ไปดูแยกเพศน้ำเชื้อวัวที่อเมริกา

ศ. ดร. มงคล เตชะกำพุ

ปลายเดือนมกราคม 2562 ผมได้มีโอกาสเดินทางไปอเมริกา จากเมืองชิคาโก รัฐอิลลินอยด์ไปยังเมืองเมดิสันในรัฐวิสคอนซิน ที่เป็นที่ตั้งของศูนย์ผลิตน้ำเชื้อวัวของบริษัท STgenetics รวมทั้งมีเป็นศูนย์ผลิตน้ำเชื้อแยกเพศด้วย ในช่วงอากาศที่หนาวเหน็บติดลบกว่า 20 องศาเซลเซียส และกลับมาก่อนที่จะติดลบไปมากกว่านี้ ด้วยกระแสลมขั้วโลกเหนือตีกลับ (Polar vortex) ที่เกิดจากความกดอากาศต่ำขั้วโลก ทำให้ประเทศสหรัฐอเมริกามีอากาศหนาวเย็นถึงติดลบมากกว่า 40 องศาเซลเซียส เรียกว่าหนาวมากๆ เลยทีเดียว

ทุกวันนี้ในปศุสัตว์หมูและวัว สามารถแยกเพศตัวอสุจิก่อนที่นำไปปฏิสนธิ คืออยากได้ลูกตัวผู้ก็เอาน้ำเชื้อแยกเพศตัวผู้ไปผสม อยากได้ตัวเมียก็ใช้น้ำเชื้อแยกเพศตัวเมียไปผสม การเลือกเพศตัวอสุจิที่ได้ความแม่นยำถึง 90-95% ที่อยากจะได้ลูกตัวผู้หรือตัวเมียเลยทีเดียว ด้วยเครื่องโฟร์ไซโตเมตทรี (Flow cytometry) ที่ใช้หลักการในการแยกตัวอสุจิเอ๊กซ์ที่มีดีเอ็นเอที่มากกว่าตัวอสุจิวายประมาณ 4% แล้วใช้การแยกประจุบวกลบออก ด้วยวิธีนี้ทำให้ได้ตัวอสุจิที่มีแต่เอ๊กซ์หรือวายคนละหลอด แล้วจึงนำไปผสม ปัจจุบันได้มีการพัฒนาการแยกตัวสเปอร์มที่เร็วขึ้น ประสิทธิภาพดีขึ้น ทำให้ในแต่ละหลอดของการผสมสามารถบรรจุน้ำเชื้อมากขึ้น

ในทางธรรมชาตินั้น สัดส่วนของการเกิดเพศชายหรือเพศหญิงก็อยู่ที่ห้าสิบห้าสิบ เช่นเดียวกับในสัตว์ วัวหรือหมูก็เกิดในสัดส่วนพอๆ กัน อาจต่างกันเล็กน้อยไม่กี่เปอร์เซนต์ ขึ้นกับว่าไข่จะได้รับการผสมจากสเปอร์มเอ๊กซ์ (XX) หรือสเปอร์มวาย (XY)

ความคืบหน้าของการแยกเพศตัวอสุจิในสัตว์นั้นได้พัฒนามากว่าสามสิบปีในสหรัฐอเมริกา และลูกม้าตัวแรกเกิดจากน้ำเชื้อแยกเพศที่ใส่ตัวอสุจิเข้าไปในท่อนำไข่เมื่อปี คศ. 1998 จนประสบความสำเร็จในสัตว์หลายชนิด ทั้งในวัว แกะ หมู ม้า ควาย สุนัข มนุษย์ กวาง แมว และปลาโลมา ซึ่งความแตกต่างของการแยกตัวอสุจิขึ้นกับหลายปัจจัยทั้งความเร็วในการแยกของเครื่อง รวมทั้งขนาดของตัวอสุจิที่ไม่เท่ากันในสัตว์แต่ละชนิด

ในวัวได้กลายเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในระดับการค้าขายตัวอสุจิเลือกเพศ (sex sorted sperm commercialization) ไปแล้ว โดยมีอัตราการแยกเพศที่เร็วขึ้นกว่าเดิมหลายเท่า แยกเพศตัวอสุจิได้ถึง 20 ล้านตัวต่อชั่วโมง ทำให้ได้น้ำเชื้อแยกเพศจำนวนมากขึ้นต่อหลอดการผสมเทียม จากเดิมที่ใช้เพียงครึ่งล้าน ผสมอาจจะติดบ้างไม่ติดบ้าง ไปเป็นหนึ่งถึงสองล้านตัวในการผสมเทียม เพราะในความเป็นจริงในน้ำเชื้อต่อการหลั่งตามธรรมชาติจะมีตัวอสุจิเป็นพันๆ ล้านตัว และถูกคัดกรองตลอดการเดินทางในท่อทางเดินสืบพันธุ์ ให้เหลือไม่กี่ตัวในการเข้าปฏิสนธิกับไข่อ่อน (โอโอไซต์)

ดังนั้นเขาจึงปรับจำนวนตัวอสุจิให้มากขึ้นจากเดิมเป็นประมาณสี่ล้านตัวต่อหลอดผสมเทียม ซึ่งอัตราการผสมติดถึง 70-80% และอัตราตั้งท้องปัจจุบันในวัวนมได้ใกล้เคียงกับที่ผสมด้วยน้ำเชื้อที่ไม่ได้แยกเพศ (non sex sorted sperm) โดยแนะนำให้ผสมให้ใกล้เคียงกับเวลาการตกไข่มากที่สุด เช่น วัวเป็นสัดตอนเช้า ก็อาจต้องผสมตอนดึกๆ หรือเป็นสัดตอนเย็น ก็ผสมตอนเลยเที่ยงๆ ไป รวมทั้งควรคัดเลือกเอาแม่วัวสาวหรือแม่วัวที่ไม่มีประวัติการผสมไม่ติดมาเป็นตัวรับการผสม

ส่วนในหมูนั้นจำเป็นต้องใช้ความเข้มข้นในการผสมสูงถึง 10 ล้านตัว และยังต้องอาศัยการผสมในท่อนำไข่โดยตรง หรือด้วยวิธีส่องกล้องลาปาโรสโคป เข้าไปใกล้กับจุดที่ปฎิสนธิมากที่สุด จึงอาจยังมีข้อจำกัด ซึ่งในอนาคตอาจมีการปรับเทคนิคดีขึ้น จะเป็นประโยชน์ต่อการผลิตสุกรอย่างแน่นอน

ภาพแสดงการแยกตัวสุจิ X และ Y โดยทั้งคู่จะถูกต้อมสีย้อมดีเอ็นเอ ตัว X จะถูกย้อมสีมากกว่าเพราะมีปริมาณดีเอ็นเอมากกว่า Y หลังจากนั้นน้ำเชื้อจะถูกปล่อยออกมาเป็นหยด ๆ ด้วยปริมาณสีที่แตกต่างกัน ทำให้มีประจุที่แตกต่างกัน ตัวอสุจิจะแยกด้วยอิเลคโทรดไปยังขั้วลบและบวก อสุจิตัวผู้จะถูกผลักไปยังขั้วบวก และอสุจิตัวเมียจะถูกผลักไปยังขั้วลบ

ความสำเร็จของการเลือกเพศ จะเป็นประโยชน์ต่อเกษตรกรไทย เพราะเกษตรกรต้องการสัตว์เพศเมียมากกว่าสัตว์เพศผู้ ในวงการวัวนมนั้นตัวเมียเป็นที่ต้องการ ลูกวัวนมตัวผู้มักไม่เป็นที่ต้องการ นอกจากขายเป็นเนื้อตั้งแต่ตัวเล็กๆ จะเลี้ยงขุนก็สู้ลูกวัวเนื้อขุนไม่ได้ เช่นเดียวกับในหมู ฟาร์มก็อยากได้ลูกตัวเมียจะได้กลายเป็นแม่พันธุ์ให้ลูกต่อไปในอนาคติ

ดังนั้นการผสมด้วยน้ำเชื้อแยกเพศจึงทำให้ได้วัวนมตัวเมียในฝูงเพิ่มขึ้น จำนวนแม่วัวที่ผสมก็ไม่ต้องมากนัก เพราะให้ลูกเฉพาะตัวเมีย จากเดิมที่ต้องผสมให้มาก เพราะมีโอกาสเป็นลูกตัวผู้เสียครึ่งหนึ่ง ฟาร์มมีโอกาสเลือกแม่วัวสาวมาทดแทนมากขึ้น และมีพันธุกรรมที่ดีขึ้นจากเดิม ลดปัญหาการคลอดยาก เพราะลูกวัวนมตัวผู้มักมีขนาดใหญ่ จากการที่ตั้งท้องนานกว่า นอกจากนี้ในวงการสัตว์ป่ายังใช้ประโยชน์ในกรณีที่ตัวผู้และตัวเมียอยู่ห่างไกลกัน หรือบางสวนสัตว์ก็มีสัตว์ตัวผู้มากกว่าตัวเมีย หรือบางทีตัวเมียมากกว่าตัวผู้ มีปัญหาด้านการผสมพันธุ์ เป็นต้น

สุดท้าย ขอขอบคุณ คุณสัญญา สุภาพพรชัย จาก ห้างหุ้นส่วนจำกัด พรชัย อินเตอร์เทรด ที่อนุเคราะห์การเดินทางครั้งนี้และบริษัท STgenetics ที่นำเยี่ยมชมและให้ความรู้อย่างดี