เปิดโลกกระบองเพชรกินได้! งานวิจัยไทยเพิ่มชุดโครโมโซม พัฒนาลำต้นใหญ่ หนามลด และสารต้านอนุมูลอิสระสูงขึ้น

กระบองเพชรไม่ได้เป็นเพียงไม้ประดับที่สวยงามเท่านั้น แต่ยังเป็นพืชอาหารทางเลือกที่มีศักยภาพสำหรับการเกษตรในอนาคต โดยเฉพาะในพื้นที่แห้งแล้งและขาดแคลนน้ำ ล่าสุด นักวิจัยไทยได้ศึกษาการใช้สารโคลชิซีน (Colchicine) เพื่อเพิ่มจำนวนชุดโครโมโซมของกระบองเพชรกินได้ และพบว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวสามารถส่งผลต่อการเจริญเติบโต ลักษณะหนาม และการสะสมสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีคุณค่า

รู้จักกระบองเพชรกินได้ พืชทางเลือกในยุคโลกร้อน กระบองเพชรกินได้ หรือ Opuntia ficus-indica (L.) Mill. เป็นพืชในวงศ์ Cactaceae มีลักษณะเด่นคือแผ่นลำต้นสีเขียวอวบน้ำ สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้ง อุณหภูมิสูง และดินที่มีธาตุอาหารค่อนข้างจำกัด

กระบองเพชรชนิดนี้มีการใช้ประโยชน์หลากหลาย ทั้งการนำแผ่นลำต้นอ่อนมาประกอบอาหาร การใช้เป็นอาหารสัตว์ และการเป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตภัณฑ์อาหารที่มีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ในช่วงที่โลกกำลังเผชิญปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ พืชที่ใช้น้ำน้อยและปรับตัวได้ดีในพื้นที่แห้งแล้งจึงได้รับความสนใจมากขึ้น กระบองเพชรกินได้ถือเป็นหนึ่งในพืชที่มีศักยภาพในการสนับสนุนความมั่นคงทางอาหารและการเกษตรอย่างยั่งยืน อย่างไรก็ตาม หนามของกระบองเพชรยังเป็นอุปสรรคต่อการเก็บเกี่ยว การขนส่ง และการแปรรูป นักวิจัยจึงสนใจพัฒนาลักษณะของพืชให้เหมาะสมต่อการใช้ประโยชน์มากยิ่งขึ้น

เพิ่มชุดโครโมโซม เทคนิคหนึ่งในการปรับปรุงพันธุ์พืช โดยทั่วไป กระบองเพชรที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้มีโครโมโซม 2 ชุด เรียกว่า ดิพลอยด์ (Diploid) นักวิจัยใช้สารโคลชิซีนเพื่อชักนำให้เกิดการเพิ่มจำนวนชุดโครโมโซมเป็น 4 ชุด หรือเตตราพลอยด์ (Tetraploid) ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของภาวะพอลิพลอยด์ (Polyploidy) การเพิ่มจำนวนชุดโครโมโซมอาจทำให้พืชเกิดการเปลี่ยนแปลง เช่น เซลล์มีขนาดใหญ่ขึ้น ลำต้นมีขนาดเพิ่มขึ้น ลักษณะภายนอกเปลี่ยนแปลง หรือมีการสะสมสารสำคัญบางชนิดแตกต่างจากต้นเดิม

อย่างไรก็ตาม การเพิ่มชุดโครโมโซมไม่ได้หมายความว่าพืชทุกต้นจะมีลักษณะดีขึ้นเสมอไป เพราะผลที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับชนิดพืช ความเข้มข้นของสาร และระยะเวลาที่ได้รับสารด้วย

คณะนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมหาสารคามและมหาวิทยาลัยแม่โจ้ ได้ศึกษาผลของโคลชิซีนต่อกระบองเพชรกินได้ โดยใช้แผ่นลำต้นจากต้นแม่อายุ 3 ปี การทดลองแบ่งออกเป็น 6 กรรมวิธี ได้แก่ กลุ่มควบคุมที่ไม่ใช้โคลชิซีน และกลุ่มที่ได้รับโคลชิซีนความเข้มข้น 0.5% และ 1.0% เป็นระยะเวลา 24 หรือ 48 ชั่วโมง ใช้แผ่นลำต้นเริ่มต้นรวม 360 แผ่น และติดตามการเปลี่ยนแปลงของพืชจนถึง 180 วัน นักวิจัยประเมินทั้งอัตราการรอดชีวิต การเจริญเติบโต การแตกหน่อ ลักษณะหนาม ขนาดและความหนาแน่นของปากใบ ตลอดจนปริมาณสารฟีนอลิก ฟลาโวนอยด์ และความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระ นอกจากนี้ ยังใช้เทคนิค Flow Cytometry เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของปริมาณ DNA และประเมินระดับพลอยดีของพืช

ผลการวิจัยที่ 1 กระบองเพชรบางกลุ่มมีลำต้นใหญ่และแตกหน่อมากขึ้น ผลการศึกษาพบว่า กระบองเพชรที่ได้รับโคลชิซีนบางกรรมวิธีมีการเจริญเติบโตแตกต่างจากกลุ่มควบคุมอย่างชัดเจน โดยเฉพาะกลุ่มที่ได้รับโคลชิซีนความเข้มข้น 1.0% เป็นเวลา 48 ชั่วโมง มีความสูงเฉลี่ย 36.33 เซนติเมตร ซึ่งสูงกว่ากลุ่มควบคุมที่ได้รับการจัดการเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ซึ่งมีความสูงเฉลี่ย 27.70 เซนติเมตร ขณะที่กลุ่มที่ได้รับโคลชิซีน 1.0% เป็นเวลา 24 ชั่วโมง มีเส้นผ่านศูนย์กลางลำต้นเฉลี่ยสูงที่สุดที่ 16.62 เซนติเมตร และมีจำนวนแผ่นลำต้นใหม่เฉลี่ย 2.25 แผ่นต่อต้น

ผลดังกล่าวแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของเทคนิคเพิ่มชุดโครโมโซมในการสร้างความหลากหลายของลักษณะพืชสำหรับการปรับปรุงพันธุ์ อย่างไรก็ตาม การใช้โคลชิซีนความเข้มข้นสูงส่งผลให้อัตราการรอดชีวิตลดลงเหลือประมาณ 58% เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมที่มีอัตรารอดชีวิต 100% จึงจำเป็นต้องพิจารณาความสมดุลระหว่างลักษณะที่ต้องการกับความสามารถในการรอดชีวิตของพืช

ผลการวิจัยที่ 2 หนามลดลง เพิ่มโอกาสพัฒนาพืชที่จัดการได้ง่าย อีกหนึ่งผลการทดลองที่น่าสนใจ คือ การเปลี่ยนแปลงของลักษณะหนามบนแผ่นลำต้นกระบองเพชร นักวิจัยพบว่าการใช้โคลชิซีนความเข้มข้น 0.5% เป็นเวลา 24 ชั่วโมง เริ่มทำให้หนามมีลักษณะลดลง ขณะที่การใช้โคลชิซีน 1.0% เป็นเวลา 48 ชั่วโมง

พบตัวอย่างที่แสดงลักษณะไม่มีหนาม ลักษณะดังกล่าวมีความสำคัญต่อการใช้ประโยชน์ทางการเกษตร เนื่องจากกระบองเพชรที่มีหนามน้อยอาจช่วยลดความยุ่งยากในการเก็บเกี่ยว การจัดการหลังการเก็บเกี่ยว และการแปรรูปเป็นอาหาร อย่างไรก็ตาม การศึกษาครั้งนี้เป็นการสังเกตลักษณะหนามเชิงคุณภาพ ยังไม่ได้ตรวจสอบความคงตัวของลักษณะไร้หนามในระยะยาว จึงต้องมีการศึกษาต่อก่อนนำไปพัฒนาเป็นพันธุ์สำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์

ผลการวิจัยที่ 3 ปากใบมีขนาดใหญ่ขึ้นและมีจำนวนต่อพื้นที่ลดลง ปากใบเป็นโครงสร้างขนาดเล็กบนผิวพืช ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซและเกี่ยวข้องกับการควบคุมการสูญเสียน้ำ

ผลการศึกษาพบว่า กระบองเพชรที่ผ่านการชักนำให้เพิ่มชุดโครโมโซมโดยทั่วไปมีเซลล์คุมปากใบขนาดใหญ่ขึ้น และมีความหนาแน่นของปากใบลดลง ตัวอย่างเช่น กลุ่มที่ได้รับโคลชิซีน 1.0% เป็นเวลา 24 ชั่วโมง มีความยาวเซลล์คุมปากใบเฉลี่ย 47.48 ไมโครเมตร เทียบกับกลุ่มควบคุมที่มีความยาวเฉลี่ย 36.20 ไมโครเมตร การเปลี่ยนแปลงของปากใบอาจมีความเกี่ยวข้องกับการควบคุมการสูญเสียน้ำของพืช แต่การศึกษานี้ยังไม่ได้ทดสอบความทนแล้งโดยตรง จึงยังไม่สามารถยืนยันได้ว่ากระบองเพชรที่ผ่านการชักนำจะทนแล้งได้ดีกว่าต้นเดิม

ผลการวิจัยที่ 4 สารฟลาโวนอยด์และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระเพิ่มขึ้น นอกจากการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและการเจริญเติบโตแล้ว นักวิจัยยังพบการเปลี่ยนแปลงของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในแผ่นลำต้นกระบองเพชร สารสำคัญที่ศึกษา ได้แก่ สารประกอบฟีนอลิก (Phenolic Compounds) เป็นกลุ่มสารธรรมชาติที่พบในพืชหลายชนิด และมีบทบาททางชีวภาพหลากหลาย

สารฟลาโวนอยด์ (Flavonoids) เป็นกลุ่มสารจากพืชที่มีความเกี่ยวข้องกับฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ ผลการทดลองพบว่า การใช้โคลชิซีนความเข้มข้น 0.5% เป็นเวลา 24 ชั่วโมง ทำให้ปริมาณฟลาโวนอยด์รวมเพิ่มขึ้นเป็น 4,932.02 มิลลิกรัมสมมูลเควอซิทินต่อ 100 กรัมน้ำหนักแห้ง หรือประมาณ 2.9 เท่าของกลุ่มควบคุม

กรรมวิธีดังกล่าวยังให้ค่าความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระสูงที่สุดในการทดสอบทั้งวิธี DPPH และ FRAP ขณะที่การใช้โคลชิซีน 1.0% เป็นเวลา 48 ชั่วโมง ให้ปริมาณสารฟีนอลิกรวมสูงที่สุดที่ 1,241.52 มิลลิกรัมสมมูลกรดแกลลิกต่อ 100 กรัมน้ำหนักแห้ง หรือประมาณ 3.4 เท่าของกลุ่มควบคุม ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่า ความเข้มข้นและระยะเวลาที่ใช้โคลชิซีนมีความสัมพันธ์กับการสะสมสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่แตกต่างกัน

สิ่งที่น่าสนใจคือ กรรมวิธีที่ให้ปริมาณฟีนอลิกรวมสูงที่สุด ไม่ได้ให้ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระสูงที่สุด แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบและชนิดของสารอาจมีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าปริมาณสารทั้งหมด ทั้งนี้ ค่าต้านอนุมูลอิสระที่รายงานเป็นผลจากการทดสอบสารสกัดในห้องปฏิบัติการ ไม่ใช่หลักฐานยืนยันผลในการป้องกันหรือรักษาโรคในมนุษย์

งานวิจัยนี้มีประโยชน์ต่อการเกษตรอย่างไร ผลการศึกษานี้เปิดโอกาสในการพัฒนากระบองเพชรกินได้ในหลายด้าน
1. การปรับปรุงพันธุ์พืชอาหารทางเลือก สามารถใช้พืชที่มีลักษณะลำต้นใหญ่ แตกหน่อมาก หรือหนามลดลง เป็นวัสดุสำหรับศึกษาต่อยอดในการปรับปรุงพันธุ์
2. การเพิ่มมูลค่าวัตถุดิบทางการเกษตร กระบองเพชรที่มีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพสูงอาจมีศักยภาพในการพัฒนาเป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตภัณฑ์อาหารหรืออาหารเชิงหน้าที่ในอนาคต โดยต้องมีการศึกษาด้านคุณภาพและความปลอดภัยเพิ่มเติม
3. การพัฒนาพืชสำหรับพื้นที่แห้งแล้ง กระบองเพชรกินได้เป็นพืชที่มีความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแห้งแล้งอยู่แล้ว การพัฒนาลักษณะพันธุ์เพิ่มเติมอาจช่วยเพิ่มทางเลือกในการผลิตพืชภายใต้สภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลง
4. การต่อยอดองค์ความรู้ด้านเทคโนโลยีชีวภาพพืช งานวิจัยนี้เป็นตัวอย่างของการนำเทคนิคเพิ่มชุดโครโมโซมมาใช้สร้างความหลากหลายทางพันธุกรรมและลักษณะทางชีวภาพ เพื่อสนับสนุนการปรับปรุงพันธุ์พืช

ก้าวต่อไปของการวิจัย แม้ผลการศึกษาจะมีแนวโน้มที่น่าสนใจ แต่ยังมีประเด็นสำคัญที่ต้องศึกษาเพิ่มเติม ได้แก่ ความคงตัวของระดับโครโมโซมและลักษณะไร้หนาม การประเมินผลผลิตในสภาพแปลงปลูกจริง ความสามารถในการทนแล้ง คุณภาพทางโภชนาการ และความปลอดภัยของวัตถุดิบก่อนนำไปใช้ประโยชน์ นอกจากนี้ ยังควรศึกษากลไกการทำงานของยีนและเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างสารฟีนอลิกและฟลาโวนอยด์ เพื่ออธิบายสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

การเพิ่มจำนวนชุดโครโมโซมด้วยโคลชิซีนเป็นอีกหนึ่งแนวทางที่มีศักยภาพในการพัฒนากระบองเพชรกินได้ให้มีลักษณะหลากหลายและมีคุณค่ามากขึ้น

งานวิจัยนี้พบว่า การใช้โคลชิซีนในความเข้มข้นและระยะเวลาที่เหมาะสมสามารถทำให้พืชบางกลุ่มมีลำต้นใหญ่ขึ้น แตกหน่อมากขึ้น มีหนามลดลง และมีการสะสมสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเพิ่มขึ้น

อย่างไรก็ตาม การใช้สารความเข้มข้นสูงยังส่งผลกระทบต่อการรอดชีวิตของพืช จึงจำเป็นต้องพัฒนาวิธีการที่เหมาะสมและตรวจสอบความคงตัวของลักษณะที่ต้องการก่อนนำไปใช้จริง

กระบองเพชรกินได้จึงไม่ได้เป็นเพียงพืชทนแล้ง แต่ยังเป็นทรัพยากรพืชที่มีศักยภาพสำหรับการวิจัยและพัฒนานวัตกรรมการเกษตรและอาหารในอนาคต

ข้อมูลอ้างอิง
Boonnak, N., Siriamornpun, S., Yangkhamman, P., & Boontiang, K. (2026). 
Colchicine-Induced Polyploidy in Edible Cactus [Opuntia ficus-indica (L.) Mill.]
: Impact on Biological Traits and Bioactive Compound Accumulation. Horticulturae, 12(8), 1044.

DOI: https://doi.org/10.3390/horticulturae12081044

ถอดรหัสและเรียบเรียงองค์ความรู้จากบทความวิจัยต้นฉบับเพื่อการเผยแพร่ความรู้ทางการเกษตร โดย ฝ่ายสารสนเทศ สำนักหอสมุด มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์