การนำวิธีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ

      จากการศึกษาเพื่อพัฒนาสูตรอาหารและวิธีการเพาะเลี้ยงพืชชนิดต่าง ๆ ที่ผ่านมา  ทำให้นักพฤกษศาสตร์เห็นแนวทางในการนำการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชไปประยุกต์เพื่อให้เกิดประโยชน์ในด้านต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านเกษตรกรรม อุตสาหกรรม รวมถึงการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ชีวภาพ ซึ่งสรุปโดยสังเขปได้ดังนี้

ด้านการขยายพันธ์พืช

      การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชเป็นวิธีที่ช่วยให้สามารถขยายพันธุ์พืชจากต้นแม่พันธุ์ที่มีจำนวนน้อยให้เพิ่มจำนวนได้ครั้งละมาก ๆ อย่างรวดเร็วและใช้ระยะเวลาที่สั้นกว่าการขยายพันธุ์แบบเดิม     โดยเพียงเริ่มจากการเลี้ยงเนื้อเยื่อส่วนเล็ก ๆ เท่านั้น จึงเรียกวิธีการนี้อีกชื่อหนึ่งว่า micro-propagation พืชต้นใหม่จำนวนมากมายที่ได้จากการเพิ่มจำนวนนี้มีความสม่ำเสมอจึงเป็นประโยชน์ในเชิงพาณิชย์และสำหรับอุตสาหกรรมที่มีความต้องการใช้พืชขนาดเดียวกันพร้อมกันจำนวนมาก  ปัจจุบันมีรายงานความสำเร็จของการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชชนิดต่าง ๆ เป็นการค้ามากกว่า ๑,๐๐๐ ชนิด     ส่วนใหญ่เป็นพืชเศรษฐกิจซึ่งมีทั้งพืชสวน พืชไร่ พืชปลูกป่า พืชสมุนไพร ฯลฯ ในแต่ละปีมีผู้คาดการณ์ว่าทั่วโลกมีการผลิตพืชจากวิธีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อมากกว่า ๑๐๐ ล้านต้น เป็นเรื่องที่น่ายินดีที่ประเทศไทยมีผู้เชี่ยวชาญและมีห้องปฏิบัติการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชที่มีประสิทธิภาพสูงกระจายอยู่ทั้งในภาครัฐและภาคเอกชนมีธุรกิจให้บริการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชที่มีมาตรฐานสูงเป็นที่เชื่อถือในระดับนานาชาติบางแห่งมีศักยภาพในการขยายพันธุ์กล้วยไม้ได้ถึง ๕๐ ล้านต้นต่อปี  ในทางปฏิบัติการขยายพันธุ์พืชอย่างรวดเร็วโดยวิธีการเลี้ยงเนื้อเยื่ออาจทำได้โดยการกระตุ้นให้ตาของพืชเจริญเป็นยอดจำนวนมากหรือเลี้ยงแคลลัสแล้วชักนำแคลลัสให้เจริญเป็นยอดจำนวนมาก  จากนั้นจึงนำยอดที่เกิดขึ้นไปชักนำให้มีรากแล้วย้ายไปปลูกในสภาพธรรมชาติต่อไป  

      สำหรับพืชบางชนิดสามารถขยายพันธุ์โดยการเพิ่มจำนวนเซลล์แล้วเลี้ยงให้เซลล์เจริญเป็นเอ็มบริออยด์จำนวนมากเพื่อผลิตเมล็ดสังเคราะห์หรือเมล็ดเทียม (synthetic or artificial seed)  โดยนำแต่ละเอ็มบริออยด์มาห่อหุ้มด้วยอาหารวุ้นเพื่อรักษาสภาพและชะลอการงอกไว้จนกว่าจะนำไปปลูกต่อไป  ส่วนเมล็ดตามธรรมชาติของพืชบางชนิดกลับมีปัญหาในการงอก เช่น เมล็ดกล้วยไม้ซึ่งมีขนาดเล็กมากและแทบจะไม่มีอาหารสะสมอยู่ภายในเมล็ดเลย  ในธรรมชาติต้องอาศัยน้ำตาลและสารอาหารจากเชื้อราที่  เรียกว่า ไมคอร์ไรซา (mycorrhiza)  อัตราการงอกตามธรรมชาติจึงต่ำมาก  แต่เมื่อนำเมล็ดกล้วยไม้จากฝักมาเพาะในอาหารเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชในสภาพปลอดเชื้อพบว่าเมล็ดกล้วยไม้งอกได้เร็วและมีอัตราการงอกสูงมาก  เมล็ดกล้วยไม้จะงอกเป็นโครงสร้างสีเขียวขนาดเล็ก รูปร่างค่อนข้างกลม และมีปลายยอดแหลม ซึ่งเรียกโครงสร้างนี้ว่า โพรโทคอร์ม (protocorm)  ซึ่งจะพัฒนาไปเป็นต้นกล้วยไม้และมีรากต่อไป  ส่วนการขยายพันธุ์กล้วยไม้โดยการเลี้ยงเนื้อเยื่ออีกวิธีหนึ่งมักเรียกว่าการปั่นตาทั้งนี้เนื่องจากเป็นการขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศโดยการนำเนื้อเยื่อเจริญของตายอดและตาข้างจากหน่ออ่อนมาเลี้ยง (meristem culture) ในอาหารเหลวที่นิยมเติมน้ำมะพร้าวและวางบนเครื่องเขย่าซึ่งเป็นที่มา ของการเรียกวิธีนี้ว่า "การปั่นตา" ทั้งนี้เพื่อให้เนื้อเยื่อกล้วยไม้ในอาหารเหลวมีโอกาสได้รับออกซิเจนอย่างเพียงพอเนื้อเยื่อเจริญของตายอดและตาข้างจะเจริญเป็นโครงสร้าง  คล้ายโพรโทคอร์มที่งอกจากเมล็ดกล้วยไม้ (protocorm -  like bodies หรือ  plb) และเพิ่มจำนวนได้เมื่อตัดแยกและเปลี่ยนอาหารที่เตรียมใหม่อยู่เสมอ  โครงสร้างที่คล้ายโพรโทคอร์มนี้จะพัฒนาเป็นต้นกล้วยไม้ต่อไป เมื่อย้ายมาเลี้ยงในอาหารวุ้นที่เติมกล้วยหอมบด มันฝรั่งบด และผงถ่าน ต้นที่ได้จากการปั่นตาจะมีความสม่ำเสมอและมีลักษณะตรงพันธุ์เดิมมากกว่าเมื่อเทียบกับต้นที่ได้จากการเพาะเมล็ดซึ่งเป็นการขยายพันธุ์แบบอาศัยเพศ

      ข้อดีที่สำคัญอีกประการหนึ่งของการขยายพันธุ์โดยการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช คือ ต้นพืชที่ได้จะปลอดจากเชื้อแบคทีเรีย รา เป็นต้นพันธุ์ที่ปลอดโรค เมื่อนำไปปลูกจึงสามารถเจริญเติบโตได้ดี แข็งแรง และให้ผลผลิตสูงเมื่อเทียบกับการปลูกพืชชนิดเดียวกันที่ขยายพันธุ์มาจากวิธีอื่น  นอกจากนี้การเลี้ยงเนื้อเยื่อเจริญจากปลายยอดยังเป็นวิธีที่ช่วยให้มีโอกาสได้ต้นใหม่ที่ปลอดจากไวรัสอีกด้วย เนื่องจากเซลล์ของเนื้อเยื่อเจริญมีขนาดเล็กมากและมีการแบ่งเซลล์เจริญขึ้นไปตลอดเวลา ไวรัสที่กระจายอยู่ภายในพืชอาจไม่ทันแพร่เข้าไปถึงบริเวณดังกล่าวได้ การผลิตพืชปลอดไวรัสจากต้นเดิม ที่เป็นโรคไวรัสอยู่จึงทำได้โดยการนำเนื้อเยื่อเจริญจากปลายยอดที่มีขนาดเล็กมากมาเพาะเลี้ยง (meristem culture) ให้เจริญเป็นต้นในสภาพปลอดเชื้อหรือนำเนื้อเยื่อเจริญปลายยอดมาติดบนต้นกล้าที่เลี้ยงไว้ใช้เป็นต้นตอในสภาพปลอดเชื้อ (in vitro micrografting) ต้นที่ได้เมื่อผ่านการทดสอบแล้วว่าปลอดไวรัสจะใช้เป็นแม่พันธุ์เพื่อขยายจำนวนได้ต้นที่ปลอดไวรัสต่อไป  อย่างไรก็ดีในขณะปลูกควรป้องกันการแพร่ระบาดของโรคไวรัสจากพาหะต่าง ๆ เนื่องจากต้นพืชเหล่านี้แม้จะปลอดไวรัสแต่ยังคงเป็นพืชพันธุ์เดิมที่ไม่สามารถต้านทานต่อโรคไวรัส

ด้านการปรับปรุงพันธุ์พืช

      การเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชหลายวิธีสามารถนำมาประยุกต์ใช้ร่วมกับความรู้ทางพันธุศาสตร์ชีววิทยาระดับโมเลกุลรวมถึงสาขาที่เกี่ยวข้องเพื่อปรับปรุงพันธุ์พืชให้เกิดพันธุ์ใหม่ ๆ ในระยะเวลาที่สั้นลง และยังเพิ่มโอกาสให้นักปรับปรุงพันธุ์ คัดเลือกพันธุ์ ที่มีลักษณะแปลกใหม่ไปจากที่เคยมีรวมทั้งช่วยในการสร้างพืชพันธุ์ใหม่ที่มีลักษณะตามต้องการได้แม้ว่าลักษณะดังกล่าวอาจไม่เคยปรากฏมาก่อนในพืชชนิดนั้น  นอกจากนี้วิธีการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชยังเอื้อต่อการคัดเลือกลักษณะพันธุกรรมบางลักษณะให้ทำได้เร็วขึ้นตั้งแต่ในระดับเซลล์ที่เลี้ยงในสภาพปลอดเชื้อจึงช่วยให้การทดสอบพันธุ์มีประสิทธิภาพและประหยัดค่าใช้จ่ายลงได้มาก  การปรับปรุงพันธุ์พืชบางชนิดมีข้อจำกัดอยู่ที่การเจริญของเอ็มบริโอนอกจากกรณีของกล้วยไม้แล้วมะพร้าวกะทิก็เป็นตัวอย่างพืชอีกชนิดหนึ่งที่สามารถใช้การเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชในการปรับปรุงพันธุ์โดยนำเอ็มบริโอมาเลี้ยงซึ่งตามปกติมะพร้าวกะทิจะไม่สามารถงอกเป็นต้นได้  เนื่องจากเนื้อของมะพร้าวกะทิเป็นอาหารสะสมที่แตกต่างไปจากเนื้อและน้ำ ของมะพร้าวแกงทั่ว ๆ ไป  เอ็มบริโอของมะพร้าวกะทิไม่สามารถใช้อาหารสะสมดังกล่าวได้การนำเอ็มบริโอของมะพร้าวกะทิมาเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์จึงเป็นการช่วยขยายพันธุ์และปรับปรุงพันธุ์ให้ได้ต้นที่เป็นมะพร้าวกะทิพันธุ์แท้ที่มียีนควบคุมลักษณะของเนื้อมะพร้าวเป็นยีนด้อยทั้งสองตำแหน่งซึ่งจะไม่พบในธรรมชาติ  มะพร้าวกะทิที่เคยบริโภคกันมาแต่ดั้งเดิมมาจากต้นมะพร้าวพันทาง (heterozygous) ตามธรรมชาติซึ่งมียีนควบคุมลักษณะเนื้อมะพร้าวแกงที่เป็นยีนเด่นคู่กับยีนควบคุมลักษณะเนื้อมะพร้าวกะทิที่เป็นยีนด้อยจึงให้ผลผลิตบางผลเฉพาะในดอกที่ออวูลมีเซลล์สืบพันธุ์ที่มียีนด้อย   เมื่อได้รับการผสมด้วยละอองเกสรที่นำยีนด้อยมาเท่านั้นที่จะได้ผลผลิตเป็นมะพร้าวกะทิ  มะพร้าวกะทิจึงมีราคาที่สูงกว่ามะพร้าวแกงทั่วไป  การจะเพิ่มผลผลิตมะพร้าวกะทิด้วยการนำต้นจากการเลี้ยงเอ็มบริโอของมะพร้าวกะทิไปปลูก  โดยต้องการให้ผลผลิตเป็นมะพร้าวกะทิล้วนและจำเป็นต้องแน่ใจด้วยว่าในบริเวณใกล้เคียงไม่มีมะพร้าวตามธรรมชาติขึ้นปะปนอยู่มิฉะนั้นละอองเกสรจากต้นมะพร้าวตามธรรมชาติที่มียีนเด่นอาจปะปนมาผสมกับดอกของต้นมะพร้าวกะทิทำให้มีโอกาสได้ผลผลิตเป็นมะพร้าวแกงธรรมดาได้  การปรับปรุงพันธุ์พืชอีกหลายชนิดที่ทำโดยการผสมข้ามชนิดพืชมักประสบปัญหาหลังการผสม คือ ไม่ติดเมล็ดหรือเมล็ดลีบเพราะเอ็มบริโอไม่พัฒนาหรือขาดอาหารสะสมเนื่องจากความแตกต่างของสายพันธุ์และชนิดพืช  กรณีเช่นนี้สามารถช่วยชีวิตเอ็มบริโอได้โดยการนำเมล็ดอ่อนหรือเอ็มบริโอตั้งแต่อายุน้อย ๆ ภายหลังจากการผสมเกสรมาเลี้ยงด้วยอาหารสังเคราะห์ในสภาพปลอดเชื้อก็จะทำให้เอ็มบริโอมีโอกาสเจริญเป็นต้นพืชลูกผสมที่ต้องการได้

      นอกจากนี้การผลิตเมล็ดพันธุ์ลูกผสมของพืชเศรษฐกิจหลายชนิด เช่น ข้าวโพดนิยมใช้พืชพันธุ์แท้ตั้งแต่ ๒ สายพันธุ์ขึ้นไปมาผสมกัน แต่เดิมการสร้างพืชพันธุ์แท้ต้องปลูกพืชเพื่อผสมตัวเองแล้วเก็บเมล็ดปลูกให้ผสมตัวเองซ้ำอีกหลายชั่วอายุทำให้ใช้เวลานานหลายปี แต่การเลี้ยงอับเรณู (anther) และละอองเรณู (pollen grain) ซึ่งเป็นเซลล์ที่มีโครโมโซมชุดเดียวให้เจริญเป็นต้นในสภาพปลอดเชื้อ  ช่วยให้มีโอกาสได้ต้นพืชที่มีโครโมโซมครึ่งหนึ่งของปกติ (haploid plant) และนำมาสร้างพืชพันธุ์แท้โดยใช้สารโคลชิซีน (colchicine) เพิ่มจำนวนชุดโครโมโซม  ทำให้ได้พืชพันธุ์แท้ในระยะเวลาสั้น และยังช่วยประหยัดทั้งต้นทุนและแรงงานได้มาก   ในการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชยังอาจพบการแปรผันทางพันธุกรรมของเนื้อเยื่อที่เลี้ยงในสภาพปลอดเชื้อซึ่งเกิดขึ้นได้เอง   โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเลี้ยงแคลลัสเป็นเวลานาน ๆ การแปรผันดังกล่าวเกิดขึ้นในระหว่างการเพิ่มจำนวนเซลล์ที่ไม่เกี่ยวกับเพศ (somatic cell) จึงเรียกการแปรผันนี้ว่า somaclonal variation ต้นใหม่ที่เกิดขึ้นจากแคลลัสดังกล่าวมักพบว่ามีลักษณะบางประการเปลี่ยนแปลงไป เช่น สารพันธุกรรมและการแสดงออกซึ่งอาจสังเกตได้จากลักษณะต้น ใบ ดอก ความต้านทานโรค ความทนต่อสภาพแวดล้อมบางอย่าง การผลิตสารบางชนิดที่ต่างไปจากต้นเดิม  นักปรับปรุงพันธุ์สามารถคัดเลือกลักษณะใหม่ ๆ ที่เกิดขึ้นนี้ไปใช้ประโยชน์ต่อไป  นอกจากการประยุกต์ดังกล่าวนักวิทยาศาสตร์อาจใช้สารเคมีกระตุ้นการเจริญหรือใช้สารที่มีผลต่อดีเอ็นเอซึ่งเป็นสารพันธุกรรม เช่น โคลชิซีนรวมทั้งการฉายรังสี เช่น รังสีแกมมาชักนำให้เนื้อเยื่อพืชเกิดการกลายพันธุ์ (mutation) เพื่อเพิ่มการแปรผันทางพันธุกรรมสร้างโอกาสสำหรับการคัดเลือกลักษณะที่ต้องการ  โดยการคัดเลือกลักษณะใหม่ที่เกิดขึ้นและติดตามศึกษาลักษณะที่ต้องการ เช่น การแปรผันของลักษณะและสีของดอกไม้  ความต้านทานต่อโรคแมลง แต่บางลักษณะสามารถคัดเลือกได้เร็วกว่านั้น เช่น ความทนเค็ม ความทนทานต่อยาหรือสารบางอย่าง  โดยการเลี้ยงเซลล์หรือแคลลัสที่มีการแปรผันในอาหารที่เติมเกลือหรือสารเงื่อนไขในสภาพปลอดเชื้อเพื่อคัดเซลล์ที่ไม่สามารถทนต่อเงื่อนไขที่ให้ได้ออกไปคงเหลือเฉพาะเซลล์ในกลุ่มที่คาดว่าจะมีสมบัติทนต่อสภาพที่เป็นเงื่อนไขได้  แล้วจึงนำไปเลี้ยงให้เจริญเป็นต้นเพื่อทดสอบในระดับต้นพืชและในสภาพแปลงปลูกต่อไปซึ่งการประยุกต์เช่นนี้ช่วยจำกัดขอบเขตของงานให้แคบลงมุ่งสู่เป้าหมายได้ดียิ่งขึ้นอีกทั้งยังประหยัดเวลา แรงงาน และต้นทุนได้ในระดับหนึ่ง

      ในช่วง ๓๐ ปี ที่ผ่านมา นักชีววิทยาสนใจที่จะศึกษาและนำความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างรวมถึงการทำงานของยีนในระดับโมเลกุลมากขึ้นจนสามารถประยุกต์ใช้ความรู้ดังกล่าวในการปรับปรุงพันธุ์พืชมากมายหลายชนิดให้มีลักษณะบางประการตามต้องการได้  ตัวอย่างเช่น การศึกษาหาวิธีที่เหมาะสมในการนำดีเอ็นเอที่ตัดต่อแล้ว (recombinant DNA) เข้าสู่พืชซึ่งดีเอ็นเอดังกล่าวประกอบด้วยยีนเป้าหมายที่ควบคุมลักษณะที่ต้องการต่อกับยีนเครื่องหมายที่สามารถตรวจสอบเพื่อคัดเลือกเซลล์หรือเนื้อเยื่อที่ได้รับการถ่ายโอนยีนได้ เช่น ยีนต้านทานต่อยาปฏิชีวนะบางชนิดหรือยีนรายงานผล เช่น gus ซึ่งเป็นยีนที่ควบคุมการสร้างเอนไซม์บีตากลูคูโรนิเดส (<cb>-glucu-ronidase) ที่ช่วยให้ตรวจสอบได้ว่ายีนมีการแสดงออกซึ่งเป็นการยืนยันผลการถ่ายโอนยีนเข้าสู่เซลล์หรือเนื้อเยื่อพืช  วิธีการถ่ายโอนยีนเข้าสู่เนื้อเยื่อพืช (gene transformation) ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันและมีรายงานว่าได้ผลดี  ได้แก่ วิธีการถ่ายโอนยีนเข้าสู่เซลล์พืชโดยการใช้เครื่องยิงอนุภาค (biolistic particle bombardment,  gene gun)  การใช้ผลึก silicon carbide ทำให้เซลล์เกิดบาดแผลเพื่อให้ดีเอ็นเอแทรกเข้าไปได้  การถ่ายโอนยีนเข้าสู่โพรโทพลาสต์โดยใช้กระแสไฟฟ้ากระตุ้น (electroporation) รวมถึงการใช้แบคทีเรีย Agrobacterium tumefaciens และ A. rhizogenes เป็นพาหะนำยีนที่ต้องการเข้าสู่พืช  อย่างไรก็ดีภายหลังการถ่ายโอนยีนมักต้องอาศัยการเลี้ยงเนื้อเยื่อและเซลล์พืชร่วมด้วยเพื่อให้เซลล์ที่ได้รับการถ่ายโอนยีนเจริญขึ้นเป็นต้นพืชทำให้ได้พืชดัดแปรพันธุกรรมจำนวนมากขึ้น  ความก้าวหน้าของวิทยาการด้านการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชช่วยให้การสร้างพืชดัดแปรพันธุกรรมโดยการถ่ายโอนยีนประสบความสำเร็จเป็นอย่างมาก  ตัวอย่างของการสร้างพืชดัดแปรพันธุกรรมโดยการถ่ายโอนยีนเข้าสู่พืช เช่น การถ่ายโอนยีนควบคุมการสร้างโปรตีนห่อหุ้มอนุภาคไวรัสบางชนิด เข้าสู่ ยาสูบ มะละกอ พริก เพื่อให้ต้านทานต่อไวรัส  การถ่ายโอนยีนยับยั้งปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์เอทิลีนของผลไม้ เช่น มะเขือเทศทำให้ผลไม่สุกช่วยยืดอายุหลังเก็บเกี่ยวและสามารถบ่มให้สุกได้ด้วยก๊าซเอทิลีนจากภายนอก  ส่วนการถ่ายโอนยีนยับยั้งการสังเคราะห์เอทิลีนในคาร์เนชันก็พบว่าช่วยยืดอายุปักแจกันได้นานขึ้นถึง ๒ เท่า การถ่ายโอนยีนควบคุมสีดอกที่ต้องการ การถ่ายโอนยีนควบคุมการสร้างสารพิษของแบคทีเรีย (bt toxin) และยีนยับยั้งเอนไซม์ย่อยโปรตีนเข้าสู่พืช ได้แก่ ยาสูบ มันฝรั่ง มะเขือเทศ ฝ้าย ข้าวโพด เป็นต้น ทำให้แมลงที่มากัดกินพืชตาย  นอกจากนี้ยังมีความพยายามถ่ายโอนยีนในพืชให้มีคุณค่าเพิ่มขึ้น เช่น ข้าวที่มีโปรตีน วิตามิน แร่ธาตุที่เป็นประโยชน์สูงกว่าเดิม  ในอนาคตอาจมีพืชอาหารที่ได้รับการถ่ายโอนยีนควบคุมการสร้างวัคซีนป้องกันโรคแล้วให้เด็กได้รับประทานกันอย่างเอร็ดอร่อยมีประโยชน์ทั้งในแง่คุณค่าทางอาหารและทางการแพทย์ที่ไม่จำเป็นต้องรับวัคซีนด้วยการฉีดยาอีกต่อไป

การผลิตสารทุติยภูมิ (secondary metabolites) จากพืช

      พืชหลายชนิดสร้างสารทุติยภูมิที่เรานำมาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่น พืชสมุนไพรที่สร้างสารสำคัญบางชนิด พืชที่สร้างสารให้สี กลิ่น รส ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องสำอาง และเภสัชกรรม  การเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชนอกจากจะใช้เป็นวิธีขยายพันธุ์พืชเหล่านี้เพื่อนำไปปลูกในสภาพธรรมชาติแล้วยังอาจใช้เพื่อเลี้ยงและเพิ่มปริมาณเนื้อเยื่อและเซลล์พืชสำหรับการผลิตสารที่ต้องการ ในสภาพปลอดเชื้อได้  โดยไม่ต้องเลี้ยงให้เป็นต้นและนำไปปลูกหากแต่ควบคุมสภาพแวดล้อมที่ส่งเสริมให้เซลล์พืชที่เลี้ยงมีกระบวนการทางชีวเคมีผลิตสารทุติยภูมิซึ่งสามารถนำมาสกัดเพื่อใช้ประโยชน์ต่อไป  วิธีดังกล่าวนี้ใช้เวลาน้อยและไม่ต้องใช้พื้นที่ปลูกไม่เสี่ยงต่อโรคและความไม่แน่นอนของสภาพธรรมชาติอีกทั้งยังสามารถเพิ่มผลผลิตโดยการคัดเลือกและเลี้ยงเซลล์ที่สร้างสารได้ในปริมาณสูงเมื่อเซลล์เพิ่มจำนวนได้เร็วและควบคุมสภาพแวดล้อมให้เหมาะสมได้จึงมีผลผลิตโดยไม่ขึ้นกับฤดูกาล  อย่างไรก็ดีแม้ประเทศไทยจะมีการส่งเสริมให้เกิดการขยายตัวของธุรกิจด้านนี้อย่างเห็นได้ชัด  การนำการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชมาใช้ผลิตสารทุติยภูมิที่มีราคาแพงและมีความต้องการสูงยังต้องการการศึกษาวิจัยในพืชชนิดต่าง ๆ อย่างจริงจังอีกมากเพื่อหาวิธีการที่เหมาะสมในการควบคุมคุณภาพและเพิ่มผลผลิตรวมทั้งลดต้นทุนในขั้นตอนต่าง ๆ เพื่อให้คุ้มค่าในเชิงพาณิชย์ต่อไป

ด้านการอนุรักษ์พันธุกรรมพืช

      เป็นที่ทราบกันดีแล้วว่าประเทศไทยเป็นแหล่งที่อุดมไปด้วยความหลากหลายทางชีวภาพของพืช  แม้ปัจจุบันจะมีเหลือลดน้อยลงไปบ้างแต่ก็ยังไม่สายเกินไปที่จะช่วยกันอนุรักษ์สิ่งที่มีอยู่ไว้ใช้ประโยชน์ต่อไปในอนาคต  นอกจากการเก็บเมล็ดแล้วการเก็บในลักษณะของการเลี้ยงพืชต้นเล็ก ๆ ยอดพืชหรือเนื้อเยื่อพืชในสภาพปลอดเชื้อในหลอดทดลองยังเป็นวิธีการอีกวิธีหนึ่งที่ประหยัดพื้นที่ และเก็บรักษาอยู่ในสภาวะแวดล้อมที่ควบคุมจึงปลอดภัยจากการสูญเสีย การชะลอการเจริญของเนื้อเยื่อพืชเพื่อลดแรงงานและค่าใช้จ่ายในการดูแลเก็บรักษาก็สามารถควบคุมได้ ขณะเดียวกันก็พร้อมที่จะนำมาขยายพันธุ์เพื่อใช้ประโยชน์และเหมาะสำหรับการแลกเปลี่ยนเชื้อพันธุ์พืชเพราะกะทัดรัดขนส่งสะดวกและปลอดโรค  สืบเนื่องจากพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวเมื่อ พ.ศ. ๒๕๐๓ ที่ให้อนุรักษ์ต้นยางนาและพรรณไม้จากภาคต่าง ๆ ทั่วประเทศในรูปของโครงการป่าสาธิตในสวนจิตรลดาและใน พ.ศ. ๒๕๒๘ มีพระราชดำริให้อนุรักษ์ต้นขนุนที่ปลูกอยู่หลังพระที่นั่งไพศาลทักษิณในพระบรมมหาราชวังซึ่งโครงการส่วนพระองค์ฯ สวนจิตรลดาได้สนองพระราชดำริ  โดยการเก็บรักษาพันธุ์พืชเอกลักษณ์ด้วยวิธีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ เช่น ขนุน "ไพศาลทักษิณ" และหวายพันธุ์ต่าง ๆ

      ต่อมาสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารีได้พระราชทานพระราชดำริและมีพระราชานุมัติแต่งตั้งคณะทำงานโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริฯ ขึ้น เมื่อ พ.ศ. ๒๕๓๖ เพื่อดำเนินกิจกรรมปกปักสำรวจเก็บรวบรวมอนุรักษ์ศึกษาทำธนาคารข้อมูลและใช้ประโยชน์วางแผนพัฒนาพันธุ์ตลอดจนสร้างจิตสำนึกและสนับสนุนการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชด้วยทรงเห็นความสำคัญและความจำเป็นของการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชซึ่งเป็นสมบัติของคนไทยและจะเป็นทรัพยากรพื้นฐานของการพัฒนาเกษตรกรรม อุตสาหกรรม และสิ่งแวดล้อม อันมีผลเชื่อมโยงไปถึง สถานภาพด้านสังคมและเศรษฐกิจของชาติในอนาคต   ในปัจจุบันโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชในพระราชดำริฯ มีธนาคารพืชพรรณ (Plant Germplasm Bank) ที่อนุรักษ์และขยายพันธุ์พืชหายากของไทยจำนวนมากโดยการเลี้ยงเนื้อเยื่อที่จะเป็นประโยชน์ต่อไป  นอกจากนั้นยังมีหน่วยงานราชการอีกหลายแห่งของกระทรวงเกษตรและสหกรณ์เป็นหน่วยงานหลักที่ดำเนินการด้านการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชซึ่งส่วนหนึ่งได้เก็บรักษาในรูปของการเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช