เชื้อราในพืช ในระบบนิเวศ พืชทั้งหลายทำหน้าที่เป็นผู้เปลี่ยนพลังงานแสงให้กลายเป็นพลังงานเคมีในรูปของน้ำตาลและแป้ง เพื่อเป็นอาหารให้กับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ และในสังคมพืชยังมีความสัมพันธ์อื่นๆ เกิดขึ้น ซึ่งส่งเสริมการทำงานของพืชให้สามารถเจริญงอกงามมาจนถึงทุกวันนี้ เช่น เชื้อราในพืช ปฏิสัมพันะระหว่างแมลงและพืช และความสัมพันธ์ระหว่างพืชด้วยกันเอง เป็นต้น

เชื้อราในพืช มีความสัมพันธ์ในรูปแบบใดบ้าง

เชื้อราในพืชแสดงความสัมพันธ์ทางชีวภาพที่หลากหลาย ประกอบด้วย ภาวะพึ่งพาอาศัย ภาวะอิงอาศัย และภาวะปรสิต

ภาวะพึ่งพาอาศัย เชื้อราได้มอบประโยชน์ต่อการดำรงชีวิตหลายประการให้แก่พืชเจ้าบ้าน เช่น ความทนต่อภาวะแห้งแล้ง ความทนต่อโลหะหนัก ส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชเจ้าบ้าน ความทนโรค ความทนต่อแมลงศัตรูพืช และส่งเสริมสารอาหารบางชนิดให้แก่พืช

ในขณะที่ ภาวะอิงอาศัยยังไม่มีการรายงานว่าพืชได้รับประโยชน์จากเชื้อรา และภาวะปรสิตก็แสดงถึงภาวะการก่อโรคของเชื้อราในพืช ที่นำไปสู่ความเสียต่อพืชจำนวนมาก

นักพฤกษศาสตร์ได้ศึกษากลไกปฏิสัมพันธ์ระหว่างเชื้อราและพืชมาอย่างยาวนาน แต่ยังไม่สามารถระบุได้อย่างชัดเจนว่า รูปแบบความสัมพันธ์ทางชีวภาพจะเกิดขึ้นในทิศทางใด หรือถูกกำหนดด้วยปัจจัยทางพันธุกรรมไว้ล่วงหน้าแล้ว หรือมีปัจจัยทางสรีรวิทยาของพืชที่ตอบสนองต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิตในสิ่งแวดล้อม หรืออาจเกิดจากปัจจัยทั้งหมดร่วมกัน

อ่านเพิ่มเติม อาณาจักรฟังไจ: สิ่งมีชีวิตในกลุ่มเห็ดและรา

ที่ผ่านมา การศึกษาเรื่องเชื้อราในพืช นักพฤกษศาสตร์ได้ค้นพบว่า รูปแบบความสัมพันธ์ระหว่างพืชและเชื้อราที่ประสบความสำเร็จเกิดจากเหตุการณ์ 3 อย่าง คือ

1. การสอดแทรกเส้นใยของเชื้อราเข้าไปในเนื้อเยื่อพืช
2. การเข้ายึดครองเนื้อเยื่อพืชโดยเชื้อรา
3. การแสดงออกถึงภาวะการอยู่ร่วมกันทางชีวภาพ

อย่างไรก็ตาม นักพฤกษศาสตร์ยังไม่สามารถอธิบายได้ว่า กลไกการสื่อสารระหว่างพืชและเชื้อราคืออะไร ที่ส่งผลให้ความสัมพันธ์ทางชีวภาพระหว่างพืชและราแสดงออกมาในรูปแบบที่แตกต่างกัน ในขณะเดียวกัน นักพฤกษศาสตร์ก็พบว่า สารชีวเคมีบางชนิด และพันธุกรรมของพืชและเชื้อรา แสดงปฏิสัมพันธ์บางอย่างต่อกันและกัน ที่ทำให้เกิดภาวะพึ่งพาอาศัย และพืชเจ้าบ้านได้รับประโยชน์จากความสัมพันธ์นี้

ไมคอร์ไรซา (Mycorrhiza) เชื้อราที่อยู่คู่กับระบบรากพืช

นักพฤกษศาสตร์พบความสัมพันธ์ระหว่างพืชและไมคอร์ไรซามาอย่างยาวนาน และเผยแพร่ผลการศึกษาออกมาจำนวนมาก คำว่า mycorrhiza มาจากภาษากรีกว่า Mykes แปลว่า Mushroom หรือ fungus รวมกับ คำว่า rhiza แปลว่า root ซึ่งเกิดจากการค้นพบความสัมพันธ์ของเชื้อรากลุ่มนี้ครั้งแรกในระบบรากพืช

ความสัมพันธ์ระหว่างพืชและไมคอร์ไรซาเป็น ภาวะพึ่งพาอาศัยกัน โดยพืชได้ประโยชน์จากเชื้อรา อย่างเช่นได้รับน้ำและแร่ธาตุที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโต ส่วนเชื้อราก็ได้รับสารอาหารที่เกิดจากกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช

การศึกษาที่ผ่านมา นักพฤกษศาสตร์ได้จำแนกไมคอร์ไรซาออกเป็นหลายกลุ่ม ตามรูปแบบการอยู่ร่วมกับพืชเจ้าบ้าน ในประเทศไทยพบเชื้อราไมคอร์ไรซาที่สำคัญ 2 กลุ่ม ได้แก่

1. เอ็กโทไมคอร์ไรซา (ectomycorrhiza) เป็นกลุ่มเชื้อราที่เจริญอยู่รอบๆ รากพืช ประสานตัวกันเป็นแผ่นคล้ายเยื่อหุ้ม โดยแทรกสอดเส้นใยบางส่วนเข้าไประหว่างชั้น Epidermis และ Cortex ของพืช ทั่วโลกพบเชื้อราเอ็กโทไมคอร์ไรซากว่า 5,000 ชนิด ในเขตภูมิอากาศต่างๆ

2. เอ็นโดไมคอร์ไรซา (endomycorrhiza) เป็นไมคอร์ไรซาที่มีเส้นใยเจริญอยู่รอบ ๆ รากพืช และเส้นใยบางเจริญเข้าไปในเซลล์ของรากพืช (intracellular) ในชั้น cortex เส้นใยที่เจริญอยู่รอบ ๆ รากพืชอยู่กันอย่างหลวม ๆ หรือยื่นออกจากรากพืชสู่ดินประมาณ 1 เซนติเมตร

เชื้อราในกลุ่มเอ็นโดไมคอร์ไรซา มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า เวสิคูลาร์-อาร์บัสคูลาร์ ไมคอร์ไรซา หรือ VAM เนื่องจาก เมื่อเชื้อรากลุ่มนี้เจริญอยู่ในรากพืชจะสร้างโครงสร้างพิเศษขึ้นมาภายในเนื้อเยื่อพืช มีลักษณะคล้ายดอกกะหล่ำ หรือต้นไม้ ซึ่งจะเจริญอยู่ระยะหนึ่งก่อนจะสลายไปจากกระบวนการย่อยสลายของเซลล์พืช โดยโครงสร้างดังกล่าวเป็นแหล่งสะสมธาตุฟอสฟอรัสที่พืชสามารถดูดซึมไปใช้ในกิจกรรมของเซลล์พืชต่อไปได้

การศึกษาที่ผ่านมาพบว่า เชื้อราในกลุ่มไมคอร์ไรซาช่วยส่งเสริมให้พืชทนทานต่อการติดเชื้อโรคในระบบราก ช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวของรากพืชในการดูดซับย้ำและอาหาร ช่วยส่งเสริมการหมุนเวียนแร่ธาตุภายในดิน และช่วยแปลงธาตุอาหารในดินให้อยู่ในรูปที่ต้นไม้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้

นอกจากนี้ ไมคอร์ไรซายังส่งเสริมความแข็งแรงของระบบรากพืช ช่วยให้ต้นไม้ทนต่อความแห้งแล้ง ความรุนแรงของสภาพดินฟ้าอากาศ เช่น ร้อนจัด หนาวจัด สารพิษในดิน ความเป็นกรดและด่างในดิน เป็นต้น และบทบาทที่สำคัญอย่างยิ่งคือ ไมคอร์ไรซาช่วยเพิ่มอัตรการรอดของต้นกล้า และเร่งอัตราการเจริญเติบโตถึง 1 – 5 เท่า จากอัตราปกติ

เชื้อราก่อโรคในพืช

เชื้อราก่อโรคในพืช เป็นความสัมพันธ์ในรูปแบบ ภาวะปรสิต ส่งผลให้พืชเจ้าบ้านแสดงความผิดปกติบางอย่าง ซึ่งอาจแสดงออกที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของต้นพืช หรือตลอดทั้งลำต้น จนถึงทำให้พืชตายได้

ลักษณะของโรคพืชที่เกิดจากเชื้อรามีหลากหลายอาการ เช่น เมล็ดเน่า รากเน่า ใบเน่า โคนต้นเน่า ใบไหม้ ใบบิดเบี้ยวผิดรูป ต้นเหี่ยว หรือแห้งตายไปทั้งต้น

เชื้อราก่อโรคพืชที่พบมากในประเทศไทย

1. เชื้อราก่อโรครากและโคนเน่า เช่น Phytophthora spp. และ Sclerotium spp. หรือเห็ดราใน Class Ascomycetes หรือ Basidiomycetes พบระบาดมากในพื้นที่ที่มีความชื้นสูง และมีน้ำท่วมขังตลอดเวลา เมื่อเชื้อราเข้าไปเจริญในพืชเจ้าบ้านแล้ว ต้นพืชจะเริ่มมีใบสีเหลืองจากเส้นกลางใบ ใบม้วนงอเมื่อได้รับแสงแดด ใบเหี่ยวแห้งติดลำต้นแต่ไม่ร่วง กิ่งแห้ง และอาการสุดท้าย รากรวมถึงล้ำต้นจะเปื่อยยุ่ย

2. เชื้อราก่อโรคราดำ เกิดจากเชื้อราหลายชนิด เช่น Capnodium sp. และ Meliola sp. สาเหตุหลักมาจาก เพลี้ยจักจั่น เพลี้ยหอย และเพลี้ยแป้ง ที่ดูดนำเลี้ยงจากพืชและขับถ่ายสารคล้ายน้ำหวานออกมาตามใบและช่อดอก ทำให้ราดำเจริญขึ้นปกคลุม เมื่อราดำเจริณปกคลุมส่วนช่อดอกจำนวนมากจะไปขัดขวางกระบวนการผสมเกสรของพืช

3. เชื้อราก่อโรคราสนิม เกิดจากเชื้อรา Maravaria pterocarpi (ราสนิมพะยูง)
และ Olivea teetonae (ราสนิมสัก) โดยส่วนต่างๆ ของพืชจะแสดงจุดขนาดเล็กสีเหลือง หลังจากนั้นจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลปนส้มคล้ายสนิม และเมื่อเชื้อราเจริญเส้นใยเข้าไปในเนื้อเยื่อพืชมากขึ้นจะทำให้ใบหลุดร่วง พืชจึงสังเคราะห์แสงได้น้อยลง และมีปริมาณอาหารลดลง

4. เชื้อราก่อโรคใบจุด เกิดจากเชื้อราชนิด Cercospora sp. และ Macrophoma sp. โดยก่อให้เกิดแผลที่ใบไม้ ส่วนมากขอบแผลจะมีสีเข้มกว่างกลางแผล มีรูปร่าง และสีที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อรา

5. เชื้อราก่อโรคใบไหม้ เกิดจากเชื้อรา Pestalotropsis sp. ที่ทำให้เซลล์พืชตายอย่างรวดเร็ว จึงเกิดเป็นแผลไหม้ขนาดใหญ่กว่าอาการใบจุด

6. เชื้อราก่อโรคราแป้ง เกิดจากเชื้อรา Oidium sp. และ Uncinula tectonas ทำให้เกิดผลแป้งสีขาวๆ คล้ายกับเอาแป้งโรยไว้ที่ใบ หลังจากพืชติดเชื้อไประยะหนึ่ง ต้นไม้จะเหลืองและแห้งตาย

เชื้อราในพืชมีทั้งความสัมพันธ์ในเชิงบวกและเชิงลบ ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศเป็นสิ่งที่ซับซ้อนและยังจำเป็นต้องศึกษาอย่างต่อเนื่อง การศึกษาที่ผ่านมาหลายฉบับ ได้ค้นพบวิธีการใช้ประโยชน์จากความสัมพันะเหล่านี้ เพื่อมาประยุกต์ใช้กับการดำรงชีวิตของมนุษย์ และความหลากหลายทางชีวภาพก็ยังเป็นส่วนสำคัญที่ทำให้ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศยังดำเนินต่อไป

สืบค้นและเรียบเรียง ณภัทรดนัย

ข้อมูลอ้างอิง
https://sciweb.nybg.org/science2/hcol/mycorrhizae.asp.html
https://www.nature.com/articles/ncomms1046
https://www.nature.com/articles/s42003-018-0120-9
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1046/j.0028-646x.2001.00210.x
https://shop.grotech.co/blog/10-เชื้อราก่อโรคในพืชที่/
http://forprod.forest.go.th/forprod/techtransfer/document/เกร็ดความรู้/รุกขกรรม/โรคต้นไม้ที่เกิดจากเชื้อรา.pdf

อ่านเพิ่มเติม ทำไมเรามองไม่เห็น “พืช” ? ปรากฎการณ์ ตาบอดพืช ที่มนุษย์กำลังเผชิญ