Better Crops Without Genetic Modification

जापान में रिकेन सेंटर फॉर सस्टेनेबल रिसोर्स साइंस (सीएसआरएस) के शोधकर्ताओं ने विशेष आनुवंशिक रूप से संशोधित पौधों को बनाने की आवश्यकता के बिना फसल की गुणवत्ता में सुधार करने का एक तरीका विकसित किया है। पौधों के जीनोम को बदलने के बजाय, नई तकनीक एक स्प्रे पर निर्भर करती है जो बायोएक्टिव अणुओं को उनकी पत्तियों के माध्यम से पौधों की कोशिकाओं में पेश करती है। नई तकनीक का उपयोग फसलों को कीटों का प्रतिरोध करने या सूखे के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनने में मदद करने के लिए किया जा सकता है - आनुवंशिक रूप से संशोधित फसलों की लाइनें बनाने की तुलना में कम समय में और कम लागत पर। वैज्ञानिक पत्रिका में अध्ययन की सूचना दी गई थी एसीएस नैनो.

प्रौद्योगिकी हमें सीधे जीनोम को बदलने और जीएम भोजन सहित आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव (जीएमओ) बनाने की अनुमति देती है। हालांकि, ट्रांसजेनिक पौधों को बनाने में समय, पैसा लगता है, और अभी भी व्यापक जन समर्थन प्राप्त नहीं हुआ है। मासाकी ओदहारा के नेतृत्व में रिकेन सीएसआरएस शोधकर्ताओं ने जीएम भोजन का एक विकल्प विकसित किया है जो इन समस्याओं को दूर कर सकता है। उदाहरण के लिए, किसी पौधे के जीनोम को बदलने के बजाय ताकि वह किसी विशेष जीन को व्यक्त न करे, उसी जीन को पौधे में एक विशिष्ट बायोएक्टिव यौगिक डालकर मक्खी पर दबाया जा सकता है। इस परिदृश्य में, बायोएक्टिव यौगिक को एक वाहक द्वारा पौधे की कोशिकाओं में ले जाया जाता है जो पौधों की कोशिकाओं की कोशिका भित्ति में प्रवेश कर सकता है।

जबकि अवधारणा सरल हो सकती है, इसे पूरा करना एक चुनौती थी। ओदहारा कहते हैं, “पौधों में बायोएक्टिव अणुओं को पेश करने का एक तरीका डिजाइन करने के अलावा,” हमें एक वितरण पद्धति पर विचार करना था जो वास्तविक कृषि परिस्थितियों में खेती की गई फसलों के लिए व्यावहारिक होगी। टीम ने निष्कर्ष निकाला कि सबसे अच्छा तरीका एक स्प्रे के माध्यम से होगा जिसे अपेक्षाकृत आसानी से बड़े क्षेत्रों में तैनात किया जा सकता है।

कई प्रकार के नैनोकण पादप कोशिकाओं में प्रवेश कर सकते हैं। शोधकर्ताओं ने सेल-पेनेट्रेटिंग पेप्टाइड्स (सीपीपी) पर ध्यान केंद्रित किया क्योंकि वे क्लोरोप्लास्ट जैसे पौधों की कोशिकाओं के अंदर विशिष्ट संरचनाओं को भी लक्षित कर सकते हैं। पहली चुनौती यह निर्धारित करने की थी कि स्प्रे का उपयोग करते समय कौन से सीपीपी सबसे अच्छे हैं। उन्होंने प्राकृतिक और सिंथेटिक सीपीपी को फ्लोरोसेंट पीले रंग से टैग किया, उन्हें पौधों की पत्तियों पर छिड़का, और अलग-अलग समय बिंदुओं पर एक कन्फोकल लेजर-स्कैनिंग माइक्रोस्कोप के साथ पत्तियों में फ्लोरोसेंस की मात्रा को मापा। इस प्रक्रिया को विशिष्ट प्रयोगशाला में करने के बाद अरबीडॉप्सिस थालिअनासाथ ही कई प्रकार के सोयाबीन और टमाटरों में, उन्होंने कई प्राकृतिक सीपीपी पाए जो पत्तियों की बाहरी परत में घुसने में सक्षम थे, और कुछ मामलों में और भी गहरे।

आगे के प्रयोगों से पता चला कि प्लास्मिड होने पर इस तकनीक ने अच्छा काम किया[{” attribute=””>DNA was attached to the CPPs, and analysis showed that genes were effectively expressed in the leaves of both A. thaliana and soybeans after being carried into the cells through an aqueous spray. The researchers also found that by including other biomolecules and nanostructures in the spray solution, they could temporarily increase the number of pores in the leaves, which increased how much spray was taken up by the plant.

Often, crop yield can be improved by inserting or knocking out genes. After creating a transgenic plant that overexpresses yellow fluorescence in the leaves, the team attached RNA