क्या रोगाणु शक्ति बढ़ाने में मदद कर सकते हैं? हाँ, संकर मकई में

भोजन के लिए बढ़ती आबादी ने खाद्य फसलों की अधिक उपज देने वाली किस्मों की दौड़ को अपरिहार्य बना दिया है। इसके लिए, लगभग सौ वर्षों से, जीवविज्ञानी दो जर्मलाइनों को पार करके व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण फसलों को संकरित कर रहे हैं ताकि ऐसी किस्में बनाई जा सकें जो न केवल तेजी से लचीली हों बल्कि लंबी, मजबूत और अधिक अनाज वाली हों।

यहां चल रही घटना, जिससे दो आनुवंशिक रूप से भिन्न व्यक्तियों की संतान माता-पिता में से किसी एक की तुलना में अधिक फिट होती है, को हेटेरोसिस या हाइब्रिड शक्ति के रूप में जाना जाता है।

हाल के एक अध्ययन में पाया गया है कि मिट्टी में रहने वाले सूक्ष्मजीव समुदाय मक्का में संकर शक्ति का एक प्रमुख चालक हो सकता है। मक्का, जो पहले मध्य अमेरिका में पालतू था, का वैश्विक उत्पादन गेहूं या चावल की तुलना में अधिक है, अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका ने मकई उत्पादन के लिए 91.7 मिलियन एकड़ जमीन समर्पित की है।

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– नेकां स्टेट प्लांट एंड माइक्रोबियल बायोलॉजी (@NCState_PMB) 22 जुलाई, 2021

नए अध्ययन से पता चलता है कि एक संकर फसल को लाभ प्रदान करने में माइक्रोबियल बायोमास कैसे शामिल हो सकता है। पहले प्रकाशित एक अध्ययन में, टीम ने देखा था कि संकरों के मूल बायोमास से जुड़े सूक्ष्मजीव समुदाय इनब्रेड (गैर-संकर) किस्मों से काफी भिन्न होते हैं।

जादू रोगाणु

“हाइब्रिड शक्ति के आनुवंशिकी पर बहुत अधिक ध्यान दिया गया है, जो समझ में आता है क्योंकि संकरण एक आनुवंशिक प्रक्रिया है – लेकिन कुछ सबूत हैं कि पर्यावरण हाइब्रिड शक्ति की ताकत को प्रभावित करने के लिए भी महत्वपूर्ण है। इस पत्र में, हमने दिखाया कि मिट्टी में रहने वाले रोगाणु पर्यावरणीय कारकों में से एक हैं जो वास्तव में संकर शक्ति पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं, “प्रमुख लेखक मैगी वैगनर ने एक प्रेस विज्ञप्ति में कहा।

यह जांचने के लिए कि क्या उनकी टिप्पणियों में कोई आधार है, संकर और अंतर्जातीय दोनों किस्मों को प्रयोगशाला स्थितियों में बाँझ मिट्टी (यानी किसी भी माइक्रोबायोटा से रहित) में उगाया गया था और कोई अंतर नहीं देखा गया था।

दूसरी ओर, जब मक्के की जड़ों को उपनिवेशित करने के लिए जाने जाने वाले रोगाणुओं के एक समूह को मिट्टी में जोड़ा गया, तो संकर प्रदर्शन में एक अपेक्षित अंतर स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा था। विशेष रूप से, जोड़े गए माइक्रोबियल समुदाय का संकरों के मूल वजन पर बहुत कम प्रभाव पड़ा, लेकिन यह अंतर्वर्धित पौधों के मूल बायोमास को काफी कम करने में सक्षम था।

सुपीरियर रोग प्रतिरोध

इसी तरह, माइक्रोबियल समुदाय ने इनब्रेड लाइनों की वृद्धि दर को बाधित किया लेकिन हाइब्रिड की नहीं; जबकि दोनों किस्मों ने एक बाँझ वातावरण में समान रूप से अच्छी तरह से अंकुरित किया था। लेखकों का मानना ​​​​है कि यह संकर पर किसी भी प्रकार के सकारात्मक प्रभाव के बजाय, इनब्रेड जीनोटाइप पर बैक्टीरिया के नकारात्मक प्रभाव के कारण हो सकता है।

यह एक उल्लेखनीय अध्ययन है, क्योंकि अतीत में कई अध्ययनों से पता चला है कि जिन पौधों को आनुवंशिक रूप से संशोधित किया जाता है ताकि उनकी प्रतिरक्षा प्रणाली को दबाया जा सके (इम्युनोकोप्रोमाइज्ड), रोगजनकों से पीड़ित होते हैं जो अन्यथा उनके ‘सामान्य’ समकक्षों को प्रभावित नहीं करते हैं। मक्का के लिए भी इस तरह के अध्ययन किए गए हैं, जहां गैर-बाँझ बढ़ती परिस्थितियों में प्रतिरक्षा में समझौता किए गए मक्का के पौधे परिपक्वता प्राप्त नहीं कर सके।

एक सिद्धांत जो आगे बढ़ाया गया है वह यह है कि कुछ रोगाणु मक्का के लिए कमजोर रूप से रोगजनक होते हैं, और अंत में संकरों की तुलना में शुद्ध, इनब्रेड जर्मलाइन को नुकसान पहुंचाते हैं। एक दूसरा, यद्यपि संबंधित, अभिधारणा यह है कि इनब्रेड व्यक्ति माइक्रोबायोटा के लिए एक रक्षात्मक अतिरंजना का प्रदर्शन कर सकते हैं, जिससे उनकी वृद्धि प्रभावित हो सकती है। यह, लेखकों का सुझाव है, सूक्ष्म जीव निर्भर हेटेरोसिस (एमडीएच) का कारण हो सकता है। “अगर कमजोर रोगजनक एमडीएच चलाते हैं, तो इसका मतलब है कि संकर में बेहतर रोग प्रतिरोध हेटेरोसिस का एक प्रमुख तंत्र है,” पेपर कहता है।

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