Drought Tolerance and Multi-Environment Adaptation of Saccharum- and Erianthus- Derived Sugarcane Clones
इस अध्ययन ने सूखा-सहनशील जीनोटाइप की पहचान करने के लिए भारत के चार स्थानों में 18 गन्ना क्लोनों का मूल्यांकन किया, जिसमें VW-MGIDI और GGE बायप्लॉट जैसी उन्नत सांख्यिकीय विधियों का उपयोग करके ISH 512 को सबसे स्थिर, उच्च-उपज वाले जीनोटाइप के रूप में चिन्हित किया गया और सूखा प्रतिरोध क्षमता में सुधार के लिए *Saccharum* और *Erianthus*-व्युत्पन्न जर्मप्लाज्म की महत्वपूर्ण क्षमता को प्रदर्शित किया गया।
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दुनिया के उन गर्म और आर्द्र क्षेत्रों में जहाँ दुनिया की चीनी उगाई जाती है, एक अकेला फसल परिदृश्य पर हावी है: गन्ना। यह लंबी, घास जैसी दिखने वाली वनस्पति बायोमास का एक पावरहाउस है, जो वह चीनी पैदा करती है जिसे हम खाते हैं और वह ईंधन भी जो हमारे वाहनों को शक्ति देता है। हालाँकि, इस कृषि दिग्गज की एक बड़ी कमजोरी है: यह प्यासा है। गन्ने को बढ़ने के लिए, विशेष रूप से अपने तीव्र विस्तार चरण के दौरान, भारी मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है। जब वर्षा कम होती है या सिंचाई सीमित होती है, तो पौधा जीवित रहने के लिए संघर्ष करता है, जिससे फसल कम होती है और किसानों के लिए आर्थिक कठिनाइयाँ आती हैं। दशकों से, वैज्ञानिक गन्ने को सूखे के प्रति अधिक लचीला बनाने के तरीके खोज रहे हैं, जो न केवल खेती की जाने वाली किस्मों के भीतर बल्कि पौधे के जंगली रिश्तेदारों की ओर भी देख रहे हैं। ये जंगली संबंधी, जो कठोर और शुष्क वातावरण में उगते हैं, गहरे जड़ तंत्र और प्राकृतिक रक्षा तंत्र रखते हैं जो खेती वाले गन्ने ने काफी हद तक खो दिए हैं। चुनौती यह समझने में है कि कैसे खेत की फसल के उच्च उपज वाले गुणों को जंगली प्रजातियों के कठिन उत्तरजीविता के सहज ज्ञान के साथ मिलाया जाए, और फिर यह निर्धारित किया जाए कि कौन से नए संयोजन वास्तव में पानी की कमी होने पर फल-फूल सकते हैं।
भारतीय गन्ना अनुसंधान संस्थान के शोधकर्ताओं ने नए गन्ना क्लोन के एक विशिष्ट समूह का परीक्षण करके इस पहेली को सुलझाने का प्रयास किया। उन्होंने मानक गन्ने को दो अलग-अलग जंगली रिश्तेदारों के साथ क्रॉस कराकर अठारह अद्वितीय किस्में बनाईं: एक Saccharum परिवार से और दूसरा Erianthus वंश से। इन अठारह पौधों का परीक्षण भारत के चार अलग-अलग स्थानों पर किया गया, जिसमें उत्तर के उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्र से लेकर दक्षिण के उष्णकटिबंधीय क्षेत्र तक शामिल थे। वास्तविक दुनिया की सूखा स्थितियों को सिम्युलेट करने के लिए, वैज्ञानिकों ने आधे फसलों को सामान्य रूप से पानी दिया जबकि अन्य आधे से पानी रोक दिया, विशेष रूप से उस महत्वपूर्ण विकास अवधि के दौरान जब पौधा अपनी ऊंचाई और वजन बना रहा होता है। उन्होंने नए अंकुरों की संख्या से लेकर डंठल के वजन और रस के भीतर मौजूद चीनी की मात्रा तक सब कुछ मापा, और यह तुलना की कि प्रत्येक क्लोन ने प्रचुर पानी के मुकाबले तनाव के तहत कैसा प्रदर्शन किया।
परिणाम स्पष्ट थे। जब पानी रोका गया, तो गन्ने के पौधों को महत्वपूर्ण झटकों का सामना करना पड़ा। नए अंकुरों की संख्या में लगभग 15 प्रतिशत की गिरावट आई, और पौधे छोटे और हल्के हो गए। सबसे उल्लेखनीय रूप से, कटाई की गई गन्ने का कुल वजन लगभग 26 प्रतिशत गिर गया, और उत्पादित व्यावसायिक चीनी की मात्रा में भी इसी स्तर की गिरावट आई। हालाँकि, रस की गुणवत्ता आश्चर्यजनक रूप से स्थिर रही। चीनी की सांद्रता और अर्क की मिठास में कोई महत्वपूर्ण बदलाव नहीं हुआ, भले ही कटाई के लिए गन्ना बहुत कम था। यह बताता है कि जबकि सूखा पौधे को बड़ा होने से रोकता है, यह आवश्यक रूप से बनने वाली चीनी को खराब नहीं करता है। एक गुण अप्रत्याशित रूप से बदला: फाइबर सामग्री, जो डंठल का सख्त, लकड़ी जैसा हिस्सा है, सूखे के दौरान काफी कम हो गई, जो एक ऐसा निष्कर्ष है जो फसल के प्रसंस्करण को प्रभावित कर सकता है।
आठहत्तर अलग-अलग पौधों से प्राप्त जटिल डेटा को समझने के लिए, शोधकर्ताओं ने क्लोनों को रैंक करने के लिए एक परिष्कृत पद्धति का उपयोग किया। केवल एक माप देखने के बजाय, उन्होंने सूखे के प्रति सहनशीलता को मापने के सात अलग-अलग तरीकों को एक एकल स्कोर में संयोजित किया। इस दृष्टिकोण ने उन्हें यह देखने की अनुमति दी कि कौन से पौधे न केवल सूखे में जीवित रह रहे थे बल्कि अपनी उत्पादकता भी बनाए हुए थे। विश्लेषण से पता चला कि कोई भी एकल क्लोन हर स्थान पर पूर्ण विजेता नहीं था। इसके बजाय, अलग-अलग पौधों ने अलग-अलग वातावरण में उत्कृष्टता दिखाई। उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट हाइब्रिड उत्तरी शहर करनाल में सबसे अच्छा प्रदर्शन करता था, जबकि दूसरा दक्षिणी शहर पुणे में फला-फूला। इसने पुष्टि की कि सूखा सहिष्णुता एक 'वन-साइज़-फिट्स-ऑल' (एक ही नियम सबके लिए लागू) वाला गुण नहीं है; यह काफी हद तक स्थानीय जलवायु और मिट्टी की स्थितियों पर निर्भर करता है।
यद्यपि किसी सार्वभौमिक विजेता का अभाव था, अध्ययन ने दो क्लोनों की पहचान की जो विशेष रूप से आशाजनक थे। एक क्लोन, जिसे ISH 502 के रूप में जाना जाता है, उल्लेखनीय निरंतरता प्रदर्शित करता था, जो सभी चार स्थानों पर शीर्ष पांच में रहा। यह सुझाव देता है कि इसमें विभिन्न प्रकार के सूखे के तनाव के प्रति अनुकूलन की व्यापक क्षमता है। दूसरा क्लोन, ISH 512, एक "आदर्श" पौधे के सबसे करीब का मिलान पाया गया। इसने उच्च चीनी उपज के साथ असाधारण स्थिरता को जोड़ा, जिसका अर्थ है कि कठिन परिस्थितियों में भी इसने विश्वसनीय रूप से अच्छा प्रदर्शन किया। ये दोनों शीर्ष प्रदर्शन करने वाले क्लोन अपने जंगली पूर्वजों, विशेष रूप से Saccharum spontaneum या Erianthus arundinaceus से प्राप्त आनुवंशिक सामग्री वहन करते हैं। यह इस बात का पुख्ता प्रमाण प्रदान करता है कि जंगली रिश्तेदारों के आनुवंशिक भंडार का लाभ उठाना अधिक मजबूत गन्ना उगाने के लिए एक व्यवहार्य रणनीति है।
शोधकर्ताओं ने भविष्य के परीक्षणों के लिए कौन से वातावरण सबसे अच्छे थे, यह समझने के लिए परीक्षण स्थलों का भी मूल्यांकन किया। उन्होंने पाया कि सांकेश्वर स्थित स्थल मजबूत और कमजोर पौधों के बीच अंतर करने में सबसे प्रभावी था, जिससे यह सर्वोत्तम उम्मीदवारों की पहचान करने के लिए एक महत्वपूर्ण स्थान बन गया। इसके विपरीत, पुणे स्थित स्थल को औसत स्थितियों का सबसे प्रतिनिधि पाया गया, जिससे यह सामान्य अनुकूलन क्षमता के परीक्षण के लिए एक अच्छी जगह बन गया। अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि हालांकि जंगली पूर्वजों के विशिष्ट आनुवंशिक योगदान की और अधिक पुष्टि की आवश्यकता है, इन नए क्लोनों की फेनोटाइपिक सफलता एक स्पष्ट मार्ग प्रदान करती है। अपने कठोर जंगली चचेरे भाइयों के साथ खेती वाले गन्ने को क्रॉस कराकर, ब्रीडर्स ऐसी किस्में विकसित कर सकते हैं जो उच्च चीनी उत्पादन बनाए रखें, भले ही बारिश विफल हो जाए, जिससे इस महत्वपूर्ण फसल का भविष्य सुरक्षित हो सके।
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