ऐसा कहा जाता है कि दुनिया के कृषि उत्पादन का 10 से 15% नुकसान बीमारियों के कारण होता है। और चूंकि इस पौधे की बीमारी का 70-80% फिलामेंटस कवक के कारण होता है, इसलिए दुनिया की आबादी को प्रभावी ढंग से खिलाने के लिए फिलामेंटस कवक से फसलों की रक्षा करना एक महत्वपूर्ण मुद्दा है। रोगजनक कवक के लिए पौधों को संक्रमित करने के लिए, उन्हें पौधे की एपिडर्मल कोशिकाओं को तोड़ना चाहिए और आंतरिक पर आक्रमण करना चाहिए। दूसरे शब्दों में, पादप एपिडर्मल कोशिकाएं पर्यावरण में रोगजनक कवक के हमले को रोकने के लिए पहली बाधा के रूप में कार्य करती हैं। तो एपिडर्मल कोशिकाओं के किस प्रकार के रक्षा कार्य होते हैं?
दिलचस्प बात यह है कि यह ज्ञात था कि पौधों के एपिडर्मिस में छोटे क्लोरोप्लास्ट होते हैं जो प्रकाश संश्लेषण में शामिल नहीं होते हैं। हालाँकि, यह स्पष्ट नहीं था कि इसका क्या कार्य था। पौधों के बाह्यत्वचा में छोटे-छोटे क्लोरोप्लास्ट क्यों होते हैं जो प्रकाश संश्लेषण में अधिक योगदान नहीं देते हैं?
कृषि संकाय, शिंशु विश्वविद्यालय के सहायक प्रोफेसर हिरोकी इरिडा और क्योटो विश्वविद्यालय के ग्रेजुएट स्कूल ऑफ एग्रीकल्चर के प्रोफेसर योशिताका ताकानो ने पाया कि पौधों के एपिडर्मिस में छोटे क्लोरोप्लास्ट फंगल रोगजनकों के प्रवेश को नियंत्रित करते हैं। दोनों ने पाया कि छोटे क्लोरोप्लास्ट कवक के हमले के जवाब में कोशिका के अंदर नाटकीय रूप से सतह की परत तक चले जाते हैं और इस तरह की रक्षा प्रतिक्रिया में शामिल होते हैं।
इस अध्ययन में, दोनों ने पहले जांच की कि एपिडर्मल क्लोरोप्लास्ट किस तरह के रोगजनक कवक का जवाब देते हैं। नतीजतन, उन्होंने पाया कि कई रोगजनक फिलामेंटस कवक एपिडर्मल क्लोरोप्लास्ट के सतही प्रवास का कारण बनते हैं। दिलचस्प बात यह है कि यह भी पाया गया कि ये रोगजनक फिलामेंटस कवक तथाकथित 'गैर-अनुकूलित' थे और उन्हें एपिडर्मल कोशिकाओं पर आक्रमण करने से रोक दिया गया था। दूसरी ओर, अनुकूलित रोगजनक कवक के पौधों में एपिडर्मिस पर आक्रमण करने की अधिक संभावना होती है जिसमें एपिडर्मल क्लोरोप्लास्ट ने सतह परत पर पलायन करना बंद कर दिया है।
इसके बाद, वे एपिडर्मल क्लोरोप्लास्ट के सतही प्रवास में शामिल पादप प्रोटीनों को खोजने में सफल रहे। जब इस प्रोटीन का अधिक उत्पादन करने वाला एक पौधा जीन स्थानांतरण परिचय द्वारा बनाया गया था, तो एपिडर्मल क्लोरोप्लास्ट रोगजनक फिलामेंटस कवक के खिलाफ सतह परत पर नहीं गए। इस ट्रांसजेनिक पौधे में रोगजनक फिलामेंटस कवक के एपिडर्मल आक्रमण के प्रति प्रतिरोधक क्षमता कम हो जाती है। यह भी पाया गया कि रोगजनक कवक उन पौधों में एपिडर्मिस पर आक्रमण करने की अधिक संभावना रखते हैं जिनमें एपिडर्मल क्लोरोप्लास्ट ने सतह परत पर पलायन करना बंद कर दिया है। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि एपिडर्मल क्लोरोप्लास्ट का सतह परत पर प्रवासन रक्षा प्रतिक्रिया में शामिल है जो रोगजनक कवक के आक्रमण को रोकता है।
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