फलों के पकने को नियंत्रित करने की प्रणाली

वैज्ञानिकों ने स्पष्ट किया कि फल के स्वाद, रंगद्रव्य संचयन और फलों के शेल्फ-लाइफ जैसे पकने के लक्षणों में सुधार के लिए प्रभावी जैव-तकनीकी रणनीति विकसित करने के लिए पकने की प्रक्रिया को नियंत्रित करने की प्रणाली (ऐसी आणविक नियामक घटनाओं का उन्नत ज्ञान) की समझ अत्यंत महत्वपूर्ण है।

भारतीय वैज्ञानिकों ने एक ऐसी प्रणाली खोज निकाली है जो फलों, खास तौर पर टमाटर में पकने की प्रक्रिया को नियंत्रित करने में मदद कर सकती है। दिल्ली विश्वविद्यालय (डीयू) और हैदराबाद विश्वविद्यालय (यूओएच) के शोधकर्ताओं की एक टीम के अनुसार, यह प्रणाली को समझकर और एथिलीन जैवसंश्लेषण को रोककर संभव है।

मांसल फलों को पकाने में एथिलीन की भूमिका सर्वविदित है। वैज्ञानिकों ने बताया कि पकने की प्रक्रिया को नियंत्रित करने के तंत्र की समझ (ऐसी आणविक विनियामक घटनाओं का बेहतर ज्ञान) फलों के स्वाद, रंगद्रव्य संचय और फलों की शेल्फ-लाइफ़ जैसे पकने के लक्षणों को बेहतर बनाने के लिए प्रभावी जैव-तकनीकी रणनीतियाँ विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

लंबे समय तक फल रखने की क्षमता वाली किस्में परिवहन और भंडारण के दौरान कटाई के बाद फलों और सब्जियों के नुकसान को कम कर सकती हैं। ऐसी बेहतर किस्मों से किसानों को उनके निवेश पर लाभ (आरओआई) और उपभोक्ताओं को ताज़े और गुणवत्तापूर्ण कृषि उत्पादों के लिए भी लाभ होगा।

पकने में एथिलीन की अनिवार्य प्रकृति के कारण, टमाटर जैसे मांसल फलों में इसके जैव-संश्लेषण और संकेत मार्गों का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है। हालाँकि, एथिलीन-प्रेरित पकने के कार्यक्रम को नियंत्रित करने वाले आनुवंशिक विनियामक तंत्र की पूरी समझ अभी भी पूरी तरह से समझी जानी बाकी है। यहीं पर शोधकर्ताओं ने अपने काम पर ध्यान केंद्रित किया है।

नया शोध अध्ययन

हैदराबाद विश्वविद्यालय के डॉ. राहुल कुमार और दिल्ली विश्वविद्यालय के प्रो. अरुण के. शर्मा के नेतृत्व में पादप वैज्ञानिकों की एक टीम ने संयुक्त रूप से एक सहयोगात्मक अनुसंधान में एक संरक्षित तंत्र की पहचान की है जो एथिलीन जैवसंश्लेषण को बाधित करके टमाटर के फल के पकने को नियंत्रित करता है।

टीम ने पाया कि कई गैर-पकने वाले उत्परिवर्ती पौधे जो सामान्य रूप से नहीं पकते हैं, उनमें मिथाइलग्लॉक्सल (एमजी) का उच्च स्तर जमा हो जाता है, जो एक विषैला यौगिक है जो श्वसन और प्रकाश संश्लेषण जैसी कई कोशिकीय प्रक्रियाओं के उपोत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है।

यह एमजी जानवरों और पौधों दोनों में प्रोटीन के कार्य में हस्तक्षेप करने के लिए जाना जाता है, क्योंकि यह उन्हें गैर-एंजाइमिक रूप से ग्लाइकेट करता है। मुख्य एमजी विषहरण एंजाइम प्रणाली गैर-पकने वाले टमाटर म्यूटेंट में समझौता करने वाली पाई गई।

इसके बाद टीम ने पकने से संबंधित ग्लायोक्सालेस एंजाइम (SlGLYI4) में से एक की अति-अभिव्यक्ति और जीन-मौन रेखाओं को विकसित किया तथा दिखाया कि इस जीन को शांत करने से पकने के चरणों में एमजी का अत्यधिक संचयन हुआ।

इसने खामोश लाइनों में फलों के पकने को बाधित किया और इन फलों ने गैर-पकने वाले म्यूटेंट के पकने के फेनोटाइप को फेनोकॉपी किया। आगे की जांच से पता चला कि एमजी संभवतः एथिलीन बायोसिंथेसिस मार्ग के मेथियोनीन सिंथेस (एमएस) और एस-एडेनोसिल मेथियोनीन सिंथेस (एसएएमएस) जैसे प्रमुख एंजाइमों को ग्लाइकेट करता है और रोकता है, जिससे अप्रत्यक्ष रूप से फलों के रंगद्रव्य और कोशिका चयापचय पर असर पड़ता है।

कई गैर-पकने वाले या बाधित-पकने वाले टमाटर उत्परिवर्ती फलों में एमजी का अत्यधिक संचयन बताता है कि सामान्य पकने के कार्यक्रम के लिए कड़ाई से विनियमित एमजी विषहरण प्रक्रिया महत्वपूर्ण है। कुल मिलाकर, अध्ययन ने फल पकने के कार्यक्रम को विनियमित करने वाले एक नए तंत्र की सूचना दी और मांसल फलों में पकने के लक्षणों को बेहतर बनाने के लिए अन्य फल प्रजातियों में SlGLYI4 और इसके समरूपों को संभावित उम्मीदवारों के रूप में पेश किया।

शोध निष्कर्षों की नवीनता और महत्व के कारण, इस कार्य का शीर्षक है “मिथाइलग्लॉक्सल का बढ़ा हुआ स्तर एथिलीन जैवसंश्लेषण को रोककर टमाटर के फल को पकने से रोकता है” (DOI: https://doi.org/10.1093/plphys/kiad142) हाल ही में प्लांट फिजियोलॉजी में प्रकाशित हुआ है, जो कि अमेरिकन सोसायटी ऑफ प्लांट बायोलॉजिस्ट्स, यूएसए द्वारा प्रकाशित शीर्ष वैज्ञानिक पत्रिकाओं में से एक है।

शोध में टीम के सदस्य हैं: दिल्ली विश्वविद्यालय से प्रिया गंभीर, विजेंद्र सिंह, उत्कर्ष रघुवंशी, अद्वैत परिदा, श्वेता शर्मा और पेओफ अरुण के शर्मा। प्रोफेसर सुधीर के. सोपोरी, इंटरनेशनल सेंटर फॉर जेनेटिक इंजीनियरिंग एंड बायोटेक्नोलॉजी, नई दिल्ली और स्तुति कुजूर और डॉ. राहुल कुमार, यूओएच।

(एम सोमशेखर हैदराबाद स्थित एक स्वतंत्र पत्रकार हैं, जो विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी, कृषि, व्यापार और स्टार्ट-अप में विशेषज्ञता रखते हैं।)