Cultivable Endophytic and Rhizosphere Bacteria from Cannabis sativa L. as Candidates for Agricultural Bio-Inputs
यह अध्ययन अर्जेंटीना में *Cannabis sativa* से मूल जीवाणु उपभेदों को अलग और लक्षण वर्णन करता है, जिसमें *Burkholderia* sensu lato आइसोलेट Rt1* को एक आशाजनक बायो-इनपुट उम्मीदवार के रूप में पहचाना गया है जो नियंत्रणों की तुलना में कैनबिस कटिंग में रूटिंग सफलता में महत्वपूर्ण सुधार करता है।
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पौधे अलगाव में नहीं बढ़ते; वे सूक्ष्म जीवन के एक भीड़भाड़ वाले, हलचल भरे पड़ोस में रहते हैं। मिट्टी के नीचे और पौधे के अपने ऊतकों के भीतर छिपे हुए, बैक्टीरिया अथक रूप से काम करते हैं, जो अदृश्य साथी के रूप में कार्य करते हैं जो उनके मेजबानों को पोषक तत्वों को अवशोषित करने, बीमारियों से लड़ने और मजबूत होने में मदद करते हैं। दशकों से, किसान इन संबंधों को प्रबंधित करने के लिए रासायनिक उर्वरकों और कीटनाशकों पर भरोसा करते आए हैं, लेकिन कृषि जगत तेजी से प्राकृतिक विकल्पों की ओर देख रहा है। यह बदलाव विशेष रूप से भांग (कैनबिस) जैसी फसलों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है, जहाँ अंतिम उत्पाद का सेवन अक्सर चिकित्सा या मनोरंजन के लिए किया जाता है, जिससे कठोर रसायनों का उपयोग कम वांछनीय हो जाता है। चुनौती सही जीवाणु साथियों को खोजने में निहित है: वैज्ञानिकों को ऐसे विशिष्ट उपभेदों (स्ट्रेन्स) की पहचान करने की आवश्यकता है जो न केवल पौधे की मदद करने में प्रभावी हों, बल्कि स्वयं उस फसल के मूल निवासी भी हों, ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे बिना किसी नुकसान के जीवित रह सकें और फल-फूल सकें।
अर्जेंटीना के एक ग्रीनहाउस में, शोधकर्ताओं ने भांग के पौधे के लिए इस पहेली को सुलझाने का प्रयास किया। वे किसी एक चमत्कारिक सूक्ष्मजीव की तलाश में नहीं थे, बल्कि जड़ों के आसपास की मिट्टी और पौधे की अपनी संरचना के भीतर छिपे संभावित सहायकों की एक सूची की तलाश कर रहे थे। टीम ने जड़ों से चिपकी मिट्टी के साथ-साथ जड़ों, तनों, पत्तियों और फूलों से नमूने एकत्र किए। उन्होंने इन नमूनों के साथ सावधानीपूर्वक व्यवहार किया, सतह के बैक्टीरिया को हटाने के लिए पौधों के ऊतकों को धोया, ताकि केवल वास्तविक आंतरिक निवासियों का ही अध्ययन किया जा सके। इन बैक्टीरिया को प्रयोगशाला में उगाकर, उन्होंने साठ-तीन अलग-अलग उपभेदों का एक संग्रह बनाया, जो बैक्टीरिया के चौदह विभिन्न समूहों का प्रतिनिधित्व करते थे। लक्ष्य यह परीक्षण करना था कि क्या उनमें से प्रत्येक के पास एक उपयोगी कृषि उपकरण बनने के लिए आवश्यक विशिष्ट कौशल है: पौधे में प्रवेश करने की क्षमता, हानिकारक कवक (फंगस) से लड़ने की शक्ति, और मिट्टी से फास्फोरस और नाइट्रोजन जैसे पोषक तत्वों को अनलॉक करने की क्षमता।
जांच से पता चला कि सबसे आशाजनक बैक्टीरिया जड़ क्षेत्र में केंद्रित थे। ठीक वैसे ही जैसे एक शहर का केंद्र अक्सर उपनगरों की तुलना में अधिक घनी आबादी वाला होता है, जड़ों के आसपास की मिट्टी और स्वयं जड़ों ने सबसे अधिक बैक्टीरिया और प्रजातियों की विविधता को आश्रय दिया। 'बैसिलस' (Bacillus) और 'स्यूडोमोनास' (Pseudomonas) के रूप में ज्ञात बैक्टीरिया के दो समूह विभिन्न भागों में सबसे आम निवासी थे। हालाँकि, शोधकर्ता केवल संख्या की तलाश में नहीं थे; उन्हें यह जानने की आवश्यकता थी कि ये बैक्टीरिया वास्तव में क्या कर सकते हैं। उन्होंने इन उपभेदों का परीक्षण किया कि क्या वे ऐसे एंजाइम बना सकते हैं जो उन्हें पौधों के ऊतकों में प्रवेश करने में मदद करते हैं, और उन्होंने उन्हें चार अलग-अलग प्रकार के हानिकारक कवकों के विरुद्ध लड़ाया जो आमतौर पर फसलों पर हमला करते हैं। लगभग एक चौथाई उपभेदों ने कम से कम इन हानिकारक कवक शत्रुओं में से एक को बढ़ने से रोकने की क्षमता दिखाई, जिसमें कुछ उपभेद कई खतरों के विरुद्ध प्रभावी सिद्ध हुए।
वैज्ञानिकों ने फिर बैक्टीरिया की प्राकृतिक उर्वरक के रूप में कार्य करने की क्षमता की ओर अपना ध्यान केंद्रित किया। उन्होंने जांचा कि क्या सूक्ष्मजीव फास्फेट को घोल सकते हैं, जो अक्सर मिट्टी में बंद रहता है, और क्या वे हवा से नाइट्रोजन को पकड़ सकते हैं, एक ऐसी प्रक्रिया जो कृत्रिम योजनों की आवश्यकता को कम करती है। जबकि कई उपभेदों ने इन चीजों को करने की कुछ क्षमता दिखाई, केवल कुछ ही असाधारण के रूप में उभरे। इस जटिल डेटा को समझने के लिए, शोधकर्ताओं ने इन सभी विभिन्न कौशलों को एक एकल रैंकिंग प्रणाली में संयोजित किया। इसने उन्हें बैक्टीरिया की निष्पक्ष तुलना करने और शीर्ष उम्मीदवारों की पहचान करने की अनुमति दी। उन्होंने अंतिम, वास्तविक दुनिया के परीक्षण के लिए दो विशिष्ट उपभेदों का चयन किया: एक जिसे पोषक तत्वों से संबंधित कार्यों में सर्वश्रेष्ठ होने के कारण चुना गया था, और दूसरा जिसे कई कौशलों को अच्छी तरह से संतुलित करने के लिए चुना गया था।
अंतिम परीक्षण एक नियंत्रित वातावरण में आयोजित किया गया जहाँ शोधकर्ताओं ने कटिंग (कलम) से नए भांग के पौधे उगाने का प्रयास किया। यह फसल के लिए एक महत्वपूर्ण चरण है, क्योंकि जड़ बनाने की सफलता यह निर्धारित करती है कि सीजन के लिए कितने पौधे उगाए जा सकते हैं। टीम ने दो चयनित बैक्टीरिया को कटिंग पर लगाया और उनकी तुलना एक ऐसे समूह से की जिसे कोई उपचार नहीं दिया गया था, साथ ही उन समूहों से भी की जिन्हें मौजूदा, प्रमाणित बैक्टीरिया मिश्रणों से उपचारित किया गया था। परिणाम आश्चर्यजनक थे। Rt1* नामक उपभेद से उपचारित कटिंग, जो भांग के पौधे की जड़ों के भीतर पाया गया था, ने जड़ बनाने की सफलता दर 91.2 प्रतिशत दर्ज की। यह अनुपचारित समूह की तुलना में काफी अधिक था, जिसकी सफलता दर केवल 74.3 प्रतिशत तक ही पहुँच पाई थी। इस मूल निवासी उपभेद का प्रदर्शन अन्य फसलों में उपयोग किए जाने वाले स्थापित वाणिज्यिक मिश्रणों के बराबर था, और कुछ मामलों में उनसे बेहतर भी था।
वह उपभेद जिसने इतना अच्छा प्रदर्शन किया, वह 'बर्कहोल्डरिया' (Burkholderia) नामक बैक्टीरिया के एक समूह से संबंधित है। हालाँकि यह समूह अपनी सहायक क्षमताओं के लिए जाना जाता है, इसमें हानिकारक सदस्य भी होते हैं, जिसका अर्थ है कि वैज्ञानिकों को कृषि में इसका उपयोग करने से पहले बहुत सावधान रहना चाहिए। शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया कि जबकि इस उपभेद ने लैब और रूटिंग टेस्ट में बड़ी संभावना दिखाई, इसकी सटीक पहचान सुनिश्चित करने के लिए अधिक उन्नत आनुवंशिक विश्लेषण के साथ की जानी चाहिए। इसके अलावा, यह अध्ययन भांग के एक ही प्रकार के पौधे पर एक ही स्थान पर किया गया था, इसलिए परिणामों को हर जगह सही साबित करने के लिए विभिन्न पौधों और विभिन्न परिस्थितियों में दोहराने की आवश्यकता होगी। इसके बावजूद, यह कार्य एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करता है। यह प्रदर्शित करता है कि भांग का पौधा स्वयं शक्तिशाली, मूल बैक्टीरिया को धारण करता है जिनका उपयोग फसल को बढ़ने में मदद करने के लिए किया जा सकता है, जो एक प्राकृतिक समाधान प्रदान करता है जिससे तेजी से बढ़ते उद्योग में रासायनिक इनपुट की आवश्यकता को कम किया जा सकता है।
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