ประวัติโรคพืชวิทยา

HISTORY OF PLANT PATHOLOGY
ประวัติของโรคพืชวิทยานั้น พอจะแบ่งออกได้เป็น 4 ยุค โดยอาศัยวิทยาการและเวลาที่เกิดขึ้นเป็นหลักดังนี้
ยุคก่อนประวัติศาสตร์
มนุษย์รู้จักและได้รับความเสียหายจากโรคพืชมาตั้งแต่สมัยโบราณ พอสรุปได้ดังนี้
สมัยเฮบรู (Hebrews) ได้กล่าวไว้ในคัมภีร์ไบเบิลถึงการระบาดและเสียหายของโรคไหม้ blast ราสนิม (rust) และ mildews คนในสมัยนั้นเชื่อว่าโรคที่เกิดขึ้นนี้เป็นความโกรธแค้นของพระเจ้า เป็นการลงโทษของพระเจ้าต่อผู้ทำความผิด
สมัยกรีก(Greeks) ประมาณ 500 ถึง 320 ปีก่อนคริสตกาล ได้มีนักปรัชญายิ่งใหญ่ 2 ท่านที่ได้ให้ความสนใจพืชและเขียนเรื่องเกี่ยวกับโรคพืชไว้
Theophrastus (370-286 ปีก่อนคริสตกาล) เป็นคนแรกที่ได้ศึกษาและเขียนเกี่ยวกับโรคของต้นไม้ ธัญพืช และถั่วต่างๆ ในหนังสือ Histria Plantarum เขาได้สังเกตพืชหลายชนิดพบว่าพืชต่างชนิดที่เป็นโรคเฉพาะอย่าง พันธุ์ที่แตกต่างกันอาจจะเป็นโรคง่ายต่างกัน สภาพของดินและอากาศอาจมีอิทธิพลต่อความรุนแรงของโรค เขาเชื่อว่าโรคนั้นพืชเป็นตัวที่ทำให้เกิดขึ้นเอง (spontaneously) โรคเกิดจากสัตว์ โลกอื่นๆ ได้ยาก อย่างไรก็ตามหากเกิดจากสัตว์โลกอื่นๆ เป็นสาเหตุ สัตว์เหล่านั้นจะต้องเกิดขึ้นมาเองหรือจากการสลายตัวของวัตถุต่างๆ
Aristotle เป็นอีกผู้หนึ่งที่ให้ความสนใจกับโรคราสนิมของธัญพืช
ในสมัยกรีกนี้ยังมีความเชื่อคล้ายสมัยเฮบรู โดยเชื่อว่าโรคเกิดขึ้นเพราะความไม่พอใจของพระเจ้าสภาพของดินและอากาศไม่เหมาะสม
สมัยโรมัน (Romans) ประมาณ 320 ปีก่อนคริสตกาล ถึง ค.ค. 475
โรคพืชที่รู้จักกันดีในสมัยนี้ ได้แก่โรคราสนิมของข้าวสาลี และบาร์เลย์ ซึ่ง Caius Plinius Secundus หรือ Pliny the Elder ได้เขียนไว้ในหนังสือ Historia Naturalis เรียกโรคนี้ว่า “the great pest of crops” เขายังได้กล่าวถึงโรคนี้ว่าอาจเกิดจากอากาศเย็นจัด (frost) หรือแดดร้อนจัดไปเผาหยดน้ำค้างบนพืช ทำความเสียหายให้มากในไร่ระดับตํ่าๆ และโรคจะสะสมเพิ่มพูนขึ้น ตลอดจนชนิดและพันธุ์พืชมีส่วน สัมพันธ์กับการเป็นโรค
ในสมัยนี้ยังมีความเชื่อถือคล้ายสมัยเฮบรูและกรีกอยู่
ยุคก่อนโรคพืชปัจจุบัน (Premodern plant pathology)
ยุคนี้เริ่มตั้งแต่คริสตวรรษที่ 17 ในปี ค.ค. 1705
Josggh P. de Tournefort ชาวฝรั่งเศสได้จำแนกโรคพืชออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ คือสาเหตุของโรคที่เกิดจากภายนอก และสาเหตุที่เกิดจากภายใน ซึ่งนับว่าเป็นครั้งแรกที่ได้มีการจำแนก และได้มีการศึกษาโรคต่อมาโดยบันทึกรายละเอียดอาการ การจัดโรคไว้เป็นชั้น (class) สกุล (genera) และชนิด (species) โดยได้รับอิทธิพลจาก Linnaean binomial system
M. Adamson (1763) ได้จัดลำดับโรคพืชไว้ 2 ชั้น ขึ้นอยู่กับสาเหตุที่เกิดจากภายในหรือภายนอก
Johann B. Zallinger (1773) ได้แบ่งพืชที่เป็นโรคออกเป็น 5 ชั้น คือ phlegmasiae (โรคที่ทำความเสียหายรวดเร็ว) paralyses or debilities, discharges and drainings, eachexia or bad constitution of the body, chief defects of different organs.
Johann C. Fabricius (1774) เป็นนักพฤกษศาสตร์ ชาวเดนมาร์ก ศิษย์ของ Carolus Linnaeus ทำงานอยู่ใน The Royal Botanical Garden ในกรุงโคเปนฮาเกน ได้ตีพิมพ์การจำแนกโรคพืช โดยได้ปรับปรุงหนังสือของ Adamson ขณะอยู่ในปารีสออกมาใหม่เป็น ชั้น สกุล ชนิด โดยใช้อาการของโรคเป็นหลัก
ยุคเริ่มต้นโรคพืชวิทยาปัจจุบัน (Beginnings of modern plant pathology)
การค้นพบกล้องจุลทัศน์ในกลางคริสตวรรษที่ 18 เป็นการเปิดทางไปสู่การค้นคว้าวิทยาศาสตร์ชีวภาพสมัยใหม่ มีการศึกษาทางกายภาพมากมาย ในปี ค.ศ. 1675 Antony van Leeuwenhoek ได้ค้นพบบักเตรีและจุลินทรีย์อื่นๆ จากการศึกษาด้วยกล้องจุลทัศน์ที่เขาสร้างขึ้น ต่อมาในปี ค.ศ. 1729 Piera A. Micheli ได้ศึกษาราด้วยกล้องจุลทัศน์ และได้พิสูจน์ให้เห็นว่าสปอร์ของราที่เพาะบนใบ ชิ้นเนื้อแตงโม และผลไม้อื่นๆ งอกออกเป็นเส้นใย และสปอร์เกิดจากเส้นใยแต่ละชนิด ทำให้เชื่อว่าเชื้อราชนิดใดชนิดหนึ่งย่อมเกิดจากสปอร์ของราชนิดนั้น และยังชี้ให้เห็นว่าเชื้อราที่เจริญอยู่บนชิ้นพืชในส่วนที่ไม่ได้เพาะไว้นั้น เป็นราที่ตกลงมาจากอากาศ (airborne spores)
Mathiew Tillet (1755) ให้ทำการทดลองเอาฝุ่นผงสีดำจากข้าวสาลีที่เป็นโรคไปใส่ในเมล็ดที่ได้จากต้นปกติ และสังเกตพบว่ามีโรคเกิดขึ้นทั่วไปมากกว่าเมล็ดที่ไม่ได้ใส่ผงฝุ่นนั้น เขาได้แสดงให้เห็นว่าโรคนั้นติดต่อกันได้และยังได้แสดงเพิ่มเติมว่าโรคสามารถทำให้ลดลงได้ด้วยการคลุกเมล็ด แต่อย่างไรก็ตาม Tillet ยังเชื่อว่าสาเหตุที่ทำให้เกิดโรคนั้นเป็นเพราะสารพิษที่อยู่ในฝุ่นแทนที่จะเป็นจุลินทรีย์
Persoon (1801) และ Fries (1821) ได้ตีพิมพ์อนุกรมวิธานของทั้งสองท่านโดยยังเชื่อว่าราที่ทำให้เกิดโรคราสนิม และเขม่าดำ นั้นเป็นผลิตผลของพืชที่เป็นโรคแทนที่ราสาเหตุของโรคนั้นจะเป็นจุลินทรีย์
ในปี ค.ศ. 1807 Isaac B. Prevost ได้พิสูจน์และสรุปโรคของข้าวสาลีว่าเป็นโรคเกิดจากเชื้อรา และได้ทำการศึกษาสปอร์ การขยายพันธุ์การงอกของสปอร์ การป้องกันกำจัดโรคโดยจุ่มเมล็ดในสารละลาย จุนสี และยังชี้ให้เห็นว่าสิ่งแวดล้อมมีความสำคัญต่อการเกิดและการเจริญของโรค นับว่า Prevost เป็นผู้ที่ างรากฐานโรคพืชวิทยาสู่ยุคของโรคพืชที่เกิดจากเชื้อเป็นสาเหตุ (Germ theory of disease) โดยขัดแข้ง
ความเชื่อถือในอดีตถึงทฤษฎีของโรคที่คิดว่าเกิดขึ้นได้เอง
ยุคโรคพืชวิทยาปัจจุบัน (Modern pathogenic era)
ประวัติของโรคพืชในยุคนี้จะขอแยกกล่าวโดยอาศัยแนวทางของเชื้อโรคที่เป็นสาเหตุเป็นตอนๆ ไปดังนี้
ก. แนวทางโรคพืชที่เกิดจากรา
แนวความคิดโรคพืชวิทยาปัจจุบันได้เริ่มต้นขึ้นแล้ว ในปี ค.ศ. 1853 โดย Heinrich Anton de Bary ได้สรุปจากการศึกษาโรคราสนิมและเขม่าดำของข้าวสาลีที่เป็นโรคว่า เชื้อราเป็นสาเหตุทำให้เกิดโรค จากการศึกษาภายใต้กล้องจุลทัศน์นั้น ได้อธิบายลักษณะและการเจริญของเชื้อที่เป็นสาเหตุนั้น ตลอดจนความสัมพันธ์ของเชื้อและเนื้อเยื่อของพืชที่เป็นโรค และยังได้ศึกษาราและโรคต่างๆ อีกดังนี้
ศึกษาราในวงศ์ Peronosporaceae ซึ่งเป็นสาเหตุของโรค เช่นโรครานํ้าค้างโดยเฉพาะ โรคใบไหม้ (late blight) ของมันฝรั่ง
การค้นพบพืชอาศัยของโรคราสนิมว่ามี 2 ชนิดสลับกัน
การศึกษาสรีระวิทยาของโรคเน่าของแครอทที่เกิดจากรา Sclerotinia พบว่าเชื้อราสาเหตุของโรคฆ่าเซลพืชอาศัยล่วงหน้าก่อนที่เส้นใยของเชื้อจะเข้าสู่พืช และนํ้าคั้นจากเนื้อเยื่อที่เน่านั้นสามารถทำให้ เนื้อเยื่อปกติเป็นโรคได้ แต่น้ำคั้นที่ต้มแล้วจะไม่ทำให้เนื้อเยื่อปกตินั้นเป็นโรคได้ De Bary ได้สรุปว่าเชื้อโรคนั้นสร้างเอนไซม์มาย่อยและฆ่าเซลพืชเพื่อเชื้อจะได้ใช้อาหารจากพืชนั้น
จากการที่ (De Bary ค้นพบสาเหตุที่แท้จริงของโรคนี้ เป็นการเปิดทางให้มีการศึกษาและค้นพบสาเหตุอื่นๆ ตลอดจนการป้องกันกำจัดตามมา De Bary จึงได้รับการขนานนามว่า บิดาของโรคพืชวิทยาปัจจุบัน (the father of modern plant pathology)
Miles Joseph Berkeley (1845, 1857) และ Julius Gotthelf Kuhn ได้ตีพิมพ์เรื่องโรคของธัญพืช ผัก และพืชอื่นๆ สำหรับ และKuhn ยังได้เขียนหนังสือโรคพืชวิทยาขึ้นอีก ในปี ค.ศ. 1858 ซึ่งนับว่าเป็นฉบับแรกที่เกี่ยวกับโรคพืชที่มีสาเหตุและการป้องกันกำจัดโรค Die Krankheiten der Kulturewachse, ihre ursachen und ihre Verbutung)
Brefeld (1875, 1883, 1892) ได้พัฒนาเทคนิคบางประการในการเพาะเลี้ยงเชื้อให้เป็นเชื้อบริสุทธิ์ และยังได้ศึกษาและอธิบายชีพจักรที่สมบูรณ์ของโรคเขม่าดำและโรคของธัญพืชอีกด้วย
การค้นพบยาบอร์โด (Bordeaux mixture)
ในปี ค.ค. 1882 Pierre Marie Alexis Millardet ศาสตราจารย์ทางพฤกษศาสตร์ มหาวิทยาลัย บอร์โด ประเทศฝรั่งเศส ได้พบยาบอร์โด ซึ่งมีส่วนผสมของจุนสี (copper sulfate) กับปูนขาวโดยบังเอิญ ในการป้องกันกำจัดโรครานํ้าค้างขององุ่น โรครานํ้าค้างขององุ่นนี้ ได้ระบาดทำความเสียหายแก่ยุโรปมาก โดยเป็นโรคใหม่ที่ติดมาจากสหรัฐอเมริกา ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1878. Millardet ได้สังเกตพบว่าองุ่นที่พ่นด้วยจุนสี และปูนขาวผสมกันที่ติดอยู่บนใบองุ่นนั้น ทำให้องุ่นไม่เป็นโรคเหมือนต้นอื่นๆ ที่ใบร่วง และตายไป จึงได้ทำการทดลองใช้เกลือของทองแดง แคลเซียม และเหล็ก ผสมในอัตราส่วนต่างๆ กันป้องกันกำจัดโรค และสรุปผลการทดลองไว้เมื่อปี ค.ค. 1885 ว่า ส่วนผสมของจุนสีและปูนขาวนี้สามารถใช้ป้องกันกำจัดโรคราน้ำค้างขององุ่นได้ ยาบอร์โดนี้เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย และยังนิยมใช้กันมากที่สุดทั่วโลกในการป้องกันกำจัดโรคพืชที่เกิดจากเชื้อราอยู่จนถึงปัจจุบัน ยาบอร์โดไม่เพียงแต่จะทำให้อุตสาหกรรมการผลิตเหล้าองุ่นของฝรั่งเศส ดำเนินต่อไปในการที่มีองุ่นป้อนตามปกติเท่านั้น การค้นพบนี้ยังเป็นการเร่งเร้าต่อการศึกษาวิจัยทางโรคพืชวิทยา ต่อการพัฒนาค้นคว้าทางการเกษตร ซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องโดยตรงต่อมนุษยชาติ เช่น ต่อมา Biffen (1905, 1912) ได้ทำการศึกษาทางพันธุศาสตร์หาพันธุ์ต้านทานโรคราสนิมของธัญพืช และ Orton(1900, 1909) ได้ทำการคัดพันธุ์และผสมพันธุ์ต้านทานโรคเหี่ยวที่เกิดจากเชื้อรา Fusarium ของฝ้าย แตงโม ถั่ว และพืชอื่นๆ เป็นต้น
ข. แนวทางโรคพืชเกิดจากบักเตรี
Louis Pasteur และ Robert Koch ได้พิสูจน์ให้เห็นในปี ค.ศ. 1876 ว่า โรคแอนแทรกซ์ของสัตว์น้ำเกิดจากบักเตรีเป็นสาเหตุ
Thomas J. Burril ในปี ค.ศ. 1878 แห่งมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ สหรัฐอเมริกา ได้พบเป็นครั้งแรกว่าใบไหม้ของแอปเปิ้ลและแพร์เกิดจากบักเตรี (fireblight) Micrococcus amylovorus ปัจจุบัน รู้จักกันในชื่อ Erwinia amylovora
ในปี ค.ศ. 1883 Wakker ชาวฮอลันดาได้ค้นพบ yellow disease of hyacinth ว่าเกิดจากบักเตรี xanthomonas hyacinthi
และต่อมาในปี ค.ศ. 1887 Savastano ชาวอิตาเลี่ยนได้แสดงให้เห็นว่าโรค olive-knot เกิดจากบักเตรี ซึ่งต่อมาทราบว่าเป็น Pseudomonas savastonoi
ค. แนวทางโรคพืชเกิดจากวิสา
โรคพืชที่เกิดจากวิสารู้จักกันมานานแต่ไม่ทราบสมมุติฐานของโรค จนกระทั่งวิทยาการต่างๆ ตลอดจนเทคนิคใหม่ๆ ได้รับการพัฒนาขึ้น มีประวัติที่สำคัญดังนี้
ในปี ค.ค. 1886  Adolf Mayer ได้ทำการทดลองถ่ายทอดโรคใบด่าง (mosaic) ของยาสูบ เขาสามารถถ่ายทอดโรคจากต้นที่เป็นโรคไปสู่ต้นปกติได้ โดยวิธีฉีดด้วยน้ำคั้น (injecting juice) ของพืชที่เป็นโรค และยังพบด้วยว่าน้ำคั้นนั้นสามารถทำให้เกิดโรคได้อีก แม้ว่าน้ำคั้นนั้นได้รับความร้อนติดต่อกันด้วยอุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส แต่การเกิดโรคจะลดลงหากให้ความร้อน 65-70 องศาเซลเซียส และการเกิดโรค จะหมดไป หากให้ความร้อนถึง 80 องศาเซลเซียส เป็นเวลาหลายชั่วโมง หรือถูกตกตะกอนด้วยแอลกอฮอล์ที่เจือจาง ในสมัยนั้น Mayer สันนิษฐานว่า โรคใบด่างของยาสูบนี้เกิดจากบักเตรี เนื่องจากเขาไม่พบราบนพืซที่เป็นโรคหรือในน้ำคั้นที่กรองได้ และยังไม่เคยรู้จักวิสามาก่อน
ในปี ค.ศ. l891 Darwin F. Smith แห่งสหรัฐอเมริกา ได้ประสบความสำเร็จในการถ่ายทอดโรค peach yellow ด้วยการติดตา แต่ยังไม่สามารถตัดสินสาเหตุของโรคที่เกิดขึ้น และได้แนะไว้ว่าโรคนี้คล้ายกับโรคใบด่างของยาสูบ
ในปี ค.ศ. 1892 Dimitri Iwanowski ได้ทำการทดลองถ่ายทอดโรคใบด่างของยาสูบซ้ำ ซึ่ง Mayerได้เคยทดลองไว้ก่อน พบสิ่งที่ทำให้เกิดโรคได้นั้นจะผ่านเครื่องกรองบักเตรีได้ (bacterial proof filter) ทำให้เขาเชื่อว่าสาเหตุที่ทำให้ยาสูบเป็นโรคนั้นเกิดจากสารพิษ ที่บักเตรีสร้างขับถ่ายออกมาหรือเป็นบักเตรีเล็กๆ ที่สามารถผ่านรูของเครื่องกรองบักเตรีได้
ในปี ค.ศ. 1898 Martinus Willem Beijerinck ได้ทำการทดลองผลงานของ Iwanowski เพิ่มเติมอีก พบว่าสาเหตุที่ทำให้เกิดโรคใบด่างของยาสูบนั้นสามารถรอดผ่านเครื่องกรองที่ทำด้วยปอร์สเลน
porcelain)ได้ แต่นำไปเพาะเลี้ยงไม่ขึ้น Beijerinck เป็นคนแรกที่ได้สรุปว่าสาเหตุที่ทำให้เกิดโรคใบด่างของยาสูบนี้ ไม่ใช่เชื้อจุลินทรีย์ แต่เป็นวิสา (contagium vivum fludum, fluid living contagium) และยัง ได้พบอีกด้วยว่า วิสาเข้าทำให้เนื้อเยื่อของพืชที่อ่อนเป็นโรคได้รวดเร็วกว่าเนื้อเยื่อที่แก่กว่า วิสาเคลื่อนย้ายอยู่ใน phloem และ xylem สามารถทวีจำนวนตัวเองได้ในพืชที่มีชีวิต และยังมีชีวิตอยู่ได้ในใบพืชที่แห้งและในดิน
ต่อมาในปี ค.ศ. 1935 การศึกษาเน้นทางธรรมชาติของวิสาได้มีขึ้นเป็นครั้งแรกโดย Stanley ได้ สกัดผลึกโปรตีนของวิสาจากน้ำคั้นพืชที่เป็นโรคใบด่างของยาสูบด้วยแอมโมเนียมซัลเฟต (ammonium sulfate) เขาสามารถทำให้พืชปกติเป็นโรคได้ด้วยการปลูก (inoculating) ด้วยโปรตีน และยังสรุปด้วยว่าวิสาเป็นปฏิกิริยาของโปรตีน (autocatalytic protein) สามารถทวีจำนวนได้ภายในเซลที่มีชีวิต
Bawdenและผู้ร่วมงาน ได้อธิบายไว้ในปี ค.ศ. 1936 ว่า ผลึกของวิสาที่เตรียมได้นั้นประกอบด้วย โปรตีน และกรดนิวคลีอิค (nucleic acid) ซึ่งต่อมา Kausche และผู้ร่วมงานจึงได้อนุภาค (particle) ของวิสา ด้วยกล้องจุลทัศน์อีเลคตรอน ในปี ค.ศ. 1939
ในปี ค.ศ. 1965 Gierer และ Schramm ได้แสดงให้เห็นว่าโปรตีนสามารถแยกออกมาจากวิสาได้และ nucleic acid เพียงอย่างเดียวก็สามารถทำให้เกิดโรคแก่พืชได้
ง. แนวทางโรคพืชเกิดจากไส้เดือนฝอย
ไส้เดือนฝอยศัตรูพืชพบเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1743 โดย Turbevill Needharm และได้รายงานสาเหตุโรครวงหงิกของข้าวสาลี (cockles) โดยใช้ชื่อว่า Vibrio tritici (ปัจจุบัน Anguina tritici)
Herman Schacht (1859) ได้รายงานโรค cyst nematode ที่ทำความเสียหายกับผักกาดหวานในประเทศเยอรมัน กระทบกระเทือนต่ออุตสาหกรรมน้ำตาลของประเทศที่มีอยู่เดิมอย่างมากมาย ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1802 ว่าเป็นโรคที่เกิดจากไส้เดือนฝอย ต่อมา Schmidt จึงได้ชื่อไส้เดือนฝอยนั้นว่า Heterodera schachtti แต่การศึกษารายละเอียดทางสัณฐานวิทยาของไส้เดือนฝอยได้เริ่มขึ้นโดย Strubell (1888) นับว่าเป็นผลงานที่เริ่มนำไปสู่ความก้าวหน้าในวิชาการทางไส้เดือนฝอย
การศึกษาการควบคุมโรคที่เกิดจากไส้เดือนฝอยได้เริ่มขึ้นในยุโรปกับโรคของผักกาดหวานซึ่งอยู่ในระหว่างปี ค.ศ. 1870 ถึง 1910 โดยมีการศึกษาพืชอาศัย ประวัติ คุณสมบัติการแพร่ระบาด สมุฎฐาน และ วิธีการควบคุมโรค เหตุการณ์ที่สำคัญมีดังนี้
Julius Kuhn (1871) เป็นคนแรกที่ใช้สารเคมีอบดิน (soil fumigation) ป้องกันกำจัดไส้เดือนฝอยของผักกาดหวานในไร่ โดยใช้คาร์บอนไดซัลไฟด์ Kuhn และผู้ร่วมงานยังได้ใช้พืชเป็นเหยื่อ (trap crops) โดยปลูกพืชที่สามารถเจริญเติบโตได้รวดเร็วก่อน พืชให้ไส้เดือนฝอฟักตัวออกจากไข่ และออกจาก cyst ที่มีสีน้ำตาลเป็นตัวอ่อน (larva or juvenile) เมื่อตัวอ่อนเข้าทำลายพืชที่ปลูกเป็นเหยื่อแล้ว จึงถอนทำลายเสีย ทำให้ไส้เดือนฝอยเจริญไม่ครบชีพจักร (life cycle)
วิธีการปลูกพืชเป็นเหยื่อแล้วทำลาย ตลอดจนการปลูกพืชหมุนเวียนเป็นวิธีการป้องกันและกำจัดที่ประหยัดที่สุดและนิยมแพร่หลายในยุโรปและอเมริกาจนทุกวันนี้
Berkeley (1855) ได้พบไส้เดือนฝอยรากปม (root – knot nematodes) เป็นคนแรกในรากของแตงกวาที่เป็นโรค ซึ่งปลูกในเรือนกระจกประเทศอังกฤษ ต่อมา Greef (1872) ได้พบไส้เดือนฝอยAnguillula radicicola (ปัจจุบัน Ditylenchus redicicola) สาเหตุโรครากปมของหญ้าต่างๆ
ไส้เดือนฝอยรากปม Anguillula marioni (ปัจจุบัน Meloidogyne marioni) โดย Cornu (1879) ได้รายงาน เป็นคนแรกว่าเป็นสาเหตุของโรครากปมของพืช Onobrychis saliva
Goeldi (1887) ได้ตีพิมพ์รายละเอียดต่างๆ ของ Meloidogyne exigua ซึ่งเป็นสาเหตุของโรครากปมของกาแฟในประเทศบราซิล
การพัฒนาวิชาการด้านไส้เดือนฝอย ได้เริ่มอย่างจริงจังตั้งแต่ปี ค.ศ. 1907 เมื่อ N.A. Cobb ได้เข้าร่วมงานในกระทรวงเกษตร สหรัฐอเมริกา และได้เดินทางไปปฏิบัติงานในประเทศต่างๆ เช่น อิตาลี ออสเตรเลีย ฮาไวอิ ได้พัฒนาเทคนิควิธีการต่างๆ ในการศึกษาไส้เดือนฝอย ตั้งแต่การเก็บตัวอย่างจากดิน การเตรียมสไลด์โดยใช้บาลซัม (balsam) เพื่อการศึกษาด้วยกล้องจุลทัศน์ Cobb ได้เป็นผู้เสนอให้แยกไส้เดือนฝอยต่างๆ ทั้งที่เป็นศัตรูพืชและที่มีชีวิตอยู่อย่างอิสระในดิน ออกจากสาขาวิชา helminthology เป็นสาขาวิชาใหม่ทางวิทยาศาสตร์อีกพวกหนึ่งคือ nematology และยังเสนอให้ใช้คำว่า nema แทน nematode แต่ยังไม่เป็นที่ยอมรับกันในขณะนั้น
Cobb ได้ทำการศึกษารายละเอียดทางสัณฐานวิทยา อนุกรมวิธานและเป็นผู้ตั้งชื่อ amphids, phasmid, deirids. Cobb ยังได้ตีพิมพ์เรื่องต่างๆ ที่สำคัญดังนี้
1. Tylenchus and Root Galls ใน the Agricultural Gazette of New South Wales (1890)
2. New Nematode Genera Found Inhabiting Fresh – Water and Non – Brackish Soils (1913)
3. Laboratory Manual “Estimating the Nema Population of Soil” (1918)
ประวัติโรคพืชในประเทศไทย
โรคพืชได้รับความสนใจเป็นครั้งแรก เพราะมีโรครากเน่าของพริกไทยระบาดทำความเสียหายอย่างร้ายแรงในจังหวัดจันทบุรี โดย ม.จ. สิทธิพร กฤษฎากร ทรงดำรงตำแหน่งอธิบดีกรมการกสิกรรมในสมัยนั้น ได้ทรงตั้งแผนกโรควิทยาขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2478 โดยไปตั้งที่ทำการเป็นสถานีทดลองโรคพริกไทย ที่ตำบลเขาวัง อำเภอท่าใหม่ จังหวัดจันทบุรี ขึ้นอยู่กับกองอุตสาหกรรมพืชพันธุ์ (Bureau of plant industry) มี ม.ล. ชดเชื้อ กำภู ซึ่งได้ศึกษาโรคพืชวิทยามาจากประเทศอังกฤษ เป็นหัวหน้าแผนกโรควิทยาเป็นคนแรก งานของแผนกโรควิทยาในสมัยนั้นมุ่งไปทางปราบโรคของพริกไทยนี้เพียงด้านเดียว แต่ไม่ได้ผล จนทำให้กิจการปลูกพริกไทยในจันทบุรีต้องเลิกล้ม และหันไปปลูกยางพารา และผลไม้ต่างๆ แทน
ในปี พ.ศ. 2470 นายก่าน ชลวิจารณ์ เพิ่งสำเร็จการศึกษา ปริญญา B. Sc. มาจากมหาวิทยาลัย พิลิปปินส์ (UPLB) ได้เข้ารับตำแหน่งสืบแทน จึงได้ย้ายกิจการของโรควิทยาที่จันทบุรีเข้ามาตั้งและมีห้องปฏิบัติการเป็นครั้งแรกในที่ทำการกรมกสิกรรม (บริเวณวังกรมพระยากำแพงเพ็ชรเดิม)
ในปี พ.ศ. 2487 ได้มีการตั้งแผนกปราบศัตรูพืชขึ้นเพื่อดำเนินการปราบโรคและแมลงขึ้นอยู่กับกองการข้าว จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2496 กองการข้าวได้แยกไปเป็นกรมการข้าว และได้แยกงานศึกษาโรคของ ข้าวมาทำ โดยขึ้นอยู่กับกองวิทยาการกรมการข้าว
ในปี พ.ศ. 2511 ได้มีการก่อตั้งกรมส่งเสริมการเกษตรโดยรับโอนงานปราบโรคศัตรูพืช งานที่เกี่ยวข้องกับงานส่งเสริมและเผยแพร่การเกษตรจากกรมกสิกรรมและกรมการข้าวไปไว้ทั้งหมด ในปัจจุบัน งานทางด้านโรคพืชหลังจากมีการแบ่งส่วนราชการของกรมส่งเสริมการเกษตรเมื่อปี พ.ศ. 2520 แล้ว งานที่เกี่ยวข้องด้านนี้มี
1.) กองป้องกันและกำจัดศัตรูพืช
2.) สำนักงานส่งเสริมการเกษตรภาคเหนือ
3.) สำนักงานส่งเสริมการเกษตรภาคตะวันออกเฉียงเหนือ
4.) สำนักงานส่งเสริมการเกษตรภาคกลาง
5.)สำนักงานส่งเสริม การเกษตรภาคตะวันออก
6.) สำนักงานส่งเสริมการเกษตรภาคตะวันตก และ
7.) สำนักงานส่งเสริมการเกษตรภาคใต้ สำนักงานของกรมตั้งอยู่ที่เกษตรกลางบางเขน ถนนพหลโยธิน กรุงเทพมหานคร 10900
ต่อมาในปี พ.ศ. 2516 ได้มีการรวมกรมการข้าว และกรมกสิกรรม เป็นกรมเดียวกันคือ กรมวิชาการเกษตร ในปัจจุบันงานทางโรควิทยาอยู่ในกองวิจัยโรคพืช และมีงานที่เกี่ยวข้องกับกองอื่นๆ อีก เช่น กองควบคุมวัตถุมีพิษและวัสดุการเกษตร กองวิจัยวัตถุมีพิษ โดยสังกัดอยู่ในกรมวิชาการเกษตรเช่นกัน ณ เกษตรกลางบางเขน ถนนพหลโยธิน กรุงเทพมหานคร 10900
งานทางด้านการให้การศึกษาทางโรคพืช ได้เริ่มตั้งแผนกวิชากีฏวิทยาและโรคพืชขึ้น สังกัดในคณะกสิกรรมและสัตวบาล มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ หลังจากเลื่อนฐานะจากวิทยาลัยเป็นมหาวิทยาลัย เมื่อ ปี พ.ศ. 2486 โดยมีนายประวิทย์ ศรีบุญเรือง ซึ่งจบการศึกษา B.Sc. จากมหาวิทยาลัยฟิลิปปินส์ เป็นหัวหน้า แผนกวิชา จนกระทั่งปี พ.ศ. 2519 งานทางด้านโรคพืช และทางกีฏวิทยา จึงได้แยกออกจากกันเป็นสองภาควิชา โดยงานทางโรควิทยาอยู่ในภาควิชาโรคพืช สังกัดคณะเกษตร (คณะกสิกรรมและสัตวบาลเดิม)
การให้การศึกษาทางโรคพืชได้เจริญก้าวหน้า และขยายงานเพิ่มมากขึ้นตามลำดับ ปัจจุบันได้มีสถานศึกษาอื่นๆ ที่มีภาควิชาโรคพืชรับผิดชอบโดยตรง หรืออยู่ร่วมกับภาควิชาที่เกี่ยวข้อง เพิ่มขึ้นอีกดังนี้
สถานศึกษาสังกัดทบวงมหาวิทยาลัยของรัฐ :
1. ภาควิชาโรคพืช คณะเกษตร มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
2. ภาควิชาอารักขาพืช คณะเกษตร มหาวิทยาลัยขอนแก่น
3. ภาควิชาอารักขาพืช คณะทรัพยากรณธรรมชาติ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
4. ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยรามคำแหง และจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
5. คณะเกษตร สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้า
6. สถาบันเทคโนโลยีการเกษตร แม่โจ้
สถานศึกษาสังกัดกระทรวงศึกษาธิการ
1. คณะเกษตร วิทยาลัยเทคโนโลยีและอาชีวศึกษาต่างๆ เช่น ที่จังหวัดพระนครศรีอยุธยา จังหวัดมหาสารคาม จังหวัดสุรินทร์ และจังหวัดชลบุรี เป็นต้น
2. วิทยาลัยฝึกหัดครูต่างๆ เป็นต้น
ความก้าวหน้าทางโรคพืชวิทยาในคริสตวรรษที่ 20
การก้าวหน้าวิชาการทางโรคพืชเริ่มขึ้นในปลายคริสตวรรษที่ 19 เป็นส่วนใหญ่ เช่นการค้นพบกฏของเมนเดล (Mendel’s law) ในการถ่ายทอดลักษณะทางสายพันธุ์ นับว่าเป็นการดึงดูดความสนใจแก่นักโรคพืชให้ศึกษาทางพันธุศาสตร์ของพืชอาศัยและเชื้อโรค การเจริญทางวิทยาศาสตร์ของโรคพืชได้ก้าวหน้าไปทุกๆ ด้าน พอจะสรุปได้ดังนี้
1. การศึกษาทางสรีระวิทยาของเชื้อสาเหตุโรค (physiological plant pathogens) L.R.
Jones ได้ทำการวิจัยหลังจากที่ A. de Bary และ H.M. Ward ได้เป็นผู้ริเริ่มงานทางด้านนี้ไว้ และพบเอนไซม์ที่ย่อยสาร pectin (pectic enzyme) จากบักเตรีสาเหตุโรคเน่าและสร้างขึ้น จนกระทั่งสงครามโลกครั้งที่ 2 สิ้นสุดลง การศึกษาทางชีวะเคมีก็ได้รับความสนใจเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะทางด้านกฎเกณฑ์ต่างๆ ของเอนไซม์และสารพิษที่เชื้อสร้างขึ้น นักวิทยาศาสตร์ที่ได้ศึกษาวิจัยที่สำคัญมี
Earnest Gaumann ประเทศสาธารณรัฐเยอรมัน
J.C. Walker ประเทศสหรัฐอเมริกา
A.E. Dimond ประเทศสหรัฐอเมริกา
T.S. Sadasivan ประเทศอินเดีย
R.K.S. Wood ประเทศอังกฤษ
I. Uritani ประเทศญี่ปุ่น
และ Rubin ประเทศรัสเซีย
2. พันธุศาสตร์ของพืชและเชื้อสาเหตุ(genetics of the host plant and the pathogens)
การศึกษาพันธุต้านทานโรคของพืช ความรุนแรงของเชื้อ มีการพบสายพันธุ์ (physiological races) ต่างๆ มากมาย การศึกษาทางพันธุศาสตร์ของเชื้อราบักเตรี และวิสา มีเพิ่มมากขึ้นจนทำให้มีการใช้จุลินทรีย์ต่างๆ เป็นตัวอย่างในการศึกษาทางพันธุศาสตร์ของชีวิตอื่นๆ
H.H. Flor (1955) ได้อธิบายปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างพืชกับเชื้อสาเหตุว่าเป็นความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยถ่ายพันธุ์ (gene) ของพืชกับหน่วยถ่ายพันธุ์ของเชื้อในความสามารถทำให้เกิดโรค โดยพบว่าโรคราสนิมของแฟกซ์ (flax) มีหน่วยถ่ายพันธุ์ที่ควบคุมอยู่ 25 คู่ เป็นต้น
3. การวิจัยยาป้องกันกำจัดเชื้อรา (fungicide research)
ด้วยความร่วมมือของนักวิจัยที่ประกอบด้วย นักชีวะเคมี อินทรีย์เคมี และนักโรคพืช ทำให้มีการค้นพบและการใช้ยาป้องกันและควบคุมโรค ที่เกิดจากเชื้อราใหม่ๆ ซึ่งพอจะนำมากล่าวโดยสรุป ดังนี้
ก. การใช้สารอินทรีย์ของปรอท ในทางโรคพืชวิทยาโดย Rheim ในปี ค.ศ. 1912
ข. การค้นพบสารประกอบอินทรีย์ของกำมะถัน โดย W.H. Tisdale และ I. Williams (1934) ได้พบ alkyldithiocarbamates ซึ่งเป็นที่นิยมแพร่หลายในการเป็นส่วนประกอบของยาป้องกันและควบคุมโรคที่เกิดจากเชื้อราต่างๆ ในบัจจุบัน และตัวยาสารประกอบอินทรีย์ของกำมะถันที่นิยมมากที่สุด ได้แก่ alkylene bis – dithiocarmates ซึ่งพบในปี ค.ศ. 1943 โดย A.E. Dimond, J.W. Henberger และ J.G. Horsfall
ค. การค้นพบปฏิชีวนะสารป้องกันควบคุมโรคที่เกิดจากเชื้อรานับว่าความสำเร็จของสารในการป้องกันและควบคุมโรคที่เกิดจากเชื้อรานี้สร้างความสนใจแก่นักโรคพืชมิใช่น้อย ปฏิชีวนะสารดังกล่าวมี ดังนี้
Gliotoxin พบจาก Trichoderma viridae โดย R. Weinding และ O.H. Emerson ในปี ค.ศ. 1936 สามารถป้องกันโรคโคนเน่าระดับดินของกล้าส้มได้ดี
Petulin พบจาก Penicillium petulium
Griseofulnin พบจาก P. janezewskii
Actidione พบจาก Streptomyces griseus
Nystatin พบจาก S. griseus
Romocidine พบจาก S. rimosus ซึ่ง J. Dekker (1955) ได้พิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นปฏิชีวนะ สารที่สามารถใช้คลุกเมล็ดพืชกำจัดโรค (chemotherapeutant) โดยยาจะซึมผ่านผิวเมล็ดเข้าไปฆ่าเชื้อในเมล็ด ได้ เช่น คลุกเมล็ดฆ่าเชื้อ Ascochyta pisi สาเหตุโรคของถั่วเมล็ดกลมต่างๆ
Blasticidin พบจาก S. griseochromogenes โดย Fukunaga et al. ในปี 1965 ซึ่ง T. Misato (1969) ได้รายงานว่าใช้ได้ผลดีกับโรคใบไหม้ของข้าวที่เกิดจาก Pyricularia oryzae
4. การศึกษาสภาพแวดล้อมต่อการเกิดและการเจริญของโรค(environmental factors on disease development)
สภาพแวดล้อมต่างๆ เช่น อุณหภูมิ แสงสว่าง ความชื้น ฯลฯ นับว่าเป็นปัจจัยที่สำคัญต่อการเกิดและระบาดของโรคมาก การศึกษาทางด้านนี้ได้เริ่มขึ้นโดย L.R. Jones ศึกษาอุณหภูมิของดินที่มีผลต่อการเกิดโรคใบเหลืองของกระหล่ำปลี (cabbage yellow) และได้ตั้งคณะทำงานทางด้านนี้อย่างจริงจังขึ้น ที่มหาวิทยาลัยวิสคอนซิน สหรัฐอเมริกา
5. การศึกษาสารในพืชที่ทำให้พืชมีความต้านทานโรค (nature of disease resistance)
การพบ protocatechuic acid และสาร catechol ในรงควัตถุของหัวหอมที่มีความต้านทานต่อโรคแอนเเทรคโนส ซึ่งเกิดจากเชื้อ Colletotrichum circinans โดย K.P. Link และ J.C. Walker ในปี 1933 สารดังกล่าวนี้จะทำให้สปอร์ของเชื้อไม่งอก และจะไม่พบในต้นหอมพันธุ์ที่เป็นโรคง่าย
การค้นพบสารที่มีคุณสมบัติทางปฏิชีวนะสารในพืช เช่น สารฟีนอล (phenol) quinone สาร้เหล่านี้หากอยู่ในรูปที่ถูกออกซิไดซ์แล้ว จะมีพิษต่อต้านเชื้อโรคได้ดีกว่าสารเดิมเนื้อเยื่อของส่วนที่เป็นโรคจะมีเอนไซม์พวก polyphenol oxidase และ peroxidase สูงกว่าปกติ และจะมีการสะสมสารฟีนอล ซึ่งสารเหล่านี้จะไปต่อต้านการเจริญของเชื้อรา ไปหยุดยั้งเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ย่อยสาร pectin และ cellulose (pec- tolytic and cellulolytic enzymes)
การเกิด hepersensitivity reaction ในพืชที่มีความต้านทานต่อโรค ซึ่งอาจเกิดจากเชื้อรา บักเตรี วิสา หรือจากแมลง เป็นการตายของเนื้อเยื่ออย่างเร็ว รอบบริเวณที่ติดเชื้อ(infection zone) โดย K.O.Muller (1956) ได้อธิบายว่าเป็นเพราะการสร้างสาร phytoalexins ของพืชภายหลังการติดโรคแล้ว phytoalexins นี้จะไม่พบในเนื้อเยื่อพืชปกติ เกิดเพราะในพืชที่ต้านทานโรค โดยสารนี้สามารถยับยั้งเชื้อสาเหตุและยับยั้งป้องกันการติดโรคจากเชื้ออื่นๆ อีกด้วย
6. การศึกษาทางชวะเคมีและสรีระวิทยาของพืชที่เป็นโรค (biochemistry and physio¬logy of infected plants)
การศึกษาเพื่อให้ทราบถึงสภาพของพืชที่เป็นโรค ได้แก่การเปลี่ยนแปลงทางชีวะเคมี การสังเคราะห์แสง การใช้พลังงาน ระบบหายใจว่ามีผลต่อกลไกลการเกิดโรคของพืช การเจริญ และการขยายพันธุ์ของเชื้อสาเหตุโรค
7. การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ (tissue culture)
จากการที่สามารถเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อในอาหารเฉพาะ
ที่เตรียมขึ้น ก่อประโยชน์ในการวิจัยทางโรคมากเช่นหาสาเหตุที่เกิดจากเซลบวมโตไปจากเซลพืชปกติ เช่นโรค crown gall ของพืชที่เกิดจากบักเตรี Agrobacterium tumefaciens ทำให้ทราบหลักการเปลี่ยนแปลงที่เกิดปม (Tumor – Inducing Principle,TIP) ระบบการสังเคราะห์ต่างๆ ในเซลที่ไม่ทำงานปกติตามหน้าที่จะกระตุ้นให้เซลเกิดบวมโต การเปลี่ยนแปลงจะมีขนาดโตมากน้อยแค่ไหนก็ขึ้นอยู่กับระดับการกระตุ้นที่เกิดขึ้น โดยเยื่อหุ้มของเซล (membrane) ควบคุมกิจกรรมการสังเคราะห์ในเซล
8. การศึกษาทางนิเวศน์วิทยาของเชื้อโรค (ecological studies of plant pathogens)
การศึกษาชีวะประวัติของเชื้อได้เริ่มกับโรคที่เกิดกับรากและเชื้อราในดินภายหลังจากที่ Waksman ได้รายงานความสำคัญของเชื้อราที่มีต่อความอุดมสมบูรณ์ของดินเมื่อปี ค.ศ. 1932 โดย Reinking และ Manns (1933) ได้พบว่า มีเชื้อราในดินอยู่ 2 พวก พวกแรกเรียกว่า soil inhabitants เป็นราที่พบในดินทั่วๆ ไป เช่น Fusarium บางชนิด ส่วนอีกพวกหนึ่งเรียกว่า soil invaders เป็นราที่พบเป็นบางท้องถิ่น ขึ้นอยู่กับพืชอาศัย สภาพของดิน และปัจจัยอื่นๆ ซึ่งต่อมา S.D. Garrett (1950) ได้ให้ชื่อ soil invaders ใหม่ว่า root inhibiting fungi หมายถึงราที่ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ในดินหรือหากมีก็เพียงระยะเวลาอันสั้นเท่านั้น
การศึกษาดินที่อยู่รอบระบบรากพืช (rhizosphere) ซึ่ง Lockhead et at. (1940) พบว่ามีอิทธิพลต่อการเกิดโรคที่ติดเชื้อทางราก (root infection) โดย West (1939) เป็นคนแรกที่ได้ศึกษาของเหลวที่ขับออกมาทางราก (root exudate) ในระยะกล้าของต้นแฟลกซ์ว่าสามารถชงักการเจริญของเชื้อรา ป้องกันการงอกของสปอร์ และจะมีผลต่อจุลินทรีย์เฉพาะบางพวกเท่านั้น
9. การศึกษาทางวิสาวิทยา (virology)
เป็นที่ทราบกันดีแล้วว่า วิสาที่เป็นสาเหตุโรคพืช ยกเว้นสาหร่าย จะมี RNA (ribonucleic acid) เป็นองค์ประกอบที่เป็นกรด nucleic acid และ single strand เพียงชนิดเดียวและต่อมาได้มีการพบโรคแคระแกร็นของข้าว (rice dwarf virus) โรค potato spindle virus ว่าเป็น double stranded RNA ในปัจจุบันได้ค้นพบวิสาสาเหตุโรคพืชที่เป็น DNA ได้แก่วิสาสาเหตุโรคใบด่างของกระหล่ำ (cauliflower mosaic) และโรคใบด่างเหลืองของถั่ว (bean golden yellow mosaic virus)
K.K. Reddi (1964) ได้พิสูจน์ให้เห็นว่าวิสาที่เป็นสาเหตุของโรคใบด่างของยาสูบ (TMV) จะถูกสังเคราะห์ขึ้นใน nucleus ของพืชอาศัย
10. มายโคพลาสมาที่เป็นสาเหตุโรค(mycoplasma group of pathogens)
โรคของพืชบางชนิดซึ่งมีอาการต่างๆ แต่เดิมเข้าใจว่าเป็นโรคเกิดจากวิสาต่อมา Doi et al. (1967) ได้พบว่าโรคแคระแกร็นของหม่อน โรคพุ่มแจ้ของมันฝรั่ง และโรคใบเหลืองของแอสเตอร์ (aster ซึ่งเป็นไม้ดอกไม้ประดับที่เป็นพุ่มชนิดหนึ่ง นั้นเกิดจากมายโคพลาสมา ซึ่งพบอยู่ในเซล phloem ของพืชอาศัย และในเพลี้ยกระโดด (leaf hopper) ที่เป็นแมลงพาหะ
ที่มา:ไพโรจน์  จ๋วงพานิช

ความรู้ด้านการเกษตร ที่น่าสนใจ