ब्रिक-राष्ट्रीय पादप जीनोम अनुसंधान संस्थान

बेहतर कल के लिए बीज बोना

ब्रिक-राष्ट्रीय पादप जीनोम अनुसंधान संस्थान

BRIC-National Institute of Plant Genome Research

बीआरआईसी-एनआईपीजीआरने जीनोमिक्स आधारित ब्रीडिंग तकनीक का उपयोग करके चने की एक नई किस्म विकसित की है, जो अधिक उत्पादन देने के साथ-साथ मिट्टी की लवणता (खारेपन) को भी सहन कर सकती है। यह शोध ट्रांस-क्यूटीएल इंटरैक्शनका एक महत्वपूर्ण उदाहरण है।

लवणता सहन करने वाली उच्च उपज वाली चने की किस्म

चना मुख्य रूप से शुष्क और अर्ध-शुष्क क्षेत्रों में उगाया जाता है, जिससे यह मिट्टी की लवणता के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हो जाता है। भारत में लगभग 6.7 मिलियन हेक्टेयर कृषि भूमि खारेपन से प्रभावित है। चने में हल्का नमक तनाव भी पौधों में पानी की कमी, विषैले आयनों का असर और पोषक तत्वों के कम अवशोषण जैसी समस्याएँ पैदा करता है, जिससे पौधों की वृद्धि और पैदावार दोनों कम हो जाती हैं। मिट्टी के खारेपन के प्रति पौधों की प्रतिक्रिया बहुत जटिल होती है, क्योंकि पौधों के अलग-अलग ऊतकों और कोशिकाओं में इसकी प्रतिक्रिया अलग तरीके से होती है। इसी कारण  आनुवंशिक जानकारी को फसल की पैदावार बढ़ाने में बदलना अभी भी एक बड़ी चुनौती बनी हुई है। इस समस्या के समाधान के लिए बीआरआईसी-एनआईपीजीआर ने जीनोमिक्स आधारित ब्रीडिंग और फंक्शनल जीनोमिक्स तकनीकों का उपयोग करके CaPHL7 और CaHKT1 नामक दो नए एलील्स  की पहचान की, जो खारेपन की स्थिति में भी चने की पैदावार बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

नियर-आइसोजेनिक ब्रीडिंग लाइन्स,  चिकपी ओवरएक्सप्रेशन लाइन्स और म्यूटेंट कॉम्प्लीमेंटेशन एसे का उपयोग करके यह यह पुष्टि की गई  है कि  ये एलील्स वास्तव में लवणता तनाव के दौरान पौधों को बेहतर उत्पादन बनाए रखने में मदद करते हैं। जीनों के कार्यात्मक लक्षण-निर्धारण से CaPHL7  द्वारा CaHKT1 के जटिल ट्रांसक्रिप्शनल नियमन का पता चला, जो लवणता तनाव सहनशीलता के स्तर को प्रभावित करता है। यह अध्ययन चने में एक ट्रांस-क्यूटीएल रेगुलेटरी मॉडल का पहला कार्यात्मक सत्यापन प्रदान करता है, जिसमें एक क्रोमोसोम पर स्थित CaPHL7, एक अलग क्रोमोसोम पर स्थित CaHKT1 को ट्रांसक्रिप्शनली सक्रिय करता है। रेगुलेटरी मैकेनिज्म वाष्पोत्सर्जन प्रवाह से सोडियम को बाहर निकालने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिससे प्रजनन प्रक्रियाओं को लवणता-जनित क्षति से बचाया जा सकता है और उपज में होने वाली हानि को कम किया जा सकता है।

यह अध्ययन चने में ट्रांस-क्यूटीएल इंटरैक्शन का सफल प्रमाण प्रस्तुत करता है। इसमें पाया गया कि लवण-सहनशील चने की किस्मों में मौजूद बेहतर एलील, CaPHL7 की एक्सप्रेशन को बढ़ाता है, जो आगे CaHKT1 को सक्रिय करता है, इससे पौधे अतिरिक्त Na + को बाहर निकाल पाते हैं और इस प्रकार लवण-तनाव की स्थिति में भी अच्छी पैदावार सुनिश्चित करता है। यह जीनों के बीच होने वाला नियंत्रण (inter-locus regulation) यह समझाने में मदद करता है कि खारेपन की स्थिति में भी चने की पैदावार कैसे स्थिर बनी रहती है। साथ ही, यह भविष्य में लवण-सहनशील चने की बेहतर किस्में विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है। लवणता सहिष्णु एक देसी चने की किस्म से प्राप्त श्रेष्ठ एलील (allele) को चने की एक लोकप्रिय उच्च उत्पादन वाली किस्म में शामिल किया गया, इसके परिणामस्वरूप एक नई ऐसी चने की किस्म विकसित हुई, जो अधिक उत्पादन देने के साथ-साथ खारेपन को भी सहन कर सकती है। वर्तमान में इस नई किस्म का राष्ट्रीय स्तर पर खेतों में परीक्षण किया जा रहा है।  यह नई विकसित किस्म न केवल पैदावार में होने वाले नुकसान को कम करेगी, बल्कि खारी मिट्टी वाले क्षेत्रों में भी चने की खेती को संभव बना सकती है, जिससे चने के उत्पादन के लिए उपयुक्त क्षेत्र का विस्तार होगा।

जितेंद्र के. मोहंती, अंतिमा यादव, लक्ष्मी नारनोलिया, वीरवोल ठाकरो, दीपांशी राठौर, शैलेश त्रिपाठी, सेनजुति सिंहारॉय, पिंकी अग्रवाल, स्वरूप के. परिदा: एचकेटी1 और पीएचएल7 का ट्रांस-क्यूटीएल अलायंस लवणता तनाव सहिष्णुता को नियंत्रित करता है और फसल उपज सहनशक्ति को बढ़ाता है, https://doi.org/10.1111/pbi.70373

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