Potentiality of native Bacillus thuringiensis isolates against the destructive pest, Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae)
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि स्वदेशी *Bacillus thuringiensis* आइसोलेट्स, विशेष रूप से RM12, T20B, और T32, में विविध टॉक्सिन जीन और क्रिस्टल रूपात्मकता (morphologies) मौजूद हैं, जिनकी विषाक्तता का स्तर संदर्भ स्ट्रेन HD1 के तुलनीय है, जो कीटनाशक-प्रतिरोधी *Plutella xylostella* के प्रबंधन के लिए नवीन जैव-कीटनाशकों को विकसित करने की उनकी महत्वपूर्ण क्षमता को रेखांकित करता है।
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कृषि की दुनिया में, डायमंडबैक मोथ (diamondback moth) जितना जिद्दी या नुकसानदेह शायद ही कोई अन्य कीट रहा हो। यह छोटा सा कीट, जिसकी लार्वा अवस्था पत्तागोभी, फूलगोभी और ब्रोकली जैसी क्रूसिफेरस (cruciferous) सब्जियों को खाती है, किसानों के लिए एक वैश्विक सिरदर्द बन गया है। यह कीट लगभग हर उस रासायनिक स्प्रे के खिलाफ जीवित रहने की अपनी क्षमता के लिए कुख्यात है जो इस पर छिड़का जाता है। दशकों के भारी कीटनाशक उपयोग के कारण, इस कीट ने एक आनुवंशिक कवच विकसित कर लिया है, जिससे दुनिया के कई सबसे आम जहर बेकार हो गए हैं। जब रसायन विफल हो जाते हैं, तो किसान अक्सर जैविक विकल्पों की ओर मुड़ते हैं, विशेष रूप से 'बैसिलस थुरिंगिएन्सिस' (Bacillus thuringiensis) नामक मिट्टी में रहने वाले बैक्टीरिया की ओर। यह बैक्टीरिया कई कीट लार्वा का एक प्राकृतिक शिकारी है। यह छोटे, क्रिस्टलीय प्रोटीन बनाकर काम करता है जो जैविक चाबियों की तरह कार्य करते हैं। जब एक भूखा कैटरपिलर इन बैक्टीरिया को खाता है, तो ये क्रिस्टल उसकी आंत में घुल जाते हैं, जिससे ऐसे टॉक्सिन्स (विष) निकलते हैं जो कीट की पाचन परत में छेद कर देते हैं, जिससे वह खाना बंद कर देता है और अंततः मर जाता है। वर्षों से, किसान इस बैक्टीरिया के विशिष्ट उपभेदों (strains) पर भरोसा करते आए हैं, लेकिन डायमंडबैक मोथ अब इसे भी समझ रहा है। जिस तरह इसने रासायनिक स्प्रे के प्रति प्रतिरोध विकसित किया, उसी तरह डायमंडबैक मोथ की आबादी मानक बैक्टीरिया विषाक्त पदार्थों के प्रति भी प्रतिरोध दिखाना शुरू कर रही है, जिससे नए, अधिक विविध जैविक हथियारों की तत्काल आवश्यकता पैदा हो गई है।
तमिलनाडु कृषि विश्वविद्यालय, भारत के शोधकर्ताओं ने इन नए हथियारों को खोजने के लिए अपने घर के करीब देखते हुए प्रयास किया। वाणिज्यिक उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले कुछ प्रसिद्ध बैक्टीरिया के उपभेदों पर निर्भर रहने के बजाय, उन्होंने अपना ध्यान स्वयं मिट्टी की ओर लगाया। उन्होंने स्थानीय वातावरण से 'बैसिलस थुरिंगिएन्सिस' के अट्ठावन अलग-अलग देशी उपभेदों को एकत्र किया, इस उम्मीद में कि ये स्वदेशी सूक्ष्मजीव वे रहस्य रख सकते हैं जो मानक प्रयोगशाला उपभेदों ने खो दिए हैं। टीम ने इन अट्ठावन नमूनों के साथ संभावित समाधानों के एक विशाल पुस्तकालय की तरह व्यवहार किया, और यह देखने के लिए उनकी स्क्रीनिंग की कि कौन से नमूने सबसे प्रभावी कीट-मारने वाले प्रोटीन के लिए आनुवंशिक ब्लूप्रिंट रखते हैं। वे जीन के एक विशिष्ट संयोजन की तलाश कर रहे थे जो विभिन्न प्रकार के टॉक्सिन्स का उत्पादन करते हैं, क्योंकि उनका मानना था कि विभिन्न प्रकार की हमला करने वाली रणनीतियों का मिश्रण एक एकल प्रकार की तुलना में कीट के लिए प्रतिरोध विकसित करना कठिन बना देगा।
जांच की शुरुआत लैब में बढ़ते बैक्टीरिया के दृश्य निरीक्षण के साथ हुई। शोधकर्ताओं ने देखा कि देशी उपभेद सभी एक जैसे नहीं थे; वे अलग-अलग आकार और बनावट वाली कॉलोनियाँ बनाते थे, जो सतह के नीचे गहरे आनुवंशिक अंतर का संकेत देते थे। इन बैक्टीरिया द्वारा ले जाए जाने वाले वास्तविक हथियारों को देखने के लिए, टीम ने सबसे आशाजनक उम्मीदवारों द्वारा उत्पादित क्रिस्टल की जांच करने हेतु शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी का उपयोग किया। उन्हें आकारों की एक आकर्षक विविधता मिली। कुछ बैक्टीरिया ने ऐसे क्रिस्टल बनाए जो उनके आधार पर जुड़े दो पिरामिडों की तरह दिखते थे, जबकि अन्य ने घन (cube) जैसी संरचनाएं या गोल गोले बनाए। इन बैक्टीरिया की दुनिया में, आकार सीधे कार्य का संकेत देता है। पिरामिड के आकार के क्रिस्टल आमतौर पर एक प्रकार के टॉक्सिन को ले जाते हैं, जबकि घन के आकार वाले दूसरे प्रकार को। शोधकर्ताओं ने पाया कि उनके कई देशी उपभेद केवल एक आकार तक सीमित नहीं थे; वे एक मिश्रण का उत्पादन करते थे, जिससे पता चलता है कि वे एक साथ कई तरीकों से कीट पर हमला कर सकते हैं।
माइक्रोस्कोप में जो वे देख रहे थे, उसकी पुष्टि करने के लिए वैज्ञानिकों ने आणविक जीव विज्ञान (molecular biology) का सहारा लिया। उन्होंने बैक्टीरिया से डीएनए निकाला और विशिष्ट जीन खोजने के लिए 'पॉलीमरेज़ चेन रिएक्शन' (PCR) नामक तकनीक का उपयोग किया, जो कीटनाशक विषाक्त पदार्थों के उत्पादन के लिए जाने जाते हैं। वे उन जीन की तलाश कर रहे थे जो तीन मुख्य प्रकार के प्रोटीन: Cry1, Cry2 और Vip3A के लिए कोड करते हैं। परिणाम चौंकाने वाले थे। प्रत्येक एक में से बारह सबसे आशाजनक आइसोलेट्स (isolates) में Cry1 का जीन मौजूद था, जो सबसे सामान्य टॉक्सिन है। हालांकि, विविधता इससे कहीं आगे थी। कई देशी उपभेदों में Cry2 का जीन भी था, और उससे भी अधिक संख्या में Vip3A का जीन था। यह अंतिम जीन विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि यह एक ऐसा टॉक्सिन बनाता है जो दूसरों से अलग तरीके से काम करता है, और कीट को उस तरह से लक्षित करता है जैसे मानक टॉक्सिन्स नहीं करते। महत्वपूर्ण रूप से, शोधकर्ताओं ने पाया कि इनमें से कुछ देशी उपभेदों में एक साथ तीनों प्रकार के जीन मौजूद थे। यह आनुवंशिक विविधता आज के किसानों द्वारा उपयोग किए जाने वाले मानक वाणिज्यिक उपभेदों में पाई जाने वाली सीमित विविधता के बिल्कुल विपरीत थी।
इसके बाद टीम लैब बेंच से जीवित कीट की ओर बढ़ी ताकि यह परीक्षण किया जा सके कि क्या ये आनुवंशिक लाभ वास्तविक दुनिया में शक्ति में परिवर्तित होते हैं। उन्होंने बारह सबसे आशाजनक बैक्टीरिया उपभेदों को एक नियंत्रित सेटिंग में डायमंडबैक मोथ के लार्वा को खिलाया। उन्होंने यह मापने के लिए कि लार्वा को मारने के लिए कितने बैक्टीरिया प्रोटीन की आवश्यकता है, एक मानक तरीका अपनाया। परिणामों ने दिखाया कि कई देशी उपभेद अविश्वसनीय रूप से शक्तिशाली थे। RM12, T20B और T32 कोड वाले तीन विशिष्ट उपभेदों ने वाणिज्यिक उत्पादों में उपयोग किए जाने वाले गोल्ड-स्टैंडर्ड संदर्भ उपभेद जितनी ही घातक क्षमता दिखाई। वास्तव में, सबसे प्रभावी देशी उपभेद को सबसे प्रसिद्ध वाणिज्यिक बैक्टीरिया के समान घातक परिणाम प्राप्त करने के लिए प्रति मिलीलीटर पानी में एक माइक्रोग्राम के बहुत छोटे अंश की आवश्यकता थी। अन्य देशी उपभेद भी प्रभावी थे, हालांकि थोड़े कम शक्तिशाली थे, लेकिन उन सभी ने प्रतिरोधी कीट को मारने की स्पष्ट क्षमता प्रदर्शित की।
अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि मिट्टी में जैविक विविधता का एक विशाल, अनछपा भंडार है जो क्रूसिफेरस फसलों को बचाने की कुंजी हो सकता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि ये देशी बैक्टीरिया बाजार में पहले से मौजूद बैक्टीरिया की केवल प्रतियां नहीं हैं; वे आनुवंशिक रूप से अद्वितीय हैं, जिनमें टॉक्सिन जीन की एक विस्तृत श्रृंखला है और वे क्रिस्टल आकारों का एक अधिक विविध मिश्रण उत्पन्न करते हैं। यह विविधता सबसे मूल्यवान संपत्ति है, क्योंकि यह एक जटिल हमला प्रदान करती है जिसे डायमंडबैक मोथ के लिए प्रतिरोध विकसित करना बहुत कठिन है। हालांकि यह अध्ययन प्रयोगशाला और ग्रीनहाउस सेटिंग में किया गया था, लेकिन निष्कर्ष बताते हैं कि इन देशी उपभेदों को नए बायोपेस्टिसाइड्स (biopesticides) के रूप में विकसित किया जा सकता है। इन स्वदेशी बैक्टीरिया से विभिन्न टॉक्सिन्स के मिश्रण का उपयोग करके, किसान मोथ के प्रतिरोध को मात दे सकते हैं, जिससे उन सब्जियों को उगाने के लिए एक सतत मार्ग मिल सकता है जहाँ रासायनिक विकल्प तेजी से विफल हो रहे हैं। यह कार्य इस बात पर प्रकाश डालता है कि आधुनिक कृषि संकट का समाधान कुछ पूरी तरह से नया आविष्कार करने में नहीं, बल्कि उस जटिल, प्राकृतिक विविधता को फिर से खोजने में है जो हमारे पैरों के नीचे की मिट्टी में पहले से ही मौजूद है।
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