A novel barley leaf rust resistance locus, distinct from Rph5 and Rph7, identified on barley chromosome 3HS

जौ एक प्रमुख फसल है जो लाखों लोगों का पेट भरती है, लेकिन इसकी कटाई लगातार एक सामान्य दुश्मन के घेरे में रहती है: लीफ रस्ट (पत्ती का जंग)। यह रोग, जो एक सूक्ष्म कवक (फंगस) के कारण होता है, पौधे की पत्तियों पर हमला करता है, पोषक तत्वों और पानी को चुरा लेता है, जिससे अनाज के उत्पादन की मात्रा और उसकी गुणवत्ता दोनों में महत्वपूर्ण नुकसान होता है। किसानों के लिए, यह खतरा वास्तविक और निरंतर है। इससे लड़ने के लिए, वैज्ञानिक पौधे की अपनी रक्षा प्रणाली की ओर देखते हैं। समय के साथ, ब्रीडर्स ने जौ के भीतर विशिष्ट जीन पाए हैं जो ढाल के रूप में कार्य करते हैं, जिससे कवक के स्थापित होने से पहले ही उसे रोक दिया जाता है। हालांकि, कवक चतुर है और तेजी से विकसित होता है, जिससे वह अक्सर इन मौजूदा ढालों को बायपास कर देता है। इसका अर्थ यह है कि प्रतिरोध के नए, अद्वितीय स्रोत खोजना आवश्यक है। यह केवल एक ढाल होने के बारे में नहीं है, बल्कि एक अलग प्रकार की ढाल होने के बारे में है जिसे कवक ने अभी तक तोड़ना नहीं सीखा है। इन आनुवंशिक रक्षा प्रणालियों में विविधता लाना यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि रासायनिक स्प्रे पर अत्यधिक निर्भर हुए बिना जौ के खेत उत्पादक बने रहें।

हाल ही में एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने मध्य पूर्व से एकत्र की गई जौ की छह विभिन्न किस्मों पर अपना ध्यान केंद्रित किया, जो फसल विविधता के समृद्ध इतिहास के लिए जाना जाने वाला क्षेत्र है। वे यह देखना चाहते थे कि क्या इन विशिष्ट पौधों के पास लीफ रस्ट कवक के विरुद्ध कोई नए रहस्य छिपे हैं। जब उन्होंने पौधों का परीक्षण किया, तो उन्होंने पाया कि सभी छह किस्में विकास के हर चरण में रोग का प्रतिरोध कर सकती हैं, जिसे 'ऑल-स्टेज रेजिस्टेंस' (सभी चरणों में प्रतिरोध) कहा जाता है। यह एक उत्साहजनक शुरुआत थी, लेकिन शोधकर्ताओं को इसके पीछे की आनुवंशिक मशीनरी को समझने की आवश्यकता थी। इन प्रतिरोधी पौधों का संवेदनशील पौधों के साथ संकरण (क्रॉसिंग) करके और उनकी संतान का अध्ययन करके, उन्होंने पाया कि प्रतिरोध दो अलग-अलग तरीकों से काम करता है। चार किस्मों में, सुरक्षा दो अलग-अलग जीनों के मिलकर काम करने के संयोजन से आती थी। अन्य दो किस्मों में, एक एकल जीन रक्षा के लिए जिम्मेदार था।

टीम ने इन दो किस्मों पर ध्यान केंद्रित किया ताकि यह सटीक रूप से पता लगाया जा सके कि ये सुरक्षात्मक जीन जौ के आनुवंशिक मानचित्र पर कहाँ स्थित हैं। AGG-137 नामक किस्म के लिए, उन्होंने स्थान को क्रोमोसोम 3HS पर एक विशिष्ट हिस्से तक सीमित कर दिया। जौ के जीनोम के एक विस्तृत संदर्भ मानचित्र का उपयोग करते हुए, उन्होंने पहचाना कि प्रतिरोध जीन एक क्षेत्र में स्थित है जो 3.62 से 9.83 मिलियन बेस पेयर्स तक फैला हुआ है। इस जीन को, जिसे उन्होंने अस्थायी रूप से RphAGG-137 नाम दिया, वास्तव में कुछ नया पाया गया। शोधकर्ताओं ने इसकी तुलना ज्ञात प्रतिरोध जीनों, विशेष रूप से Rph5 और Rph7 से की, जो उसी क्रोमोसोम पर पाए जाते हैं। उनके विश्लेषण ने पुष्टि की कि यह नया जीन दोनों से अलग है। दिलचस्प बात यह है कि आगे के परीक्षण से पता चला कि इस विशेष जौ की किस्म में वास्तव में दो रक्षा प्रणालियाँ हैं: नया खोजा गया जीन और एक पुराना, ज्ञात जीन जिसे Rph2 कहा जाता है। यह संयोजन सुरक्षा की एक मजबूत परत प्रदान करता है जो पहले देखी गई चीज़ों से अलग है।

दूसरी किस्म, AGG-72, एक अलग कहानी पेश करती है। इसका प्रतिरोध जीन, जिसे शोधकर्ताओं ने RphAGG-72 कहा, पूरी तरह से एक अलग क्रोमोसोम, क्रोमोसोम 4H पर स्थित था। उनके द्वारा पहचाना गया विशिष्ट क्षेत्र 554.68 से 577.32 मिलियन बेस पेयर्स तक फैला हुआ है। यह स्थान महत्वपूर्ण है क्योंकि यह दो अन्य प्रतिरोध जीनों, Rph21 और RphCas के ज्ञात स्थानों के साथ ओवरलैप (अतिव्याप्त) होता है, जिन्हें पहले अन्य जौ के प्रकारों में पहचाना गया था। डेटा बताता है कि AGG-72 में प्रतिरोध या तो इनमें से कोई एक ज्ञात जीन है या एक पूरी तरह से नया जीन है जो उसी पड़ोस में रहता है। शोधकर्ता अभी तक निश्चित रूप से यह निर्णय नहीं ले पाए हैं कि इनमें से कौन सी तीन संभावनाएँ सत्य हैं, लेकिन उन्होंने स्पष्ट रूप से उस क्षेत्र का मानचित्रण कर दिया है जहाँ उत्तर छिपा है। इन विशिष्ट स्थानों की पहचान करके और यह पुष्टि करके कि कम से कम एक जीन अद्वितीय है, यह अध्ययन प्लांट ब्रीडर्स को जौ की ऐसी किस्में विकसित करने के लिए नए लक्ष्य प्रदान करता है जो लीफ रस्ट के निरंतर बदलते खतरे का सामना कर सकें।