/पौधों में हार्मोन होते हैं, बहुत, और उन्हें खाने की आपूर्ति में सुधार हो सकता है

पौधों में हार्मोन होते हैं, बहुत, और उन्हें खाने की आपूर्ति में सुधार हो सकता है

जलवायु परिवर्तन, और बढ़ती वैश्विक आबादी और पोषण संबंधी मांग के कारण फसल क्षति के बीच, यह स्पष्ट है कि भविष्य में दुनिया को अधिक भोजन का उत्पादन करने की आवश्यकता होगी। शोधकर्ताओं ने लंबे समय से पारंपरिक प्रजनन और आनुवंशिक संशोधन के माध्यम से पौधों को पर्यावरण तनावों जैसे कीटों और सूखे का विरोध करने में मदद करने के तरीकों का अध्ययन किया है। लेकिन कई सवाल अभी भी बने हुए हैं कि कैसे, वास्तव में, पौधे अपने पर्यावरण के साथ बातचीत करते हैं और कैसे वैज्ञानिक उन प्रक्रियाओं को संशोधित करने में सक्षम हो सकते हैं जो उन्हें अनुकूल बनाने में मदद करें।

जर्मनी में इंस्टीट्यूट ऑफ नेटवर्क बायोलॉजी के शोधकर्ताओं और उनके सहयोगियों को मदद करने का एक तरीका मिल सकता है। जुलाई की शुरुआत में उन्होंने एक अध्ययन प्रकाशित किया प्रकृति यह दिखाते हुए कि पौधे पहले से सोचे हुए वातावरण से अधिक जटिल तरीकों से संवाद करते हैं। जांच से पता चला कि सूचना-प्रसंस्करण नेटवर्क, हार्मोन द्वारा संचालित, पौधों के एक जीनस में 2,000 से अधिक प्रोटीन इंटरैक्शन द्वारा किया जाता है, जिनमें से सैकड़ों पहले नहीं खोजे गए थे। टोरंटो विश्वविद्यालय के प्लांट बायोलॉजिस्ट शेली लूम्बा कहते हैं, ” हमें दूसरी हरित क्रांति की जरूरत है, जो अध्ययन में शामिल नहीं था। “ये परीक्षण के लिए अच्छा होगा।”

जानवरों के विपरीत, जो गर्भाशय में अपने अधिकांश विकास को पूरा करते हैं, पौधे जीवन भर अपेक्षाकृत लचीले रहते हैं। संवेदी प्रोटीन बदलती पर्यावरणीय स्थितियों का पता लगाते हैं और फिर हार्मोन का उपयोग करके इसके व्यवहार या शरीर विज्ञान के अनुसार परिवर्तन करते हैं। कई रास्ते अच्छी तरह से समझ में आते हैं: हार्मोन एबीए, उदाहरण के लिए, पौधों को अपने छिद्रों को बंद करने और सूखे के दौरान पानी का संरक्षण करने के लिए कहता है ताकि सेलुलर कार्यों को पूरा करने के लिए विशिष्ट प्रोटीनों की एक श्रृंखला निर्देशित कर सके।

इन हार्मोन नेटवर्कों का लचीलापन ठीक वही है जो बदलते जलवायु के साथ सामना करने के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित या इंजीनियर बनाने के लिए उन्हें इतना मुश्किल बना दिया है। ज्यादातर आनुवांशिक रूप से संशोधित फसलें जो बाजार में होती हैं, उन्हें बैक्टीरिया से जीन को एक पौधे के जीनोम में जोड़कर बनाया जाता है – उदाहरण के लिए, एक जड़ी-बूटी या कीटनाशक का विरोध करने की अनुमति। तेल अविव विश्वविद्यालय के प्लांट बायोलॉजिस्ट इलोन शनि कहते हैं, हालांकि, प्रोटीन में हेरफेर करने का विकल्प नई जीनोम एडिटिंग तकनीकों के साथ अपेक्षाकृत आसान है।

पर्यावरणीय तनावों का विरोध करने वाली फसलों का निर्माण करने के लिए, शोधकर्ताओं ने आनुवंशिक विविधता का उपयोग करते हुए आनुवंशिक विविधता पर भरोसा किया है जो प्राकृतिक रूप से उनके बीच मौजूद है। उन्होंने किस्में विकसित करने के लिए ऐसा किया है उदाहरण के लिए, उच्च स्तर का उत्पादन करने वाले गेहूं का। मैथ्यू हडसन ने कहा कि अर्बाना विश्वविद्यालय में एक वैज्ञानिक है, जो उरबाना-शैंपेन में प्रजनन का एक प्रकार है। एक बात के लिए, कई देशों ने बीज के निर्यात पर प्रतिबंध लगाना शुरू कर दिया है, जिसमें प्राकृतिक संसाधन के रूप में उन्हें संरक्षित करने के लिए उपयोगी गुण हैं।

CRISPR / Cas9 जीनोम एडिटिंग सहित नई तकनीकें आनुवंशिक संशोधन को अपेक्षाकृत सरल बना सकती हैं। हालांकि, पौधे के जीनों को ट्विक करने की उम्मीद करने वाले वैज्ञानिकों को पहले से पता होना चाहिए कि वे क्या देख रहे हैं। व्यक्तिगत जीन के बजाय सिस्टम पर ध्यान केंद्रित करना उपयोगी साबित हो सकता है। उदाहरण के लिए, कीटों के खिलाफ अपने बचाव को सक्रिय करने के लिए, पौधों को विकास या जल संरक्षण जैसे किसी अन्य हार्मोन मार्ग को बंद करना पड़ सकता है।

हडसन कहते हैं, “बहुत सारे ट्रेड-ऑफ हैं जो फिजियोलॉजी को लागू करने के लिए मौलिक हैं, और हम जानते हैं कि वे वहां नहीं हैं, लेकिन वे मात्रात्मक तरीके से विशेषता नहीं रखते हैं,” हडसन कहते हैं। जैसे अनुसंधान प्रकृति अध्ययन में कहा गया है कि वैज्ञानिकों को कम्प्यूटेशनल मॉडल विकसित करने में मदद मिल सकती है, जो यह बताएंगे कि कैसे जेनेटिक इंजीनियरिंग के माध्यम से रास्तों को समझना और ट्विक करना है। हडसन कहते हैं, “यह जाहिर तौर पर अगली पीढ़ी का शोध है।”

पौधों को अधिक लचीला बनाना उन्हें विशिष्ट लक्षण देने से अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है। लुंबा कहते हैं, “हार्मोन प्रतिक्रियाएं लेने की अनुमति देते हैं।” “वे निर्देश नहीं दे रहे हैं; वे पर्यावरणीय उत्तेजना को पढ़ने की अनुमति नहीं दे रहे हैं। ”

लुम्बा हार्मोन तंत्र का अध्ययन कर रहा है जो कुछ पौधों को जंगल की आग से प्रभावित क्षेत्रों को जल्दी से फिर से तैयार करने में मदद करता है। जब इन “अग्नि अनुयायियों” को जले हुए पदार्थों से निकलने वाले रसायनों का बोध होता है, तो वे ऑक्सिन नामक एक हार्मोन छोड़ते हैं जो अंकुरण को स्पार्क करता है। फिर भी क्योंकि सभी ज्ञात पौधों में ऑक्सिन होता है, साथ ही साथ धूम्रपान करने वाले प्रोटीन होते हैं, यह स्पष्ट नहीं है कि उनमें से अधिकांश वास्तव में प्रतिक्रिया क्यों नहीं देते हैं। सेंसर और प्रतिक्रिया के बीच व्यापक मार्गों का मानचित्रण, वह कहती हैं, एक आग के बाद पारिस्थितिकी तंत्र को बहाल करने में मदद करने की दिशा में एक कदम हो सकता है।

जल्दी से अपने वातावरण के अनुकूल फसलों का निर्माण एक बड़े पैमाने पर प्रयास रहेगा। सिग्नलिंग तंत्र का अध्ययन करने वाले अधिकांश संयंत्र शोधकर्ताओं ने ध्यान केंद्रित किया है Arabidopsis, छोटे फूलों वाली जड़ी-बूटियों से संबंधित एक जीनस गोभी और सरसों के लिए। का एक प्रयोगशाला मॉडल Arabidopsis बहुत अच्छी तरह से चित्रित किया गया है। मकई या चावल जैसी फसलों में प्रोटीन इंटरैक्शन के पूरे नेटवर्क का खुलासा करते हुए, हडसन कहते हैं, साल और लाखों डॉलर लगेंगे।

हालांकि शोधकर्ता आनुवंशिक रूप से संशोधित फसल पौधों पर काम कर रहे हैं जो सूखे या अन्य तनावों का विरोध करते हैं, कोई भी विविधता व्यावसायिक रूप से उपलब्ध होने के करीब नहीं है। “हमारे पास ट्रांसजेनिक लक्षण हैं जो हम शीर्ष पर जोड़ सकते हैं [of conventionally bred plants], लेकिन हम वास्तव में सूक्ष्म चीजों को इंजीनियरिंग नहीं कर रहे हैं जो पौधों को व्यवहार्य फसलों में बनाते हैं, “हडसन कहते हैं। इलिनोइस विश्वविद्यालय में उनके समूह और अन्य लोग कंप्यूटर एल्गोरिदम को विकसित करने पर काम कर रहे हैं भविष्यवाणी करें कि इंजीनियरिंग के माध्यम से विशेष जीन को संशोधित करने से पौधे की वृद्धि कैसे प्रभावित होगी। धीमी गति से बढ़ने वाले जीवों के लिए- अखरोट के पेड़ों सहित, जो एक परजीवी कवक से खतरे में हैं – ऐसी प्रणाली कई वर्षों तक देखने और प्रतीक्षा करने से बचा सकती है।

गैर-लाभकारी पौधों के लिए भी यही फायदा है। रटगर्स विश्वविद्यालय के एक प्लांट बायोलॉजिस्ट बिंगरू हुआंग ने गोल्फ-कोर्स टर्फ और अन्य अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल की जाने वाली घास में आनुवंशिक रूप से संशोधित हार्मोन-सिग्नलिंग मार्ग हैं। साइटोकिनिन नामक हार्मोन की मात्रा में वृद्धि और पौधों को उनके बदलते स्तरों के प्रति अधिक संवेदनशील बनाने के लिए, उन्होंने पाया कि घास गर्मी और नमकीन मिट्टी के लिए अधिक प्रतिरोधी है। हुआंग का कहना है कि हार्मोन के रास्ते की व्यावहारिक आनुवंशिक इंजीनियरिंग मुश्किल होगी। “जब आप एक हार्मोन बदलते हैं, तो दूसरे बदलते हैं,” वह कहती हैं।

अंततः, पौधों को अपने परिवेश के साथ संवाद करने और कठोर वातावरण के अनुकूल बनाने के तरीके से खाद्य आपूर्ति को लाभ मिल सकता है। शनि कहते हैं, “हमें नहीं लगता है कि हम प्रकृति से अधिक स्मार्ट और पौधों से अधिक स्मार्ट हैं।” “लेकिन हम पौधों को फिर से अपना काम करने के लिए विकास के लिए एक और मिलियन साल इंतजार करने की तुलना में तेजी से अनुकूलित करने में मदद कर सकते हैं।”

एक हार्मोन कैसे हो सकता है ऑक्सिन एक पौधे के विभिन्न भागों में अलग-अलग प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करते हैं बिक्री के लिए पौधों की वृद्धि हार्मोन | पादप हार्मोन के उदाहरण | पौधों के हार्मोन के प्रकार | क्या कोई व्यक्ति जड़ वृद्धि के लिए जिम्मेदार हार्मोन खरीद सकता है? | पादप हार्मोन का उपयोग

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