संदर्भ:
हाल के अध्ययन से पता चला है कि भारत में केले के बागानों में 25-30% उपज हानि के लिए कुकुंबर मोजेक वायरस (CMV) जिम्मेदार है।
अन्य संबंधित जानकारी
- संयुक्त राष्ट्र खाद्य एवं कृषि संगठन (FAO) के अनुसार, पौधों के कीट और रोग विश्व की वार्षिक फसल का लगभग 40% नष्ट कर देते हैं, जिससे 220 बिलियन डॉलर से अधिक का नुकसान होता है। इसमें से, अकेले पौधों के वायरस प्रत्येक वर्ष 30 बिलियन डॉलर से अधिक के नुकसान का कारण बनते हैं।
- शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में एक RNA-आधारित एंटीवायरल एजेंट विकसित करने की सूचना दी है जो व्यापक और विनाशकारी पादप वायरस, कुकुंबर मोजेक वायरस के विरूद्ध मजबूत सुरक्षा प्रदान करता है।
- नए अध्ययन में शोधकर्ताओं ने आरएनए साइलेंसिंग का उपयोग किया, जो पौधों में पाया जाने वाला एक प्राकृतिक रक्षा तंत्र है।
कुकुंबर मोजेक वायरस (CMV)
- CMV एक पौधा वायरस है जो 1,200 से ज़्यादा प्रजातियों को संक्रमित करता है, जिसमें कई आर्थिक रूप से महत्वपूर्ण फ़सलें भी शामिल हैं। यह एफिड्स द्वारा फैलता है और इससे उपज में नुकसान हो सकता है।
- इसके लक्षणों में पत्तियों पर मोजेक पैटर्न, अवरुद्ध विकास और विकृत फल शामिल हैं।
- CMV की पहचान पहली बार 1916 में संयुक्त राज्य अमेरिका में खीरे और खरबूजे की बीमारी के कारक के रूप में की गई थी।
- कद्दू, खीरे और खरबूजे में संक्रमण की दर 70% तक बढ़ सकती है। प्रभावित पौधों में मोज़ेक मलिनकिरण, विकास में रुकावट और व्यावसायिक रूप से अलाभकारी फल विकसित होते हैं।
RNA-आधारित एंटीवायरल प्रौद्योगिकी
- जब कोई वायरस किसी पौधे को संक्रमित करता है, तो वह डबल-स्ट्रैंडेड RNA (dsRNA) का परिचय देता है, जो पौधे की प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए खतरा है।
- पौधा प्रतिक्रियास्वरूप डाइसर-जैसे एंजाइम (DCL) को सक्रिय करता है, जो dsRNA को छोटे टुकड़ों में विभाजित कर देता है, जिन्हें छोटे हस्तक्षेपकारी RNA (siRNA) कहते हैं।
- ये siRNAs पौधे की रक्षा प्रणाली को वायरल RNA को पहचानने और नष्ट करने के लिए मार्गदर्शित करते हैं, जिससे संक्रमण फैलने से रोका जा सके।
- पौधों को रोगों के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाने के लिए, वैज्ञानिक उनकी प्राकृतिक प्रतिरक्षा को बढ़ाने के लिए RNA-आधारित विधियों जैसे कि होस्ट-प्रेरित जीन साइलेंसिंग (HIGS) और स्प्रे-प्रेरित जीन साइलेंसिंग (SIGS) का अध्ययन कर रहे हैं।
अन्य RNA-आधारित फसल सुरक्षा तकनीकें:
- होस्ट-प्रेरित जीन साइलेंसिंग (HIGS): HIGS पौधों को आनुवंशिक रूप से संशोधित करके उनकी अपनी कोशिकाओं में वायरस से लड़ने वाले dsRNA का उत्पादन करता है। यह पौधे को जीवन भर निरंतर सुरक्षा प्रदान करता है।
- लेकिन विनियमन, उच्च उत्पादन लागत और विषाणु प्रतिरोध की संभावना इसके व्यापक उपयोग को सीमित करती है।
- स्प्रे-प्रेरित जीन साइलेंसिंग (SIGS): यह फसल संरक्षण के लिए एक गैर-ट्रांसजेनिक और अधिक लचीला दृष्टिकोण है, जिसमें RNA हस्तक्षेप (RNAi) को सक्रिय करने के लिए पौधों की सतहों पर डबल-स्ट्रैंडेड RNA (dsRNA) या छोटे RNA (sRNAs) को लागू करना शामिल है।
- पत्तियां RNA को अवशोषित कर लेती हैं और पौधे के मूल DNA में परिवर्तन किए बिना उसकी प्राकृतिक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को सक्रिय कर देती हैं।
• यद्यपि SIGS में आनुवंशिक संशोधन की आवश्यकता नहीं होती है और यह लागत प्रभावी तथा पर्यावरण अनुकूल है, फिर भी इसकी प्रभावशीलता सीमित है।
- ऐसा इसलिए है क्योंकि पारंपरिक dsRNA फॉर्मूलेशन siRNAs का एक यादृच्छिक मिश्रण उत्पन्न करते हैं, जिनमें से कई वायरस को प्रभावी ढंग से शांत करने में विफल होते हैं।
CMV के विरुद्ध RNA साइलेंसिंग की प्रभावशीलता बढ़ाने के लिए एक नया दृष्टिकोण।
- यादृच्छिक रूप से उत्पन्न dsRNA का उपयोग करने के बजाय, शोधकर्ताओं ने “प्रभावी dsRNA” डिज़ाइन किया, जो कि आनुवंशिक रूप से इंजीनियर dsRNA है तथा अत्यधिक कार्यात्मक siRNA से समृद्ध है।
- ये विशेष रूप से चयनित siRNA वायरस की आनुवंशिक सामग्री से जुड़कर एक मजबूत एंटीवायरल प्रतिक्रिया को सक्रिय करते हैं ।
- कठोर परीक्षण के माध्यम से, CMV के विरुद्ध सर्वाधिक प्रभावी siRNA अनुक्रमों की पहचान की गई और उन्हें dsRNA संरचनाओं में शामिल किया गया, जिससे अधिकतम पादप रक्षा दक्षता के लिए उच्च siRNA सांद्रता सुनिश्चित हुई।
- संक्रमित पौधों पर प्रयोग करने पर, इंजीनियर्ड dsRNA और siRNA ने CMV के स्तर को 80% तक कम कर दिया, तथा कुछ मामलों में पूर्ण विषाणु दमन प्राप्त किया गया।
- dsRNA फार्मूलेशन ने पारंपरिक dsRNA से बेहतर प्रदर्शन किया, क्योंकि पौधे ने उन्हें अधिक कुशलता से सक्रिय siRNA में संसाधित किया, जिससे एक मजबूत प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न हुई।
- टीम ने पाया कि यह विधि कई CMV प्रजातियों के विरुद्ध अधिक प्रभावी है।
नये दृष्टिकोण के मुख्य लाभ:
- यह अधिक सटीक है, क्योंकि पौधे की प्रतिरक्षा प्रणाली विषाणु कणों के सबसे कमजोर आनुवंशिक क्षेत्रों की ओर निर्देशित होती है, जिससे संक्रमण से लड़ने की इसकी क्षमता बढ़ जाती है।
- यह अधिक मजबूत प्रतिरक्षा प्रदान करता है , क्योंकि अधिक प्रभावी dsRNA, वायरल जीनोम के एकाधिक क्षेत्रों को एक साथ लक्षित करता है।
- नए विषाणु प्रकारों को लक्षित करने के लिए प्रभावी dsRNA को लगभग एक महीने में पुनः डिजाइन किया जा सकता है।
पौधा आधारित रोग
मुख्य परीक्षा प्रश्न:
प्रश्न: पौधों पर आधारित बीमारियाँ वैश्विक खाद्य सुरक्षा के लिए एक बड़ी चुनौती पेश करती हैं, क्योंकि इनसे फसलों को भारी नुकसान पहुँचता है। रोग का पता लगाने, रोकथाम और प्रबंधन में उभरती प्रौद्योगिकियों की भूमिका पर विशेष ध्यान देने के साथ, इस मुद्दे के समाधान के लिए आवश्यक उपायों पर चर्चा कीजिए।