นักวิทย์ค้นพบ “ยีนมหัศจรรย์” เพิ่มผลผลิตข้าว 24% แม้ใช้ปุ๋ยน้อยลง

ในโลกที่ประชากรกว่าครึ่งพึ่งพาข้าวเป็นอาหารหลัก ความมั่นคงทางอาหารไม่ใช่เรื่องไกลตัวอีกต่อไป ขณะเดียวกัน เกษตรกรทั่วโลกต้องเผชิญความท้าทายสองด้านพร้อมกัน คือ ต้นทุนปุ๋ยไนโตรเจนที่สูงขึ้น และผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมจากการใช้ปุ๋ยเกินความจำเป็น การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ล่าสุดเกี่ยวกับยีนตัวหนึ่งในต้นข้าว จึงอาจเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของการเกษตรยุคใหม่

ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้ระบุยีนที่มีชื่อว่า WRINKLED1a ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการเจริญเติบโตของพืชในสภาวะที่มีธาตุอาหารจำกัด โดยเฉพาะไนโตรเจน ปกติแล้ว เมื่อดินมีไนโตรเจนต่ำ พืชมักจะปรับตัวด้วยการเร่งการเจริญของรากเพื่อค้นหาสารอาหาร ส่งผลให้การพัฒนาส่วนลำต้นและเมล็ดลดลง ซึ่งกระทบต่อผลผลิตโดยตรง แต่ยีน WRINKLED1a ช่วยให้พืชประสานการเติบโตระหว่างรากและลำต้นได้ดีขึ้น ทำให้ยังคงให้ผลผลิตสูงแม้ใช้ปุ๋ยน้อยลง

งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science เป็นความร่วมมือระหว่าง University of Oxford (มหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด), Nanjing Agricultural University (มหาวิทยาลัยเกษตรหนานจิง) และ Chinese Academy of Sciences (สถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์แห่งสาธารณรัฐประชาชนจีน) โดยนักวิจัยได้คัดกรองสายพันธุ์ข้าวมากกว่า 3,000 สายพันธุ์ เพื่อค้นหาการแสดงออกตามธรรมชาติของยีนนี้ที่แข็งแรงเป็นพิเศษ สิ่งสำคัญคือ การพัฒนานี้ไม่ได้ใช้การดัดแปลงพันธุกรรมหรือวิศวกรรมชีวภาพ แต่เป็นการคัดเลือกพันธุ์แบบดั้งเดิม

ผลการทดลองภาคสนามชี้ให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่น่าทึ่ง ภายใต้สภาวะที่มีไนโตรเจนต่ำ ผลผลิตข้าวเพิ่มขึ้นได้สูงสุดถึง 24% และแม้ในแปลงที่ใช้ปุ๋ยในระดับสูง ผลผลิตก็ยังเพิ่มขึ้นเช่นกัน นั่นหมายความว่า เกษตรกรอาจสามารถลดการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนลงได้ โดยไม่ต้องกังวลว่าผลผลิตจะลดลง ตรงกันข้าม อาจได้ผลผลิตที่สูงขึ้นกว่าเดิม

ประเด็นนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะปุ๋ยไนโตรเจนแม้ช่วยเพิ่มผลผลิต แต่การใช้เกินความจำเป็นก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมมากมาย ตั้งแต่การปนเปื้อนแหล่งน้ำ การเกิดสาหร่ายบูม ไปจนถึงการปล่อยก๊าซไนตรัสออกไซด์ ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่ทรงพลัง การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ไนโตรเจนของพืชจึงเป็นทางออกที่ยั่งยืนกว่าการเพิ่มปริมาณปุ๋ย

ในยุคที่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคุกคามผลผลิตทางการเกษตรทั่วโลก การค้นพบยีน WRINKLED1a ไม่ได้เป็นเพียงความก้าวหน้าทางชีววิทยา แต่คือความหวังของเกษตรกรและผู้บริโภคทั่วโลก นักวิจัยยังตั้งเป้าศึกษาต่อว่ากลไกคล้ายกันนี้มีอยู่ในพืชชนิดอื่น เช่น ข้าวสาลีและข้าวโพดหรือไม่ หากประสบความสำเร็จ ผลกระทบอาจขยายวงกว้างไปไกลกว่าข้าวเพียงชนิดเดียว

ท้ายที่สุด ยีนเล็ก ๆ ในระดับโมเลกุล อาจกลายเป็นคำตอบของคำถามใหญ่ระดับโลก นั่นคือ เราจะผลิตอาหารให้เพียงพอกับประชากรโลก โดยไม่ทำลายสิ่งแวดล้อมไปมากกว่านี้ได้อย่างไร และคำตอบนั้น อาจเริ่มต้นจากการเข้าใจธรรมชาติของพืชอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น แทนที่จะเพิ่มภาระให้ผืนดินด้วยปุ๋ยมากขึ้นเรื่อย ๆ