Advancements in genetic diversity assessment and tissue culture protocol optimisation for the conservation and improvement of local banana germplasm: A systematic review

केले केवल एक सुविधाजनक नाश्ते से कहीं अधिक हैं; उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों के लाखों लोगों के लिए, वे एक दैनिक मुख्य आहार, पोषण का एक महत्वपूर्ण स्रोत और पारिवारिक आय का एक जीवन रेखा हैं। फिर भी, यह महत्वपूर्ण फसल निरंतर खतरों के घेरे में है। फ्यूसेरियम विल्ट (Fusarium wilt) और बैक्टीरियल ब्लाइट (bacterial blight) जैसी बीमारियाँ पूरे खेतों को नष्ट कर सकती हैं, जबकि सूखे जैसे जलवायु तनाव पौधों की जीवित रहने की क्षमता को कमजोर कर देते हैं। इन फसलों की रक्षा करने के लिए, वैज्ञानिक एक दोहरी रणनीति पर भरोसा करते हैं: विभिन्न केले की किस्मों की अद्वितीय आनुवंशिक संरचना को समझना और उन्हें प्रयोगशाला में तेजी से और स्वच्छ रूप से उगाने के लिए प्रयोगशाला तकनीकों का उपयोग करना। केले के पौधे की आनुवंशिक संरचना, या विविधता, यह निर्धारित करती है कि वह बीमारी और तनाव के प्रति कैसी प्रतिक्रिया देता है, जबकि ऊतक संवर्धन (tissue culture) ऊतक के छोटे टुकड़ों से प्रयोगशाला में एक बाँझ जार में नए पौधे उगाने की एक विधि है, जो जमीन से 'सकर' (suckers) का उपयोग करने की धीमी और रोग-प्रवण विधि को दरकिनार करती है। चुनौती इस तथ्य में निहित है कि सभी केले इन उच्च-तकनीकी विधियों के प्रति एक समान प्रतिक्रिया नहीं देते हैं; कुछ किस्में प्रयोगशाला में फलती-फूलती हैं, जबकि अन्य उगने से इनकार कर देती हैं या इस प्रक्रिया के दौरान अपनी आनुवंशिक पहचान बदल लेती हैं।

शोधकर्ताओं के एक दल ने इस कार्य की वर्तमान स्थिति का मानचित्रण करने के उद्देश्य से, 2011 और 2026 के बीच प्रकाशित सत्तर वैज्ञानिक अध्ययनों की समीक्षा की, ताकि यह देखा जा सके कि वैज्ञानिक स्थानीय केले की किस्मों को संरक्षित करने और सुधारने में कितने सफल हो रहे हैं। उन्होंने इस बात के पैटर्न देखे कि शोधकर्ता इन पौधों के अद्वितीय डीएनए की पहचान कैसे करते हैं और वे प्रयोगशाला में उन्हें उगाने के लिए उपयोग किए जाने वाले 'रेसिपी' (विधि) को कैसे अनुकूलित करते हैं। यह समीक्षा प्रगति और निरंतर बाधाओं की एक स्पष्ट तस्वीर पेश करती है। स्थानीय केलों के आनुवंशिक कोड को पढ़ने के लिए सबसे आम उपकरण 'सिंपल सीक्वेंस रिपीट' (Simple Sequence Repeat) मार्कर नामक एक तकनीक है, जो एक किस्म को दूसरी से अलग करने के लिए एक आनुवंशिक फिंगरप्रिंट की तरह कार्य करती है। हालांकि पुरानी विधियों का अभी भी उपयोग किया जाता है, लेकिन अधिक उन्नत, उच्च-गति वाले जीनोमिक उपकरणों की ओर एक ध्यान देने योग्य बदलाव आया है जो अधिक सटीकता के साथ संपूर्ण आनुवंशिक कोड को पढ़ सकते हैं। यह बदलाव महत्वपूर्ण है क्योंकि यह वैज्ञानिकों को उन पौधों के बीच सूक्ष्म अंतर पहचानने की अनुमति देता है जो नग्न आंखों से समान दिखते हैं, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि संरक्षण प्रयासों के दौरान स्थानीय 'लैंडरेस' (landraces) के अद्वितीय गुणों को खोया न जाए।

जब प्रयोगशाला में इन पौधों को उगाने की बात आती है, तो शोधकर्ताओं ने पाया कि सबसे सफल दृष्टिकोण एक शूट (कलिका) के बिल्कुल सिरे को लेना और उसे पोषक तत्वों से भरपूर तरल में रखना है। इस तरल के लिए मानक रेसिपी, जिसे मुरशेज और स्कॉग मीडियम (Murashige and Skoog medium) के रूप में जाना जाता है, विशिष्ट विकास हार्मोन के साथ मिश्रित होने पर सबसे अच्छा काम करती है। शूट्स को बढ़ाने के लिए सबसे प्रभावी संयोजन में बीएपी (BAP) नामक हार्मोन का प्रति लीटर दो से पांच मिलीग्राम सांद्रता, उसके बाद आईबीए (IBA) नामक एक अलग हार्मोन का आधा से दो मिलीग्राम प्रति लीटर का उपयोग करके जड़ विकसित करने का चरण शामिल है। इस विधि को इतना परिष्कृत किया गया है कि इससे उच्च उत्तरजीविता दर के साथ रोग मुक्त पौधे प्राप्त होते हैं, लेकिन यह 'एक ही आकार सबके लिए उपयुक्त' (one-size-fits-all) समाधान नहीं है। पूरी प्रक्रिया की सफलता काफी हद तक उगाए जा रहे केले की विशिष्ट आनुवंशिक पृष्ठभूमि पर निर्भर करती है।

यह समीक्षा इस बात पर प्रकाश डालती है कि विभिन्न केले प्रयोगशाला की इन स्थितियों के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करते हैं, इसमें एक बड़ा अंतर है। ट्रिप्लॉइड (Triploid) किस्में, जिनमें तीन गुणसूत्र सेट होते हैं और जिनमें कई सामान्य व्यावसायिक प्रकार शामिल हैं, आमतौर पर प्रयोगशाला में अच्छी तरह बढ़ती हैं और तेजी से बढ़ती हैं। इसके विपरीत, कई स्थानीय लैंडरेस और डिप्लोइड (diploid) किस्में, जिनमें केवल दो गुणसूत्र सेट होते हैं, उगाने में बहुत कठिन होती हैं। इन कठिन-से-उगाने वाले पौधों में अक्सर ऊतकों का भूरा होना (browning) देखा जाता है, जो तनाव के प्रति एक प्रतिक्रिया है जो कोशिकाओं को मार देती है, और वे प्रयोगशाला से खेत में जाने पर अनुकूलन करने में संघर्ष करते हैं। यह आनुवंशिक प्रतिरोध, या 'रिकैल्सिट्रेंस' (recalcitrance), इसका अर्थ है कि एक प्रोटोकॉल जो एक प्रकार के केले के लिए पूरी तरह से काम करता है, वह दूसरे के लिए पूरी तरह से विफल हो सकता है। इसके अलावा, अध्ययन चेतावनी देता है कि शूट टिप (कलिका के सिरे) के बजाय कैलस स्टेज (callus stage)—जो अविभेदित कोशिकाओं का एक समूह है—के माध्यम से पौधे उगाने से इस जोखिम में वृद्धि होती है कि नए पौधों में अवांछित आनुवंशिक परिवर्तन विकसित हो सकते हैं, जिसे 'सोमाक्लोनल वेरिएशन' (somaclonal variation) कहा जाता है, जो उनके वांछित गुणों को बदल सकता है।

तकनीकी सफलताओं के बावजूद, शोधकर्ताओं ने प्रमुख बाधाओं की पहचान की है जो इन विधियों को हर जगह उपयोग करने से रोकती हैं। सूक्ष्मजीव संदूषण (microbial contamination), जहाँ बैक्टीरिया या कवक बाँझ जार में आक्रमण करते हैं, सबसे बड़ी बाधा बनी हुई है, जो समीक्षा किए गए लगभग आधे अध्ययनों को प्रभावित करती है। फेनोलिक ऑक्सीकरण (phenolic oxidation), यानी पौधों के ऊतकों का भूरा होना, दूसरी सबसे आम समस्या है। ये मुद्दे उन विकासशील देशों में संसाधनों की कमी के कारण और भी बढ़ जाते हैं, जहाँ इस कार्य को करने के लिए प्रयोगशालाएँ दुर्लभ या कम वित्तपोषित हैं। अनुसंधान का भौगोलिक वितरण भी एक स्पष्ट असंतुलन दिखाता है: अधिकांश अध्ययन एशिया, विशेष रूप से भारत से आते हैं, जबकि अफ्रीका, एक ऐसा क्षेत्र जहाँ केले खाद्य सुरक्षा का एक महत्वपूर्ण घटक है, वैज्ञानिक साहित्य में काफी कम प्रतिनिधित्व पाता है। यह अंतर बताता है कि एशिया में विकसित प्रोटोकॉल उन अद्वितीय अफ्रीकी किस्मों के लिए काम नहीं कर सकते जिन्हें उनकी सबसे अधिक आवश्यकता है।

अंततः, समीक्षा यह निष्कर्ष निकालती है कि स्थानीय केला जर्मप्लाज्म (germplasm) को बचाने और सुधारने के लिए आनुवंशिक विश्लेषण और ऊतक संवर्धन का एक सटीक एकीकरण आवश्यक है। वैज्ञानिक केवल एक मानक रेसिपी लागू नहीं कर सकते; उन्हें पहले पौधे की आवंशिक पहचान को समझना होगा ताकि यह अनुमान लगाया जा सके कि वह प्रयोगशाला में कैसा व्यवहार करेगा। सबसे आशाजनक मार्ग प्रत्येक किस्म की विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार विकास स्थितियों को तैयार करना, मूल पौधों की सच्ची प्रतियां सुनिश्चित करने के लिए आणविक उपकरणों का उपयोग करना और जिन क्षेत्रों को इसकी सबसे अधिक आवश्यकता है, वहां प्रयोगशाला क्षमता निर्माण में भारी निवेश करना है। हाल के वर्षों में अनुसंधान आउटपुट में तीव्र वृद्धि इस उम्मीद को जगाती है कि इन चुनौतियों का समाधान किया जा रहा है, लेकिन उच्च-तकनीकी समाधानों और उन स्थानीय किसानों के बीच के अंतर को पाटना, जो इन फसलों पर निर्भर हैं, एक अत्यंत आवश्यक कार्य बना हुआ है।