મકાઈના ખેતરમાં જમીનની નીચે શું થાય છે તેની અવગણના કરવી સરળ છે, પરંતુ મકાઈના મૂળનું આર્કિટેક્ચર પાણી અને પોષક તત્ત્વોના સંપાદનમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવી શકે છે, જે દુષ્કાળ સહિષ્ણુતા, પાણીના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતા અને ટકાઉપણાને અસર કરે છે. જો સંવર્ધકો મકાઈના મૂળને વધુ ઊંચા ખૂણા પર ઉગાડવા માટે પ્રોત્સાહિત કરી શકે, તો પાક સંભવિતપણે જમીનમાં ઊંડે સુધી મહત્વપૂર્ણ સંસાધનો મેળવી શકે છે.
તે ધ્યેય તરફનું પ્રથમ પગલું એ ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રતિભાવમાં મૂળ વૃદ્ધિ, ગુરુત્વાકર્ષણમાં સામેલ જનીનો શીખવાનું છે. માં પ્રકાશિત થયેલા નવા અભ્યાસમાં નેશનલ એકેડેમી ઓફ સાયન્સની કાર્યવાહીઓ, યુનિવર્સિટી ઓફ વિસ્કોન્સિનના વૈજ્ઞાનિકો, યુનિવર્સિટી ઓફ ઇલિનોઇસના સંશોધકોના સહયોગથી. મકાઈમાં આવા ચાર જનીનો અને મોડેલ પ્લાન્ટ એરાબીડોપ્સિસને ઓળખો.
જ્યારે અંકુરિત બીજ તેની બાજુ પર ફેરવવામાં આવે છે, ત્યારે કેટલાક મૂળ ગુરુત્વાકર્ષણ તરફ અચાનક, ઊભો વળે છે, જ્યારે અન્ય વધુ ધીમેથી અપૂર્ણાંકને ફેરવે છે. સંશોધકોએ હજારો રોપાઓમાં રુટ ગ્રેવિટ્રોપિઝમમાં સૂક્ષ્મ તફાવતો જોવા માટે મશીન વિઝન પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કર્યો અને તે ડેટાને દરેક બીજ માટે આનુવંશિક માહિતી સાથે જોડ્યો. પરિણામ જીનોમમાં ગ્રેવિટ્રોપિઝમ જનીનોની સંભવિત સ્થિતિને મેપ કરે છે.
નકશાએ સંશોધકોને જીનોમમાં યોગ્ય પડોશમાં પહોંચાડ્યા - થોડાક સો જનીનોના પ્રદેશો - પરંતુ તેઓ હજુ પણ ગુરુત્વાકર્ષણ માટેના ચોક્કસ જનીનોને ઓળખવામાં ઘણા લાંબા અંતરે હતા. સદનસીબે, તેમની પાસે એક સાધન હતું જે મદદ કરી શકે.
"કારણ કે અમે અગાઉ દૂરથી સંબંધિત અરેબિડોપ્સિસ પ્લાન્ટ સાથે સમાન પ્રયોગ કર્યો હતો, અમે બંને જાતિઓમાં જીનોમના સંબંધિત પ્રદેશોમાં જનીનોને મેચ કરવામાં સક્ષમ હતા. ફોલો-અપ પરીક્ષણોએ ચાર જનીનોની ઓળખની ચકાસણી કરી જે મૂળ ગુરુત્વાકર્ષણને સંશોધિત કરે છે. નવી માહિતી અમને સમજવામાં મદદ કરી શકે છે કે ગુરુત્વાકર્ષણ કેવી રીતે રુટ સિસ્ટમ આર્કિટેક્ચરને આકાર આપે છે,” એડગર સ્પાલ્ડિંગ કહે છે, યુનિવર્સિટી ઓફ વિસ્કોન્સિન ખાતે બોટની વિભાગના પ્રોફેસર અને અભ્યાસના મુખ્ય લેખક.
મેટ હડસન, ઇલિનોઇસ યુનિવર્સિટીના પાક વિજ્ઞાન વિભાગના પ્રોફેસર અને અભ્યાસના સહ-લેખક, ઉમેરે છે, “અમે મકાઈમાં એક અન્ડર-રિસર્ચ કરેલ લક્ષણ જોયું જે ઘણા કારણોસર મહત્વપૂર્ણ છે, ખાસ કરીને આબોહવા પરિવર્તનના સંદર્ભમાં. . અને અમે તે છોડ વચ્ચેના ઉત્ક્રાંતિના તફાવતોને અમારી તરફેણમાં કામ કરીને કર્યું છે.”
મકાઈ અને અરેબિડોપ્સિસ, એક નાની સરસવની સાપેક્ષ વનસ્પતિ જીવવિજ્ઞાનીઓ દ્વારા સંપૂર્ણ રીતે વર્ણવવામાં આવી છે, જે ઉત્ક્રાંતિના ઇતિહાસમાં લગભગ 150 મિલિયન વર્ષોના અંતરે વિકસિત થઈ છે. હડસન સમજાવે છે કે બંને પ્રજાતિઓ છોડના મૂળભૂત કાર્યોને વહેંચે છે, તેમ છતાં તેમને નિયંત્રિત કરતા જનીનો સમય જતાં જીનોમમાં ગૂંચવાયેલા હોવાની શક્યતા છે. તે સામાન્ય જનીનોને સંકુચિત કરવા માટે સારી બાબત હોવાનું બહાર આવ્યું છે.
નજીકથી સંબંધિત પ્રજાતિઓમાં, જનીનો જીનોમ (દા.ત., ABCDEF) માં લગભગ સમાન ક્રમમાં લાઇનમાં હોય છે. જો કે સમાન જનીનો દૂરથી સંબંધિત પ્રજાતિઓમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે, તે પ્રદેશમાં જનીનોનો ક્રમ જે લક્ષણોના નકશા સાથે મેળ ખાતો નથી (દા.ત., UGRBZ). સંશોધકોએ દરેક જિનોમમાં ક્યાં જોવું તે ઓળખી કાઢ્યા પછી, અન્યથા મેળ ન ખાતા જનીન સિક્વન્સે સામાન્ય જનીનો (આ કિસ્સામાં B) પૉપ આઉટ કર્યા.
હડસન કહે છે કે, "મને લાગ્યું કે તે ખૂબ જ સરસ હતું કે અમે અસંબંધિત છોડની જાતિઓમાં જીનોમિક અંતરાલોની તુલના કરીને જનીનોને ઓળખી શકીએ છીએ જે અન્યથા શોધી શક્યા ન હોત." “અમને પૂરો વિશ્વાસ હતો કે જ્યારે તેઓ આ વિશ્લેષણમાંથી બહાર આવ્યા ત્યારે તેઓ સાચા જનીનો હતા, પરંતુ સ્પાલ્ડિંગના જૂથે પછી તેઓ ખરેખર, ગુરુત્વાકર્ષણવાદમાં ભૂમિકા ભજવે છે તે ચકાસવા માટે નક્કર જૈવિક ડેટા મેળવવામાં વધુ સાત કે આઠ વર્ષ ગાળ્યા. તે કર્યા પછી, મને લાગે છે કે અમે સમગ્ર અભિગમને માન્યતા આપી છે કે ભવિષ્યમાં, તમે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ઘણા વિવિધ ફેનોટાઇપ્સ માટે કરી શકો છો."
સ્પાલ્ડિંગ નોંધે છે કે પદ્ધતિ કદાચ ખાસ કરીને સફળ હતી કારણ કે ચોક્કસ માપ સામાન્ય વાતાવરણમાં કરવામાં આવ્યા હતા.
"ઘણીવાર, મકાઈના સંશોધકો ખેતરમાં તેમની રુચિના લક્ષણોને માપશે, જ્યારે અરેબિડોપ્સિસ સંશોધકો તેમના છોડને વૃદ્ધિ ચેમ્બરમાં ઉછેરવાનું વલણ ધરાવે છે," તે કહે છે. “અમે રુટ ગ્રેવિટ્રોપિઝમ ફેનોટાઇપને અત્યંત નિયંત્રિત રીતે માપ્યું. આ બીજ એક પેટ્રી પ્લેટ પર ઉગાડવામાં આવ્યા હતા, અને પરીક્ષણ માત્ર કલાકો સુધી ચાલ્યું હતું, કારણ કે તમે વાસ્તવિક દુનિયામાં માપી શકો છો તેવા લક્ષણોની વિરુદ્ધ જે તમામ પ્રકારની વિવિધતાઓ માટે ખુલ્લી છે.
જ્યારે લક્ષણો સામાન્ય વાતાવરણમાં માપી શકાય છે, ત્યારે પણ તમામ લક્ષણો આ પદ્ધતિ માટે સારા ઉમેદવારો બનાવતા નથી. સંશોધકો ભાર મૂકે છે કે પ્રશ્નમાં રહેલા લક્ષણો મૂળભૂત છોડના કાર્ય માટે મૂળભૂત હોવા જોઈએ, તે સુનિશ્ચિત કરે છે કે સમાન પ્રાચીન જનીનો અસંબંધિત જાતિઓમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.
"ગ્રેવિટ્રોપિઝમ ખાસ કરીને આ અભિગમ દ્વારા અભ્યાસ કરવા માટે યોગ્ય હોઈ શકે છે કારણ કે તે જમીનના સફળ વસાહતીકરણ પછી અંકુર અને મૂળના મૂળ વિશેષતા માટે ચાવીરૂપ બની શકે છે," સ્પાલ્ડિંગ કહે છે.
હડસન નોંધે છે કે ગુરુત્વાકર્ષણવાદ એક અલગ લેન્ડસ્કેપના વસાહતીકરણની ચાવી હશે.
"નાસાને અન્ય ગ્રહો પર અથવા અવકાશમાં પાક ઉગાડવામાં રસ છે અને તેમને જાણવાની જરૂર છે કે તે કરવા માટે તમારે શું સંવર્ધન કરવું પડશે," તે કહે છે. "છોડ ગુરુત્વાકર્ષણ વિના ખૂબ જ અવ્યવસ્થિત છે."
લેખ, "ગ્રેવિટ્રોપિઝમમાં કુદરતી વિવિધતાને અસર કરતા જનીનોને ઓળખવા માટે મકાઈ અને અરેબિડોપ્સિસ ક્યુટીએલની અંદર ઓર્થોલોજીનો લાભ લેવો," આ લેખમાં પ્રકાશિત થયો છે. નેશનલ એકેડેમી ઓફ સાયન્સની કાર્યવાહીઓ [DOI: 10.1073/pnas.2212199119]. આ સંશોધનને નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવ્યું હતું.
પાક વિજ્ઞાન વિભાગ ઇલિનોઇસ અર્બના-ચેમ્પેન યુનિવર્સિટી ખાતે કૃષિ, ગ્રાહક અને પર્યાવરણીય વિજ્ઞાનની કોલેજમાં છે.
સ્રોત: https://www.sciencedaily.com