Genetic analysis and mapping of adult plant stripe rust resistance loci in CIMMYT wheat 'Kijil under Mexican and Chinese field environments
यह अध्ययन मैक्सिकन और चीनी वातावरणों में CIMMYT गेहूं की रेखा 'Kijil' का आनुवंशिक मानचित्रण करता है, ज्ञात जीनों के साथ दो नवीन स्ट्राइप रस्ट प्रतिरोध लोकी (QYr.hzau-2BS और QYr.hzau-5DL) की पहचान करता है, QYr.hzau-2BS के लिए एक कार्यात्मक KASP मार्कर विकसित करता है, और यह प्रदर्शित करता है कि इन लोकी के पिरामिडिंग से गेहूं की ब्रीडिंग के लिए रोग प्रतिरोधक क्षमता महत्वपूर्ण रूप से बढ़ जाती है।
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गेहूं की कल्पना एक शहर के रूप में करें, और स्ट्राइप रस्ट (stripe rust) को हमलावर सेना के रूप में, जो इसे जलाकर राख करने की कोशिश कर रही है। किसानों के लिए, यह बीमारी एक बुरा सपना है जो उनकी पूरी फसल बर्बाद कर सकती है। इन हमलावरों को रोकने का सबसे अच्छा तरीका केवल रसायनों (जो महंगे हैं और जिनका मुकाबला करना कठिन है) से लड़ना नहीं है; बल्कि गेहूं के शहर के लिए बेहतर दीवारें और मजबूत ढाल बनाना है। इस अध्ययन में वैज्ञानिकों ने यही किया: उन्होंने उन "ब्लूप्रिंट्स" (खाकों) की खोज की जो कुछ गेहूं के पौधों को इन स्ट्राइप रस्ट हमलावरों के खिलाफ स्वाभाविक रूप से मजबूत बनाते हैं।
हीरो गेहूं: "किजिल" (Kijil)
शोधकर्ताओं ने किजिल नामक एक विशेष गेहूं की किस्म खोजी (जिसे वैश्विक गेहूं अनुसंधान केंद्र, CIMMYT द्वारा विकसित किया गया है)। किजिल को एक सुपरहीरो गेहूं के रूप में समझें जो न केवल एक स्थान पर जीवित रहता है, बल्कि वह मेक्सिको या चीन के खेतों में भी मजबूत और स्वस्थ रहता है। यह एक ऐसे सैनिक की तरह है जो रेगिस्तान और जंगल दोनों में समान रूप से कठोर है।
जासूसी कार्य
यह समझने के लिए कि किजिल इतना मजबूत क्यों है, वैज्ञानिकों ने गेहूं का एक "फैमिली ट्री" (वंशवृक्ष) बनाया। उन्होंने किजिल को एक कमजोर गेहूं की किस्म (जिसे अपाव#1 (Apav#1) नाम दिया गया है जो आसानी से बीमार हो जाता है) के साथ क्रॉस कराया। इस क्रॉस से, उन्होंने 153 नए "बच्चे" (जिन्हें RILs कहा जाता है) उगाए। फिर उन्होंने इन बच्चों को मेक्सिको और चीन के सात अलग-अलग परीक्षण क्षेत्रों में लगाया, और बारीकी से देखते रहे कि कौन से बीमार हुए और कौन से स्वस्थ रहे।
उन्होंने एक हाई-टेक स्कैनर (जिसे GBS कहा जाता है) का उपयोग करके हर पौधे का जेनेटिक "फिंगरप्रिंट" भी लिया, जिसने 5,000 से अधिक सूक्ष्म जेनेटिक मार्करों की जांच की। यह हर परिवार के सदस्य का आईडी कार्ड चेक करने जैसा था ताकि यह देखा जा सके कि कौन सा सदस्य "सुपरपावर" जीन ले जाता है।
खजाने का नक्शा: रेजिस्टेंस लोकी (Resistance Loci) की खोज
बीमार पौधों के फिंगरप्रिंट की स्वस्थ पौधों के साथ तुलना करके, वैज्ञानिकों ने गेहूं के डीएनए का एक नक्शा तैयार किया। इस नक्शे पर, उन्हें पांच विशिष्ट "स्थान" (जिन्हें लोकी कहा जाता है) मिले जो गेहूं की प्रतिरक्षा प्रणाली के रूप में कार्य करते हैं:
- तीन पुराने साथी: उन्होंने ऐसे जीन पाए जिनके बारे में वे पहले से जानते थे (Yr29, Yr30, और QYr.hzau-3AS)। ये अनुभवी सैनिकों की तरह हैं जिन्होंने लंबे समय से गेहूं की रक्षा की है।
- दो नए रंगरूट: उन्होंने दो बिल्कुल नए स्थान खोजे, QYr.hzau-2BS और QYr.hzau-5DL, जो पहले कभी नहीं देखे गए थे। ये शहर की दीवारों में नए, गुप्त बंकरों की खोज करने जैसा है।
एक नए रंगरूट, QYr.hzau-2BS, एक स्टार खिलाड़ी निकला। यह अकेले ही बीमारी की शक्ति को 11% से 19% के बीच रोकने के लिए जिम्मेदार था।
जादुई उपकरण: KASP मार्कर
इन जीनों को खोजना अच्छा है, लेकिन आप हर एक पौधे का परीक्षण किए बिना एक विशाल खेत में उन्हें कैसे ढूंढेंगे? वैज्ञानिकों ने एक विशेष उपकरण बनाया जिसे KASP मार्कर (विशेष रूप से KASP_2BS नाम दिया गया) कहा जाता है।
इस मार्कर को एक हाई-टेक मेटल डिटेक्टर के रूप में समझें। यह इंतजार करने के बजाय कि जंग कब हमला करेगी और पौधा मर जाएगा, ब्रीडर्स इस "डिटेक्टर" का उपयोग एक छोटे से पौधे (seedling) पर कर सकते हैं। यदि डिटेक्टर बीप करता है, तो वे जान जाते हैं कि उस विशिष्ट पौधे में शक्तिशाली QYr.hyau-2BS जीन मौजूद है। यह उन्हें बहुत जल्दी विजेताओं को चुनने में मदद करता है, जिससे समय और पैसा दोनों बचते हैं।
टीम वर्क की शक्ति (जीन पॉलीमराइजेशन)
सबसे रोमांचक खोज यह थी कि ये जीन मिलकर कैसे काम करते हैं। अध्ययन ने दिखाया कि Yr29 अन्य जीनों के साथ बहुत अच्छी तरह काम करता है। जब वैज्ञानिकों ने Yr29, Yr30, और नए QYr.hyau-2BS को एक ही पौधे में मिलाया, तो यह एक योद्धा पर तीन अलग-अलग प्रकार की ढाल लगाने जैसा था।
परिणाम? बीमारी की गंभीरता 67.8% तक कम हो गई। कुछ मामलों में, गेहूं लगभग पूरी तरह से प्रतिरोधी हो गया, जैसे कि जंग की सेना मुख्य दरवाजे तक भी नहीं पहुंच पा रही हो।
निष्कर्ष
इस अध्ययन ने न केवल कुछ जीन खोजे; बल्कि इसने ब्रीडर्स को एक नया "सुपर-गेहूं" जनक (किजिल), प्रतिरोध जीन कहाँ छिपे हैं इसका एक नया नक्शा, उन्हें तेजी से खोजने के लिए एक मेटल डिटेक्टर (KASP मार्कर), और अधिकतम सुरक्षा के लिए इन जीनों को एक साथ जोड़ने की एक रणनीति दी। लक्ष्य इन उपकरणों का उपयोग भविष्य की गेहूं की किस्में उगाने के लिए करना है जो स्ट्राइप रस्ट के खिलाफ मजबूती से खड़ी हो सकें, जिससे केवल रासायनिक स्प्रे पर निर्भर रहने के बिना खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके।
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