मकई के खेत में जमीन के नीचे क्या होता है, इसे नजरअंदाज करना आसान है, लेकिन मकई की जड़ की वास्तुकला पानी और पोषक तत्वों के अधिग्रहण में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है, जिससे सूखा सहिष्णुता, जल उपयोग दक्षता और स्थिरता प्रभावित होती है। यदि प्रजनक मकई की जड़ों को एक तेज कोण पर बढ़ने के लिए प्रोत्साहित कर सकते हैं, तो फसल संभावित रूप से मिट्टी में महत्वपूर्ण संसाधनों तक पहुंच सकती है।
उस लक्ष्य की ओर पहला कदम गुरुत्वाकर्षण में शामिल जीनों को सीखना है, गुरुत्वाकर्षण के जवाब में जड़ वृद्धि। में प्रकाशित एक नए अध्ययन में नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही, विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक, इलिनोइस विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के सहयोग से। मकई में ऐसे चार जीनों की पहचान करें और मॉडल प्लांट अरेबिडोप्सिस।
जब एक अंकुरित बीज को अपनी तरफ घुमाया जाता है, तो कुछ जड़ें गुरुत्वाकर्षण की ओर अचानक, खड़ी हो जाती हैं, जबकि अन्य एक अंश को अधिक धीरे-धीरे घुमाती हैं। शोधकर्ताओं ने हजारों रोपों में जड़ गुरुत्वाकर्षण में सूक्ष्म अंतर का निरीक्षण करने के लिए मशीन दृष्टि विधियों का उपयोग किया और उस डेटा को प्रत्येक अंकुर के लिए आनुवंशिक जानकारी के साथ जोड़ा। परिणाम ने जीनोम में गुरुत्वाकर्षण जीन की संभावित स्थिति को मैप किया।
नक्शा शोधकर्ताओं को जीनोम में सही पड़ोस में मिला - कुछ सौ जीनों के क्षेत्र - लेकिन वे अभी भी गुरुत्वाकर्षण के लिए विशिष्ट जीन की पहचान करने से एक लंबा रास्ता तय कर रहे थे। सौभाग्य से, उनके पास एक उपकरण था जो मदद कर सकता था।
"चूंकि हमने पहले दूर से संबंधित अरबिडोप्सिस संयंत्र के साथ एक ही प्रयोग किया था, हम दोनों प्रजातियों में जीनोम के प्रासंगिक क्षेत्रों के भीतर जीन का मिलान करने में सक्षम थे। अनुवर्ती परीक्षणों ने चार जीनों की पहचान को सत्यापित किया जो रूट ग्रेविट्रोपिज्म को संशोधित करते हैं। नई जानकारी हमें यह समझने में मदद कर सकती है कि गुरुत्वाकर्षण रूट सिस्टम आर्किटेक्चर को कैसे आकार देता है, ”एडगर स्पाल्डिंग, विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय में वनस्पति विज्ञान विभाग में प्रोफेसर और अध्ययन के प्रमुख लेखक कहते हैं।
मैट हडसन, इलिनोइस विश्वविद्यालय में फसल विज्ञान विभाग में प्रोफेसर और अध्ययन सह-लेखक, कहते हैं, "हमने मक्का में एक कम शोधित विशेषता को देखा जो कई कारणों से महत्वपूर्ण है, खासकर जलवायु परिवर्तन के संदर्भ में . और हमने इसे पौधों के बीच विकासवादी मतभेदों को हमारे पक्ष में काम करके किया।
मकई और अरबिडोप्सिस, एक छोटी सरसों के रिश्तेदार, जिसे पौधे जीवविज्ञानी द्वारा विस्तृत रूप से वर्णित किया गया है, विकासवादी इतिहास में लगभग 150 मिलियन वर्ष अलग हुआ। हडसन बताते हैं कि हालांकि दोनों प्रजातियां बुनियादी पौधों के कार्यों को साझा करती हैं, लेकिन उन्हें नियंत्रित करने वाले जीन समय के साथ जीनोम के भीतर गड़बड़ हो गए हैं। यह सामान्य जीन को कम करने के लिए एक अच्छी बात है।
निकट से संबंधित प्रजातियों में, जीन जीनोम (जैसे, ABCDEF) में लगभग उसी क्रम में पंक्तिबद्ध होते हैं। हालांकि एक ही जीन दूर से संबंधित प्रजातियों में मौजूद हो सकता है, क्षेत्र में जीन का क्रम मेल नहीं खाता है (उदाहरण के लिए, यूजीआरबीजेड)। शोधकर्ताओं ने पहचान की कि प्रत्येक जीनोम में कहां देखना है, अन्यथा बेमेल जीन अनुक्रमों ने सामान्य जीन (इस मामले में बी) को पॉप आउट कर दिया।
हडसन कहते हैं, "मैंने सोचा था कि यह बहुत अच्छा था कि हम उन जीनों की पहचान कर सकते हैं जिन्हें हम अन्यथा नहीं पाते हैं, अन्यथा केवल असंबंधित पौधों की प्रजातियों में जीनोमिक अंतराल की तुलना करके।" "हमें पूरा विश्वास था कि जब वे इस विश्लेषण से बाहर निकले तो वे सही जीन थे, लेकिन स्पैल्डिंग के समूह ने सात या आठ साल और ठोस जैविक डेटा प्राप्त करने में बिताया, यह सत्यापित करने के लिए कि वे वास्तव में गुरुत्वाकर्षण में भूमिका निभाते हैं। ऐसा करने के बाद, मुझे लगता है कि हमने पूरे दृष्टिकोण को मान्य कर दिया है ताकि भविष्य में, आप इस पद्धति का उपयोग कई अलग-अलग फेनोटाइप के लिए कर सकें।"
स्पैल्डिंग नोट विधि शायद विशेष रूप से सफल रही क्योंकि सटीक माप एक सामान्य वातावरण में किए गए थे।
"अक्सर, मक्का शोधकर्ता एक क्षेत्र में अपनी रुचि के लक्षणों को मापेंगे, जबकि अरबिडोप्सिस शोधकर्ता अपने पौधों को विकास कक्षों में बढ़ाते हैं," वे कहते हैं। "हमने अत्यधिक नियंत्रित तरीके से रूट ग्रेविट्रोपिज्म फेनोटाइप को मापा। ये बीज एक पेट्री प्लेट पर उगाए गए थे, और परख कुछ ही घंटों तक चली, जैसा कि उन लक्षणों के विपरीत है जिन्हें आप वास्तविक दुनिया में माप सकते हैं जो सभी प्रकार की परिवर्तनशीलता के लिए खुले हैं। ”
यहां तक कि जब लक्षणों को एक सामान्य वातावरण में मापा जा सकता है, तो सभी लक्षण इस पद्धति के लिए अच्छे उम्मीदवार नहीं बनाते हैं। शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि प्रश्न में लक्षण मूल पौधे के कार्य के लिए मौलिक होना चाहिए, यह सुनिश्चित करना कि वही प्राचीन जीन असंबंधित प्रजातियों में मौजूद हैं।
"ग्रैविट्रोपिज्म इस दृष्टिकोण के माध्यम से अध्ययन करने के लिए विशेष रूप से उत्तरदायी हो सकता है क्योंकि यह भूमि के सफल उपनिवेशीकरण के बाद शूटिंग और जड़ों की मूल विशेषज्ञता के लिए महत्वपूर्ण होता, " स्पाल्डिंग कहते हैं।
हडसन ने नोट किया कि गुरुत्वाकर्षण एक अलग परिदृश्य के उपनिवेशीकरण के लिए भी महत्वपूर्ण होगा।
"नासा अन्य ग्रहों या अंतरिक्ष में फसल उगाने में रुचि रखता है और उन्हें यह जानने की जरूरत है कि ऐसा करने के लिए आपको क्या करना होगा," वे कहते हैं। "पौधे गुरुत्वाकर्षण के बिना बहुत ही विघटित होते हैं।"
लेख, "गुरुत्वाकर्षण में प्राकृतिक भिन्नता को प्रभावित करने वाले जीन की पहचान करने के लिए मक्का और अरबिडोप्सिस क्यूटीएल के भीतर लीवरेजिंग ऑर्थोलॉजी," में प्रकाशित हुआ है नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की कार्यवाही [डीओआई: 10.1073/पीएनएस.2212199119]। शोध को राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
फसल विज्ञान विभाग इलिनॉइस अर्बाना-शैंपेन विश्वविद्यालय में कृषि, उपभोक्ता और पर्यावरण विज्ञान महाविद्यालय में है।
एक स्रोत: https://www.sciencedaily.com