พืชมีดอกโดยทั่วไปแล้วสามารถขยายพันธุ์ด้วยเมล็ด ซึ่งเกิดจากการผสมพันธุ์กันระหว่างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเพศเมีย เป็นวิธีการที่สร้างวิวัฒนาการของพันธุกรรมพืชให้อยู่รอดตามความเปลี่ยนแปลงของธรรมชาติและสภาพแวดล้อม เมื่อประชากรมนุษย์มีจำนวนเพิ่มมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จึงมีปัญหาการขาดแคลนอาหารเกิดขึ้น แนวคิดด้านความมั่นคงทางอาหาร (food security) ได้ถูกนำมาพิจารณาโดยพัฒนาเทคโนโลยีทางการเกษตร ด้านการปรับปรุงพันธุ์พืช มีการสร้างสายพันธุ์พืชให้มีคุณสมบัติต่าง ๆ ที่ดี เพื่อตอบสนองความต้องการของมนุษย์ เช่น ปริมาณผลผลิตสูง คุณค่าทางอาหารสูง ปริมาณและคุณภาพของผลผลิตสอดคล้องกับตลาดและผู้บริโภค อย่างไรก็ตามพันธุกรรมพืชชนิดใหม่ ๆ ที่เกิดขึ้นอาจไม่สามารถขยายพันธุ์ได้โดยวิธีทางธรรมชาติอีกต่อไป เทคโนโลยีการปรับปรุงพันธุ์และการผลิตต้นพันธุ์พืชเหล่านี้จำเป็นต้องอาศัยเทคนิคเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชเป็นพื้นฐานสำคัญ เพื่อรองรับกระแสการพัฒนาด้านพันธุกรรมพืชในโลกแห่งอนาคตแนวคิดเรื่องเทคโนโลยีการผลิตเมล็ดเทียม (artificial seed) เริ่มมีขึ้นเมื่อเทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชสามารถชักนำให้เซลล์ของพืชที่ไม่เกี่ยวข้องกับเซลล์สืบพันธุ์ ที่เรียกว่าโซมาติกเซลล์ (somatic cell) พัฒนาเป็นต้นอ่อนพืช (embryo) เรียกว่า โซมาติกเอมบริโอ (somatic embryo) ซึ่งไม่ต้องอาศัยการผสมระหว่างเกสรเพศผู้และเกสรเพศเมียเหมือนพืชตามธรรมชาติ และนอกจากนี้เทคนิคเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อยังสามารถสร้างต้นอ่อนของพืชจากกลุ่มเซลล์ (cell aggregates) ตายอด (shoot buds) หรือเนื้อเยื่อเพาะเลี้ยงอื่นๆ ที่มีคุณสมบัติพร้อมจะเจริญเติบโตเป็นต้นอ่อนได้ เช่น โปรโตคอร์ม (protocorms) ของกล้วยไม้ เป็นต้น ดังนั้นพันธุ์พืชชนิดต่าง ๆ ที่เกิดจากการคัดเลือกหรือปรับปรุงพันธุ์ซึ่งไม่สามารถขยายพันธุ์ด้วยวิธีการตามธรรมชาติ จะสามารถนำมาสร้างต้นอ่อนเทียม แล้วจากนั้นก็จะนำไปสร้างเป็นเมล็ดเทียมต่อไปได้การเกิดโซมาติกเอมบริโอจากเนื้อเยื่อแคลลัสชนิดเอมบริโอเจนิกแคลลัส และการพัฒนาเป็นยอดจากแคลลัสชนิดออร์แกโนเจนิกแคลลัสโปรโตคอร์มและการเกิดยอดของกล้วยไม้หลักการสำคัญในการสร้างเมล็ดเทียม คือ การสร้างส่วนประกอบของเมล็ดเทียม โดยเลียนแบบส่วนประกอบที่สำคัญของเมล็ดในธรรมชาติ ซึ่งมี 3 ส่วน ได้แก่ต้นอ่อน คือ เอมบริโอ (embryo) ที่ได้จากเทคนิคเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่ออาหารสะสมสำหรับต้นอ่อน ได้แก่ ใบเลี้ยง (cotyledon) ของพืชใบเลี้ยงคู่ และ เอนโดสเปิร์ม (endosperm) ของพืชใบเลี้ยงเดี่ยวเปลือกหุ้มเมล็ด (seed coat) ทำหน้าที่ปกป้องต้นอ่อนที่อยู่ภายในเมล็ดพืชใบเลี้ยงคู่ (บัวหลวง) และเมล็ดพืชใบเลี้ยงเดี่ยว (ข้าวโพด)วิธีการสร้างเมล็ดเทียม จะใช้เทคนิคที่เรียกว่าเอนแคปซูเลชั่น (encapsulation) เป็นการสร้างแคปซูลเพื่อห่อหุ้มต้นอ่อนพืชไว้ภายใน โดยสารที่ใช้ในการสร้างแคปซูลเป็นการทำปฏิกิริยากันระหว่างแคลเซียมคลอไรด์และโซเดียมอัลจิเนต ซึ่งส่วนแคปซูลนี้ทำหน้าที่เป็นเปลือกหุ้มเมล็ดและอาหารสะสมสำหรับต้นอ่อน โดยการผสมสารอาหารและฮอร์โมนพืชที่จำเป็นสำหรับต้นอ่อนพืชไว้ด้วยเมล็ดเทียม เมื่อนำไปเพาะในสภาพปลอดเชื้อ (in vitro) หรือภายนอกสภาพปลอดเชื้อ (in vivo) ต้นอ่อนนั้นจะสามารถงอกและพัฒนาเป็นต้นพืชที่สมบูรณ์ได้ และเนื่องจากเมล็ดเทียมสร้างจากเซลล์ที่ผ่านการคัดเลือก ด้วยการเพาะเลี้ยงในสภาพปลอดเชื้อ เมล็ดเทียมจึงมีคุณสมบัติของพืชสายพันธุ์ดีและปลอดโรค สามารถแลกเปลี่ยนพันธุกรรมระหว่างประเทศได้ นอกจากนี้ยังสามารถวางแผนและควบคุมกระบวนการผลิตได้ตามต้องการ ไม่ต้องอาศัยวงชีวิตของพืชตามธรรมชาติ จึงสะดวกและมีประโยชน์ทั้งในเชิงเศรษฐกิจการเกษตรและอุตสาหกรรม เมล็ดเทียมจึงเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีแห่งอนาคตที่น่าติดตามต่อไปเครดิตภาพ : ภาพปกและภาพประกอบทุกภาพถ่ายโดยผู้เขียน (SaltLegume) เปิดประสบการณ์ความบันเทิงที่หลากหลายสุดปัง บน App TrueID โหลดเลย ฟรี !