Genetic Diversity Analysis of Passion Fruit (Passiflora spp.) Germplasm Resources Based on Optimized SRAP Markers

पैशन फ्रूट (Passsion fruit) एक उष्णकटिबंधीय बेल है जो अपने तीखे, सुगंधित स्वाद और अपने पोषण संबंधी मूल्य के लिए बेशकीमती मानी जाती है, लेकिन किसानों और प्रजनकों (breeders) के लिए, यह एक जटिल समस्या पेश करती है। विभिन्न किस्में अक्सर बाहर से लगभग एक जैसी दिखती हैं, जिससे केवल दिखावट के आधार पर उन्हें पहचानना मुश्किल हो जाता है। यह भ्रम नई किस्मों की सुरक्षा करने और प्रजनन कार्यक्रमों के लिए सर्वश्रेष्ठ जनक (parents) चुनने के काम को जटिल बना देता है। इस समस्या को हल करने के लिए, वैज्ञानिक पौधे के आंतरिक ब्लूप्रिंट यानी इसके डीएनए (DNA) की ओर मुड़ते हैं। जिस तरह एक फिंगरप्रिंट किसी व्यक्ति की विशिष्ट पहचान करता है, उसी तरह एक पौधे के आनुवंशिक कोड में विशिष्ट पैटर्न एक किस्म को दूसरी किस्म से अलग कर सकते हैं, भले ही वे दिखने में एक समान हों। इन आनुवंशिक मार्करों को पढ़कर, शोधकर्ता यह मानचित्रित कर सकते हैं कि विभिन्न पौधे एक-दूसरे से कितने निकट रूप से संबंधित हैं, जिससे बीजों और बेलों के संग्रह के भीतर छिपी वास्तविक विविधता का पता चलता है। यह ज्ञान दुर्लभ प्रकारों को संरक्षित करने और फसल के भविष्य के स्वास्थ्य को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।

एक हालिया अध्ययन में, फुजियान कृषि और वानिकी विश्वविद्यालय और फुजियान इंस्टीट्यूट ऑफ ट्रॉपिकल क्रॉप्स के शोधकर्ताओं ने 140 विभिन्न पैशन फ्रूट एक्सेसियन्स (accessions) के आनुवंशिक परिदृश्य को मैप करने का लक्ष्य रखा। फुजियान, चीन के खेतों और अनुसंधान केंद्रों से एकत्र किए गए ये पौधे विभिन्न प्रजातियों और संकर (hybrids) का एक विस्तृत मिश्रण थे। टीम ने 'सीक्वेंस-रिलेटेड एम्प्लीफाइड पॉलीमॉर्फिज्म' (SRAP) नामक एक विशिष्ट तकनीक पर ध्यान केंद्रित किया। पुराने तरीकों के विपरीत, जो कभी-कभी धुंधले या अविश्वसनीय परिणाम देते थे, SRAP को डीएनए के उन हिस्सों को लक्षित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो प्रोटीन को कोड करते हैं, जिससे आनुवंशिक अंतरों का अधिक स्पष्ट और स्थिर दृश्य मिलता है। हालांकि, चूंकि पैशन फ्रूट की पत्तियां चिपचिपे पदार्थों और रसायनों से भरपूर होती हैं जो प्रयोगशाला परीक्षणों में हस्तक्षेप कर सकते हैं, इसलिए शोधकर्ताओं को पहले अपनी विधियों को सूक्ष्मता से व्यवस्थित (fine-tune) करना पड़ा। उन्होंने डीएनए की मात्रा, प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्राइमरों की सांद्रता और एंजाइम मिश्रण के आयतन को समायोजित करते हुए, नियंत्रित प्रयोगों की एक श्रृंखला चलाई। इस प्रक्रिया के माध्यम से, उन्होंने एक सटीक नुस्खा (recipe) की पहचान की जिसने हर बार स्पष्ट और तीक्ष्ण आनुवंशिक बैंड (genetic bands) उत्पन्न किए, जिससे उस धुंध को प्रभावी ढंग से साफ कर दिया गया जो अक्सर पैशन फ्रूट के डीएनए को अस्पष्ट कर देती है।

अपने अनुकूलित सिस्टम के साथ, टीम ने 21 अलग-अलग आनुवंशिक प्राइमरों का उपयोग करके 140 पौधों का परीक्षण किया। परिणाम आश्चर्यजनक थे। इस विधि ने कुल 345 विशिष्ट आनुवंशिक बैंडों को प्रवर्धित (amplify) किया, और इनमें से 99.41% से अधिक बैंड्स ने विभिन्न पौधों के बीच भिन्नता दिखाई। भिन्नता का यह उच्च स्तर इंगित करता है कि यह संग्रह एक समृद्ध और विविध आनुवंशिक पृष्ठभूमि रखता है, जिसमें लगभग प्रत्येक परीक्षण किया गया आनुवंशिक स्थान नमूनों के बीच अंतर प्रदर्शित करता है। शोधकर्ताओं ने गणना की कि समूह में किन्हीं भी दो पौधों के बीच आनुवंशिक समानता लगभग 49% से 93% के बीच थी, जिसका अर्थ है कि कुछ बहुत निकट से संबंधित थे जबकि अन्य काफी दूर के थे। इस बड़े अंतर ने पुष्टि की कि संग्रह में आनुवंशिक सामग्री का एक विस्तृत स्पेक्ट्रम शामिल था, जिसमें लगभग समान क्लोन से लेकर अद्वितीय, विशिष्ट वंश वाले पौधे तक शामिल थे।

इस जटिलता को समझने के लिए, वैज्ञानिकों ने पौधों को उनकी आनुवंशिक समानताओं के आधार पर समूहों में विभाजित किया। विश्लेषण ने 140 एक्सेसियन्स को पांच विशिष्ट परिवारों में वर्गीकृत किया। एक बड़ा समूह मुख्य रूप से पीले फल वाली किस्मों का था, जबकि दूसरे में मुख्य रूप से बैंगनी फल वाले प्रकार शामिल थे, हालांकि इसमें कुछ मिश्रण भी देखा गया, जो सुझाव देता है कि अतीत में फलों के रंगों के बीच जीन का क्रॉस हुआ था। तीसरा समूह एक विशिष्ट लाल फूलों वाली प्रजाति से संबंधित पौधों से बना था, और चौथा समूह में कुछ अनूठी, दुर्लभ किस्में थीं जो बाकी सबसे अलग खड़ी थीं। विशेष रूप से, कुछ विशिष्ट पौधों, जिनमें कुछ दुर्लभ सजावटी प्रकार और कुछ विशिष्ट संकर (hybrids) शामिल थे, ने अपना अलग क्लस्टर बनाया, जो उनकी अद्वितीय आनुवंशिक विरासत को उजागर करता है। यह वर्गीकरण पौधों के भौतिक गुणों और मूल के साथ अच्छी तरह मेल खाता था, जिससे सिद्ध हुआ कि आनुवंशिक मार्कर पैशन फ्रूट के विभिन्न प्रकारों के बीच सटीक रूप से अंतर कर सकते हैं।

अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि यह परिष्कृत आनुवंशिक दृष्टिकोण पैशन फ्रूट की विविधता को समझने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है। इन पौधों के डीएनए को पढ़ने की एक विश्वसनीय विधि स्थापित करके, शोधकर्ताओं ने विभिन्न किस्मों के बीच संबंधों का एक स्पष्ट मानचित्र प्रदान किया है। यह मानचित्र यह पहचानने में मदद करता है कि कौन से पौधे अद्वितीय हैं और संरक्षण के योग्य हैं, और कौन से आपस में निकट रूप से संबंधित हैं और नए प्रजनन कार्यक्रमों के लिए बेहतर जनक के रूप में उपयोग किए जा सकते हैं। ये निष्कर्ष पैशन फ्रूट की खेती के भविष्य के लिए एक ठोस आधार प्रदान करते हैं, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि ब्रीडर्स नई, उच्च-गुणवत्ता वाली किस्मों को विकसित करने के लिए सर्वोत्तम आनुवंशिक सामग्री का चयन कर सकें और फसल की समृद्ध आनुवंशिक विविधता को सुरक्षित रख सकें।