Bioprospecting and characterization of Trichoderma and Bacillus species as biocontrol agents against Macrophomina phaseolina in maize

मिट्टी के नीचे छिपी दुनिया में, जीवित रहने के लिए एक मौन संघर्ष हर दिन चलता रहता है। पौधे फलने-फूलने के लिए सूक्ष्म सहयोगियों और शत्रुओं के एक जटिल नेटवर्क पर निर्भर करते हैं। इनमें से कुछ सूक्ष्म जीव सहायक होते हैं, जो जड़ों को बीमारी से बचाते हैं या उन्हें पोषक तत्वों को अवशोषित करने में मदद करते हैं, जबकि अन्य विनाशकारी रोगजनक (पैथोजन्स) होते हैं जो पूरी फसलों को नष्ट कर सकते हैं। ऐसा ही एक विनाशकारी बल एक कवक (फंगस) है जो मिट्टी में रहता है और मक्का की जड़ों पर हमला करता है, जिससे 'चारकोल रॉट' नामक बीमारी होती है। यह कवक विशेष रूप से प्रबंधित करने में कठिन है क्योंकि यह सूक्ष्म, टिकाऊ उत्तरजीविता संरचनाएं पैदा करता है जो इसे वर्षों तक मिट्टी में बने रहने की अनुमति देती हैं, और वर्तमान में कोई भी मजबूत रासायनिक उपचार या प्रतिरोधी पौधों की किस्में इसे विश्वसनीय रूप से रोकने में सक्षम नहीं हैं। जब यह कवक कब्जा करता है, तो यह पौधे को पानी और पोषक तत्वों से वंचित कर देता है, जिससे खाद्य उत्पादन में महत्वपूर्ण हानि होती है। इस कवक को कठोर रसायनों पर निर्भर हुए बिना रोकने का तरीका खोजना किसानों और वैज्ञानिकों दोनों के लिए एक महत्वपूर्ण लक्ष्य है।

इस समस्या से निपटने के लिए, शोधकर्ताओं ने प्रकृति की अपनी रक्षा प्रणाली की ओर ध्यान आकर्षित किया, और ऐसे सूक्ष्म जीवों की तलाश की जो अपने दम पर इस कवक से लड़ सकें। उन्होंने पर्यावरण से बैक्टीरिया और कवक के उन इक्यावन (59) विभिन्न नमूनों का एक बड़ा संग्रह एकत्र करके शुरुआत की। इन नमूनों को प्रयोगशाला में एक कठोर स्क्रीनिंग प्रक्रिया से गुजारा गया ताकि यह देखा जा सके कि कौन से प्रभावी रूप से चारकोल रॉट कवक की वृद्धि को रोक सकते हैं। वैज्ञानिक विशिष्ट गुणों की तलाश कर रहे थे: कवक पर सीधे हमला करने की क्षमता, इसकी वृद्धि को रोकने वाले रासायनिक संकेत छोड़ने की क्षमता, और मक्का के पौधों को मजबूत बनाने की क्षमता। इस प्रारंभिक समूह में से, चार विशिष्ट उम्मीदवार सबसे आशाजनक के रूप में उभरे: एक लाभकारी कवक जिसे 'ट्राइकोडर्मा' (Trichoderma) कहा जाता है उसकी दो किस्में और एक लाभकारी बैक्टीरिया जिसे 'बैसिलस' (Bacillus) कहा जाता है उसकी दो किस्में।

शोधकर्ताओं ने फिर इस बात की जांच की कि ये चार उम्मीदवार चारकोल रॉट कवक के विरुद्ध ठीक कैसे काम करते हैं। उन्होंने पाया कि दो ट्राइकोडर्मा प्रजातियां आक्रामक प्रतिस्पर्धियों की तरह कार्य करती थीं। वे हानिकारक कवक के चारों ओर भौतिक रूप से लिपट जाते थे, उसे खा जाते थे और उपलब्ध स्थान तथा पोषक तत्वों को पूरी तरह से ग्रहण कर लेते थे ताकि हमलावर जीवित न रह सके। उन्होंने रासायनिक यौगिक भी छोड़े, जो स्थानीय स्तर पर रहते हैं और जो हवा में तैरते हैं, जिससे कवक और अधिक दब गया। बैसिलस बैक्टीरिया ने थोड़ा अलग दृष्टिकोण अपनाया, जो रोगजनक की वृद्धि को रोकने के लिए हवा और मिट्टी के माध्यम से यात्रा करने वाले शक्तिशाली रासायनिक यौगिकों को छोड़ने पर अधिक निर्भर था। हर मामले में, इन लाभकारी जीवों को नियंत्रित परीक्षणों में चारकोल रॉट कवक के प्रसार को काफी हद तक धीमा करने या रोकने में सक्षम पाया गया।

केवल दुश्मन से लड़ने के अलावा, अध्ययन ने यह भी देखा कि इन लाभकारी जीवों ने मक्का के पौधों को कैसे प्रभावित किया। जब शोधकर्ताओं ने स्वस्थ मक्का के पौधों पर इन चार उम्मीदवारों का प्रयोग किया, तो उन्होंने विकास में स्पष्ट वृद्धि देखी। चारों जीवों ने पौधों को बड़े जड़ तंत्र विकसित करने में मदद की, जो पौधे को स्थिर करने और पानी इकट्ठा करने के लिए आवश्यक हैं। दो उम्मीदवारों ने, एक ट्राइकोडर्मा समूह से और एक बैसिलस समूह से, जमीन के ऊपर पौधों को लंबा और अधिक मजबूत बनाने में भी मदद की। इससे पता चलता है कि ये जीव केवल पौधे की रक्षा ही नहीं करते, बल्कि सक्रिय रूप से इसे अधिक मजबूत और ऊर्जावान बनाने में भी मदद करते हैं।

पहेली का अंतिम हिस्सा यह समझना था कि ये जीव पौधों को अंदर से खुद को बचाने में कैसे मदद करते हैं। शोधकर्ताओं ने पौधे की कोशिकाओं के भीतर विशिष्ट एंजाइमों की गतिविधि को मापा जो पौधे के प्रतिरक्षा तंत्र के हिस्से के रूप में कार्य करते हैं। उन्होंने पाया कि लाभकारी जीवों के साथ उपचार करने से एक जैव रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू हुई। कुछ उपचारों ने उन एंजाइमों की गतिविधि को बढ़ाया जो कोशिकाओं को तनाव से बचाते हैं, जबकि अन्य ने उन एंजाइमों को बढ़ावा दिया जो पौधे को प्राकृतिक रक्षा यौगिक बनाने में मदद करते हैं। यह इंगित करता है कि लाभकारी जीव केवल एक ढाल के रूप में कार्य नहीं करते; वे पौधे को अधिक सतर्क और बीमारी से लड़ने के लिए तैयार होने की शिक्षा भी देते हैं।

अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि इन चार विशिष्ट जीवों की सफलता रणनीतियों के संयोजन में निहित है। वे हानिकारक कवक पर सीधा हमला करके, पौधे को बड़ा और स्वस्थ बनाने में मदद करके, और पौधे के आंतरिक रक्षा तंत्र को बढ़ाकर काम करते हैं। यह बहु-स्तरीय दृष्टिकोण चारकोल रॉट के प्रबंधन के लिए एक आशाजनक मार्ग प्रदान करता है, जो रासायनिक उपचारों के विकल्प के रूप में एक प्राकृतिक विकल्प देता है। हालांकि यह शोध एक नियंत्रित सेटिंग में किया गया था, लेकिन निष्कर्ष बताते हैं कि ट्राइकोडर्मा और बैसिलस के ये विशिष्ट स्ट्रेन फसलों की रक्षा करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं, जिससे मिट्टी को बीमारी के स्रोत के बजाय सुरक्षा के स्रोत में बदला जा सकता है।