Genotyping, distribution and structure of Benin’s rice germplasm using Infinium 7k SNP array

चावल पश्चिम अफ्रीका में केवल एक मुख्य खाद्य पदार्थ से कहीं अधिक है; यह मानव इतिहास और कृषि अनुकूलन का एक जीवंत संग्रह है। सदियों से, इस क्षेत्र के किसानों ने दो अलग-अलग प्रकार के चावल की खेती की है: एक जो एशिया से उत्पन्न हुआ और दूसरा जो अफ्रीका में स्वाभाविक रूप से विकसित हुआ। पिछले बीस वर्षों में, खाद्य उत्पादन को बढ़ाने के लिए नई, उच्च उपज वाली किस्मों को पेश किए जाने के साथ परिदृश्य नाटकीय रूप से बदल गया है। ये आधुनिक फसलें अक्सर हाइब्रिड (संकर) होती हैं, जिन्हें दोनों प्रजातियों के सर्वोत्तम गुणों को मिलाने के लिए एशियाई और अफ्रीकी प्रजातियों के बीच क्रॉस कराकर बनाया जाता है। हालाँकि, इस मिश्रण ने खेतों में एक जटिल स्थिति पैदा कर दी है। क्योंकि बीजों का अक्सर पड़ोसियों के बीच आदान-प्रदान किया जाता है और क्योंकि पौधे स्वाभाविक रूप से परागण (क्रॉस-पॉलिनेशन) कर सकते हैं, इसलिए केवल देखकर यह पहचानना कठिन हो गया है कि कौन सा चावल किसका है। दो पौधे बाहर से लगभग एक जैसे दिख सकते हैं, फिर भी उनमें बहुत अलग आनुवंशिक इतिहास हो सकता है। यह भ्रम वैज्ञानिकों और किसानों दोनों के लिए गहरा महत्व रखता है, क्योंकि जैव विविधता की रक्षा करने और भविष्य के लिए बेहतर किस्मों को विकसित करने के लिए इन फसलों की वास्तविक पहचान को समझना आवश्यक है।

बेनिन में, जहाँ चावल की खपत मक्का के बाद दूसरे स्थान पर है, शोधकर्ताओं ने इस आनुवंशिक जाल को सुलझाने का प्रयास किया। वे यह जानना चाहते थे कि वास्तव में खेतों में क्या उग रहा है, ये विभिन्न प्रकार के चावल एक-दूसरे से कैसे संबंधित हैं, और किसान बीजों का चयन क्यों करते हैं। इसे हल करने के लिए, बेनिन, फ्रांस और कोटे डी आइवर के वैज्ञानिकों की एक टीम ने उत्तर से दक्षिण तक पूरे देश के बाईस गाँवों से चावल के नमूने एकत्र किए। उन्होंने उगाई गई स्थानीय किस्मों और बेंचमार्क के रूप में उपयोग की जाने वाली कई ज्ञात संदर्भ किस्मों सहित सतह इकहत्तर (79) अलग-अलग नमूने एकत्र किए। पत्तियों के आकार या अनाज के रंग पर भरोसा करने के बजाय, जो भ्रामक हो सकते हैं, टीम ने पौधे के डीएनए (DNA) का सहारा लिया। उन्होंने एक विशेष तकनीक का उपयोग किया जो एक उच्च-सटीक स्कैनर की तरह कार्य करती है, जो प्रत्येक नमूने के संपूर्ण जीनोम में हजारों सूक्ष्म आनुवंशिक मार्करों को पढ़ती है। इसने उन्हें हर पौधे की वास्तविक आनुवंशिक संरचना देखने की अनुमति दी, जिससे एक ऐसी कहानी सामने आई जिसे नग्न आंखों से नहीं देखा जा सकता था।

परिणामों ने एशियाई किस्मों के प्रभुत्व वाले चावल की आबादी की एक स्पष्ट तस्वीर पेश की। सटीकता सुनिश्चित करने के लिए अपने डेटा को फ़िल्टर करने के बाद, शोधकर्ताओं ने पांच हजार से अधिक आनुवंशिक मार्करों का विश्लेषण किया। उन्होंने पाया कि बेनिन में मौजूद अधिकांश चावल 'इंडिका' (indica) नामक एशियाई समूह से संबंधित है, जो इस क्षेत्र की गर्म और आर्द्र जलवायु के लिए उपयुक्त है। केवल एक छोटा सा हिस्सा अफ्रीकी प्रजातियों या समशीतोष्ण एशियाई प्रकारों का था। इस बड़े एशियाई चावल समूह के भीतर, वैज्ञानिकों ने चार विशिष्ट आनुवंशिक समूहों (क्लस्टर) की पहचान की। इनमें से एक क्लस्टर विशेष रूप से दिलचस्प था क्योंकि इसमें आधुनिक, उच्च उपज वाली किस्मों और स्थानीय किसान किस्मों का मिश्रण शामिल था। यह सुझाव देता है कि जबकि किसानों ने उत्पादकता के लिए नए बीजों को अपनाया है, उन्होंने अपने पारंपरिक फसलों के साथ भी संबंध बनाए रखा है, और अक्सर उन्हें साथ-साथ उगाते हैं।

अध्ययन ने यह भी उजागर किया कि यह विविधता कहाँ छिपी हुई है। जबकि उन्नत किस्में हर जगह आम हैं, शोधकर्ताओं ने पाया कि बेनिन के उत्तरी भाग, विशेष रूप से अटाकोरा विभाग में, स्थानीय किस्मों का एक अनूठा संकेंद्रण है। इस ऊबड़-खाबड़, पहाड़ी क्षेत्र में, किसानों ने आधुनिक संकर किस्मों के साथ मिलकर पुराने प्रकार के चावल, जिनमें से कुछ अफ्रीकी मूल के हैं, को सुरक्षित रखा है। वैज्ञानिक अनुमान लगाते हैं कि यह सांस्कृतिक परंपराओं के संयोजन के कारण है, जहाँ चावल स्थानीय अनुष्ठानों में भूमिका निभाता है, और उस क्षेत्र की विशिष्ट पारिस्थितिक स्थितियों के कारण भी, जो इन पुरानी, लचीली नस्लों के अनुकूल हो सकती हैं। डेटा ने दिखाया कि हालांकि अफ्रीकी चावल की प्रजाति मौजूद है, लेकिन यह दुर्लभ है, जो नमूनों के केवल एक छोटे प्रतिशत में दिखाई देती है। यह अन्य अध्ययनों में देखे गए एक रुझान की पुष्टि करता है: उच्च उपज और रोग प्रतिरोधक क्षमता की आवश्यकता से प्रेरित होकर एशियाई किस्मों द्वारा अफ्रीकी चावल का क्रमिक प्रतिस्थापन।

आनुवंशिक मानचित्र से परे, शोधकर्ताओं ने किसानों से स्वयं पूछा कि वे चावल की किस्म में सबसे अधिक क्या महत्व देते हैं। सर्वेक्षणों और चर्चाओं के माध्यम से, उन्होंने सीखा कि किसी विशिष्ट बीज को लगाने का निर्णय व्यावहारिक जरूरतों से प्रेरित होता है। किसानों के लिए सबसे महत्वपूर्ण कारक उत्पादकता है; वे ऐसी किस्में चाहते हैं जो उनके परिवारों का भरण-पोषण करने और आय उत्पन्न करने के लिए सबसे अधिक अनाज पैदा करें। दूसरा सबसे महत्वपूर्ण कारक बढ़ने का चक्र (ग्रोइंग साइकिल) की लंबाई है। किसान उन किस्मों को पसंद करते हैं जो जल्दी परिपक्व होती हैं या जो उनके मौसमी कैलेंडर के अनुसार एक विशिष्ट समय पर आती हैं, जिससे वे भारी बारिश होने से पहले या शुष्क मौसम शुरू होने से पहले कटाई कर सकें। तीसरा प्रमुख मुद्दा रोग के प्रति प्रतिरोधक क्षमता है। एक ऐसे क्षेत्र में जहाँ फसल की विफलता विनाशकारी हो सकती है, बीमारी को सहने की क्षमता एक शीर्ष प्राथमिकता है। दिलचस्प बात यह है कि स्वाद और पकाने की गति जैसे गुण, हालांकि महत्वपूर्ण हैं, इन अस्तित्व और आर्थिक कारकों की तुलना में निचले स्तर पर रहे।

आनुवंशिक डेटा और किसान ज्ञान का यह संयोजन बेनिन में चावल के भविष्य के लिए एक रोडमैप प्रदान करता है। अध्ययन का सुझाव है कि देश का चावल जर्मप्लाज्म एक समान ब्लॉक नहीं है, बल्कि विभिन्न आनुवंशिक समूहों का एक मोज़ेक है, जो आधुनिक किस्मों के आगमन से अत्यधिक प्रभावित है। उच्च उपज वाले एशियाई प्रकारों का प्रभुत्व खाद्य सुरक्षा और आय को प्राथमिकता देने के किसानों के चुनाव का सीधा परिणाम है। हालाँकि, उत्तर में स्थानीय किस्मों का बने रहना यह दर्शाता है कि सांस्कृतिक और पारिस्थितिक कारक अभी भी विविधता को संरक्षित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। शोधकर्ता निष्कर्ष निकालते हैं कि टिकाऊ कृषि का समर्थन करने के लिए, प्रजनन कार्यक्रमों और संरक्षण प्रयासों को इन किसान प्राथमिकताओं का सम्मान करना चाहिए। ऐसी रणनीतियाँ जो समुदाय की विशिष्ट आवश्यकताओं, जैसे कि तेजी से पकने वाली या रोग-प्रतिरोधी फसलों की इच्छा की अनदेखी करती हैं, सफल होने की संभावना कम है। चावल की छिपी हुई आनुवंशिक संरचना और किसानों द्वारा अपने बीज चुनने के वास्तविक कारणों, दोनों को समझकर, वैज्ञानिक ऐसी नई किस्में विकसित करने में मदद कर सकते हैं जो न केवल उत्पादक हैं, बल्कि जो उन्हें उगाने वाले लोगों की जरूरतों और परंपराओं में भी गहराई से निहित हैं।