กลไกการตอบสนองต่อภาวะเครียดของเซลล์พืช (Chenopodium rubrum L.) เพื่อพัฒนานวัตกรรมการปลูกพืชอาหารและยาบนห้องปฏิบัติการอวกาศนานาชาติ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
เป็นธรรม โยธาวุธ
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ชัชวาล วงค์ชัย
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
จากรายงานการประเมินของ (IPCC, 2022) ระบุถึงการเปลี่ยนการแปลงสภาพภูมิอากาศ จากหลักฐานทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าภาวะโลกร้อนจากกิจกรรมของมนุษย์ได้ส่งผลให้อุณหภูมิเฉลี่ยเพิ่มขึ้น 1.1 องศาเซลเซียส ส่งผลกระทบต่อธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็นคลื่นความร้อนเหนือพื้นดินและในมหาสมุทร น้ำท่วมเฉียบพลันรวมถึงภัยร้อน ซึ่งเหตุการณ์ความรุนแรงจากสภาพอากาศดังกล่าวมีแนวโน้มที่เกิดถี่ขึ้น
(Paes de Melo et al. 2022) ระบุถึงการตอบสนองต่อภาวะเครียดของพืชเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ (abiotic stress) ที่แตกต่างกันออกไป ทั้งที่เกิดจากภาวะเครียดจาก ความร้อน ความแล้ง ภาวะเค็ม ภาวะขาดออกซิเจน และภาวะเครียดจากโลหะหนัก โดยพืชจะมีการตอบสนองตั้งแต่ระดับยีน (stress-response genes) จนถึงการเปลี่ยนแปลงและปรับตัวระดับเซลล์, ออร์แกน และโครงสร้าง โดยมีความเชื่อมโยงต่อระดับการเปลี่ยนแปลงของแรงดันภายในเซลล์ การแลกเปลี่ยนไอออ การผลิตสารต้านอนุมูลอิสระ ฮอร์โมน และสารทุติยภูมิ
จากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของระบบส่งสัญญาณ แบบ extracellular pH ในเซลล์ ของ Chenopodium ภายใต้ภาวะเครียดจากความเค็ม พบว่าเซลล์พืชตอบสนองต่อ ภาวะดังกล่าว และสามารถแยกกลุ่มเซลล์แขวนลอยแบบ autotroph and heterotroph ที่ทำการทดลองแบบได้ภายใต้การค้นพบระบบส่งสัญญาณของสารจำนวน 52 ชนิดที่แบ่งตามหลักการวิเคราะห์ด้วยวิธี Multivariate analysis และ PCA ได้ 5 ระบบสัญญาณ คือ 1) salt and osmotic stress, 2)ion channel inhibitors (amiloride, quinidine), 3) salt-sensing modulators (proline), 4) amino acids, และ 5) carboxylic acids and regulators (salicylic acid, 2,4-dichlorphenoxyacetic acid) ดังนั้นการทดสอบการตอบสนองของเซลล์พืช ด้วยการวัด extracellular pH การวัดปริมาณสารสำคัญบางชนิด และการตรวจโครงสร้างเซลล์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ของเซลล์ทั้งสองแบบที่จะเผชิญสภาวะการเปลี่ยนแปลงแบบจำลองบนสถานีการทดลองของห้องปฏิบัติการอวกาศนานาชาติ ผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะศึกษาทดลอง เพื่อใช้เป็นการหาคำตอบระดับเซลล์ และเตรียมการสำหรับการเพาะปลูกพืชอาหารและยาบนสถานีทดลองทางอวกาศ และดาวอังคาร ที่จะเผชิญกับการได้รับภาวะเครียดของ สภาพแวดล้อมทางกายภาพ ที่แตกต่างไปจากพื้นโลก (Wongchai, Chaidee and Pfeiffer, 2012)