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फर्न जीनोम डिकोडेड: होप फॉर एनवायर्नमेंटल सस्टेनेबिलिटी

फ़र्न की आनुवांशिक जानकारी को अनलॉक करने से हमें हमारे सामने आने वाली कई समस्याओं का संभावित समाधान मिल सकता है ग्रह आज।

In जीनोम अनुक्रमण, डीएनए प्रत्येक विशिष्ट डीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड के क्रम को निर्धारित करने के लिए अनुक्रमण किया जाता है। डीएनए में मौजूद आनुवंशिक जानकारी के प्रकार को समझने में सक्षम होने के लिए यह सटीक क्रम महत्वपूर्ण है। चूँकि जीन प्रोटीन के लिए एन्कोड करते हैं जो शरीर के अधिकांश कार्यों के लिए जिम्मेदार होते हैं, यह जानकारी शरीर में उनके कार्य के प्रभाव को समझने में मदद कर सकती है। अनुक्रमण पूर्ण जीनोम किसी जीव का यानी उसके सभी डीएनए का अध्ययन करना एक जटिल और चुनौतीपूर्ण कार्य है और इसे थोड़ा-थोड़ा करके डीएनए को छोटे-छोटे टुकड़ों में तोड़ना, उन्हें अनुक्रमित करना और फिर सभी को एक साथ रखना होता है। उदाहरण के लिए, पूर्ण मानव जीनोम 2003 में अनुक्रमित करने में 13 साल लगे और कुल लागत 3 बिलियन अमेरिकी डॉलर थी। प्रौद्योगिकी में प्रगति के साथ जीनोम सेंगर अनुक्रमण और अगली पीढ़ी के अनुक्रमण जैसे तरीकों का उपयोग करके अपेक्षाकृत तेजी से और कम लागत पर अनुक्रमित किया जा सकता है। एक बार जब जीनोम अनुक्रमित और डिकोड हो जाता है, तो जैविक अनुसंधान के संभावित क्षेत्रों की पहचान करने और लक्षित अनुप्रयोग विकास की दिशा में प्रगति करने की असीमित संभावनाएं खुल जाती हैं।

कॉर्नेल यूनिवर्सिटी और दुनिया भर के 40 शोधकर्ताओं की एक टीम ने पूरा अनुक्रम तैयार किया है जीनोम एक पानी का फ़र्न एजोला फिलिकुलोइड्स कहा जाता है1,2. यह फ़र्न आमतौर पर दुनिया के गर्म तापमान और उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में उगता हुआ देखा जाता है। फर्न के जीनोमिक रहस्यों को उजागर करने की परियोजना कुछ समय से पाइपलाइन में है और इसे एक्सपेरिमेंट.कॉम नामक क्राउडफंडिंग साइट के माध्यम से 22,160 समर्थकों से 123 अमेरिकी डॉलर की धनराशि का समर्थन प्राप्त था। शोधकर्ताओं को अंततः यूट्रेक्ट विश्वविद्यालय के सहयोग से बीजिंग जीनोमिक्स संस्थान से अनुक्रमण करने के लिए धन प्राप्त हुआ। उंगली के नाखून पर फिट होने वाली यह छोटी तैरती फर्न प्रजाति का जीनोम आकार .75 गीगाबेस (या अरब बेस जोड़े) है। फ़र्न बड़े माने जाते हैं जीनोम, आकार में औसतन 12 गीगाबेस, हालाँकि अब तक किसी भी बड़े फ़र्न जीनोम को डिकोड नहीं किया गया है। इस तरह की एक विस्तृत परियोजना का उद्देश्य यह सुराग प्रदान करना था कि इस फ़र्न की क्षमता क्या हो सकती है।

इस पर फ़र्न एजोला के कई दिलचस्प पहलू उजागर हुए हैं जीनोम अनुक्रमण अध्ययन में प्रकाशित प्रकृति पौधों और संभावित क्षेत्रों पर भविष्य के शोध के लिए दिशा प्रदान की है जिसमें यह फ़र्न फायदेमंद हो सकता है। फ़र्न एजोला लगभग 50 मिलियन वर्ष पहले व्यापक रूप से फैला हुआ था और इस पर बढ़ रहा था ग्रह आर्कटिक महासागर के आसपास. उस दौरान पृथ्वी वर्तमान परिस्थितियों की तुलना में अधिक गर्म थी और माना जाता था कि इस फर्न को गर्म रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है ग्रह 10 मिलियन वर्षों के दौरान वायुमंडल से लगभग 1 ट्रिलियन टन कार्बन डाइऑक्साइड ग्रहण करके ठंडा। यहां हम इस फर्न की लड़ाई और सुरक्षा में संभावित भूमिका देखते हैं ग्रह जलवायु परिवर्तन के परिणामस्वरूप ग्लोबल वार्मिंग से।

ऐसा माना जाता है कि फर्न नाइट्रोजन स्थिरीकरण में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, एक ऐसी प्रक्रिया जो वायुमंडल में मुक्त नाइट्रोजन (एन2) - हवा में प्रचुर मात्रा में उपलब्ध एक अक्रिय गैस - को अन्य रासायनिक तत्वों के साथ जोड़ती है ताकि अधिक प्रतिक्रियाशील नाइट्रोजन-आधारित यौगिक जैसे अमोनिया बनाया जा सके। नाइट्रेट आदि जिनका उपयोग कृषि प्रयोजनों के लिए उर्वरक जैसे विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जा सकता है। जीनोम डेटा हमें नोस्टॉक एजोला नामक सायनोबैक्टीरिया के साथ इस फर्न के सहजीवी संबंध (पारस्परिक लाभ) के बारे में बताता है। फ़र्न की पत्ती इन साइनोबैक्टीरिया को छोटे छिद्रों में रखती है और ये बैक्टीरिया नाइट्रोजन को स्थिर करते हैं जिससे नाइट्रोजन का उत्पादन होता है ऑक्सीजन जिसे फर्न और आसपास के पौधे इस्तेमाल कर सकते हैं। बदले में, साइनो जीवाणु जब फर्न इसे ईंधन प्रदान करता है तो पौधे प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ऊर्जा इकट्ठा करते हैं। इसलिए, इस फ़र्न का उपयोग संभवतः प्राकृतिक हरित उर्वरक के रूप में किया जा सकता है और संभवतः नाइट्रोजन उर्वरकों के उपयोग को समाप्त करके अधिक टिकाऊ कृषि पद्धतियों का प्रचार किया जा सकता है। लेखक कहते हैं कि दोनों का होना जीनोम सायनोबैक्टीरिया और अब फ़र्न के अनुसंधान को ऐसी टिकाऊ प्रथाओं को विकसित करने और अपनाने पर केंद्रित किया जा सकता है। दिलचस्प बात यह है कि फर्न अजोला को 1000 से अधिक वर्षों से एशियाई किसानों द्वारा चावल के खेतों में हरी खाद के रूप में पहले से ही डाला जाता रहा है।

शोधकर्ताओं ने फर्न में एक महत्वपूर्ण प्राकृतिक रूप से संशोधित (कीटनाशक) जीन की भी पहचान की है जिसे कीट प्रतिरोध प्रदान करने की क्षमता के रूप में देखा जाता है। कपास के पौधों में स्थानांतरित होने पर यह जीन कीड़ों से भारी सुरक्षा प्रदान करता है। इस 'कीटनाशक' जीन को बैक्टीरिया से फ़र्न पर स्थानांतरित या 'उपहारित' माना जाता है और इसे फ़र्न के वंश का एक बहुत ही विशिष्ट घटक माना जाता है अर्थात इसे पीढ़ी से पीढ़ी तक सफलतापूर्वक पारित किया गया है। कीड़ों से संभावित सुरक्षा की खोज का कृषि प्रथाओं पर एक मजबूत प्रभाव होना तय है।

इस अध्ययन से पता चलता है कि फर्न से पहली बार जीनोमिक जानकारी को उजागर करने का 'शुद्ध विज्ञान' महत्वपूर्ण पौधों के जीन को उजागर करने और समझने की दिशा में एक बड़ा कदम है। यह फर्न के विकासवादी इतिहास को बेहतर ढंग से समझने में भी मदद करता है यानी पीढ़ियों के दौरान उनकी विशेषताएं कैसे विकसित हुई हैं। पौधों की समझ यह जानने और समझने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है कि हमारे यहां वनस्पति और जीव-जंतु एक साथ कैसे सौहार्दपूर्ण ढंग से मौजूद हैं ग्रह और ऐसे शोध को महत्व दिया जाना चाहिए बजाय इसके कि इसे किसी ऐसी चीज़ के रूप में लेबल किया जाए जो पर्याप्त महत्वपूर्ण नहीं है। एज़ोला फ़िलिकुलोइड्स और साल्विनिया क्यूकुलटाटा को अनुक्रमित करने के बाद, 10 से अधिक फ़र्न प्रजातियाँ पहले से ही आगे के शोध के लिए पाइपलाइन में हैं।

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{आप उद्धृत स्रोतों की सूची में नीचे दिए गए डीओआई लिंक पर क्लिक करके मूल शोध पत्र पढ़ सकते हैं}

स्रोत (रों)

1. फे-वेई एल एट अल। 2018. फर्न जीनोम भूमि पादप विकास और सायनोबैक्टीरियल सहजीवन को स्पष्ट करें। प्रकृति पौधों। 4 (7)। https://doi.org/10.1038/s41477-018-0188-8

2. फर्नाबेस https://www.fernbase.org/. [18 जुलाई 2018 को एक्सेस किया गया]।

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एससीआईईयू टीम
एससीआईईयू टीमhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
वैज्ञानिक यूरोपीय® | SCIEU.com | विज्ञान में महत्वपूर्ण प्रगति। मानव जाति पर प्रभाव। प्रेरक मन।

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