DNA-FINGER-PRINT-COVER

ตรวจสอบและยืนยันสายพันธุ์กาแฟอราบิก้าด้วย DNA Fingerprint

ปีนี้นับได้ว่าเป็นปีทองของการวิจัยด้านสายพันธุ์ด้วยเทคนิคด้านพันธุวิศวกรรมในกาแฟ เริ่มตั้งแต่ต้นปีที่มีหลักฐานว่ากาแฟสายพันธุ์อราบิก้ามาจากการผสมข้ามสายพันธุ์เพียงครั้งเดียว

อ่านเพิ่มเติม งานวิจัยพบหลักฐานว่ากาแฟสายพันธุ์อราบิก้ามีต้นกำเนิดมาจากต้นกาแฟเพียงต้นเดียว

เทคโนโลยี DNA Fingerprint เป็นเทคโนโลยีที่นิยมใช้ในการตรวจหาความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตโดยเปรียบเทียบความแตกต่างในการเรียงตัวของ DNA สายสั้นๆ สำหรับเทคนิคนี้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเช่นใช้ในการยืนยันตัวคนร้าย, ระบุความสัมพันธ์ระหว่างลูกกับพ่อแม่, หรือยืนยันตัวตน

ด้วยความสามารถในการยืนยันตัวตนนี้เองทางนักวิจัยจึงนำเทคนิคนี้มาใช้ในการยืนยันและรับรองความถูกต้องของกาแฟสายพันธุ์อราบิก้ากว่า 2533 ตัวอย่าง

ในงานวิจัยนี้ใช้ตัวอย่างทั้งหมด 2533 ตัวอย่าง

  1. 22% มาจากตัวอย่างของ WCR
  2. 10% มาจาก WCR Verified Program
  3. 68% มาจากตัวอย่างที่เกษตรกรส่งเข้ามา

47% ของตัวอย่างมาจาก Central และ North America 30% มาจาก Africa 13% มาจาก South America และ 10% มาจาก Asia

นอกจากนี้ตัวอย่างทั้งหมดยังสามารถแบ่งได้ตามการเดินทางประวัติศาสตร์ได้

  1. สายพันธุ์ที่นำออกไปจาก Ethiopia ผ่านทาง Yemen
    1. Typca/Bourbon (458 ตัวอย่าง)
    2. East African Varieties (132 ตัวอย่าง)
    3. Kivu Region Varieties (129 ตัวอย่าง)
  2. Ethiopian Landraces (406 ตัวอย่าง)
  3. Sudanese landraces (24 ตัวอย่าง)
  4. Introgressed Vaiesties (1150 ตัวอย่าง) สายพันธุ์ที่เกิดจากการผสมข้ามสายพันธุ์
  5. F1 Hybrid (234 ตัวอย่าง)

ผลการทดลอง

Figure.1 From paper

วิธีการดู Neighbor-joining tree คือสายพันธุ์ที่ใกล้ชิดกันจะสร้างกิ่งใกล้กัน นอกจากนี้บางสายพันธุ์ที่นักวิจัยมีต้นที่เป็น Reference ชัดเจนเช่น Gesha ก็สามารถนำสายพันธุ์ที่ระบุว่า Gesha มาเปรียบเทียบได้ชัดเจน

แต่ในบางสายพันธุ์ที่เกิดจากการผสมกันของหลายสายพันธุ์ก็ไม่จะไม่มี Reference ชัดเจนแต่จะกลายเป็นกลุ่มของสายพันธุ์ (Cluster) แทนเช่น Batian

ในกลุ่มของสายพันธุ์ Introgress (ลูกผสมระหว่าง Arabica กับ Hybrido de Timor) เช่น Catimor และ Sachimor

เนื่องจากสายพันธุ์ Catimor และ Sachimor มีต้นกำเนิดมาจาก Hybrido De Timor ผสมข้ามสายพันธุ์กับ Caturra และ Villa Sachi จึงมีความใกล้เคียงกับสายพันธุ์ Bourbon

ในกลุ่มของ Catimor ยังมีสายพันธุ์อื่นๆอีกเช่น Cat 129 ที่นิยมปลูกในแอฟริกาตะวันออก T.8667, CR95, T.5175

Obata, Parainema, Masellesa เป็นสายพันธุ์ที่มาจาก Sachimor T.5296 ซึ่ง T.5296 เป็นการผสมข้ามสายพันธุ์ระหว่าง TH832/2 และ Villa Sarchi

นอกจากนี้ยังมีสายพันธุ์ Introgress ที่ไม่ได้เป็นลูกผสมของ Bourbon เล่น Batian และ RABC15 ซึ่งทั้งสองสายพันธุ์เป็นการผสมข้ามสายพันธุ์ระหว่างสายพันธุ์เก่าหลายสายพันธุ์เช่นในกลุ่มของแอฟริกาตะวันออก อินเดีย เอธิโอเปีย หรือซูดาน (Sudan Rume) เนื่องจากการผสมพันธุ์ที่หลากหลายทำให้ Batian และ RABC 15 ใกล้เคียงกับสายพันธุ์ของ Scott Lab เช่น SL14 SL34* มากกว่า Bourbon

*SL14 เป็นหมายเลข Strain ของ Scott Lab เช่น SL28 จึงย่อมาจาก Scott Lab Strain 28 เป็นต้น

F1 Hybrid

สายพันธุ์ F1 Hybrid คือเช่น Starmaya, Centroamericano Milenio, Casiopea และ Mundo Maya เป็นสายพันธุ์ที่เกิดจากการโคลนจากต้นพ่อ ทำนักวิจัยมี Reference ที่ชัดเจนส่งผลให้ให้เมื่อตรวจด้วยวิธี DNA Fingerprint สามารถแยกสายพันธุ์เหล่านี้ได้ง่าย

Typica and Bourbon

จะเห็นว่าสายของ Typica และ Bourbon ค่อนข้างใกล้เคียงกันเนื่องจากเป็นกลุ่มสายพันธุ์ที่ถูกนำออกมาจาก Ethiopia และ Yemen ในช่วงใกล้เคียงกันแต่ DNA Fingerprint สามารถแยกสองสายพันธุ์นี้ออกจากกันได้

ปัญหาหลักในกลุ่มของ Bourbon, Caturra, และ Villa Sarchi เทคนิคนี้ไม่สามารถบ่งบอกความแตกต่างได้ ต้องใช้วิธีการดูลักษณะของต้นไม้ประกอบด้วย (Caturra และ Villa Sarchi คือ Bourbon กลายพันธุ์)

กลุ่มของแอฟริกาตะวันออกและ Kivu Region

ในกลุ่มนี้จะใกล้เคียงกับ Typica และ Bourbon แต่สำหรับสายพันธุ์เก่าอย่างเช่น SL28 และ SL34 สามารถแยกแยะได้ชัดเจน

Jackson และ BM139 จาก Rwanda เป็นสายพันธุ์ที่ไม่มี Reference ชัดเจนแต่จะเป็นกลุ่ม(Cluster)ของสายพันธุ์แทน

กลุ่ม Ethiopia และ Sudan Landrace (Heirloom)

สายพันธุ์ประจำถิ่นของ Ethiopia และ Sudan มีความใกล้เคียงกับสายพันธุ์ทั้งหมดยกเว้นฝั่ง Introgress

จากการตรวจสอบพบว่า Gesha ก็เป็นหนึ่งในสายพันธุ์ Ethiopia Landrace

ในส่วนของสายพันธุ์ประจำถิ่นที่มาจาก South Sudan (Sudan Land Race) มีความเป็น Uniform Genetic Group อย่างเช่น Sudan Rume มีความใกล้เคียงกับ Batian เนื่องจากเป็นต้น

ตรวจสอบความถูกต้องของสายพันธุ์ Gesha

Gesha Result

สำหรับความพิเศษของสายพันธุ์ Gesha คือนักวิจัยมีต้นที่เป็น Reference เก็บรักษาไว้ที่ Collection of Tropical Agricultural Research and Higher Education Center (CATIE) ประเทศ Costa Rica หมายเลขตัวอย่าง T.2722

เป็นเมล็ดพันธุ์ที่ถูกนำไปปลูกที่ Panama จนกว่าเป็นสายพันธุ์ Gesha

จาก 88 ตัวอย่างที่พบว่ามีเพียง 39% ที่มีสายพันธุ์ตรงกับ Gesha Reference และ 24% มีความใกล้เคียงกัน แต่ 37% ไม่ได้เป็นสายพันธุ์ Gesha แต่เป็นสายพันธุ์เก่าอื่นๆ หรือสายพันธุ์ที่ผสมข้ามพันธุ์ระหว่าง Bourbon และ Typica

ปัญหาของสายพันธุ์แท้

ผลการทดลองพบว่าบางสายพันธุ์ก็ไม่ได้มีสายที่ชัดเจนแม้ว่ากาแฟสายพันธุ์ Arabica ที่สามารถ Self Pollination ได้แต่การทดลองพบว่าอาจจะมีการ Cross Pollination ได้มากถึง 10 -15% หรือในบางพื้นที่เช่นในป่าของ Ethiopia พบว่าการ Cross Pollination เกิดขึ้นมากถึง 50%

ดังนั้นถ้าการปลูกกาแฟโดยไม่ป้องกันการข้ามสายพันธุ์ก็อาจจะทำให้สายพันธุ์ที่ปลูกกลายพันธุ์เป็นสายพันธุ์อื่นได้ในอนาคตยกตัวอย่างเช่น

ถ้าปลูกกาแฟสายพันธุ์ Bourbon ใกล้กับ Gesha แม้ว่าการ Cross Pollination เกิดขึ้นน้อยแต่ก็จะมีเมล็ดบางส่วนที่เป็นลูกผสมระหว่าง Bourbon และ Gesha เกิดขึ้นบนต้นของ Gesha

ซึ่งถ้าเกษตรกรนำเมล็ดเหล่านี้ไปเพาะพันธุ์ต่อก็จะพบว่าเมล็ดลูกผสมเหล่านี้น่าจะให้ผลผลิตที่เยอะกว่า Gesha ปกติดังนั้นเกษตรกรก็น่าจะเก็บเอาเมล็ดลูกผสมเหล่านี้ไปเพาะต่อ โดยไม่ทราบว่าเมล็ดเหล่านี้ไม่ใช่ Gesha สายพันธุ์แท้ และ Gesha สายพันธุ์แท้ก็จะหายไปตามกาลเวลา

สรุป

เทคนิค DNA Fingerprint สามารถนำมาใช้แยกแยะสายพันธุ์ของกาแฟออกจากกันได้ แม้ในบางกรณีเช่น Bourbon Caturra และ Villa Sachi ไม่สามารถแยกด้วยวิธีนี้ได้ แต่การดูลักษณะของต้นสามารถช่วยแยกแยกได้เพิ่มเติม

นอกจากนี้ DNA Fingerprint ถ้ามีตัวอย่างเป็น Reference ที่ชัดเจนก็สามารถบอกถึงความถูกต้องของสายพันธุ์ได้อีกด้วยเช่น Gesha ที่มี Reference ที่ชัดเจน

Reference

AOAC International

Leave a Reply