IDENTIFICATION OF CANDIDATE GENES UNDERLYING A NOVEL QTL FOR ROOT LENGTH AND DIAMETER IN BARLEY IN RESPONSE TO SALINITY
यह अध्ययन जौ में गुणसूत्र 2H की लघु भुजा पर एक प्रमुख QTL और उससे जुड़े संभावित जीनों की पहचान करता है जो लवणीय स्थितियों में जड़ की लंबाई और व्यास को नियंत्रित करते हैं, जिससे जड़ की संरचना और आयन होमियोस्टेसिस में सुधार होता है।
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नमक खेतों में एक खामोश चोर है। जब मिट्टी बहुत नमकीन हो जाती है, तो यह पौधों की जड़ों से पानी खींच लेती है और उन्हें जहरीले आयनों से भर देती है, जिससे उनकी वृद्धि रुक जाती है और पैदावार कम हो जाती है। जलवायु परिवर्तन के साथ यह समस्या और भी बदतर होती जा रही है, जिससे अधिक उपजाऊ भूमि बंजर जमीन में बदल रही है। जबकि किसान और वैज्ञानिक लंबे समय से इस बात पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं कि नमक फसलों की पत्तियों और तनों को कैसे प्रभावित करता है, असली लड़ाई अक्सर जमीन के नीचे होती है। जड़ प्रणाली पौधे की जीवन रेखा है, जो पानी और पोषक तत्वों को पकड़ने के साथ-साथ हानिकारक लवणों को बाहर रखने का काम करती है। यदि कोई पौधा नमकीन मिट्टी में अपनी जड़ों को बढ़ने नहीं दे पाता, तो वह जीवित नहीं रह सकता। फिर भी, वे आनुवंशिक निर्देश जो एक जड़ को बताते हैं कि नमक का सामना करने पर उसे कैसा व्यवहार करना चाहिए, काफी हद तक एक रहस्य बने हुए हैं।
ऑस्ट्रेलिया में शोधकर्ताओं की एक टीम ने जौ (बार्ली) को देखकर इस पहेली को सुलझाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम उठाया है, जो एक कठोर अनाज फसल है और कई अन्य फसलों की तुलना में नमक के प्रति अधिक सहनशील है। वे उन विशिष्ट जीनों को खोजना चाहते थे जो कुछ जौ के पौधों को नमकीन मिट्टी में भी अपनी जड़ों को लंबा और पतला बनाए रखने की अनुमति देते हैं, जबकि अन्य बढ़ना बंद कर देते हैं और छोटी व मोटी हो जाती हैं। दो अलग-अलग प्रकार के जौ को क्रॉस-ब्रीडिंग कराकर—एक जो नमक को अच्छी तरह झेल लेता है और दूसरा जो संघर्ष करता है—उन्होंने विभिन्न गुणों वाले वंशजों का एक बड़ा परिवार तैयार किया। फिर उन्होंने इन पौधों को एक नियंत्रित वातावरण में उगाया, आधा सामान्य पानी में और आधा नमकीन पानी में, यह देखने के लिए कि उनकी जड़ों ने कैसी प्रतिक्रिया दी।
शोधकर्ताओं ने इस परिवार के प्रत्येक पौधे के लिए जड़ों की लंबाई और मोटाई को मापा। उन्होंने पाया कि नमकीन परिस्थितियों में जड़ों को लंबा बनाए रखने की क्षमता जौ के एक गुणसूत्र (क्रोमोसोम) पर मौजूद डीएनए के एक विशिष्ट हिस्से द्वारा नियंत्रित होती है। सटीक रूप से यह पता लगाने के लिए कि कौन से जीन जिम्मेदार थे, उन्होंने एक चतुर रणनीति का उपयोग किया। उन्होंने नमक वाले पानी में सबसे लंबी, स्वस्थ जड़ों वाले पौधों के ऊतकों को एक समूह में मिला दिया। उन्होंने ऐसा ही सबसे छोटी, ठिगनी जड़ों वाले पौधों के साथ किया। दोनों समूहों के बीच आनुवंशिक गतिविधि, या डीएनए से पढ़े जाने वाले "संदेशों" की तुलना करके, वे शोर को छान सके और उन जीनों पर ध्यान केंद्रित कर सके जो अलग तरह से व्यवहार कर रहे थे।
इस तुलना ने गुणसूत्र 2H पर एक छोटे क्षेत्र को उजागर किया जो कुंजी जैसा प्रतीत होता था। जीनोम के इस सूक्ष्म खंड के भीतर, शोधकर्ताओं ने कुछ संभावित जीनों की पहचान की जो जड़ के विकास में अंतर लाने के लिए जिम्मेदार होने की संभावना रखते थे। इनमें से दो जीन विशेष रूप से महत्वपूर्ण के रूप में उभरे। एक ऑक्सिन (auxin) बनाने वाले कारखाने की तरह कार्य करता है, जो एक प्राकृतिक पादप हार्मोन है जो यह नियंत्रित करता है कि कोशिकाएं कैसे विभाजित और फैलती हैं। दूसरा एक वाहक (ट्रांसपोर्टर) की तरह कार्य करता है, जो उस हार्मोन को जड़ के सिरे तक ले जाता है। नमक के प्रति संवेदनशील पौधों में, ये जीन अधिक मजबूती से सक्रिय हो गए, जिससे ऐसा लगा कि हार्मोन का संतुलन बिगड़ गया है और इसके कारण जड़ें लंबी बढ़ना बंद कर गईं और फूलने लगीं। नमक-सहनशील पौधों में, ये जीन कम सक्रिय थे, जिससे जड़ों को अपनी लंबाई बनाए रखने और पानी की तलाश जारी रखने में मदद मिली।
यह अध्ययन यह दावा नहीं करता है कि इसने वह एकल "नमक-रोधी" जीन खोज लिया है जो तुरंत सभी फसलों को ठीक कर देगा। इसके बजाय, यह एक स्पष्ट मानचित्र और संदिग्धों की एक छोटी सूची प्रदान करता है जिसे अब वैज्ञानिक प्रयोगशाला में परीक्षण कर सकते हैं। शोधकर्ताओं ने दिखाया कि जड़ के आकार का अंतर संभवतः इस बात से है कि ये विशिष्ट जीन पौधे के आंतरिक हार्मोन स्तर को कैसे प्रबंधित करते हैं। यह खोज बेहतर फसलें उगाने के लिए एक महत्वपूर्ण कड़ी है। यदि वैज्ञानिक समझ सकें कि इन जीनों में कैसे बदलाव किया जाए, तो वे जौ और अन्य अनाज की ऐसी किस्में विकसित कर सकते हैं जो दुनिया की मिट्टी के अधिक नमकीन होने के बावजूद अपनी जड़ों को मजबूत बनाए रखें, जिससे भविष्य के लिए खाद्य आपूर्ति सुरक्षित हो सके।
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