การพัฒนากระบวนการค้นหายีนเป้าหมายบนพื้นฐานของเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ของยีนเพื่อกระตุ้นการออกรากสะสมอาหารของมันสำปะหลังอย่างแม่นยำ

การให้สิ่งเร้าหรือสารกระตุ้น (exogenous induction) ระหว่างการเพาะปลูก เช่น ฮอร์โมนพืช สารเร่งการเจริญเติบโต เป็นแนวคิดที่ได้รับการยอมรับกันอย่างกว้างขวางเพื่อใช้ในการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรของพืช รวมถึงการสร้างสารผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ [1–4] อย่างไรก็ตามพบว่าในทางปฏิบัติแล้วการกระตุ้นพืชด้วยสิ่งเร้าภายนอก ในหลายครั้งให้ผลที่มีความไม่แน่นอนสูง หรือบางสถานการณ์ไม่สามารถควบคุมผลข้างเคียงอื่นๆ ที่ส่งผลต่อลักษณะที่ต้องการได้ เนื่องจากการขาดองค์ความรู้ในกลไกการตอบสนองของพืชต่อสิ่งเร้านั้น ตลอดจนถึงกลุ่มยีนหรือกระบวนการเป้าหมายหลักภายในต้นพืชที่ถูกกระทบจากสิ่งเร้านำไปสู่ลักษณะตามที่ต้องการ อย่างไรก็ดีการศึกษาในพืชที่ให้ผลผลิตเร็วและติดตามการเจริญเติบโตได้ง่าย เช่น พืชที่ให้ผลผลิตเหนือดินได้มีการศึกษาการใช้สารกระตุ้นต่อลักษณะที่ต้องการมาแล้วหลากหลายชนิด [1–5] แต่การศึกษาสารกระตุ้นหรือสิ่งเร้ารวมถึงกลุ่มยีนเป้าหมายหลักต่อการตอบสนองต่อสิ่งเร้าสำหรับการสร้างผลผลิตใต้ดินในพืชตระกูลหัว และมันสำปะหลังที่เป็นพืชเศรษฐกิจหลักของไทย ยังมีองค์ความรู้ในส่วนนี้อยู่น้อยมาก งานวิจัยเพื่อเพิ่มผลผลิตมันสำปะหลังส่วนใหญ่ยังมุ่งเน้นที่การพัฒนาลักษณะพันธุกรรมให้ได้สายพันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูงขึ้น ในขณะที่การศึกษาเพื่อจัดการสภาพแวดล้อมให้มันสำปะหลังให้ผลผลิตได้เต็มศักยภาพของสายพันธุ์ หรือวิจัยเพื่อใช้สิ่งเร้าเพื่อให้นำไปสู่การชักนำให้เกิดรากสะสมอาหารยังมีอยู่อย่างจำกัดและไม่ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเท่ากับพืชชนิดอื่นๆ 

ในการณ์นี้ การสร้างองค์ความรู้เพื่อให้เกิดการใช้ประโยชน์ของสิ่งเร้าในการเพิ่มผลผลิตของมันสำปะหลังอย่างแม่นยำควบคู่ไปกับการเลือกเพาะปลูกสายพันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูง เป็นการส่งเสริมการทำเกษตรแม่นยำในภาคการผลิตมันสำปะหลังของประเทศ ซึ่งเป็นแนวทางการพัฒนาผลผลิตของมันสำปะหลังที่ยั่งยืนตามหลักการของ BCG model  ดังนั้น ในข้อเสนอโครงการวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์ในการพัฒนาเทคนิคกระบวนการในการค้นหากลุ่มยีนหรือกระบวนการที่มีสหสัมพันธ์กับการสร้างผลผลิตรากสะสมอาหารของมันสำปะหลังเพื่อใช้เป็นเป้าหมายของการกระตุ้นด้วยสิ่งเร้าแล้วทำให้เกิดผลกระทบอย่างแม่นยำ โดยมีการดำเนินงานแบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ 1) การค้นหายีนเป้าหมายด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลทรานสคริปโตมิกส์และเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ยีนแบบพลวัต โดยใช้วิธีการ Dynamic network biomarker (DNB) เพื่อทำการค้นหายีนเป้าหมายที่เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนผ่านเข้าสู่ช่วงระยะการพัฒนารากสะสมอาหารของมันสำปะหลัง แล้วทำการตรวจสอบผลการทำนายกับข้อมูลทรานสคริปโตมจากการศึกษาอื่นที่ใกล้เคียงกัน รวมถึงรายงานวิจัยจากบทความทางวิชาการต่างๆ (Literature validation) เพื่อเพิ่มความเชื่อมั่นของยีนเป้าหมายที่ทำนายได้ 2) การทดลองการกระตุ้นยีนหรือกระบวนการเป้าหมายด้วยสิ่งเร้าที่เหมาะสม เพื่อทดสอบการชักนำรากสะสมอาหารในมันสำปะหลังในระดับห้องปฏิบัติการ (Experimental validation) และ 3) การสร้างเทคนิคกระบวนการทำนายยีนเป้าหมายที่แม่นยำด้วยการประมวลผลการวิเคราะห์และการทดลองส่วนต่างๆเข้าด้วยกัน เพื่อทำให้เกิดการพัฒนาเทคนิคกระบวนการในการค้นหากลุ่มยีนหรือกระบวนการที่มีสหสัมพันธ์กับการสร้างผลผลิตรากสะสมอาหารของมันสำปะหลัง เมื่อเสร็จสิ้นโครางการ ทางคณะผู้วิจัยคาดว่าผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นประโยชน์ต่อนักวิจัยและนักอณูชีววิทยาในการนำยีนหรือกระบวนการเป้าหมายไปใช้ประโยชนในการชักนำให้เกิดสร้างรากสะสมอาหารด้วยการกระตุ้นจากสิ่งเร้าต่างๆ ได้ และนักเทคโนโลยีชีวภาพทางการเกษตรสามารถนำองค์ความรู้เรื่องสิ่งเร้าที่มีผลต่อการชักนำรากสะสมอาหารของมันสำปะหลังไปเป็นพื้นฐานในการจัดการสิ่งแวดล้อมในการเพาะปลูก และอาจจะนำกระบวนการค้นหายีนเป้าหมายไปประยุกต์ใช้เพื่อค้นหายีนที่สำคัญในกระบวนการสร้างผลผลิตของพืชชนิดอื่นๆ ได้