जलवायु परिवर्तन की लहर में फसलों की "प्रतिरक्षा प्रणाली" का पुनर्निर्माण - नानजिंग कृषि विश्वविद्यालय के प्रोफेसर डुआन की टीम द्वारा किए गए नवीनतम शोध को बायोलैंड एससीआई पेपर पुरस्कार मिला!
वैश्विक जलवायु परिवर्तन की तीव्रता और वायुमंडल में CO₂ की सांद्रता में निरंतर वृद्धि के कारण कृषि उत्पादन अभूतपूर्व चुनौतियों का सामना कर रहा है। फसलों के विकास का वातावरण, कीटों के प्रकोप के तरीके और फसल-कीटों के बीच की परस्पर क्रिया में व्यापक परिवर्तन हो रहे हैं। इस पृष्ठभूमि में, फसलों की रक्षा क्षमता को कैसे बढ़ाया जाए और एक हरित एवं टिकाऊ कीट एवं रोग नियंत्रण प्रणाली का निर्माण कैसे किया जाए, यह पौध संरक्षण के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण अनुसंधान दिशा बन गई है।
हाल ही में, नानजिंग कृषि विश्वविद्यालय के पादप संरक्षण महाविद्यालय के प्रोफेसर डुआन की टीम ने अपने नवीनतम शोध परिणामों को अंतरराष्ट्रीय स्तर पर प्रतिष्ठित पत्रिका प्लांट, सेल एंड एनवायरनमेंट में प्रकाशित किया है। बाह्य अवरोधक उच्च CO₂ स्तर के तहत फेनिलप्रोपेनोइड मार्ग को बढ़ावा देकर चावल के पौधों की प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाते हैं।यह अध्ययन उच्च CO₂ परिस्थितियों में फेनिलप्रोपेनोइड चयापचय मार्ग को विनियमित करके भूरे प्लानथॉपर के प्रति चावल के प्रतिरोध को बढ़ाने की आणविक क्रियाविधि को व्यवस्थित रूप से प्रकट करता है, जो भविष्य में जलवायु परिवर्तन से निपटने के लिए महत्वपूर्ण वैज्ञानिक आधार प्रदान करता है।
🏆 इस शोध परिणाम ने जीत हासिल की है बायोलैंड एससीआई पेपर पुरस्कारयह इसके अकादमिक महत्व और अनुप्रयोग की संभावनाओं को पूरी तरह से प्रदर्शित करता है।
01 अनुसंधान की मुख्य बातें
शोध की पृष्ठभूमि | उच्च CO₂ युग में कीट और रोग संबंधी समस्याएं "बढ़ रही हैं"
हाल के वर्षों में, वायुमंडल में CO₂ की सांद्रता औद्योगिक क्रांति से पहले के 280 पीपीएम से बढ़कर 420 पीपीएम से अधिक हो गई है, और इस सदी के अंत तक इसके 700 पीपीएम से अधिक होने की उम्मीद है। कई अध्ययनों से पता चला है कि:
🌿 उच्च CO₂ फसलों में प्रकाश संश्लेषण को बढ़ावा दे सकता है
⚖ साथ ही, इससे कार्बन-नाइट्रोजन अनुपात में असंतुलन उत्पन्न होता है।
🐜 छेद करने और चूसने वाले कीटों (जैसे भूरे प्लानथॉपर) की भोजन मात्रा बढ़ जाती है
❗ फसलों की कीट प्रतिरोधक क्षमता कम हो जाती है
विशेष रूप से चावल-भूरे प्लानथॉपर प्रणालीउच्च CO₂ की स्थिति में नुकसान काफी बढ़ गया है, जिससे खाद्य सुरक्षा को गंभीर खतरा पैदा हो गया है।
👉 इसका अर्थ यह है कि रोकथाम और नियंत्रण के पारंपरिक तर्क भविष्य के कृषि परिवेश के अनुकूल नहीं रह सकते हैं, और हमें फसल की अपनी रक्षा तंत्र से शुरुआत करनी होगी।
शोध का विचार | फसल की रक्षा प्रणाली को पुनर्निर्मित करने के लिए "एंजाइमों को बाधित करने" से शुरुआत करना
प्रोफेसर डुआन की टीम ने अपना शोध पौधों में एक महत्वपूर्ण चयापचय मार्ग—फेनिलप्रोपेनोइड मार्ग—पर केंद्रित किया। यह मार्ग पौधों के लिए कई प्रकार के रक्षा पदार्थों के संश्लेषण का एक महत्वपूर्ण स्रोत है, जिनमें शामिल हैं:
• फेनोलिक अम्ल
• लिग्निन
• फ्लेवोनोइड्स
• एंटीऑक्सीडेंट
शोध दल ने नवाचारी रूप से दो छोटे अणु अवरोधकों को प्रस्तुत किया:
| अवरोधक | लक्ष्य | महत्व |
| देहात | सी4एच | चयापचय प्रवाह की दिशा को नियंत्रित करें |
| एमडीसीए | 4सीएल | कार्बन स्रोत आवंटन में परिवर्तन करें |
👉 "प्रमुख एंजाइमों को बाधित करके → चयापचय की दिशा बदलकर", टीम ने पौधों को कीट-प्रतिरोधी गतिविधि वाले अधिक पदार्थों का संश्लेषण करने के लिए प्रेरित किया।
मुख्य निष्कर्ष 1 | उच्च CO₂ की उपस्थिति में रक्षा प्रतिक्रिया में उल्लेखनीय वृद्धि होती है
इस अध्ययन में कृत्रिम वातावरण में दो स्थितियाँ स्थापित की गईं:
🌿 सामान्य CO₂ (400 पीपीएम)
🌿 CO₂ का उच्च स्तर (800 पीपीएम)
परिणामों से पता चला कि:
✅ उच्च CO₂ स्थितियों के अंतर्गत
✅ पीए और एमडीसीए से उपचार के बाद
✅ चावल में रक्षा प्रतिक्रिया में उल्लेखनीय वृद्धि हुई।
इस प्रकार प्रकट हुआ:
• बड़ी मात्रा में ROS (प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियाँ) का संचय
• रक्षा संकेतों का तीव्र सक्रियण
• कीट-प्रतिरोधी चयापचय मार्गों की "प्रवर्धित सक्रियता"
इससे यह संकेत मिलता है कि उच्च CO₂ केवल "प्रतिरोध को कमजोर" नहीं करता; बल्कि, उचित विनियमन के माध्यम से इसे रक्षात्मक लाभ में परिवर्तित किया जा सकता है।
मुख्य निष्कर्ष 2 | प्रमुख कीट-प्रतिरोधी पदार्थों से महत्वपूर्ण वृद्धि होती है
अध्ययन में कीट-प्रतिरोधी गतिविधि वाले विभिन्न प्रकार के फेनोलिक अम्लों का पता चला और पाया गया कि उपचार के बाद उनके स्तर में उल्लेखनीय वृद्धि हुई।
• वैनिलिक एसिड
• गैलिक एसिड
• प्रोटोकैटेचुइक एसिड
• पायरोकैटेचुइक एसिड
📈 उच्च CO₂ की स्थिति में, उपर्युक्त पदार्थों की मात्रा में वृद्धि विशेष रूप से स्पष्ट थी।
इन पदार्थों के निम्नलिखित लाभ सिद्ध हो चुके हैं:
• इनमें भोजन-रोधी प्रभाव प्रबल होता है।
• भूरे प्लान्थॉपरों के भोजन व्यवहार को बाधित करना
• उनकी जीवित रहने की दर में उल्लेखनीय कमी
👉 वे चावल की "प्राकृतिक रक्षा प्रणाली" के प्रमुख सदस्य हैं।
मुख्य निष्कर्ष 3 | व्यवहार से लेकर अणुओं तक एक संपूर्ण साक्ष्य श्रृंखला का निर्माण
यह अध्ययन न केवल "घटना के स्तर" तक सीमित रहता है, बल्कि एक संपूर्ण बहुस्तरीय सत्यापन प्रणाली का निर्माण भी करता है:
🔬व्यवहारिक स्तर: इलेक्ट्रोपेनेट्रोग्राफी (ईपीजी) से पता चला कि भूरे प्लान्थॉपरों के भोजन करने का समय काफी कम हो गया था।
🧬शारीरिक स्तर: ROS और PAL की गतिविधियों में उल्लेखनीय वृद्धि हुई, और रक्षा जीन की अभिव्यक्ति में भी वृद्धि हुई।
🧪जैव रासायनिक स्तर: कीटों को नष्ट करने वाले एंजाइमों की गतिविधि में वृद्धि देखी गई, जो स्पष्ट शारीरिक तनाव का संकेत है।
🧠आणविक स्तर: आणविक डॉकिंग ने पुष्टि की कि फेनोलिक अम्ल कीटों के प्रमुख विषहरण एंजाइमों पर सीधे कार्य कर सकते हैं।
👉 बहुआयामी साक्ष्य संयुक्त रूप से यह साबित करते हैं कि यह रक्षा तंत्र वास्तविक, स्थिर और प्रतिलिपि योग्य है।
वैज्ञानिक उपलब्धियों के पीछे: टीम और ब्रांड दोनों के लिए दोहरी जीत की कहानी
• नानजिंग कृषि विश्वविद्यालय के प्रोफेसर डुआन
• प्रयुक्त उत्पाद: 96-वेल प्लेट (कैट. नं.: पीसीआर001-96)
• जर्नल में प्रस्तुत किया गया: पादप, कोशिका और पर्यावरण
• प्रभाव कारक: IF = 6.3
• प्राप्त पुरस्कार: 1000 JD.com उपहार कार्ड