गन्ने का जटिल आनुवंशिक कोड जाना गया

कृषि जगत में जेनेटिक विज्ञान से एक और उपलब्धि हासिल

• कई चरणों में यह काम पूरा हुआ

• गन्ने की फसल पर जानकारी मिली

• भविष्य में उत्पादन बढ़ाने में भी मददगार

राष्ट्रीय खबर

रांचीः शक्कर का इस्तेमाल सिर्फ मिठास में ही नहीं होता है। इसके कई वैज्ञानिक और चिकित्सीय उपयोग भी हैं। इसी क्रम में आज के दिन आधुनिक हाईब्रिड गन्ना धरती पर सबसे अधिक काटी जाने वाली फसलों में से एक है, जिसका उपयोग चीनी, गुड़, बायोएथेनॉल और जैव-आधारित सामग्री सहित उत्पाद बनाने के लिए किया जाता है।

अब तक, गन्ने की जटिल आनुवंशिकी ने इसे पूर्ण और अत्यधिक सटीक जीनोम के बिना अंतिम प्रमुख फसल बना दिया था। वैज्ञानिकों ने गन्ने के आनुवंशिक कोड का सफलतापूर्वक पता लगाने के लिए कई तकनीकों को विकसित और संयोजित किया है। उस मानचित्र के साथ, वे उस विशिष्ट स्थान को सत्यापित करने में सक्षम थे जो प्रभावशाली भूरा रतुआ रोग के प्रति प्रतिरोध प्रदान करता है, जो अनियंत्रित होने पर, चीनी की फसल को तबाह कर सकता है। अब चीनी उत्पादन में शामिल कई जीनों को बेहतर ढंग से समझने के लिए शोधकर्ता आनुवंशिक अनुक्रम का भी उपयोग कर सकते हैं।

यह शोध अमेरिकी ऊर्जा विभाग के संयुक्त जीनोम संस्थान (जेजीआई) में सामुदायिक विज्ञान कार्यक्रम के हिस्से के रूप में आयोजित किया गया था, जो लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी (बर्कले लैब) में विज्ञान उपयोगकर्ता सुविधा का एक डीओई कार्यालय है। अध्ययन आज नेचर जर्नल में प्रकाशित हुआ है, और जीनोम जेजीआई के प्लांट पोर्टल, फाइटोज़ोम के माध्यम से उपलब्ध है।

जेजीआई में प्लांट प्रोग्राम लीड और हडसनअल्फा इंस्टीट्यूट फॉर बायोटेक्नोलॉजी में फैकल्टी अन्वेषक जेरेमी श्मुट्ज़ ने कहा, यह अब तक का सबसे जटिल जीनोम अनुक्रम था जिसे हमने पूरा किया है। यह दर्शाता है कि हम कितनी दूर आ गए हैं। यह उस तरह की चीज़ है जिसे 10 साल पहले लोग असंभव समझते थे। अब हम उन लक्ष्यों को पूरा करने में सक्षम हैं जो हमने प्लांट जीनोमिक्स में करना संभव नहीं सोचा था।

गन्ने का जीनोम इतना जटिल है क्योंकि यह बड़ा है और क्योंकि इसमें एक सामान्य पौधे की तुलना में गुणसूत्रों की अधिक प्रतियां होती हैं, एक विशेषता जिसे पॉलीप्लोइडी कहा जाता है। गन्ने में लगभग 10 अरब आधार जोड़े हैं, जो डीएनए के निर्माण खंड हैं।  तुलना के लिए, मानव जीनोम लगभग 3 अरब है।

गन्ने के डीएनए के कई भाग विभिन्न गुणसूत्रों के भीतर और पार दोनों में समान हैं। इससे संपूर्ण आनुवंशिक ब्लूप्रिंट का पुनर्निर्माण करते हुए डीएनए के सभी छोटे खंडों को सही ढंग से फिर से इकट्ठा करना एक चुनौती बन जाता है। शोधकर्ताओं ने कई आनुवंशिक अनुक्रमण तकनीकों के संयोजन से पहेली को हल किया।

पूर्ण संदर्भ जीनोम होने से गन्ने का अध्ययन करना आसान हो जाता है, जिससे शोधकर्ताओं को इसके जीन और मार्गों की तुलना अन्य अच्छी तरह से अध्ययन की गई फसलों जैसे कि ज्वार या रुचि की अन्य जैव ईंधन फसलों, जैसे स्विचग्रास और मिसेंथस के साथ करने में सक्षम बनाता है।

अन्य फसलों के साथ इस संदर्भ की तुलना करने से, यह समझना आसान हो जाता है कि प्रत्येक जीन रुचि के लक्षण को कैसे प्रभावित करता है, जैसे कि चीनी उत्पादन के दौरान कौन से जीन अत्यधिक व्यक्त होते हैं, या कौन से जीन रोग प्रतिरोधक क्षमता के लिए महत्वपूर्ण हैं। इस अध्ययन में पाया गया कि भूरे रतुआ के प्रतिरोध के लिए जिम्मेदार जीन, एक कवक रोगज़नक़ जो पहले गन्ने की फसलों को लाखों डॉलर का नुकसान पहुंचाता था, जीनोम में केवल एक ही स्थान पर पाए जाते हैं।

पेपर के पहले लेखक और हडसनअल्फा के एक शोधकर्ता एडम हीली ने कहा, जब हमने जीनोम को अनुक्रमित किया, तो हम भूरे रतुआ रोग के आसपास आनुवंशिक अनुक्रम में एक अंतर को भरने में सक्षम थे। गन्ने के जीनोम में सैकड़ों-हजारों जीन होते हैं, लेकिन केवल दो जीन एक साथ काम करते हैं, जो पौधे को इस रोग से बचाते हैं।

शोधकर्ताओं ने आर 570 नामक गन्ने की एक किस्म का अध्ययन किया, जिसका उपयोग दुनिया भर में दशकों से गन्ना आनुवंशिकी को समझने के लिए मॉडल के रूप में किया जाता रहा है। गन्ने की भविष्य की किस्मों में सुधार का कृषि और जैव ऊर्जा दोनों में संभावित अनुप्रयोग है। गन्ने से चीनी पैदा करने के तरीके को बढ़ाने से किसानों को उनकी फसलों से मिलने वाली उपज बढ़ सकती है, जिससे उतनी ही मात्रा में उगने वाली जगह से अधिक चीनी मिल सकेगी।

जैव ईंधन, विशेष रूप से इथेनॉल और अन्य जैव उत्पादों के उत्पादन के लिए गन्ना एक महत्वपूर्ण फीडस्टॉक या शुरुआती सामग्री है। गन्ने को दबाने के बाद जो अवशेष बचता है, जिसे खोई कहा जाता है, वह एक महत्वपूर्ण प्रकार का कृषि अवशेष है जिसे तोड़कर जैव ईंधन और जैव उत्पादों में भी परिवर्तित किया जा सकता है।