कॅलिफोर्निया विद्यापीठाच्या शास्त्रज्ञांनी अनुवांशिक डेटा शोधून काढला आहे ज्यामुळे टोमॅटो आणि तांदूळ यासारख्या अन्न पिकांना आपल्या तापमानवाढ ग्रहावर दुष्काळाच्या अधिक तीव्र कालावधीत टिकून राहण्यास मदत होईल.
गेल्या दशकभरात, संशोधन कार्यसंघाने पिकांच्या मुळांचा एक आण्विक ऍटलस तयार करण्याचा प्रयत्न केला, जेथे वनस्पती प्रथम दुष्काळ आणि इतर पर्यावरणीय धोक्यांचे परिणाम ओळखतात. असे केल्याने, त्यांनी अशा जनुकांचा शोध लावला ज्याचा उपयोग शास्त्रज्ञ या ताणांपासून वनस्पतींचे संरक्षण करण्यासाठी करू शकतात. त्यांचे कार्य, जर्नलमध्ये 20 मे रोजी प्रकाशित झाले सेल, रूट फंक्शन्सची उच्च पातळीची समज प्राप्त केली कारण त्यात टोमॅटोच्या मुळांच्या वेगवेगळ्या पेशींमधील अनुवांशिक डेटा एकत्रित केला गेला आहे जो घरामध्ये आणि बाहेर दोन्ही ठिकाणी वाढला आहे.
"वारंवार, संशोधक प्रयोगशाळा आणि हरितगृह प्रयोग करतात, परंतु शेतकरी शेतात वस्तू वाढवतात, आणि हा डेटा शेतातील नमुन्यांना देखील पाहतो," नीलिमा सिन्हा, वनस्पती जीवशास्त्राच्या UC डेव्हिस प्राध्यापक आणि पेपरच्या सह-लेखिका म्हणाल्या. डेटामध्ये जीन्सची माहिती मिळाली जी वनस्पतीला तीन महत्त्वाच्या गोष्टी बनवायला सांगतात.
जाइलम ही पोकळ, पाईप सारखी वाहिनी आहे जी मुळांपासून कोंबांपर्यंत सर्व मार्गाने पाणी आणि पोषक द्रव्ये वाहतूक करतात. झायलेममध्ये वाहतुकीशिवाय, वनस्पती प्रकाशसंश्लेषणाद्वारे स्वतःचे अन्न तयार करू शकत नाही. "झाईलम हे झाडांना दुष्काळ तसेच मीठ आणि इतर ताणतणावांपासून संरक्षण देण्यासाठी खूप महत्वाचे आहेत," असे मुख्य अभ्यास लेखक सिओभान ब्रॅडी म्हणाले, यूसी डेव्हिस येथील वनस्पती जीवशास्त्राचे प्राध्यापक.
याउलट, झायलेममध्ये वनस्पती खनिज वाहतूक न करता, मानव आणि इतर प्राण्यांना आपल्या जगण्यासाठी आवश्यक जीवनसत्त्वे आणि पोषक तत्वे कमी असतील. जाइलम तयार करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या काही विशिष्ट खेळाडूंव्यतिरिक्त, नवीन आणि आश्चर्यकारक जीन्स सापडले.
जीन्सचा दुसरा मुख्य संच असा आहे जो लिग्निन आणि सुबेरिन तयार करण्यासाठी मुळाच्या बाहेरील थराला निर्देशित करतो. सुबेरिन हा कॉर्कमधील महत्त्वाचा पदार्थ आहे आणि तो वनस्पतीच्या पेशींना जाड थराने घेरतो, दुष्काळात पाणी धरून ठेवतो. टोमॅटो आणि तांदूळ या पिकांच्या मुळांमध्ये सुबेरिन असते. सफरचंद फळांमध्ये त्यांच्या बाह्य पेशीभोवती सुबेरिन असते. हे कुठेही झाले तरी ते झाडाला पाणी गमावण्यापासून रोखते. लिग्निन देखील पेशींना जलरोधक बनवते आणि यांत्रिक समर्थन प्रदान करते.
"सुबेरिन आणि लिग्निन हे दुष्काळ संरक्षणाचे नैसर्गिक प्रकार आहेत आणि आता पेशींच्या या विशिष्ट थरामध्ये त्यांच्यासाठी एन्कोड करणारे जीन्स ओळखले गेले आहेत, ही संयुगे वाढविली जाऊ शकतात," असे अभ्यासाच्या सह-लेखिका ज्युलिया बेली-सेरेस यांनी सांगितले. अनुवांशिकतेचे रिव्हरसाइड प्रोफेसर. “मी उत्साहित आहे की आम्ही या ओलावा अडथळा स्तराचे नियमन करणाऱ्या जनुकांबद्दल खूप काही शिकलो आहोत. पिकांसाठी अवर्षण सहनशीलता सुधारण्यास सक्षम असणे खूप महत्वाचे आहे,” ती म्हणाली.
टोमॅटो, तांदूळ आणि अरेबिडोप्सिस या तण-सदृश मॉडेल वनस्पतीमध्येही वनस्पतीच्या मूळ मेरिस्टेमसाठी एन्कोड करणारी जीन्स लक्षणीयरीत्या समान असल्याचे दिसून आले. मेरिस्टेम ही प्रत्येक मुळाची वाढणारी टीप आहे आणि ते मूळ बनवणाऱ्या सर्व पेशींचा स्रोत आहे.
बेली-सेरेस म्हणाले, “उर्वरित रूट बनवणारा हा प्रदेश आहे, आणि त्याचे स्टेम सेल कोनाडा म्हणून काम करतो.” “हे मुळांचे गुणधर्म स्वतः ठरवते, जसे की ते किती मोठे आहेत. याचे ज्ञान घेतल्याने आम्हाला चांगल्या रूट सिस्टम विकसित करण्यात मदत होऊ शकते.
ब्रॅडी यांनी स्पष्ट केले की जेव्हा शेतकरी एखाद्या विशिष्ट पिकामध्ये रस घेतात तेव्हा ते अशी झाडे निवडतात ज्यात त्यांना दिसणारी वैशिष्ट्ये आहेत, जसे की मोठी, अधिक आकर्षक फळे. प्रजननकर्त्यांना ते पाहू शकत नाहीत अशा जमिनीखालील गुणधर्म असलेल्या वनस्पती निवडणे अधिक कठीण आहे.
ब्रीडी म्हणाले, "जमिनीखालील वनस्पतीचा 'लपलेला अर्धा', प्रजननकर्त्यांनी रोपाची यशस्वी वाढ करायची असल्यास विचार करणे महत्वाचे आहे." "वनस्पतीच्या मुळांच्या मेरिस्टेममध्ये बदल करण्यास सक्षम असण्यामुळे आम्हाला अधिक वांछनीय गुणधर्म असलेल्या पिकांचे अभियंता बनविण्यात मदत होईल."
जरी या अभ्यासात केवळ तीन वनस्पतींचे विश्लेषण केले गेले असले तरी, संघाचा विश्वास आहे की निष्कर्ष अधिक व्यापकपणे लागू केले जाऊ शकतात. "टोमॅटो आणि तांदूळ 125 दशलक्ष वर्षांपेक्षा जास्त उत्क्रांतीने वेगळे केले गेले आहेत, तरीही आम्हाला मुख्य वैशिष्ट्ये नियंत्रित करणाऱ्या जनुकांमध्ये समानता दिसते," बेली-सेरेस म्हणाले. "ही समानता इतर पिकांसाठीही खरी असण्याची शक्यता आहे."