कॉफ़ी विल्ट रोग फसलों को लक्षित करने के लिए नए आनुवंशिक हथियार विकसित करता है

वैज्ञानिकों ने बताया कि कैसे कॉफी विल्ट कवक ने अरेबिका और रोबस्टा फसलों को बेहतर तरीके से संक्रमित करने के लिए जीन प्राप्त किया।

एक नए अध्ययन से पता चलता है कि फंगल रोगजनकों के बीच आनुवांशिक बातचीत ने अरेबिका और रोबस्टा कॉफी को खतरे में डालने वाली कॉफी विल्ट बीमारी के बार-बार फैलने में कैसे योगदान दिया।

कॉफ़ी विल्ट रोग किसके कारण होता है? फ्यूसेरियम ज़ाइलारियोइड्सएक मिट्टी-जनित कवक जो जड़ों के माध्यम से कॉफी के पौधों पर आक्रमण करता है, अंततः पानी के अवशोषण को अवरुद्ध करता है और पौधों को मुरझाने का कारण बनता है।

जबकि अरेबिका और रोबस्टा उपभेद लंबे समय से इसके लक्ष्य रहे हैं, वैज्ञानिकों ने अब 13 ऐतिहासिक कवक उपभेदों का उपयोग करके छह दशकों में रोगज़नक़ के आनुवंशिक विकास को अनुक्रमित किया है।

उनका अध्ययन, में प्रकाशित हुआ PLoS जीव विज्ञान, दिखाया कैसे एफ. जाइलारियोइड्स किसी अन्य कवक से महत्वपूर्ण जीन प्राप्त किए, फ्यूजेरियम ऑक्सीस्पोरमजिसने इसे कॉफी पौधों की कोशिका दीवारों को तोड़कर अधिक प्रभावी ढंग से संक्रमित करने की अनुमति दी।

जीन आगे बढ़ रहे हैं

दुनिया हर दिन 2.2 अरब कप से अधिक कॉफी पीती है। कॉफ़ी निर्यात 12 मिलियन से अधिक अफ़्रीकी लोगों के लिए एक महत्वपूर्ण आय स्रोत के रूप में काम करता है, अकेले इथियोपिया हर साल $762.8 मिलियन मूल्य की कॉफ़ी निर्यात करता है।

हालाँकि, 1920 के दशक से, कॉफी विल्ट रोग ने उत्पादन को नष्ट कर दिया है, जिसका पैदावार और किसानों की आजीविका पर विनाशकारी प्रभाव पड़ा है।

सीएबीआई, इंपीरियल कॉलेज लंदन और ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने खुलासा किया कि कैसे क्षैतिज जीन स्थानांतरण – एक प्रक्रिया जहां आनुवंशिक सामग्री को प्रजनन के बिना जीवों के बीच पारित किया जाता है – ने कॉफी विल्ट कवक के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। एफ. जाइलारियोइड्स.

इंपीरियल कॉलेज लंदन में ग्रांथम इंस्टीट्यूट – क्लाइमेट चेंज एंड द एनवायरनमेंट के डॉ. लिली पेक ने कहा, “हमें एक बीमारी में क्षैतिज जीन स्थानांतरण के प्रमाण मिले हैं, जिसका वास्तविक कॉफी फसल उत्पादन पर विनाशकारी प्रभाव पड़ा है।”

एफ. जाइलारियोइड्स नामक अन्य कवक से आनुवंशिक सामग्री का आदान-प्रदान करके कठोर पौधों के ऊतकों को तोड़कर कॉफी फसलों को प्रभावी ढंग से संक्रमित करने की क्षमता विकसित की एफ. ऑक्सीस्पोरम. इन जीनों को डीएनए के बड़े, मोबाइल खंडों द्वारा ले जाया गया होगा जिन्हें 'स्टारशिप' के नाम से जाना जाता है।

हमने पाया कि जो जीन संक्रमण में बहुत उपयोगी होते हैं और अत्यधिक अभिव्यक्त होते हैं, क्षैतिज स्थानांतरण में वही जीन होते हैं डॉ. लिली पेक ग्रांथम इंस्टीट्यूट फॉर क्लाइमेट चेंज

ये स्टारशिप मिट्टी जैसे साझा वातावरण में जीवों के बीच जीन के समूहों को स्थानांतरित करते हैं। अध्ययन से पता चलता है कि एफ. जाइलारियोइड्स और एफ. ऑक्सीस्पोरम अत्यधिक समान आनुवंशिक कोड साझा करते हैं, जिससे पता चलता है कि कॉफी विल्ट कवक ने अपने पड़ोसियों से अपनी चाल सीखी है।

डॉ. पेक ने कहा, “हमने पाया कि जो जीन संक्रमण में बहुत उपयोगी होते हैं और अत्यधिक व्यक्त होते हैं, क्षैतिज स्थानांतरण में वही जीन होते हैं।”

भविष्य की शराब की सुरक्षा करना

कॉफ़ी विल्ट रोग के प्रकोप के कारण उत्पादन में समय-समय पर कमी आई है, विशेषकर इथियोपिया और मध्य अफ़्रीका में। टीम का अध्ययन न केवल रोगज़नक़ के बार-बार उभरने की आनुवंशिक उत्पत्ति की व्याख्या करता है बल्कि भविष्य के जोखिमों को कम करने के बारे में अंतर्दृष्टि भी प्रदान करता है।

ये निष्कर्ष भविष्य की कृषि रणनीतियों को आकार दे सकते हैं, जैसे कि फसल प्रणालियों को डिजाइन करना जो मिट्टी से पैदा होने वाले रोगजनकों के बीच जीन स्थानांतरण को कम करते हैं।

इन आनुवांशिक अंतःक्रियाओं को समझने से वैज्ञानिकों को प्रतिरोधी कॉफी किस्मों या लक्षित उपचार विकसित करने में भी मदद मिल सकती है।

यह समझकर कि ये फंगल रोगजनक अतीत में कैसे विकसित हुए हैं जब हमने उन्हें नियंत्रित करने की कोशिश की थी, हम भविष्य में नए रोगजनकों के प्रकोप का प्रबंधन करने का प्रयास कर सकते हैं ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के प्रोफेसर टिमोथी बैराक्लो

ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय के सह-लेखक प्रोफेसर टिमोथी बैराक्लो ने कहा, “यह समझकर कि ये फंगल रोगजनक अतीत में कैसे विकसित हुए हैं जब हमने उन्हें नियंत्रित करने की कोशिश की है, हम भविष्य में नए रोगजनकों के प्रकोप को प्रबंधित करने का प्रयास कर सकते हैं।”

डॉ. पेक ने कहा, “यह अध्ययन बहुत हद तक हिमशैल का सिरा है। सीएबीआई के संस्कृति संग्रह में 30,000 उपभेद हैं और हमने केवल एक प्रजाति को देखा है,” अन्य सभी प्रश्नों के बारे में सोचें जिनका उत्तर अन्य उपभेदों का अध्ययन करके दिया जा सकता है। ।”

लिली डी. पेक एट अल द्वारा लिखित 'फ्यूसेरियम कवक प्रजातियों के बीच क्षैतिज स्थानांतरण ने कॉफी विल्ट रोग के लगातार फैलने में योगदान दिया', में प्रकाशित किया गया है। पीएलओएस जीवविज्ञान. डीओआई: 10.1371/journal.pbio.3002480।

फ़ुटनोट: डॉ. लिली पेक ने एनईआरसी साइंस एंड सॉल्यूशंस फॉर ए चेंजिंग प्लैनेट डॉक्टोरल ट्रेनिंग पार्टनरशिप पर इंपीरियल में अपनी पीएचडी के हिस्से के रूप में यह शोध किया। पीएचडी की देखरेख करने वाले प्रोफेसर टिमोथी बैराक्लो पहले इंपीरियल में जीवन विज्ञान विभाग के सदस्य थे।