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रोग प्रतिरोधी किस्मों को विकसित करने, वैश्विक खाद्य सुरक्षा की रक्षा करने और पौधों के रोगजनकों के प्रभाव को कम करने में फसल आनुवंशिकी की महत्वपूर्ण भूमिका का अन्वेषण करें।

फसल आनुवंशिकी: वैश्विक खाद्य सुरक्षा के लिए रोग प्रतिरोधक क्षमता का विकास

पौधों की बीमारियाँ वैश्विक खाद्य सुरक्षा के लिए एक महत्वपूर्ण खतरा हैं। कवक, बैक्टीरिया, वायरस और नेमाटोड जैसे रोगजनक फसलों को नष्ट कर सकते हैं, जिससे दुनिया भर के किसानों के लिए उपज में भारी नुकसान और आर्थिक कठिनाइयाँ होती हैं। इसलिए, स्थिर और टिकाऊ खाद्य आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए रोग प्रतिरोधी फसल किस्मों का विकास एक महत्वपूर्ण रणनीति है। इस प्रयास में फसल आनुवंशिकी एक केंद्रीय भूमिका निभाती है, जो पादप-रोगजनक अंतःक्रियाओं को समझने और हेरफेर करने के लिए उपकरण और ज्ञान प्रदान करती है।

फसलों में रोग प्रतिरोधक क्षमता का महत्व

वैश्विक कृषि पर पौधों की बीमारियों का प्रभाव गहरा है। निम्नलिखित पर विचार करें:

रोग प्रतिरोधी फसल किस्मों का विकास, पूरी तरह से रासायनिक नियंत्रण पर निर्भर रहने का एक टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल विकल्प प्रदान करता है। फसलों में आनुवंशिक प्रतिरोधक क्षमता को शामिल करके, हम कीटनाशकों की आवश्यकता को कम कर सकते हैं, उपज में नुकसान को कम कर सकते हैं, और खाद्य सुरक्षा को बढ़ा सकते हैं।

पौधों में रोग प्रतिरोधक क्षमता का आनुवंशिक आधार

पौधों में एक परिष्कृत प्रतिरक्षा प्रणाली होती है जो उन्हें रोगजनकों को पहचानने और उनसे बचाव करने में सक्षम बनाती है। यह प्रतिरक्षा आनुवंशिक रूप से निर्धारित होती है और जीन और सिग्नलिंग मार्गों की एक जटिल परस्पर क्रिया शामिल होती है। प्रतिरोधक क्षमता के दो मुख्य प्रकार हैं:

1. गुणात्मक प्रतिरोध (आर-जीन प्रतिरोध)

गुणात्मक प्रतिरोध, जिसे आर-जीन प्रतिरोध के रूप में भी जाना जाता है, एकल प्रमुख जीन (आर जीन) द्वारा प्रदान किया जाता है जो विशिष्ट रोगजनक प्रभावकों (अविरुलेन्स कारकों) को पहचानते हैं। यह अंतःक्रिया एक त्वरित और मजबूत रक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर करती है, जिसमें अक्सर संक्रमण स्थल पर प्रोग्राम्ड कोशिका मृत्यु (अतिसंवेदनशील प्रतिक्रिया, एचआर) शामिल होती है। आर-जीन प्रतिरोधक क्षमता आमतौर पर अत्यधिक प्रभावी होती है लेकिन रोगजनकों द्वारा दूर की जा सकती है जो नए प्रभावक वेरिएंट विकसित करते हैं। उदाहरण के लिए, कई गेहूं की किस्मों को आर जीन के साथ विकसित किया गया है जो गेहूं के जंग कवक *Puccinia graminis f. sp. tritici* की विशिष्ट प्रजातियों के प्रति प्रतिरोधक क्षमता प्रदान करते हैं। हालाँकि, नए, घातक प्रजातियों, जैसे Ug99, के उदय ने एकल आर जीन पर निर्भर रहने की सीमाओं को उजागर किया है।

2. मात्रात्मक प्रतिरोध (आंशिक प्रतिरोध)

मात्रात्मक प्रतिरोध, जिसे आंशिक प्रतिरोध या क्षेत्र प्रतिरोध के रूप में भी जाना जाता है, कई जीन (क्यूटीएल - मात्रात्मक लक्षण लोकी) द्वारा नियंत्रित होता है जो प्रतिरोध के निम्न स्तर में योज्य रूप से योगदान करते हैं। आर-जीन प्रतिरोध के विपरीत, मात्रात्मक प्रतिरोध आमतौर पर रोगजनकों की एक विस्तृत श्रृंखला के खिलाफ प्रभावी होता है और अधिक टिकाऊ होता है, जिसका अर्थ है कि रोगजनक विकास से इसे पार करना कम संभव है। हालाँकि, इसकी जटिल आनुवंशिक वास्तुकला के कारण मात्रात्मक प्रतिरोध को अक्सर फसलों में पहचानना और शामिल करना अधिक कठिन होता है। एक उदाहरण चावल में ब्लास्ट रोग के प्रति टिकाऊ प्रतिरोध है, जो कई क्यूटीएल द्वारा नियंत्रित होता है, जो एक व्यापक-स्पेक्ट्रम और लंबे समय तक चलने वाली सुरक्षा प्रदान करता है।

रोग प्रतिरोधी फसलों को विकसित करने की रणनीतियाँ

रोग प्रतिरोधी फसल किस्मों को विकसित करने के लिए कई रणनीतियों का उपयोग किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक के अपने फायदे और सीमाएँ हैं:

1. पारंपरिक पादप प्रजनन

पारंपरिक पादप प्रजनन में रोग प्रतिरोधक क्षमता सहित वांछनीय लक्षणों वाले पौधों का चयन और क्रॉसिंग शामिल है। यह प्रक्रिया समय लेने वाली और श्रमसाध्य हो सकती है, लेकिन यह कई रोग प्रतिरोधी फसल किस्मों को विकसित करने में अत्यधिक सफल रही है। इस प्रक्रिया में आमतौर पर शामिल हैं:

इसका एक उदाहरण पारंपरिक प्रजनन के माध्यम से ब्लाइट-प्रतिरोधी आलू किस्मों का विकास है, जिसमें *Phytophthora infestans* के प्रति प्राकृतिक प्रतिरोधक क्षमता प्रदर्शित करने वाली जंगली आलू प्रजातियों के जीन का उपयोग किया जाता है।

2. मार्कर-सहायता प्राप्त चयन (एमएएस)

मार्कर-सहायता प्राप्त चयन (एमएएस) प्रजनन के दौरान प्रतिरोधी पौधों का चयन करने के लिए रोग प्रतिरोधक क्षमता को नियंत्रित करने वाले जीन से जुड़े डीएनए मार्करों का उपयोग करता है। यह प्रजनन प्रक्रिया में तेजी ला सकता है और चयन की दक्षता में सुधार कर सकता है, खासकर उन लक्षणों के लिए जिन्हें सीधे मूल्यांकन करना मुश्किल या महंगा है। प्रक्रिया में शामिल हैं:

एमएएस का उपयोग चावल प्रजनन में बैक्टीरियल ब्लाइट और ब्लास्ट रोग के लिए प्रतिरोधक जीन को पेश करने के लिए सफलतापूर्वक किया गया है, जिससे प्रतिरोधी किस्मों का विकास काफी तेज हो गया है। उदाहरण के लिए, चावल में बैक्टीरियल ब्लाइट प्रतिरोधक क्षमता के लिए Xa21 जीन को लिंक्ड डीएनए मार्करों का उपयोग करके कुशलतापूर्वक चुना जा सकता है।

3. आनुवंशिक इंजीनियरिंग (ट्रांसजेनिक दृष्टिकोण)

आनुवंशिक इंजीनियरिंग में उन जीनों सहित एक जीव से दूसरे जीव में सीधे जीन का स्थानांतरण शामिल है जो रोग प्रतिरोधक क्षमता प्रदान करते हैं। इस दृष्टिकोण का उपयोग असंबद्ध प्रजातियों से प्रतिरोधक जीन पेश करने या प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाने के लिए मौजूदा पादप जीन को संशोधित करने के लिए किया जा सकता है। चरण हैं:

बीटी कपास, जो बैक्टीरिया *Bacillus thuringiensis* से एक जीन व्यक्त करता है जो कुछ कीट कीटों के प्रति प्रतिरोधक क्षमता प्रदान करता है, आनुवंशिक रूप से इंजीनियर फसल का एक प्रमुख उदाहरण है। इसी तरह, पपीता रिंगस्पॉट वायरस (पीआरएसवी) के प्रति प्रतिरोधी आनुवंशिक रूप से संशोधित पपीते ने हवाईयन पपीता उद्योग को बचाया है।

4. जीन संपादन (CRISPR-Cas9)

जीन संपादन प्रौद्योगिकियां, जैसे CRISPR-Cas9, पौधों के जीन के सटीक और लक्षित संशोधनों की अनुमति देती हैं। इसका उपयोग उन जीनों को निष्क्रिय करने के लिए किया जा सकता है जो पौधों को रोग के प्रति संवेदनशील बनाते हैं, प्रतिरोधक जीन पेश करने, या मौजूदा प्रतिरोधक तंत्र को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। विधि में शामिल हैं:

CRISPR-Cas9 का उपयोग *OsSWEET14* जीन को संपादित करके बैक्टीरियल ब्लाइट के प्रति प्रतिरोधी चावल की किस्में विकसित करने के लिए किया गया है, जिसका उपयोग रोगजनक पोषक तत्वों तक पहुंचने के लिए करते हैं। इसी तरह, इसका उपयोग गेहूं में पाउडरी मिल्ड्यू के प्रति प्रतिरोधक क्षमता बढ़ाने के लिए किया गया है।

टिकाऊ रोग प्रतिरोधक क्षमता विकसित करने में चुनौतियाँ

रोग प्रतिरोधी फसलों को विकसित करने में महत्वपूर्ण प्रगति की गई है, लेकिन कई चुनौतियाँ बनी हुई हैं:

चुनौतियों को दूर करने और टिकाऊ प्रतिरोधक क्षमता प्राप्त करने की रणनीतियाँ

इन चुनौतियों को दूर करने और टिकाऊ रोग प्रतिरोधक क्षमता विकसित करने के लिए, शोधकर्ता और प्रजनक विभिन्न प्रकार की रणनीतियों का उपयोग कर रहे हैं:

1. जीन पाइरामिडिंग

जीन पाइरामिडिंग में एक ही किस्म में कई प्रतिरोधक क्षमता जीन को जोड़ना शामिल है। इससे रोगजनकों के लिए प्रतिरोधक क्षमता को पार करना अधिक कठिन हो जाता है क्योंकि उन्हें एक साथ कई जीनों को पार करने की आवश्यकता होगी। जीन पाइरामिडिंग पारंपरिक प्रजनन, मार्कर-सहायता प्राप्त चयन, या आनुवंशिक इंजीनियरिंग के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है।

2. प्रतिरोधक जीन का विविधीकरण

विभिन्न किस्मों और क्षेत्रों में प्रतिरोधक क्षमता जीनों की एक विविध श्रृंखला को तैनात करने से रोगजनकों पर चयन दबाव कम हो सकता है और विषाक्तता के विकास को धीमा किया जा सकता है। इसे फसल रोटेशन, विविधता मिश्रण और क्षेत्रीय तैनाती रणनीतियों के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है।

3. रोगजनक जीव विज्ञान को समझना

रोगजनक जीव विज्ञान की गहरी समझ, जिसमें संक्रमण के तंत्र, विषाक्तता कारक और विकासवादी रणनीतियाँ शामिल हैं, प्रभावी और टिकाऊ प्रतिरोधक क्षमता रणनीतियों को विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण है। इस ज्ञान का उपयोग नए प्रतिरोधक जीन की पहचान करने और उपन्यास नियंत्रण रणनीतियों को डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है।

4. अन्य नियंत्रण उपायों के साथ प्रतिरोधक क्षमता को एकीकृत करना

आनुवंशिक प्रतिरोधक क्षमता को अन्य नियंत्रण उपायों के साथ एकीकृत करना, जैसे कि सांस्कृतिक प्रथाएं, जैविक नियंत्रण, और कीटनाशकों का विवेकपूर्ण उपयोग, रोग प्रबंधन के लिए एक अधिक मजबूत और टिकाऊ दृष्टिकोण प्रदान कर सकता है। यह एकीकृत कीट प्रबंधन (आईपीएम) दृष्टिकोण किसी भी एकल नियंत्रण उपाय पर निर्भरता को कम कर सकता है और प्रतिरोध विकास के जोखिम को कम कर सकता है।

5. नई तकनीकों का उपयोग करना

उभरती हुई प्रौद्योगिकियां, जैसे कि जीनोम अनुक्रमण, ट्रांसक्रिप्टोमिक्स, प्रोटीओमिक्स और मेटाबोलोमिक्स, पादप-रोगजनक अंतःक्रियाओं में नई अंतर्दृष्टि प्रदान कर रही हैं और प्रतिरोधक क्षमता जीनों की खोज में तेजी ला रही हैं। इन तकनीकों का उपयोग रोगजनक आबादी की निगरानी करने और नए घातक प्रजातियों के उद्भव की भविष्यवाणी करने के लिए भी किया जा सकता है।

रोग प्रतिरोधक क्षमता के सफल विकास के वैश्विक उदाहरण

कई सफल उदाहरण रोग प्रतिरोधी फसलों को विकसित करने में फसल आनुवंशिकी की शक्ति को प्रदर्शित करते हैं:

फसलों में रोग प्रतिरोधक क्षमता का भविष्य

फसलों में रोग प्रतिरोधक क्षमता का भविष्य एक बहुआयामी दृष्टिकोण में निहित है जो पारंपरिक प्रजनन, आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी और पादप-रोगजनक अंतःक्रियाओं की गहरी समझ को जोड़ता है। ध्यान केंद्रित करने के प्रमुख क्षेत्र शामिल हैं:

निष्कर्ष

वैश्विक खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित करने और पौधों के रोगजनकों के प्रभाव को कम करने के लिए रोग प्रतिरोधी फसल किस्मों का विकास आवश्यक है। फसल आनुवंशिकी इस प्रयास में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जो पादप-रोगजनक अंतःक्रियाओं को समझने और हेरफेर करने के लिए उपकरण और ज्ञान प्रदान करती है। पारंपरिक प्रजनन से लेकर जीन संपादन तक विभिन्न प्रकार की रणनीतियों का उपयोग करके, और अंतर्राष्ट्रीय सहयोग को बढ़ावा देकर, हम टिकाऊ रोग प्रतिरोधक क्षमता विकसित कर सकते हैं और आने वाली पीढ़ियों के लिए हमारी खाद्य आपूर्ति की रक्षा कर सकते हैं।

फसल आनुवंशिकी अनुसंधान और विकास में निवेश करना एक अधिक लचीला और टिकाऊ वैश्विक खाद्य प्रणाली बनाने की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। रोग प्रतिरोधी फसल किस्मों के साथ किसानों को सशक्त बनाकर, हम उपज में नुकसान को कम कर सकते हैं, कीटनाशकों के उपयोग को कम कर सकते हैं, और सभी के लिए एक स्थिर और पौष्टिक खाद्य आपूर्ति सुनिश्चित कर सकते हैं।