Original Title: Potential role of biotechnology tools for genetic improvement of “lost crops of Africa”: the case of fonio (Digitaria exilis and Digitaria iburua)
Source: doi.org/10.46882/FAFT/1187
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

តួនាទីសក្តានុពលនៃឧបករណ៍បច្ចេកវិទ្យាជីវសាស្ត្រសម្រាប់ការកែលម្អពូជ “ដំណាំដែលបាត់បង់នៅអាហ្រ្វិក”៖ ករណីសិក្សាលើដំណាំ Fonio (Digitaria exilis និង Digitaria iburua)

ចំណងជើងដើម៖ Potential role of biotechnology tools for genetic improvement of “lost crops of Africa”: the case of fonio (Digitaria exilis and Digitaria iburua)

អ្នកនិពន្ធ៖ Danladi Dada KUTA (National Biotechnology Advanced Laboratory, Sheda Science and Technology Complex, Nigeria), Emmanuel KWON-NDUNG (Biotechnology Unit, National Cereals Research Institute, Nigeria), Stephen DACHI (Biotechnology Unit, National Cereals Research Institute, Nigeria), Mark UKWUNGWU (Biotechnology Unit, National Cereals Research Institute, Nigeria), Emmanuel Dada IMOLEHIN (Biotechnology Unit, National Cereals Research Institute, Nigeria)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2019, Frontiers of Agriculture and Food Technology

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ដំណាំ Fonio គឺជាដំណាំធញ្ញជាតិជនជាតិដើមភាគតិចនៅអាហ្រ្វិកដែលមានតម្លៃអាហារូបត្ថម្ភខ្ពស់ (មានប្រូតេអ៊ីន ៧%) ប៉ុន្តែជួបប្រទះនឹងបញ្ហាទិន្នផលទាប ការកែច្នៃដ៏លំបាក និងការរាំងស្ទះដល់ការបង្កាត់ពូជតាមបែបប្រពៃណីដោយសារតែសរីរាង្គផ្កាដ៏តូចរបស់វា។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ឯកសារនេះជាការសិក្សាស្រាវជ្រាវបែបពិនិត្យឡើងវិញ (Review) ដែលវាយតម្លៃពីស្ថានភាព ឧបសគ្គ និងការអនុវត្តឧបករណ៍បច្ចេកវិទ្យាជីវសាស្ត្រកសិកម្មដើម្បីជម្នះបញ្ហាក្នុងការបង្កាត់ពូជដំណាំ Fonio ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Conventional Breeding / Morphological Characterization
ការបង្កាត់ពូជតាមបែបប្រពៃណី និងការវាយតម្លៃលក្ខណៈរូបសាស្ត្រ
ជាវិធីសាស្រ្តមូលដ្ឋានដែលងាយស្រួលយល់ និងចំណាយតិចសម្រាប់ការជ្រើសរើសគ្រាប់ពូជទូទៅលើដំណាំធម្មតា។ មិនអាចអនុវត្តបានសម្រាប់ដំណាំ Fonio ដោយសារសរីរាង្គផ្កាមានទំហំតូចពេក និងខ្វះព័ត៌មានលម្អិតពីជីវសាស្ត្រផ្ការបស់វា។ ការពឹងផ្អែកតែលើលក្ខណៈរូបសាស្ត្រងាយរងឥទ្ធិពលពីបរិស្ថាន។ មានការប្រមូលពូជប្រមាណ ២៤០ ប្រភេទនៅប្រទេសនីហ្សេរីយ៉ា ប៉ុន្តែការបង្កាត់ពូជតាមបែបប្រពៃណីមិនទទួលបានជោគជ័យក្នុងការបង្កើតពូជថ្មីនោះទេ។
DNA Markers (RAPD, AFLP)
ការប្រើប្រាស់សញ្ញាសម្គាល់ DNA
មានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ជាងការប្រើប្រាស់លក្ខណៈរូបសាស្ត្រ មិនរងឥទ្ធិពលពីបរិស្ថាន និងមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការវាយតម្លៃធនធានហ្សែនដ៏សម្បូរបែប។ តម្រូវឱ្យមានឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍ទំនើប និងអ្នកជំនាញផ្នែកម៉ូលេគុលជីវសាស្ត្រដើម្បីវិភាគទិន្នន័យប៉ូលីម៉ូហ្វីស (Polymorphism)។ ជួយស្វែងយល់ពីការវិវត្ត ប្រភពដើម ការចែកចាយ និងភាពចម្រុះនៃពូជ Fonio ដើម្បីជាមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការរៀបចំផែនទីហ្សែន។
Somaclonal Variation and Mutation Induction
បម្រែបម្រួលសូម៉ាក្លូន និងការបំប្លែងរចនាសម្ព័ន្ធតាមរយៈការបណ្តុះជាលិកា
អាចបង្កើតបំរែបំរួលហ្សែនថ្មីៗសម្រាប់លក្ខណៈក្សេត្រសាស្ត្រ (ដូចជា ដើមរឹង ទំហំគ្រាប់ធំ) ដែលអវត្តមាននៅក្នុងពូជធម្មជាតិ។ អត្រានៃបម្រែបម្រួលហ្សែនជាទូទៅមានកម្រិតទាប ប្រសិនបើមិនប្រើប្រាស់សារធាតុគីមី ឬវិទ្យុសកម្មជំនួយ ហើយទាមទារការព្យាយាមច្រើនក្នុងការសម្រាំង។ អាចផលិតបំរែបំរួលសូម៉ាក្លូនរាប់ពាន់ប្រភេទ ដើម្បីពង្រីកធនធានហ្សែន និងផ្តល់ឱកាសជ្រើសរើសរុក្ខជាតិដែលមានលក្ខណៈប្រាថ្នា។
Genetic Transformation (Gene-gun / Agrobacterium)
ការបំប្លែងហ្សែន (វិស្វកម្មហ្សែន)
អាចជម្នះឧបសគ្គនៃការបង្កាត់ពូជទាំងស្រុង និងអាចបញ្ចូលហ្សែនពិសេសៗពីខាងក្រៅ (ឧ. ធន់នឹងថ្នាំសម្លាប់ស្មៅ សត្វល្អិត និងជំងឺ) ដោយផ្ទាល់។ ទាមទារបច្ចេកវិទ្យាជាន់ខ្ពស់ ការចំណាយច្រើន និងការអនុម័តច្បាប់ទាក់ទងនឹងសុវត្ថិភាពជីវសាស្ត្រ (Biosafety) មុនពេលបញ្ចេញពូជទៅកាន់កសិករ។ មានសក្តានុពលខ្ពស់ក្នុងការបង្កើតពូជបំប្លែងហ្សែន (Transgenic crop) ដែលមានទំហំគ្រាប់ធំ ទិន្នផលខ្ពស់ និងកាត់បន្ថយការតំរូវការកម្លាំងពលកម្មក្នុងការដកស្មៅ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តបច្ចេកវិទ្យាជីវសាស្ត្រដូចដែលបានលើកឡើង គឺទាមទារការវិនិយោគយ៉ាងច្រើនទៅលើហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធមន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់ និងធនធានមនុស្សដែលមានជំនាញឯកទេសជាក់លាក់។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះផ្តោតសំខាន់លើដំណាំ Fonio ដែលដាំដុះនៅក្នុងតំបន់អាហ្វ្រិកខាងលិច (ដូចជានីហ្សេរីយ៉ា ម៉ាលី និងហ្គីណេ) ដោយប្រមូលទិន្នន័យពីកសិករតាមមូលដ្ឋានដែលខ្វះខាតការអនុវត្តក្សេត្រសាស្ត្រទំនើប។ ទោះបីជាដំណាំនេះមិនមាននៅកម្ពុជាក៏ដោយ ប៉ុន្តែវិធីសាស្ត្រក្នុងការស្តារ «ដំណាំដែលបាត់បង់» តាមរយៈបច្ចេកវិទ្យាជីវសាស្ត្រ គឺជាគំរូដ៏សំខាន់សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ក្នុងការអភិរក្ស និងកែលម្អពូជដំណាំក្នុងស្រុក (ដូចជា ពូជស្រូវចាស់ៗ ដំឡូង ឬធញ្ញជាតិបន្ទាប់បន្សំ) ដែលកំពុងរងការគំរាមកំហែងពីបម្រែបម្រួលអាកាសធាតុ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្របច្ចេកវិទ្យាជីវសាស្ត្រដែលបានលើកឡើងក្នុងឯកសារនេះ មានអត្ថប្រយោជន៍ និងសក្តានុពលយ៉ាងធំធេងសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍវិស័យកសិកម្មនៅប្រទេសកម្ពុជា។

ការចាប់យកឧបករណ៍បច្ចេកវិទ្យាជីវសាស្ត្រទាំងនេះ នឹងអនុញ្ញាតឱ្យកម្ពុជាអាចកែលម្អពូជដំណាំប្រពៃណីរបស់ខ្លួនឱ្យមានទិន្នផលខ្ពស់ និងធន់នឹងអាកាសធាតុ ដែលធានាបាននូវសន្តិសុខស្បៀងប្រកបដោយនិរន្តរភាពសម្រាប់នាពេលអនាគត។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ជំហានទី១៖ សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃម៉ូលេគុលជីវសាស្ត្រ: និស្សិតត្រូវស្វែងយល់ស៊ីជម្រៅអំពីការប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសម៉ាស៊ីន PCR (Polymerase Chain Reaction) និងការវិភាគ DNA Markers (RAPD, AFLP) តាមរយៈការអនុវត្តផ្ទាល់នៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ ដើម្បីចេះកំណត់អត្តសញ្ញាណពូជរុក្ខជាតិ។
  2. ជំហានទី២៖ អនុវត្តការបណ្តុះជាលិការុក្ខជាតិ: ចូលរួមក្នុងគម្រោងស្រាវជ្រាវដើម្បីអនុវត្តបច្ចេកទេសបណ្តុះជាលិកា In-vitro Tissue Culture និងស្វែងយល់ពីរបៀបបង្កើតបាតុភូត Somaclonal Variation ទៅលើដំណាំសេដ្ឋកិច្ចក្នុងស្រុកដូចជា ដំឡូងមី ចេក ឬអំពៅ ជាដើម។
  3. ជំហានទី៣៖ ស្វែងយល់ពីបច្ចេកទេសបំប្លែងហ្សែនកម្រិតខ្ពស់: សិក្សាពីយន្តការ និងសុវត្ថិភាពជីវសាស្ត្រនៃការប្រើប្រាស់បាក់តេរី Agrobacterium tumefaciens ឬឧបករណ៍ Gene-gun ដើម្បីផ្ទេរហ្សែនដែលមានប្រយោជន៍ (ឧទាហរណ៍ ហ្សែនធន់នឹងសត្វល្អិត) ចូលទៅក្នុងកោសិការុក្ខជាតិគោលដៅ។
  4. ជំហានទី៤៖ វិភាគ និងគ្រប់គ្រងទិន្នន័យធនធានហ្សែនកម្ពុជា: ចាប់ផ្តើមអនុវត្តការប្រមូលពូជដំណាំប្រពៃណីរបស់កម្ពុជា រួចប្រើប្រាស់កម្មវិធីកុំព្យូទ័រ Bioinformatics Software (e.g., MEGA, GenAlEx) ដើម្បីវិភាគទិន្នន័យតំណពូជ និងរៀបចំជាមូលដ្ឋានទិន្នន័យសម្រាប់គាំទ្រដល់កម្មវិធីបង្កាត់ពូជនៅថ្ងៃអនាគត។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Somaclonal variation (បម្រែបម្រួលសូម៉ាក្លូន) គឺជាការប្រែប្រួលទម្រង់ហ្សែនដែលកើតឡើងកំឡុងពេលបណ្តុះជាលិកាកោសិការុក្ខជាតិ (Somatic cells) នៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ (in-vitro) ក្នុងរយៈពេលយូរ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រស្វែងរកបាននូវលក្ខណៈថ្មីៗដូចជា ធន់នឹងគ្រោះរាំងស្ងួត ឬជំងឺ។ ដូចជាការថតចម្លងឯកសារច្រើនដងជាប់ៗគ្នា ហើយមានកំហុសបន្តិចបន្តួចនៅតាមច្បាប់ចម្លងខ្លះ ដែលកំហុសខ្លះបែរជាបង្កើតបានជារឿងថ្មីដែលមានប្រយោជន៍។
DNA markers (សញ្ញាសម្គាល់ DNA) គឺជាលំដាប់នៃ DNA ជាក់លាក់មួយដែលគេដឹងទីតាំងច្បាស់លាស់នៅលើក្រូម៉ូសូម ហើយត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ជាសូចនាករសម្រាប់កំណត់អត្តសញ្ញាណ តាមដានលក្ខណៈតំណពូជ ឬវាយតម្លៃភាពចម្រុះនៃពូជរុក្ខជាតិ។ វាដំណើរការដូចជាប្រព័ន្ធបាកូដ (Barcode) លើផលិតផលទំនិញ ដែលអាចប្រាប់យើងយ៉ាងច្បាស់ពីប្រភព និងប្រភេទរបស់រុក្ខជាតិនោះ។
Genetic transformation (ការបំប្លែងហ្សែន) គឺជាដំណើរការនៃវិស្វកម្មហ្សែនដោយបញ្ចូលហ្សែនពីសារពាង្គកាយមួយ (ឧ. បាក់តេរី ឬរុក្ខជាតិផ្សេង) ទៅក្នុងកោសិកាសារពាង្គកាយមួយទៀត ដើម្បីផ្តល់នូវលក្ខណៈពិសេសថ្មីៗ ដូចជាភាពធន់នឹងសត្វល្អិត ឬធន់នឹងថ្នាំសម្លាប់ស្មៅ។ ដូចជាការដំឡើងកម្មវិធីថ្មី (App) ទៅក្នុងទូរស័ព្ទដៃស្មាតហ្វូន ដើម្បីឱ្យវាមានមុខងារថ្មីដែលពីមុនមិនធ្លាប់មាន។
Germplasm (ធនធានហ្សែន) គឺជាបណ្ដុំនៃធនធានហ្សែនមានជីវិត (រួមមាន គ្រាប់ពូជ កោសិកា ឬជាលិកា) ដែលត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងធនាគារពូជ (Genebank) សម្រាប់គោលបំណងអភិរក្ស ការសិក្សាស្រាវជ្រាវ និងការបង្កាត់ពូជនៅពេលអនាគត។ ប្រៀបដូចជាបណ្ណាល័យ ឬឃ្លាំងសុវត្ថិភាពដែលរក្សាទុកនូវសៀវភៅរូបមន្តចាស់ៗរាប់ពាន់ក្បាល ដើម្បីធានាថាមិនបាត់បង់តទៅអនាគត។
Embryogenic calli (កាលីសអំប្រ៊ីយ៉ុង) គឺជាបណ្ដុំកោសិការុក្ខជាតិដែលមិនទាន់មានការបែងចែករូបរាងជាសរីរាង្គច្បាស់លាស់ (ដុះក្នុងមជ្ឈដ្ឋានចិញ្ចឹមក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍) ប៉ុន្តែមានសក្តានុពល និងសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងការលូតលាស់បំបែកខ្លួនទៅជារុក្ខជាតិថ្មីមួយដើមពេញលេញបាន។ ប្រៀបបានទៅនឹងដីឥដ្ឋមួយដុំដែលទន់ ហើយយើងអាចយកទៅសូនជារូបរាងអ្វីក៏បាន (ដូចជាបង្កើតចេញជាឫស ដើម ឬស្លឹកជាដើម)។
Agrobacterium tumefaciens (អាក្រូបាក់តេរីស្យូម ទូមេហ្វាស៊ីន) គឺជាប្រភេទបាក់តេរីរស់នៅក្នុងដីម្យ៉ាង ដែលមានសមត្ថភាពពីធម្មជាតិក្នុងការចម្លងបំណែក DNA របស់វាទៅក្នុងហ្សែនរបស់រុក្ខជាតិ។ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រប្រើប្រាស់វាជាយានជំនិះ (Vector) ដើម្បីដឹកជញ្ជូនហ្សែនដែលគេចង់បានបញ្ចូលទៅក្នុងដំណាំ។ ប្រៀបដូចជាភ្នាក់ងារដឹកជញ្ជូន ឬអ្នករត់សំបុត្រ ដែលយើងពឹងផ្អែកឱ្យយកសារកូដសម្ងាត់ (ហ្សែនថ្មី) ទៅប្រគល់ដល់ខាងក្នុងផ្ទះ (កោសិការុក្ខជាតិ)។
RAPD (បច្ចេកទេសពង្រីកបំណែក DNA ដោយចៃដន្យ) មកពីពាក្យពេញ Random Amplified Polymorphic DNA ជាបច្ចេកទេសម៉ូលេគុលដែលប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន PCR និង Primer ខ្លីៗដោយចៃដន្យ ដើម្បីបង្កើតបំណែក DNA ច្រើនឡើង សម្រាប់យកមកប្រៀបធៀប និងស្វែងរកភាពខុសគ្នានៃទម្រង់ DNA រវាងពូជរុក្ខជាតិ។ ដូចជាការចាប់យកបំណែករូបផ្គុំ (Jigsaw puzzle) តូចៗដោយចៃដន្យពីរូបភាពពីរផ្សេងគ្នា មកប្រៀបធៀបមើលថាវាមកពីរូបភាពតែមួយ ឬអត់។
Caryopses (គ្រាប់ធញ្ញជាតិប្រភេទការីយ៉ូបស៊ីស) គឺជាប្រភេទផ្លែស្ងួតសាមញ្ញរបស់រុក្ខជាតិអំបូរស្មៅ ឬធញ្ញជាតិ (ដូចជាស្រូវ, ពោត, ឬ Fonio) ដែលសំបកផ្លែ (Pericarp) និងសំបកគ្រាប់ (Seed coat) រុំជាប់គ្នាយ៉ាងតឹងណែនរហូតមិនអាចបំបែកចេញពីគ្នាបានតាមលក្ខណៈធម្មជាតិ។ ដូចជាគ្រាប់ស្រូវដែលមិនទាន់បកសំបក ដែលសំបកខាងក្រៅ និងសាច់គ្រាប់ខាងក្នុងនៅជាប់គ្នាយ៉ាងស្អិតរហូតទាល់តែកិនទើបចេញជាអង្ករ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖