาะเจาะจงกับเชื้อโรคใดๆ แต่จะครอบคลุมเชื้อโรคได้กว้าง (broad spectrum)
ดังนั้นจึงสามารถต้านทานโรคที่เกิดได้ทั้งจากแบคทีเรีย รา และไวรัส

อย่างไรก็ตามโปรตีนที่เป็นภูมิต้านทานโรคเหล่านี้ จะมีอายุไม่ยาวนัก ประมาณ 15-30 วันก็จะหมดไป

ข้อได้เปรียบเมื่อใช้สารเคมีกระตุ้นภูมิต้านทานโรค
การที่พืชป้องกันตนเองได้ตามธรรมชาติ แต่ก็มีจุดอ่อนหลายๆ อย่าง ได้แก่ การที่พืชจะสร้างภูมิคุ้มกันได้ต้องมีระดับความเสียหายค่อนข้างมากแล้ว เพราะต้องรอให้มีการสร้างกรดซาลิไซลิคในปริมาณมากพอที่จะกระตุ้นได้ และภูมิต้านทานที่เกิดขึ้นก็จะเกิดขึ้นเฉพาะพืชต้นนั้นไม่สามารถจะควบคุมหรือป้องกันพืชทั้งแปลงได้ ดังนี้การระบาดก็จะยังเกิดขึ้นตลอดเวลา การให้สารเคมีในปริมาณเพียงเล็กน้อยกระตุ้นจะช่วยให้สามารถป้องกันโรคพืชก่อนเกิดความเสียหายและยังสามารถควบคุมและป้องกันโรคจากเชื้อแบคทีเรีย เชื้อรา และเชื้อไวรัส ได้ในพืชที่กว้าง

ปัญหาและข้อควรระวัง
การป้องกันโรคพืชด้วยวิธีการกระตุ้นภูมิต้านทาน (SAR) กำลังเป็นที่สนใจและเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่มีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และสามารถใช้ร่วมเสริมกับการใช้สารกำจัดโรคพืชโดยทั่วไปได้เป็นอย่างดี เพื่อลดการใช้ที่มีพิษสูงเหล่านั้น อย่างไรก็ตามการใช้สารกระตุ้นภูมิต้านทานนี้ควรจะเริ่มใช้ตั้งแต่ช่วงเริ่มต้นของการเพาะปลูก หรือก่อนที่จะเกิดโรค และควรฉีดเป็นระยะๆ สม่ำเสมอ สารเคมีกระตุ้นภูมิต้านทาน (SAR chemicals) กำลังถูกพัฒนาขึ้นมาอีกหลายๆ ตัว จากบริษัทชั้นนำของโลก ซึ่งเน้นไปที่การค้นหาสารเคมีสังเคราะห์ที่สามารถไปกระตุ้นภูมิต้านทานตามกลไกเลียนแบบธรรมชาติ แต่การใช้สารเคมีสังเคราะห์จะเกิดขึ้นใหม่เหล่านี้ยังคงต้องวิจัยและทดสอบความเป็นพิษ และความปลอดภัยต่อผู้ใช้และผู้บริโภคต่อไปอีกระยะหนึ่งด้วย อย่างไรก็ตามการใช้สารเคมีที่ธรรมชาติสร้างขึ้นเองอยู่แล้ว เช่น กรดซาลิไซลิค (Salicylic acid) ซึ่งสามารถนำมาใช้ในวงการแพทย์มานานนับศตวรรษแล้วนั้น คงจะเป็นสิ่งยืนยันความปลอดภัยแก่ผุ้ใช้และผู้บริโภคได้เป็นอย่างดี

Systemic Acquired Resistance (SAR)
SAR เป็นระบบป้องกันตัวเองของพืชตามธรรมชาติ ซึ่งจะถูกกระตุ้นเมื่อเชื้อโรค ทั้งเชื้อรา แบคทีเรีย และไวรัส ที่เข้าทำลายพืชทำให้เกิดบาดแผลพืชจะเกิดการการตอบสนองอย่างฉับพลัน Hypersensitive Response (HR) และหลั่งสาร SA ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นสัญญาณ (SAR Signal) ส่งไปยังเซลล์ต่างๆทั่วทั้งต้นพืช กระตุ้นให้ยีนต้านทานโรค (PR-Genes) สร้างโปรตีนต้านทานโรคตัวหนึ่งขึ้นมา(PR-Proteins) ที่ทำหน้าที่เป็นสารควบคุมและฆ่าเชื้อโรคหลายๆชนิด ทำให้พืชมีภูมิต้านทานโรค และสามารถรักษาโรคและป้องกันการเกิดโรคที่มีสาเหตุมาจากเชื้อรา แบคทีเรียและไวรัสได้ ก่อนที่เชื้อโรคจะลุกลามไปทั่วทั้งลำต้น

กลไกการทำงานของกระบวนการ SAR
(1) เชื้อโรคเข้าทำลายเซลล์พืช พืชเกิดการการตอบสนอง ตื่นตัว Hypersensitive Response (HR)
(2) พืชหลั่งสารป้องกันตนเองเฉพาะที่ต่างๆ เช่น ROI, NO
(3) พืชหลั่งสาร SA และส่งสัญญาณ SARไปทั่วต้น
(4) กระตุ้นให้ยีนต้านทานโรค (PR-Genes) สร้างโปรตีนต้านทานโรค (PR-Proteins) มาป้องกันตนเองจากเชื้อโรค ที่จะลุกลามต่อไป ทั่วทั้งต้น

http://www.paccapon.blogspot.com/2015_06_01_archive.html