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फ्लडिंग स्ट्रेस में नाइट्रिक ऑक्साइड की कार्यात्मक भूमिका

सभी एरोबिक जीवों में श्वसन के लिए आणविक ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, लेकिन कुछ पौधों के अंगों जैसे बीज, कंद और कलियों में ऑक्सीजन का स्तर बहुत कम होता है, जहाँ हाइपोक्सिया निष्क्रियता से जुड़ा होता है। इन अंगों में हाइपोक्सिया से मुक्ति कोशिकाओं के निष्क्रिय अवस्था से चयापचय रूप से सक्रिय अवस्था में संक्रमण के साथ मेल खाती है। इसके विपरीत, बाढ़ के दौरान जड़ों द्वारा अनुभव किए जाने वाले हाइपोक्सिया का ऊतकों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है और इससे कोशिका मृत्यु हो सकती है। नाइट्रिक ऑक्साइड (NO), जो पौधों और जानवरों में एक शक्तिशाली संकेत अणु है, बीज निष्क्रियता और बाढ़ सहनशीलता से मुक्ति में महत्वपूर्ण है, लेकिन इसमें शामिल तंत्रों को पूरी तरह से वर्णित किया जाना बाकी है। हमारी प्रयोगशाला वर्तमान में हाइपोक्सिया के अनुकूलन और हाइपोक्सिक अवस्था से मुक्ति में NO के कार्यों की विशेषता निर्धारित करने पर काम कर रही है, जिसमें बीजों और कलियों में कोशिकाओं की निष्क्रिय अवस्था से मुक्ति के दौरान NO और प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS) के संकेत कार्यों पर विशेष ध्यान दिया गया है, और चने और टमाटर जैसी मॉडल पौधों की प्रजातियों में बाढ़ के अधीन जड़ों में। ऑक्सीजन की कमी के तहत, ग्लाइकोलाइसिस के लिए NAD+ का पुनर्जनन न्यूनतम ATP आपूर्ति के रखरखाव के लिए आवश्यक है। हाल के अध्ययनों से पता चलता है कि पौधे कम ऑक्सीजन सांद्रता के जवाब में ऑक्सीजन की खपत को ठीक कर सकते हैं और नाइट्रेट कमी सहित NAD+ पुनर्जनन के लिए वैकल्पिक मार्गों पर स्विच करके ग्लाइकोलाइसिस को बनाए रख सकते हैं। ऑक्सीजन की कमी के प्रति इस संवेदन और प्रतिक्रिया के पीछे के तंत्र को पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है। यह भी स्पष्ट नहीं है कि पौधे NO का उपयोग बायोएनर्जेटिक्स और ऑक्सीजन होमोस्टेसिस के प्रमुख नियामक के रूप में करते हैं या नहीं, जैसा कि जानवरों के बारे में जाना जाता है। वर्तमान में इन सवालों का जवाब देना हमारी प्रयोगशाला की बहुत महत्वपूर्ण प्राथमिकता है ताकि पौधों में ऑक्सीजन की कमी के लिए कम ऑक्सीजन संवेदन तंत्र और चयापचय अनुकूलन की पूरी समझ हासिल की जा सके। इस दिशा में हमारा शोध इन तंत्रों और हाइपोक्सिक अस्तित्व के दौरान कार्बोहाइड्रेट और एटीपी के नियंत्रित उपयोग से जुड़े चयापचय समायोजन में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करेगा। इस परियोजना से प्राप्त ज्ञान से बार-बार होने वाली बारिश और बाढ़ से पीड़ित क्षेत्रों में बेहतर अस्तित्व और प्रदर्शन वाले पौधों को विकसित करने में मदद मिलेगी।

पौधों के रोगजनकों की अंतःक्रियाओं पर नाइट्रोजन पोषण की भूमिका

पौधों को नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है क्योंकि यह पौधों का एक प्रमुख घटक है। नाइट्रेट और अमोनियम पौधों के लिए प्रमुख N स्रोत हैं। जैविक खनिजकरण (जटिल रासायनिक अभिक्रिया) पौधों को नाइट्रेट या अमोनियम प्रदान करता है। नाइट्रोजन (N) उर्वरक का अनुप्रयोग आधुनिक उच्च फसल पैदावार में एक प्रमुख कारक रहा है और खाद्य सुरक्षा एजेंडे को पूरा करने में एक प्रमुख भूमिका निभानी चाहिए। नाइट्रोजन के एन रूप के रूप में अमोनियम वायुमंडलीय नाइट्रोजन के स्थिरीकरण के माध्यम से मिट्टी में प्रवेश करता है; बैक्टीरिया और कवक द्वारा कार्बनिक पदार्थों का अपघटन, नाइट्रीकरण मार्ग से अमोनियम नाइट्राइट और आगे नाइट्रेट में ऑक्सीकृत होता है। नाइट्रेट कई प्राथमिक और द्वितीयक मेटाबोलाइट्स का एक घटक है। रोगजनक हमला कम फसल उपज का एक महत्वपूर्ण स्रोत है, इसलिए रोग के लिए पौधे के प्रतिरोध को अनुकूलित करना भी उतना ही महत्वपूर्ण है। एन उर्वरक के उपयोग के लाभों को अधिकतम करने की चुनौती का सामना करने के लिए, जबकि रोगजनक-संवेदनशीलता में वृद्धि के प्रभावों को कम से कम किया जा सके, हम पौधों के प्रतिरोध पर एन पोषण के प्रभाव की जांच कर रहे हैं। होगेंस। हमारे चल रहे शोध से विभिन्न ट्रांसजेनिक पौधे उत्पन्न होते हैं, जिनमें नाइट्रेट रिडक्टेस की गतिविधि बदल जाती है, इन पौधों का उपयोग करके हम जैविक तनाव के तहत नाइट्रेट पोषण की भूमिका की आगे जांच करेंगे। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि हम पौधे में एन-फ्लक्स की जांच करेंगे और एपोप्लास्ट में पौधे-माइक्रोबियल एक्सचेंजों के मेटाबॉलिक विश्लेषण करेंगे ताकि यह बेहतर ढंग से समझा जा सके कि एन प्रकार रोगजनक विषाणु और पौधे के प्रतिरोध को कैसे प्रभावित कर सकता है। यह निर्धारित करने के लिए कि गैर-रोगजनक जैव नियंत्रण कवक ट्राइकोडर्मा का उपयोग कैसे प्रतिरोध और कुछ प्रकार के उर्वरकों के उपयोग की दक्षता दोनों को बढ़ा सकता है

नाइट्रिक ऑक्साइड-मध्यस्थ मॉड्यूलेटरी स्विच को समझकर फसलों में नाइट्रोजन उपयोग दक्षता (एनयूई) को अधिकतम करना

आईबीईआरएस, यूके के सहयोग से हमारी प्रयोगशाला खाद्य सुरक्षा एजेंडे को पूरा करने में मदद करने के लिए फसलों में नाइट्रोजन उपयोग दक्षता (एनयूई) बढ़ाने की एक नई विधि का पता लगाएगी। नाइट्रिक ऑक्साइड नाइट्रोजन (N) चयापचय का एक उत्पाद है, लेकिन NO उत्पादन की अधिकता N अवशोषण को दबा सकती है, जिससे यह एक नकारात्मक प्रतिक्रिया तंत्र के रूप में कार्य करता है। इस प्रतिक्रिया तंत्र का अंतर्निहित गैर-सहजीवी हीमोग्लोबिन (snHb) अभिव्यक्ति का दमन है, जो अन्यथा NO की अधिकता को NO₃ में ऑक्सीकृत कर देगा। इस संदर्भ में हम यह स्थापित करेंगे कि NO संचय को नियंत्रित करने के लिए snHb अभिव्यक्ति को कैसे विनियमित किया जाता है और आगे हम यह पता लगाएंगे कि NO N-चैनल और NUE को कैसे नियंत्रित करता है।