जलवायु-सहनीय फसलों के लिए एशियाई चावल की पैनजीनोम मैपिंग
स्रोत:द हिंदू ↗
क्यों मायने रखता है
जीनोमिक मैपिंग और व्यावहारिक जैव प्रौद्योगिकी सीधे तौर पर कृषि उत्पादकता को प्रभावित करते हैं। एक मानक संदर्भ जीनोम (standard reference genome) और एक पैनजीनोम (pangenome) के बीच का अंतर प्रीलिम्स (Prelims) के लिए एक संभावित अवधारणा है, जबकि फसल सुधार और खाद्य सुरक्षा में जेनेटिक सीक्वेंसिंग का अनुप्रयोग GS3 विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी और कृषि के लिए अत्यधिक प्रासंगिक है।
सारांश
वैज्ञानिकों ने एशियाई चावल (Asian rice) के लिए पहला 'पैनजीनोम' (pangenome) तैयार किया है, जो प्रभावी रूप से इसकी सभी खेती की जाने वाली किस्मों की संपूर्ण आनुवंशिक विविधता का मानचित्रण करता है। एक पारंपरिक संदर्भ जीनोम (reference genome) के विपरीत, जो केवल एक जीव का मानचित्रण करता है, एक पैनजीनोम सार्वभौमिक रूप से साझा किए गए 'कोर जीन' (core genes) और केवल विशिष्ट उप-आबादी में मौजूद 'परिवर्तनीय जीन' (variable genes) दोनों को कैप्चर करता है। यह व्यापक आनुवंशिक भंडार शोधकर्ताओं को जलवायु लचीलापन (climate resilience), रोग प्रतिरोधक क्षमता और पोषण संबंधी गुणवत्ता से संबंधित छिपे हुए लक्षणों की पहचान करने में सक्षम बनाता है। यह सफलता कृषि जैव प्रौद्योगिकी (agricultural biotechnology) में एक महत्वपूर्ण प्रगति है, जो ब्रीडर्स को उच्च उपज वाली और मजबूत चावल की किस्में विकसित करने के लिए आवश्यक सटीक उपकरण प्रदान करती है, ताकि निरंतर जलवायु परिवर्तन के बीच खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके।
मुख्य बिंदु
- 'पैनजीनोम' किसी प्रजाति के सभी उपभेदों (strains) में जीन के संपूर्ण समूह का प्रतिनिधित्व करता है, जो एकल संदर्भ जीनोम (single reference genome) के उपयोग की सीमाओं को दूर करता है।
- एशियाई चावल पैनजीनोम (Asian rice pangenome) इसकी विभिन्न उप-प्रजातियों, जिनमें इंडिका (indica) और जैपोनिका (japonica) शामिल हैं, के बीच व्यापक आनुवंशिक विविधता को मानचित्रित करता है।
- यह व्यापक जेनेटिक डेटाबेस वैज्ञानिकों को सूखा सहिष्णुता, रोग प्रतिरोधक क्षमता और बेहतर उपज जैसे महत्वपूर्ण लक्षणों के लिए जिम्मेदार परिवर्तनशील जीन (variable genes) की सटीक पहचान करने में सक्षम बनाता है।
- यह सफलता कृषि में प्रिसिजन ब्रीडिंग और जैव प्रौद्योगिकी (biotechnology) के अनुप्रयोगों को गति देने का मार्ग प्रशस्त करती है।
- जलवायु परिवर्तन के प्रति अनुकूलन और वैश्विक खाद्य सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए चावल की अधिक सहनशील और उत्पादक किस्मों को विकसित करना अत्यंत आवश्यक है।
प्रारंभिक ट्रैप
एक पैन्जीनोम किसी प्रजाति के एक एकल, अत्यधिक सहनशील जीव से अनुक्रमित (sequenced) किया गया एक अत्यधिक उन्नत संदर्भ जीनोम (reference genome) है।
एक पैन्जीनोम (Pangenome) रेफरेंस जीनोम (Reference genome) से मौलिक रूप से भिन्न है क्योंकि यह केवल एक व्यक्ति पर निर्भर रहने के बजाय, किसी प्रजाति के विभिन्न स्ट्रेन (strains) की संपूर्ण आनुवंशिक विविधता को मैप करता है।
संबंधित अवधारणाएँ
पैनजीनोम (Pangenome), रेफरेंस जीनोम (Reference Genome) से किस प्रकार भिन्न है?
- रेफरेंस जीनोम: एक रैखिक अनुक्रम के रूप में मैप किया गया, यह पूरी तरह से किसी प्रजाति के एक ही जीव की आनुवंशिक संरचना पर निर्भर करता है।
- पैनजीनोम (Pangenome): किसी प्रजाति की संपूर्ण आनुवंशिक विविधता को समाहित करता है, जिसमें सार्वभौमिक रूप से साझा किए गए कोर जीन (core genes) और स्ट्रेन-विशिष्ट परिवर्तनशील जीन (variable genes) शामिल होते हैं।
- ग्राफ विज़ुअलाइज़ेशन: इसे एक ग्राफ के रूप में दर्शाया गया है जहाँ नोड्स (nodes) कोर सीक्वेंस (core sequences) को दर्शाते हैं और इंटरनोड्स विभिन्न स्ट्रेन के बीच संरचनात्मक आनुवंशिक विविधताओं (structural genetic variations) को दर्शाते हैं।
इंडिका और जैपोनिका चावल के बीच मुख्य अंतर क्या हैं?
- इंडिका: उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में व्यापक रूप से उगाया जाता है; सामान्यतः इसके दाने लंबे और गैर-चिपचिपे होते हैं।
- जैपोनिका: ठंडे शीतोष्ण क्षेत्रों में खेती की जाती है; कम एमाइलोज (amylose) मात्रा वाले छोटे, अधिक चिपचिपे दानों की पैदावार होती है।
अंतर-विषय पैटर्न
जीनोमिक्स + जलवायु-स्मार्ट कृषि
पैनजीनोम जलवायु-लचीले गुणों (जैसे सूखा सहिष्णुता) को मानचित्रित करते हैं, जो खाद्य सुरक्षा के लिए प्रिसिजन ब्रीडिंग को सक्षम बनाकर नेशनल मिशन फॉर सस्टेनेबल एग्रीकल्चर जैसी पहलों को प्रत्यक्ष रूप से सहायता प्रदान करते हैं।
जेनेटिक मैपिंग + CRISPR-Cas9
एक पैनजीनोम सटीक रूप से यह बताता है कि कौन से परिवर्तनशील जीन रोग प्रतिरोधक क्षमता प्रदान करते हैं, जो CRISPR-Cas9 जैसे जीन-एडिटिंग उपकरणों के लिए एक संरचनात्मक लाइब्रेरी के रूप में कार्य करता है ताकि उच्च उपज वाली और लचीली फसलों को विकसित किया जा सके।
प्रीलिम्स में पैनजीनोम (pangenome) और रेफरेंस जीनोम (reference genome) के बीच अंतर स्पष्ट करने वाले तथा क्लाइमेट-स्मार्ट एग्रीकल्चर से जुड़े एक बहु-कथनीय प्रश्न (multi-statement question) की अपेक्षा करें।
संबद्ध PYQ · 4
संबद्ध PYQ · 4
- 2017PrelimsGS1
With reference to agriculture in India, how can the technique of 'genome sequencing', often seen in the news, be used in the immediate future? 1. Genome sequencing can be used to identify genetic markers for disease resistance and drought tolerance in various crop plants. 2. This technique helps in reducing the time required to develop new varieties of crop plants. 3. It can be used to decipher the host-pathogen relationships in crops. Select the correct answer using the code given below:
- 2019MainsGS3
How can biotechnology help to improve the living standards of farmers?
- 2021MainsGS3
What are the research and developmental achievements in applied biotechnology? How will these achievements help to uplift the poorer sections of the society?
- 2017MainsGS3
What are the major reasons for declining rice and wheat yield in the cropping system? How crop diversification is helpful to stabilise the yield of the crops in the system?
