Identification of atoxigenic Aspergillus flavus from stored grains in controlling aflatoxin contamination in maize
यह अध्ययन बांग्लादेश में मक्का से प्राप्त एटोक्सिजेनिक (atoxigenic) *एस्परगिलस फ्लेवस* (Aspergillus flavus) आइसोलेट्स की पहचान और मूल्यांकन करता है, जो यह प्रदर्शित करता है कि हालांकि अधिकांश आइसोलेट्स *इन विट्रो* (in vitro) और *इन प्लांट* (in planta) दोनों स्थितियों में एफ्लाटॉक्सिन संदूषण को महत्वपूर्ण रूप से कम करते हैं, फिर भी जीन की उपस्थिति और टॉक्सिन उत्पादन के बीच देखी गई विसंगतियों के कारण जैव-नियंत्रण उत्पाद विकास के लिए उनकी उपयुक्तता की पुष्टि करने हेतु आगे के आनुवंशिक लक्षण वर्णन की आवश्यकता है।
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मक्का, वह सुनहरा अनाज जो अरबों लोगों का पेट भरता है और पशुधन को ईंधन देता है, एक शांत, अदृश्य दुश्मन का सामना कर रहा है। संग्रहीत मक्के के दानों के भीतर 'एफ्लाटॉक्सिन' नामक जहरीले पदार्थों का एक परिवार छिपा होता है। ये टॉक्सिन्स पौधे द्वारा स्वयं नहीं बनाए जाते, बल्कि एस्परजिलस फ्लेवस (Aspergillus flavus) नामक एक सूक्ष्म कवक (फंगस) द्वारा स्रावित किए जाते हैं। जब यह कवक अनाज को संक्रमित करता है, तो यह इन रसायनों का उत्पादन करता है, जो इतने खतरनाक हैं कि इनकी बहुत कम मात्रा भी मनुष्यों और जानवरों में गंभीर बीमारी और कैंसर का कारण बन सकती है। चूंकि ये टॉक्सिन्स रंगहीन और गंधहीन होते हैं, इसलिए विशेष उपकरणों के बिना इनका पता लगाना असंभव है, जो दूषित मक्के को दुनिया भर में खाद्य आपूर्ति में एक छिपे हुए खतरे के रूप में खड़ा करता है। दशकों से, वैज्ञानिक इस कवक को अपना जहर बनाने से रोकने का एक तरीका खोजने की कोशिश कर रहे हैं, एक ऐसा समाधान जो सुरक्षित, प्राकृतिक और प्रभावी हो।
हाल ही में एक अध्ययन में, बांग्लादेश कृषि विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने इस खतरे के खिलाफ एक प्राकृतिक रक्षा खोजने के लिए प्रयास किया। उन्होंने कवक के एक विशिष्ट प्रकार की ओर अपना ध्यान केंद्रित किया जो, हालांकि दिखने और व्यवहार करने में खतरनाक प्रकार जैसा ही है, लेकिन जहर बनाने की क्षमता खो चुका है। इन्हें 'एटॉक्सिजेनिक स्ट्रेन' (atoxigenic strains) कहा जाता है। विचार सरल लेकिन शक्तिशाली है: यदि आप इन हानिरहित स्ट्रेन को मक्के के खेत में पेश करते हैं, तो वे खतरनाक, जहर बनाने वाले स्ट्रेन को बाहर निकाल सकते हैं, जिससे प्रभावी रूप से जहर के उत्पादन को अनाज तक पहुँचने से पहले ही रोका जा सकता है। टीम ने बांग्लादेश के पंद्रह अलग-अलग मक्का उत्पादक क्षेत्रों से नमूने एकत्र किए, और इन कवक के मूल, हानिरहित संस्करणों की तलाश की। उन्होंने पैंतालीस अलग-अलग स्ट्रेन को अलग किया और यह देखने के लिए उन पर कठोर परीक्षण किए कि क्या वे वास्तव में फसल के लिए एक ढाल के रूप में कार्य कर सकते हैं।
वैज्ञानिकों को पहले यह सुनिश्चित करना था कि वे वास्तव में किस चीज़ से निपट रहे हैं। कवक के जेनेटिक कोड को पढ़ने की एक विधि का उपयोग करके, उन्होंने सत्यापित किया कि सभी पैंतालीस नमूने वास्तव में एस्परजिलस फ्लेवस थे। फिर, उन्होंने उन विशिष्ट आनुवंशिक निर्देशों की खोज की जो कवक को एफ्लाटॉक्सिन बनाने की अनुमति देते हैं। उन्होंने पाया कि तैंतीस आइसोलेट्स (isolates) में ये निर्देश पूरी तरह से अनुपस्थित थे, जिससे पुष्टि हुई कि वे हानिरक्षित हैं। हालांकि, ग्यारह आइसोलेट्स में अभी भी कुछ आनुवंशिक निर्देश मौजूद थे, जिससे संकेत मिलता था कि वे टॉक्सिन बनाने में सक्षम हो सकते हैं। यह प्रारंभिक आनुवंशिक स्क्रीनिंग केवल शुरुआत थी; असली परीक्षण यह देखना था कि ये स्ट्रेन वास्तव में मक्के के संपर्क में आने पर कैसा व्यवहार करते हैं।
शोधकर्ताओं ने दो प्रकार के प्रयोग किए। सबसे पहले, उन्होंने एक नियंत्रित प्रयोगशाला सेटिंग में मक्के के दानों पर इन कवक स्ट्रेन को रखा। यहाँ, उन्होंने परिणामों का एक आश्चर्यजनक मिश्रण देखा। कुछ स्ट्रेन, जिन्हें आनुवंशिक रूप से हानिरहित पुष्टि किया गया था, उन्होंने उल्लेखनीय काम किया, अनाज में टॉक्सिन की मात्रा को नब्बे प्रतिशत तक कम कर दिया। अन्य कम प्रभावी थे। सबसे महत्वपूर्ण बात यह थी कि कुछ स्ट्रेन, जिन्हें आनुवंशिक रूप से हानिरहित पुष्टि किया गया था, वास्तव में टॉक्सिन के स्तर को थोड़ा बढ़ा दिया, जबकि कुछ स्ट्रेन जिनमें जहर बनाने के आनुवंशिक निर्देश मौजूद थे, उन्होंने आश्चर्यजनक रूप से टॉक्सिन के स्तर को कम कर दिया। इससे पता चला कि केवल जीन को देखना वास्तविक दुनिया के परिदृश्य में कवक के व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए पर्याप्त नहीं था।
टीम ने अधिक वास्तविक सेटिंग में अपना अनुसंधान आगे बढ़ाया, जहाँ गमलों में मक्का उगाया गया और विकसित होते भुट्टों को कवक स्ट्रेन के साथ इनोक्युलेट (inoculate) किया गया। इस वातावरण में, परिणाम कहीं अधिक सुसंगत और उत्साहजनक थे। लगभग हर स्ट्रेन ने, चाहे उन्हें आनुवंशिक रूप से हानिरहित पुष्टि की गई हो या नहीं, मक्के में एफ्लाटॉक्सिन की मात्रा को काफी कम कर दिया। उन्नीस आइसोलेट्स ने टॉक्सिन के स्तर को नब्बे प्रतिशत से अधिक कम किया, और बीस अन्य ने उन्हें अस्सी प्रतिशत से अधिक कम किया। यहाँ तक कि वे स्ट्रेन भी, जिन्होंने लैब में खराब प्रदर्शन किया था, या जिनमें जहर बनाने की आनुवंशिक क्षमता थी, जीवित पौधे पर काम करते समय टॉक्सिन को रोकने में अत्यधिक प्रभावी साबित हुए। एक विशेष स्ट्रेन ने, जिसने लैब में टॉक्सिन के स्तर को बढ़ाया था, खेत में इसे नब्बे प्रतिशत से अधिक कम कर दिया।
ये निष्कर्ष बताते हैं कि बांग्लादेश में पाए जाने वाले कवक के मूल स्ट्रेन जैविक नियंत्रण उत्पाद के लिए मजबूत उम्मीदवार हैं। यह अध्ययन इस बात पर प्रकाश डालता है कि पर्यावरण एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है; पेट्री डिश में जो होता है वह हमेशा बढ़ते हुए पौधे पर होने वाली घटना की भविष्यवाणी नहीं करता है। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि हालांकि जेनेटिक टेस्ट एक उपयोगी शुरुआती बिंदु हैं, लेकिन वे अंतिम शब्द नहीं हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि कोई स्ट्रेन व्यापक उपयोग के लिए सुरक्षित और प्रभावी है, और अधिक विश्लेषण की आवश्यकता है ताकि यह समझा जा सके कि ये कवक अनाज के साथ वास्तव में कैसे अंतःक्रिया करते हैं और लैब बनाम फील्ड में वे अलग-अलग व्यवहार क्यों करते हैं। यह कार्य पुष्टि करता है कि प्रकृति ने पहले से ही एक संभावित समाधान प्रदान किया है, लेकिन इसकी पूर्ण क्षमता को अनलॉक करने के लिए कवक, पौधे और मिट्टी के बीच के जटिल संबंध की गहरी समझ की आवश्यकता है।
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