2

ตรวจเอกสาร

ออย (Saccharum spp.) เปนพืชพวกหญาชนิดหนึ่งที่มีความสําคัญตอมนุษยมากในแงของการใชเปนอาหาร ออยนับเปนพืชสําคัญอันดับ ๔ ของโลก รองจากขาวสาลี ขาวโพด และขาว ตามลําดับ แตเมื่อพิจารณาในแงของผลผลิตคิดเปนน้ําหนักแหงที่เกบ็เกี่ยวไดตอเนื้อที่ตอป ออยมาเปนอันดับแรก ทั้งนี้เพราะออยสามารถใชปจจัยสําหรับการเจริญเตบิโต เชน แสงแดด น้ํา อากาศ และธาตุอาหารไดมีประสิทธิภาพมากกวานั่นเอง นอกจากนี้ออยยังเปนพืชที่ปลูกงาย และเมื่อปลูกคร้ังหนึ่งแลวสามารถเก็บเกี่ยวไดหลายครัง้ (กรมวิชาการเกษตร, 2523) ลักษณะทั่วไปทางพฤษศาสตร ออย ช่ือสามัญ Sugarcane ช่ือวิทยาศาสตรวา Saccharum spp. จัดอยูใน Order Glumaceae Family Gramineae โดยแยกเปน 6 species คือ spontaneum, sinense, barbery, robastum, officinarum และ edule ออยเปนพืชที่มีลําตนใหญแข็งแรง ตัน และมกัจะตั้งตรง ลําตนประกอบดวยขอและปลองเชนเดียวกับพชืของพวกหญา ขนาด รูปราง และความยาวของปลองแตกตางกันตามพันธุและสภาพแวดลอม ในสภาพแวดลอมที่เหมาะสม ลําตนอาจมีความยาวถึงปละ 2-3 เมตร และมีปลองเหนือพืน้ดิน 20-30 ปลอง หรือโดยเฉลี่ยมีปลองประมาณเดือนละ 3 ปลอง แตละปลองยาวประมาณ 10-15 เซนติเมตร เสนผานศูนยกลางของลําตนยาวประมาณ 2.5-5.0 เซนติเมตร ความยาวของปลองและเสนผานศูนยกลางของลําตนขึ้นอยูกับพนัธุและสภาพแวดลอม แตละปลองมี 1 ตา เกิดที่ขอสลับกันคนละขางของลําตน และทุกตาจะมีกาบใบหุมอยู ใบแบงออกเปน 2 สวน คือ สวนที่โอบรอบลําตนและหุมตาอยูเรียกวา กาบใบ และอีกสวนหนึ่งเรียกวา แผนใบ ทั้งสองสวนแยกจากกันตรงคอใบ กาบใบสั้นกวาแผนใบมาก ใบมีลักษณะคลายใบขาวแตใหญกวามาก ปลายใบแหลม ขอบใบเปนจกัคลายฟนเลื่อยคม ตนออยที่เติบโตเต็มที่จะมีใบที่ทําหนาที่อยูประมาณ 8-12 ใบ (กรมวิชาการเกษตร, 2523) ประวัติถิ่นฐานดั้งเดิมและการกระจายตัวของออย ออยชอบอากาศรอนและชุมชื้น ดังนั้นประเทศที่ปลูกออย ซ่ึงมีประมาณ 70 ประเทศจึงอยูในแถบรอนและชุมชื้นในระหวางเสนรุงที่ 35 องศาเหนือและ 35 องศาใต รวมทั้งประเทศไทยดวย ประเทศที่ผลิตน้ําตาลจากออยไดมากที่สุด คือ บราซิล ผลิตได 7.5 ลานเมตริกตัน รองลงมาไดแก

3

อินเดีย ควิบา ออสเตรเลีย เม็กซิโก ฟลิปปนส จีน และไทย ผลิตได 6.0, 5.8, 3.4, 2.69, 2.67, 2.60และ 2.26 ลานเมตริกตัน ตามลําดับ สําหรับประเทศไทยไดมกีารปลูกออยมาแตโบราณกาล แตการทําน้ําตาลจากออยไดเร่ิมในสมัยกรุงสุโขทัยประมาณ พ.ศ. 1920 แหลงผลิตสําคัญอยูที่เมืองสุโขทัย พิษณุโลก และกําแพงเพชร น้ําตาลที่ผลิตไดในสมัยนั้นเปนน้ําตาลทรายแดง (muscovado) หรือน้ําออยงบ เชื่อกันวาชาวจนีเปนผูที่นําเอากรรมวิธีการผลิตน้ําตาลทรายแดงเขามา สวนการผลิตน้ําตาลทรายขาว (centrifugal sugar) นั้นไดเร่ิมที่จังหวัดลําปางเมื่อ พ.ศ. 2480 หลังจากนั้นการผลิตน้ําตาลทรายขาวไดขยายตวัเพิ่มขึ้นโดยลําดับ จากการผลิตเพียงเพื่อทดแทนปริมาณน้ําตาลที่เราตองส่ังเขามาจากประเทศฟลิปปนสและอินโดนีเซีย จนกระทั่งผลิตไดพอใชบริโภคภายในประเทศและเหลือสงออกตางประเทศเปนจํานวนถึง 5,723 เมตริกตัน คิดเปนมูลคา 8.10 ลานบาทใน พ.ศ. 2502-2503 มูลคาสงออกของน้ําตาลไดเพิ่มขึ้น จากไมถึง 10 ลานบาท เปน 330 ลานบาทใน พ.ศ. 2515 จนกระทั่ง พ.ศ. 2520 มูลคาสงน้ําตาลออกไดเพิ่มขึน้เปน 7,395 ลานบาท ซ่ึงเปนรายไดสูงสุดนับตั้งแตประเทศไทยไดมีการสงน้ําตาลเปนสินคาออกและนับเปนรายไดอันดับ 3 รองจากขาวและมันสําปะหลัง ใน พ.ศ. 2521 มูลคาการสงออกลดลงเหลือเพียง 3,972 ลานบาท สาเหตุเนื่องจากน้ําตาลลนตลาดและราคาตกต่ํา แมกระนัน้ก็ยังเปนรายได 1 ใน 10 ของสินคาออกทั้งหมด จึงนบัไดวาออยเปนพืชชนิดหนึ่งที่มีความสําคัญตอเศรษฐกิจของประเทศไทย (สารานุกรมไทยสําหรับเยาวชน เลม 5, 2523) พันธุสงเสริมในการปลูก (คณะกรรมการออยและน้ําตาลทราย, 2548) มีดังนี ้ เค 84-69, เค 84-200, เค88-65, เค 88-87, เค 88-92, เค 90-54, เค 90-77, เค 91-247, แอลเค 92-11, แอลเค 92-17, เค 92-60, เค 92-80, แอลเค 92-92, เค 92-213, เค 93-217, เค 93-347, เค 95-84, เค 95-156, เค 95-161, แอลเค 95-269, เค 95-283, อูทอง 1, อูทอง 3, อูทอง 4, อูทอง 5 (90-2-318), อูทอง 6 (91-2-056), 94-2-483, 95-2-156, มก.50, กําแพงแสน 94-13, 023 L, ซีโอ 1148, ซีโอ 62175, แอลเค 95-127และควิ 130

ปญหาของออย ขอจํากัดและโอกาส (เกษม, 2545)

1. ตนทุนการผลิตสูง 2. ควรมีการปรับปรุงมาตรฐานเทคโนโลยีการผลิตใหถูกตองเหมาะสม สามารถแขงขันใน

ตลาดโลกได

4

3. การขาดแคลนออยพันธุดีที่มผีลผลิต และคาความหวานสงู และตานทานโรคแมลง และขาดการกระจายพนัธุสูเกษตรกร

4. ขาดการจัดการดินอยางถูกตอง 5. มีการระบาดของศัตรูออย

การเลือกพันธุ (เกษม, 2545)

1. ผลผลิตสูง และมีคุณภาพความหวานมากกวา 10 ซีซีเอส 2. ตานทานตอโรคเหี่ยวเนาแดง แสดํา กอตะไคร ทนทานตอหนอนกอลายจุดใหญ หรือหนอน

กอลายจุดเลก็ ศัตรูที่สําคัญในแตละแหลงปลูก 3. เจริญเติบโตดีเหมาะกับสภาพดินฟาอากาศ 4. ไวตอไดไมนอยกวา 2 คร้ัง และผลผลิตไมต่ํากวา 80 เปอรเซ็นตของออยปลูก

ปริมาณและการกระจายตัวของน้ําฝน

ออยที่ปลูกในเดือนตาง ๆ มีเปอรเซ็นตของการงอกและการเจริญเติบโตแตกตางกนัเห็นไดชัดทั้งในเขตชลประทาน และนอกเขตชลประทาน แสดงใหเห็นวาอทิธิพลของความชื้นในอากาศ และปริมาณน้าํฝนมีอิทธิพลตอการเจริญเตบิโตของออยอยางยิ่ง

Clements และ Kubota (1942) พบวาคาสหสัมพันธระหวางปริมาณความชื้นในเซลลของออยที่กําลังเจรญิเติบโตกับอัตราการยืดตวัเทากับ 0.756 Sun และ Chow (1949) พบคาสหสัมพันธที่สูงระหวางอัตราการยืดตวัของลําตนกับปริมาณน้ําฝนในไตหวัน

ในทองที่ปลูกออยที่มีปริมาณน้ําฝนตอปต่าํกวา 1,500 เซนติเมตร การชลประทานเปนส่ิงจําเปนแมจะมีปริมาณน้ําฝนระดับดังกลาว ถาเกิดชวงฝนแลงระหวางฤดูรอนกับฤดูใบไมรวงก็ทาํใหการเจริญเตบิโตของออยลดลง (Wadsworth, 1949) การกระจายตัวของน้ําฝนเปนสิ่งที่สําคัญอยางยิ่ง และถาฝนตกเบา ๆ และมีน้ําคางมากมผีลทําใหออยเจริญเติบโตไดดี (Humbert, 1968)

สภาวะของน้ําในดิน

น้ําในดินเปนแหลงของน้ําที่สําคัญที่พืชและจุลินทรียดินจะไดนําไปใชในการดํารงชพี นอกจากนั้นน้าํยังเปนตวัทําละลาย (solvent) และเปนตวักลางในการเคลื่อนยายพวกธาตุอาหารตาง ๆ ในดิน และยังชวยทําใหอุณหภูมิของดินไมสูงหรือต่ําจนเกินไปดวย น้ําเปนสารประกอบพวก

5

dipolar compound คือสวนอณูของน้ําดานออกซิเจนจะมปีระจุไฟฟาลบ และอณูของน้ําดานไฮโดรเจนจะมีประจุไฟฟาบวก ดังนั้นจึงมีคุณสมบัติในการดูดยดึสารอื่น ๆ ที่มีประจุไฟฟาลบ และอณูของน้ําอาจดูดยดึกับอณูของน้ําอื่น ๆ ที่อยูขางเคียงดวยแรงที่เรียกวา H-bond สวนน้ําที่อยูในดินจะอยูในสภาวะที่เปนของเหลว (liquid state) และเมื่อชองวางของดินทกุชองมีน้ําขังเต็มหมด เราเรียกดนิที่อยูในสภาวะเชนนีว้าดินอิ่มตวัดวยน้ํา (saturated soil) แตถาชองวางของดินมีน้ําขังไมเต็มทุกชอง เราเรียกวาเปนดินทีไ่มอ่ิมตัวดวยน้ํา (unsaturated soil) (คณาจารยภาควิชาปฐพวีิทยา, 2530)

แรงที่เกี่ยวของกับการดูดยึดน้ําไวในดนินัน้ที่สําคัญมีอยูสองชนิดดวยกัน ไดแก แรงเมตริค (matric force) ซ่ึงเกิดจากปฏกิิริยาดูดยึดระหวางน้ํากับวัสดุพื้น ซ่ึงหมายถงึอนุภาคดินและชองในดนิแรงอีกชนิดหนึ่งคือ แรงออสโมติค (osmotic force) ซ่ึงเปนแรงตรึงโมเลกุลของน้ําใหหยุดนิ่งโดยไอออนหรือโมเลกุลที่แขวนลอยในน้ํา โดยปกตแิรงตรงึของทั้งสองประเภทจะผันแปรโดยกลับกบัระดับความชืน้ของดิน ถาดนิมีระดับความชื้นต่ําแรงดึงจะมาก และในสถานะดังกลาวเราทราบวาน้ํามีความเปนอิสระในการเคลื่อนที่นอยหรือมีพลังงานต่ํา พลังงานของน้ํานิยมแสดงในรูปพลังงานศักยที่เรียกวาศักยของน้ํา (water potential) โดยปกติความเปนประโยชนของน้ําในดินตอพืชจะผันแปรโดยตรงกบัศักยน้ําในดนิ รวมทั้งระดับความชืน้ของดินดวย น้ําในดินจะมีประโยชนตอพืชสูงสุดเมื่อน้ํามีพลังงานศักยสูงที่สุด ทั้งนีก้ารถายเทอากาศของดินตองไมถูกจํากดัจนพืชไมอาจทนอยูได โดยความนยิมแตดั้งเดิมเชื่อวาพกิัดสูงสุดของความเปนประโยชนอยูที่ระดบัความจุสนาม (field capacity) ซ่ึงอาจประเมินไดโดยใชความดัน 1/3 บรรยากาศ ผลักดันน้ําออกจากดนิจนถึงสมดุล (one-third atmosphere percentage, TAP) สําหรับพิกัดต่ําสุดของความชื้นที่เปนประโยชนอยูที่จุดเหีย่วถาวร (permanent wilting point, PWP) ความแตกตางของความชื้นทั้งสองพิกัดจึงเปนความจุความชืน้ที่เปนประโยชนของดินนัน้ (available water capacity, AWC) (คณาจารยภาควิชาปฐพีวิทยา, 2530)

ลักษณะการใชน้ําของพืช

ปริมาณน้ําที่พชืใชไป (consumptive use) วัดจากน้ําทีสู่ญเสียไปจากดินโดยกระบวนการ evapotranspiration (ET) ในชวงเวลาที่เราตองการวัด (วิสุทธิ์, 2515; Slatyer, 1967) ปริมาณน้ําที่สูญเสียไปโดย evapotranspiration เกิดจากผลรวมของจํานวนน้ําที่ระเหยจากผิวดนิโดยตรง(evaporation, E) และจํานวนน้ําที่พืชคายออกไป (transpiration) (Downey, 1971) การใชน้ําของพืชจะมากหรือนอยขึ้นอยูกับชนิดของพืช ความชื้นของดนิและอากาศโดยรอบพืชนัน้ (Rawitz และ Hillet, 1969) การสูญเสียความชื้นของดินโดยการระเหย (evaporation) จากผิวดนิมีปริมาณนอยกวา

6

การสูญเสียโดยผานกระบวนการคายน้ําของพืช (transpiration) (Burnett และ Fisher, 1954) แตการคายน้ําจากผิวดินอาจเพิ่มขึน้ไดถาอุณหภูมขิองดินกับอณุหภูมิของอากาศเหนือผิวดินตางกันมาก ๆ (Gurr และคณะ, 1952)

อัตราการคายน้ําออกจากใบพืชโดยกระบวนการ transpiration ขึ้นอยูกับความแตกตางของศักยน้ํา (water potential) ระหวางใบพืชกบับรรยากาศรอบ ๆ ใบพืชและความตานทานการเคลื่อนที่ของน้ําจากพืชสูบรรยากาศ เชน ความตานทานบริเวณปากใบ (Kramer, 1969 ; Rawson และคณะ, 1977) และอณุหภูมแิละความชื้นสัมพัทธของบรรยากาศ (Aston, 1976 ; Hall และ Kurfmann, 1975)

ความแตกตางของศักยน้ําระหวางใบพืชกบัอากาศโดยรอบใบพืชเกดิขึ้น เนื่องจากรูปรางของใบ ความแตกตางของอณุหภูมิระหวางใบพืชกับอณุหภูมิอากาศของอากาศ และอัตราความเรว็ของลมที่พัดผานใบพืช (Gate, 1968) แตอัตราการคายน้ําของพืชสวนใหญแลว ขึ้นอยูกับปริมาณความชื้นที่พืชนั้นขึ้นอยู (Ritchie และคณะ, 1972) การกระจายของระบบรากพืช (Kramer, 1969) การจัดรูปทรงของพืช (crop architecture) (Pruitt และคณะ, 1972) และลักษณะทางกายภาพภายในของพืชและระบบสรีรวิทยาของพืช (Bjorkman, 1978) การที่พืชมีระบบสรีรวิทยาแตกตางกันทําใหเราแบงพืชเปนพวก C3 และ C4 โดย C4 มีประสิทธิภาพการใชน้ํา (น้ําหนักแหงของพืชที่สรางขึ้นเปนกรัม/น้ําหนักของน้ําที่พืชคายออกไปเปนกรัม) สูงกวาพืช C3 (Briggs และ Shantz, 1914 ; Shantz และ Piemeisel, 1972 ; Downes, 1969)

นอกจากนี้การทดลองของ Breazeale และคณะ (1951) พบวาในวนัที่อากาศมีความชืน้สัมพัทธสูงหรือมีหมอก พืชอาจดูดความชืน้จากอากาศเขาทางใบและไมแสดงอาการเหี่ยว แมวาดินจะไมมีความชืน้ที่เปนประโยชนตอพืชเหลืออยูอีกก็ตาม

เมื่อเกิดสภาวะการขาดน้ํา พชืจะสรางสารตาง ๆ ขึ้นเพื่อใหความตางศกัยของน้ําในพชื มีคาสูงกวาความตางศักยของน้ําในดิน และสรางสารตาง ๆ เพื่อปองกันการเสื่อมสภาพของ เซลลเพื่อใหพืชสามารถดึงน้ําในดินขึ้นมาใชได สารตาง ๆ ที่พืชใชในกระบวนการดังกลาวมีดังตอไปนี้

สาร Antioxidant

ในสภาวะปกติ รางกายจะมีกระบวนการควบคุมสารออกซิแดนทเหลานี้ไมใหมากเกินไป โดยอาศัยสารตานอนุมูลอิสระ หรือสารตานการออกซิเดชัน (antioxidants) หลายชนิด แบงไดเปน 2 ชนิดหลักคือ (Eur , 1998)

7

1. รางกายสรางขึ้นเอง เชน กลูตาไทโอน (glutathione, GSH), เอนไซม glutathione peroxidase, superoxide dismutase, malondialdehyde

Glutathione peroxidase

Superoxide dismutase

8

Malondialdehyde

ภาพที่ 1 ตัวอยางสาร Antioxidant ที่รางกายสรางขึ้นไดเอง

2. ไดรับจากภายนอก เชน วิตามินอี วิตามินซ ีหรือเบตาแคโรทีน เปนตน

ภาพที่ 2 ตัวอยางสารAntioxidant ที่ไดรับจากภายนอก

9

หากกระบวนการควบคุมเหลานี้ต่ําลง หรือเสียไป หรือมีภาวะที่ทําใหสารออกซิแดนทสูงขึ้นมากในรางกาย จะทําใหสมดุลเสียไป ก็จะเกิดการทําลายเปนอนัตรายตอชีวโมเลกุล (ไขมัน คารโบไฮเดรต โปรตีน และดีเอ็นเอ) เซลล และเนื้อเยื่อตาง ๆ เรียกวาเกดิภาวะเครยีดจากการออกซิเดชัน (oxidative stress)

อนุมูลอิสระ (Free Radicals)

ปจจัยตางๆ มากมายที่กอใหเกิดความเสื่อมของเซลล หรืออวัยวะ นอกจากจะเกิดจากคําสั่งของยีนส (Gene) บนโครโมโซมของเราแลว สารตกคางที่อยูในเซลลที่เรียกวา "สารอนุมูลอิสระ" (Free Radicals) ก็ถือเปนปจจัยที่สําคัญเชนกัน อนุมูลอิสระ (Free Radicals) นี้ถาอธิบายงายแบบวิทยาศาสตรกค็ือ โมเลกุลของสารใด ๆ ก็ตามที่ลองลอยอยูในเซลลของเรา โดยโมเลกุลเหลานี้มีทีม่าไดมากมาย ไมวาจะมาจากการที่รางกายตั้งใจรับเขามาเพื่อเอามาใชประโยชน เชน พวกออกซิเจน แตออกซิเจนทีจ่ะกลายเปนอนุมูลอิสระก็จะเปนโมเลกุลออกซิเจนที่เหลือจากการใชประโยชนของเซลลตาง ๆ แลว สวนพวกที่รางกายไมไดตั้งใจนํามันเขามา แตเขามาพรอมอาหาร หรือการหายใจปกต ิ ก็ไดแก พวกโลหะหนกั ตะกัว่ ปรอท ฯลฯ โมเลกุลของสารเหลานี้เมื่อลองลอยอยูในรางกายนานๆ ก็จะมกีารชนกันกับโมเลกุลของสารตางๆ ที่มีอยูมากมายในเซลล ทําใหเกิดการหลุดออกของอิเล็กตรอน (Electron) จากโมเลกุลของมันเอง ทําใหโมเลกุลของสารดังกลาวเกิดประจุไฟฟาขึน้ และมีสถานะที่พรอมจะทําปฏิกิริยากับโมเลกุลของสารใด ๆ ก็ตามที่อยูในเซลลไดตลอดเวลา ถาอนุมูลอิสระดังกลาวนี้ไปทําปฏิกิริยากับไลโปโปรตีน (Lipoprotein) ซ่ึงเปนสวนประกอบของ เยื่อหุมเซลล (cell membrane) ก็จะสงผลใหเยื่อหุมเซลลเกิดการฉีกขาดมีการไหลของสารตาง ๆ ออกนอกเซลล เซลลนั้นก็จะตาย หรือโดนทําลายไป ถาเกิดปฏิกิริยาดังกลาวนี้ที่เซลลบริเวณเดียวกนัหลาย ๆ เซลล ก็จะสงผล ใหเกิดการเสื่อมของอวัยวะที่เซลลเหลานั้นอยูนั่นเอง นอกจากอนุมูลอิสระจะทําปฏิกิริยาไดกับเยื่อหุมเซลลแลว ถาหากไปทําปฏกิิริยากับโมเลกุลของอารเอ็นเอ (RNA) ในนิวเคลียส (Nucleus) เซลลก็อาจทําใหเกิดความผิดปกติในขบวนการแบงตัวและเจริญเติบโตของเซลล (ผูจัดการออนไลน, 2548)

อนุมูลอิสระ เกิดได 2 ทาง ไดแก (Aksaranugraha S, 2003)

1. เกิดจากภายในตวัเอง คือ เกิดจากการเผาผลาญของรางกาย

2. เกิดจากภายนอก คือ เกิดจากสิ่งแวดลอมที่เปนพิษ หรือเกิดมลภาวะ เชน จากยาฆาแมลง สารเคมี รังสีบางอยาง ฯลฯ

10

อนุพันธออกซิเจนท่ีวองไว (reactive oxygen species; ROS) และอนุพันธไนโตรเจนที่วองไว (reactive nitrogen species; RNS) (Cassells และ Curry, 2001) หมายถึง ผลผลิตของกระบวนการเมทาโบลิซึมภายในเซลลของสิ่งมีชีวิตที่ใชออกซิเจนในการดํารงชีวิต ในระบบของสิ่งมีชีวิตที่ใชออกซิเจนจะมกีารสะสมและเคลื่อนยาย reactive oxygen species บางตัวอาจจดัเปนอนุมูลอิสระที่มีอิเลคตรอนไมครบคู บางตัวไมใช แตทุกตัวมีความสามารถหรือความวองไวมากในการที่จะไปออกซไิดส (ดึงหรือรับอิเลคตรอนจาก) ชีวโมเลกุลตาง ๆ ของรางกายไมวาจะเปนไขมันโดยเฉพาะอยางยิ่งคอเลสเตอรอล และกรดไขมันไมอ่ิมตัวชนิดพอลี (PUFA) โปรตีน และสารพันธุกรรมของรางกาย จึงทําใหโครงสรางหรือบทบาทการทํางานของชีวโมเลกลุนั้น ๆ ผิดปกติไป และสามารถเกิดปฏิกริิยาออกซิเดชัน่ตอเนื่องจากชีวโมเลกุลหนึง่ไปยังชีวโมเลกุลอ่ืน ๆ เกิดอนุพันธใหมเปนลูกโซได สําหรับในพืช กระบวนการสังเคราะหแสงจะใหผลผลิตของ reactive oxygen species และจะเปนผลใหเกิดออกซิเจนรูปเดี่ยว ๆ เชน superoxide radical, hydrogen peroxide และ hydroxyl radical ซ่ึงจะมีผลในการทําลายโปรตีนและยับยั้งการทํางานของเอนไซมในวัฏจักรเคลวิน (Kerb’s cycle) เปลี่ยนเบสและน้ําตาลในสายดีเอนเอ ทําใหเกดิการแตกสลายของสายดีเอนเอ เกิด lipid peroxidation ทําใหเยื่อหุมเซลลถูกทําลายซึ่งจะสงผลใหเกิดอันตรายตอเซลล (ภาพที่ 1) โดยทัว่ไปในสภาวะปกติพืชจะมีระบบเอ็นไซมหลายชนิดที่ควบคมุกลไกเพื่อลดความเปนพษิของ reactive oxygen species เชน superoxide dismutase, catalase, ascorbate, glutathione

11

ตารางที่ 1 สาร oxidant ตาง ๆ ในรางกาย

12

ภาพที่ 3 กระบวนการทําลายเซลลพืชของ reactive oxygen species (ROS) ที่มา: Cassells และ Curry (2001)

13

2 การสะสมสารออสโมไลท พืชเมื่ออยูในสภาวะที่มีความเครียดจากความแหงแลงจะมผีลกระตุนใหมีการสรางสารเพื่อรักษา osmotic pressure ของเซลลใหเหมาะสมโดยการสะสมสารออสโมไลท ไดแก 2.1 proline เปนกรดอะมิโนที่เปนสารประกอบไนโตรเจน สรางขึ้นเมื่อพืชไดรับ osmotic stress จากความแหงแลง หรือความเค็ม proline มีหนาที่ในการปองกนัเนื้อเยื่อไมใหไดรับอันตรายจากความเครียด โดยจะเก็บไวในรูปสารประกอบไนโตรเจน osmo-solute และปองกันการเสียสภาพของเอนไซม และ โครงสรางของเซลล (Greenway และ Munns, 1980) นอกจากนี้การสะสม proline ยังสามารถใชเปน marker ในการศึกษาสภาวะที่มีความเครียดจากความเค็ม เชน ใน M. crystallinum ใชโซเดียมคลอไรด ชักนําทําใหเกิดการสะสม proline โดยมีการสะสมมากขึ้นตามความเขมขนของโซเดียมคลอไรด (Thomas และคณะ , 1992) 2.2 glycine betaine เปนสารประกอบ quaternary ammonium จะสะสมเมื่อเซลลไดรับความเครียดจากความเค็มและความแหงแลง (Paleg และคณะ, 1984) glycine betaine เปน non-toxic หรือเปน protective osmolyte ในไซโตพลาสซึม ซ่ึงทําหนาที่ปองกันเอนไซมไมใหถูกทําลาย ในกระบวนการสราง glycine betaine นั้นจะสรางจาก serine โดยผาน ethanolamine choline และ betaine aldehyde (Hason และ Scott, 1980) โดยมี methyl เปนตัวรับและผานไปกระบวนการอื่น แต glycine betaine ที่สะสมในพชืทั้งหมดนัน้มกีระบวนการสรางเริ่มจาก choline (Weretinyk และคณะ, 1989) โดยเริ่มจาก oxidation choline ใน chloroplast โดยเอนไซม choline monooxygenase ไดเปน betaine aldehyde และถูก oxidize ตอดวยเอนไซม betaine aldehyde dehydrogenase (BADH) ไดเปน glycine betaineจะเหน็ไดวาการสะสม glycine betaine นั้นเกดิจากกิจกรรมของเอนไซม ดังนัน้การศึกษาการสะสม glycine betaine จึงศึกษากิจกรรมของเอนไซม

14

วัตถุประสงค

1. เพื่อตรวจสอบการสะสมสาร Antioxidant ของพันธุออยเมื่อไดรับสภาวะขาดน้ําสําหรับใชในการคัดพันธุออยทนแลง

2. เพื่อศึกษาความสัมพันธระหวางการสะสมสาร Antioxidant กับการเจรญิเติบโตของพันธุออยในชวงเวลาและหลังจากที่ไดรับสภาวะการขาดน้ํา

สถานที่ทําการทดลอง

ภาควิชาโรคพชื มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร วิทยาเขตกําแพงแสน โรงเรือนปลูกพืชทดลอง ศูนยวิจยัและพัฒนาออยและน้ําตาล สถาบันวิจัยและพัฒนากําแพงแสน หองทดลองทางชีวเคมี ศูนยวิจัยและพฒันาออยและน้ําตาล สถาบันวิจัยและพฒันากาํแพงแสน

ระยะเวลาที่ทําการทดลอง

กุมภาพนัธ 2548 ถึง มิถุนายน 2549