Globisporangium concavum sp. nov. and three oomycete species causing rhizome rot of lotus (Nelumbo nucifera) in Japan

जापान के धान के खेतों के शांत, नम कोनों में, कमल (लोटस) नामक एक बारहमासी जलीय पौधा पनपता है, जिसकी मोटी, खाद्य जड़ों का उपयोग भोजन के रूप में किया जाता है। ये जड़ें, जिन्हें राइजोम (rhizomes) कहा जाता है, सुपरमार्केट में एक मुख्य आहार के रूप में बेची जाती हैं, जिन्हें अक्सर ताज़ा बेचा जाता है और उनकी कुरकुरी बनावट बनाए रखने के लिए ठंडी स्थितियों में संग्रहित किया जाता है। हालाँकि, कई कटाई की गई फसलों की तरह, वे अदृश्य आक्रमणकारियों के प्रति भी संवेदनशील होते हैं। इनमें सबसे आम 'वॉटर मोल्ड्स' (water molds) हैं, जो जीवों का एक समूह है जो कवक (फंगस) की तरह दिखते हैं और व्यवहार करते हैं, लेकिन एक अलग जैविक परिवार से संबंधित हैं। जबकि वास्तविक कवक (true fungi) की कोशिका भित्तियाँ चिटिन (chitin) से बनी होती हैं, वॉटर मोल्ड्स अपनी भित्तियाँ सेलुलोज से बनाते हैं, जो वही कठोर सामग्री है जो पौधों की कोशिका भित्तियों में पाई जाती है। ये सूक्ष्म जीव फसलों में सड़न पैदा करने के लिए कुख्यात हैं, विशेष रूप से गीले वातावरण में, और वे पौधे को खोदकर निकालने और भंडारण में रखने के बाद भी हमला कर सकते हैं। किसी विशिष्ट फसल पर हमला करने वाली प्रजातियों को सटीक रूप से समझना किसानों और खाद्य उत्पादकों के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि विभिन्न प्रजातियों को नुकसान को रोकने के लिए अलग-अलग प्रबंधन रणनीतियों की आवश्यकता हो सकती है।

गिफू विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने हाल ही में उन कमल की जड़ों (लोटस राइजोम) पर ध्यान केंद्रित किया जो रेफ्रिजेरेटेड स्टोरेज में रखे जाने के दौरान सड़ने लगी थीं। 2014 और 2017 के बीच, उन्होंने उन सुपरमार्केटों से नमूने एकत्र किए जहाँ जड़ों में नरम, काला क्षय और साथ में सफेद फफूंद जैसी वृद्धि विकसित हुई थी। इन सड़न के लिए जिम्मेदार जीवों को सावधानीपूर्वक अलग करके, टीम ने वॉटर मोल्ड्स के पांच अलग-अलग स्ट्रेन (strains) की पहचान की। ये पांचों स्ट्रेन स्वस्थ कमल के ऊतकों में रोग पैदा करने में सक्षम पाए गए, लेकिन केवल तभी जब ऊतक घायल हों, जैसे कि कट या छेद के कारण। यह खोज एक विशिष्ट संवेदनशीलता को उजागर करती है: रोगजनक (pathogens) जड़ की अखंड त्वचा में आसानी से प्रवेश नहीं कर सकते, लेकिन एक बार अवरोध टूट जाने पर वे पनपते हैं, जो कटाई और हैंडलिंग के दौरान होने वाली एक सामान्य स्थिति है।

जांच से ज्ञात और अज्ञात कारणों का मिश्रण सामने आया। अलग किए गए तीन स्ट्रेन को विज्ञान द्वारा पहले से ज्ञात प्रजातियों के रूपए पहचाना गया था: एक ग्लोबिसपोरेंजियम ओरिज़िकोला (Globisporangium oryzicola) था, जो एक ऐसी प्रजाति है जो पहले धान के पौधों को संक्रमित करने के लिए जानी जाती थी; दो फाइटोपायथियम हेलिकोइड्स (Phytopythium helicoides) थे, जो जापान और चीन में कमल की सड़न से पहले से ही जुड़े हुए मोल्ड हैं; और एक पायथियम डिसोटोकम (Py way thium dissotocum) था, जो एक सामान्य मिट्टी में रहने वाला रोगजनक है। कमल पर इन तीन प्रजातियों की खोज इस बात की पुष्टि करती है कि यह रोग जीवों के एक विविध समूह के कारण होता है जो समान गीले वातावरण में उगाई जाने वाली विभिन्न फसलों के बीच संक्रमण फैला सकते हैं। हालाँकि, सबसे महत्वपूर्ण खोज चौथा स्ट्रेन था, जो किसी भी ज्ञात प्रजाति से मेल नहीं खाता था। इस जीव को, जिसे स्ट्रेन GK16Ren2 नामित किया गया था, वॉटर मोल्ड की एक नई प्रजाति के रूप में पहचाना गया, जिसे शोधकर्ताओं ने ग्लोबिसपोरेंजियम कॉकेवम (Globisporangium concavum) नाम दिया।

यह पुष्टि करने के लिए कि यह नया जीव वास्तव में अद्वितीय था, वैज्ञानिकों ने इसकी सूक्ष्म विशेषताओं की जांच की और इसके रिश्तेदारों के जेनेटिक कोड (आनुवंशिक कोड) से तुलना की। सूक्ष्मदर्शी के नीचे, नई प्रजाति ने गोलाकार संरचनाएं बनाईं जिनमें इसकी प्रजनन कोशिकाएं, जिन्हें ऊस्पोर्स (oospores) कहा जाता है, स्थित थीं। जिस चीज़ ने इसे अलग बनाया वह इन संरचनाओं के चारों ओर की दीवार का आकार था। जबकि अधिकांश संबंधित प्रजातियों की दीवारें चिकनी होती हैं, ग्लोबिसपोरंगियम कॉकेवम की दीवारें स्पष्ट रूप से धंसी हुई या अवतल (concave) थीं, जो उन्हें एक खोखली उपस्थिति देती थीं। इसके अतिरिक्त, इस नई प्रजाति ने अपने धागे जैसी देह के साथ बड़ी संख्या में सूजे हुए, नींबू के आकार के उभार पैदा किए, जो इसके निकटतम ज्ञात रिश्ते में एक दुर्लभ विशेषता थी। इसके डीएनए के जेनेटिक विश्लेषण ने आगे पुष्टि की कि यह वॉटर मोल्ड्स के पारिवारिक वृक्ष पर एक अलग शाखा पर स्थित है, जो अन्य सभी ज्ञात प्रजातियों से अलग है।

शोधकर्ताओं ने यह समझने के लिए कि भंडारण में इनका व्यवहार कैसा रहता है, विभिन्न तापमानों पर इनके बढ़ने की क्षमता का भी परीक्षण किया। नई प्रजाति, ग्लोबिसपोरेंजियम कॉकेवम, 3 डिग्री सेल्सियस जैसे कम तापमान पर भी बढ़ सकती है, जो इसके रिश्तेदार ग्लोबिसपोरेंजियम ओरिज़िकोला के न्यूनतम तापमान से भी कम है। ठंडे तापमान में बढ़ने की यह क्षमता यह समझाती है कि रेफ्रिजेरेटेड स्टोरेज में सड़न क्यों दिखाई दी, जहाँ तापमान आमतौर पर कमल की जड़ों को संरक्षित करने के लिए कम रखा जाता है। वास्तव में, कमरे के तापमान की तुलना में इन कम तापमानों पर रोग अधिक गंभीर था, जिससे पता चलता है कि कमल को ताजा रखने के लिए की जाने वाली कोल्ड स्टोरेज की प्रक्रिया अनजाने में इन विशिष्ट रोगजनकों के विकास को बढ़ावा दे सकती है।

यह अध्ययन कमल की जड़ के सड़ने के कारणों के रूप में ग्लोबिसपोरेंजियम ओरिज़िकोला, ग्लोबिसपोरेंजियम कॉकेवम और पायथियम डिसोटोकम की पहली पुष्ट रिपोर्ट प्रदान करता है। एक नई प्रजाति, ग्लोबिसपोरेंजियम कॉकेवम की पहचान, इस महत्वपूर्ण फसल को प्रभावित करने वाले पोस्ट-हार्वेस्ट (कटाई के बाद के) रोगों की पहेली में एक महत्वपूर्ण कड़ी जोड़ती है। इन विशिष्ट जीवों की पहचान करके और उनके विशिष्ट लक्षणों, जैसे कि संक्रमण के लिए घावों की आवश्यकता और ठंडे तापमान में बढ़ने की क्षमता को समझकर, ये निष्कर्ष इस महत्वपूर्ण फसल के उत्पादन के सामने आने वाली जैविक चुनौतियों की एक स्पष्ट तस्वीर पेश करते हैं। यह कार्य इस बात पर जोर देता है कि नियंत्रित भंडारण वातावरण में भी, सूक्ष्म जीवन की एक विविध श्रृंखला खाद्य सुरक्षा के लिए खतरा पैदा कर सकती है, और पौधों के स्वास्थ्य के अध्ययन में नई प्रजातियों की खोज एक निरंतर चलने वाली प्रक्रिया बनी हुई है।