फल पकने का तरीका: जीन की भूमिका

हैदराबाद विश्वविद्यालय के डॉ. राहुल कुमार और दिल्ली विश्वविद्यालय (डीयू) के प्रो. अरुण के शर्मा के नेतृत्व में संयुक्त रूप से किए गए पादप वैज्ञानिकों के एक दल ने टमाटर में फल पकने के लक्षणों के नियमन में इसकी भूमिका के लिए एक अभी तक वर्णित नहीं किए गए पकने से प्रेरित ईआरएफ जीन, SlERF.D7 की विशेषता बताई है। टीम ने SlERF.D7 की ओवरएक्सप्रेशन और जीन-साइलेंस्ड दोनों लाइनें विकसित की हैं।

हममें से ज़्यादातर लोग चाहते हैं कि हमारी खाने की मेज़ पर रखी सब्ज़ियाँ या फल ताज़े, रंगीन और सेहतमंद दिखें। अक्सर, व्यंजनों/खाद्य पदार्थों के विज्ञापन इन खूबियों की वजह से मुंह में पानी लाने वाले लगते हैं।

लेकिन कोई यह कैसे सुनिश्चित कर सकता है कि सब्ज़ियाँ ताज़ी और स्वादिष्ट हों या फल पके हुए और सही रंग के हों? किसान खेतों में अपना सर्वश्रेष्ठ प्रयास करते हैं। अब, वैज्ञानिक उपभोक्ताओं की अपेक्षाओं को पूरा करने के लिए आनुवंशिकी के अपने ज्ञान का उपयोग कर रहे हैं।

अब यह बात पूरी तरह स्थापित हो चुकी है कि पौधों के बढ़ने, फूलने और फल लगने की प्रक्रिया के दौरान कई गुण देने में जीन की अहम भूमिका होती है। सही जीन यह भी सुनिश्चित करते हैं कि पौधे की किस्म अधिक उपज दे, और कीटों के प्रति प्रतिरोधी हो और सूखे आदि के प्रति सहनशील हो।

अब, यदि आप चाहते हैं कि फल अच्छी तरह से पकें, तथा उनका स्वाद और रंग अच्छा हो, तो आपको बस इसके लिए जिम्मेदार जीनों की अच्छी समझ होनी चाहिए, तथा उन्हें प्राप्त करने के लिए जैव-प्रौद्योगिकी विधियों का विकास करना होगा।

हैदराबाद विश्वविद्यालय (यूओएच) और दिल्ली विश्वविद्यालय (डीयू) के शोधकर्ताओं ने उन जीनों और क्रियाविधि की पहचान की है, जो टमाटर के मामले में सही प्रकार से पकने वाले फलों के उत्पादन और लंबे समय तक सुरक्षित रखने में सहायक हो सकते हैं।

पृष्ठभूमि

मांसल फलों को पकाने में एथिलीन की भूमिका सर्वविदित है। पकने में एथिलीन की अनिवार्य प्रकृति के कारण, टमाटर जैसे मांसल फलों में इसके जैवसंश्लेषण और संकेत मार्गों का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है।

कई पकने से प्रेरित एथिलीन प्रतिक्रिया कारक (ERF) जीन, एथिलीन-संकेत मार्ग के सबसे निचले नियामक, मांसल फलों में फल-पकने के कार्यक्रम के प्रमुख नियामकों के रूप में पहचाने गए हैं। हालाँकि, एथिलीन-प्रेरित पकने के कार्यक्रम में अंतर्निहित आनुवंशिक विनियामक तंत्र की पूरी समझ अभी भी पूरी तरह से समझी जानी बाकी है।

वैज्ञानिक फलों के स्वाद, रंग-द्रव्य संचयन और फलों के शेल्फ-लाइफ जैसे पकने के गुणों में सुधार के लिए प्रभावी जैव-प्रौद्योगिकीय रणनीति विकसित करने हेतु आणविक नियामक घटनाओं को समझने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।

लंबे समय तक फल रखने की क्षमता वाली पौधों की किस्मों से परिवहन और भंडारण के दौरान फलों और सब्जियों की कटाई के बाद होने वाली हानि को कम किया जा सकता है। ऐसी बेहतर किस्मों से किसानों को निवेश पर बेहतर रिटर्न मिलने के साथ-साथ उपभोक्ताओं को ताजा और गुणवत्तापूर्ण कृषि उत्पाद मिलने में भी लाभ होगा।

नये निष्कर्ष

सहयोगी अनुसंधान में, हैदराबाद विश्वविद्यालय के डॉ. राहुल कुमार और डीयू के प्रोफेसर अरुण के शर्मा के नेतृत्व में पादप वैज्ञानिकों की एक टीम ने टमाटर में फल पकने के लक्षणों के नियमन में इसकी भूमिका के लिए, अभी तक वर्णित नहीं किए गए पकने से प्रेरित ईआरएफ जीन, SlERF.D7 की विशेषता बताई है।

टीम ने SlERF.D7 की ओवरएक्सप्रेशन और जीन-साइलेंस्ड दोनों ही लाइनें विकसित कीं। SlERF.D7 ओवरएक्सप्रेशन वाली ट्रांसजेनिक लाइनों ने अधिक तीव्र लाल फल पैदा किए और जंगली-प्रकार के नियंत्रणों की तुलना में अधिक लाइकोपीन स्तर जमा किया। इसके विपरीत, SlERF.D7 RNAi-साइलेंस्ड फलों ने अपने समान आयु वाले जंगली-प्रकार के नियंत्रणों की तुलना में कम वर्णक संचय दिखाया, लेकिन दृढ़ता में वृद्धि हुई।

इसे प्रदर्शित करने के बाद, शोधकर्ताओं ने SlERF.D7 क्रिया के अंतर्निहित विनियामक तंत्र की जांच की। कुल मिलाकर, इस अध्ययन ने टमाटर के फलों के पकने के आणविक विनियमन पर नया ज्ञान उत्पन्न किया और मांसल फलों में पकने के लक्षणों को बेहतर बनाने के लिए प्रजनन रणनीतियों को विकसित करने में मदद करने का वादा किया।

डीयू की प्रिया गंभीर और उनके सहयोगियों विजेंद्र सिंह, अद्वैत परिदा, उत्कर्ष रघुवंशी और अरुण कुमार शर्मा तथा यूओएच के प्रोफेसर राहुल कुमार द्वारा संयुक्त रूप से किया गया शोध अध्ययन सितंबर 2022 में प्लांट फिजियोलॉजी में प्रकाशित हुआ है, जो कि अमेरिकन सोसाइटी ऑफ प्लांट बायोलॉजिस्ट्स, यूएसए द्वारा प्रकाशित वैज्ञानिक पत्रिका है।

हैदराबाद विश्वविद्यालय में सुविधाएं

विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय के जैव प्रौद्योगिकी विभाग ने हैदराबाद विश्वविद्यालय में टमाटर जीनोमिक्स संसाधन (आरटीजीआर) के भंडार के लिए “प्लांट मेटाबोलोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के लिए अनुसंधान और सेवा सुविधाएं” नामक परियोजना के लिए 2021-25 की अवधि के लिए 6.18 करोड़ रुपये मंजूर किए हैं।

आरटीजीआर की स्थापना 2010 में टमाटर के जीनोमिक्स, प्रोटिओमिक्स और मेटाबोलोमिक्स के अग्रणी क्षेत्रों में उन्नत वैज्ञानिक अनुसंधान करने के लिए की गई थी। आरटीजीआर में अनुसंधान और सेवा यूओएच और अन्य शैक्षणिक संस्थानों, उद्योग, बीज कंपनियों आदि को शुल्क के आधार पर सेवा प्रदान करेगी।

आरटीजीआर वार्षिक व्यावहारिक प्रशिक्षण कार्यशालाओं का आयोजन करके उपयोगकर्ताओं को मेटाबोलोमिक और प्रोटिओमिक डेटा विश्लेषण को समझने और निष्पादित करने के लिए प्रशिक्षित करेगा। आरटीजीआर में एसोसिएट प्रोफेसर डॉ वाई श्रीलक्ष्मी इस परियोजना का समन्वय करेंगी। यह फसलों में रोग प्रतिरोधक क्षमता और पोषण जैसे जटिल लक्षणों के अंतर्निहित चयापचय मार्गों और प्रोटीन के विनियमन पर राष्ट्रीय स्तर पर आगे अनुसंधान करेगा।

(लेखक एक स्वतंत्र पत्रकार हैं, जो विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी, कृषि, व्यापार और स्टार्ट-अप में विशेषज्ञ हैं तथा हैदराबाद में रहते हैं।)