कॅनॅबिस आणि हॉप्समध्ये लैंगिक निर्धारणासाठी एक प्राचीन जनुकीय स्विच सामायिक असण्याची शक्यता

वनस्पती जनुकीय शास्त्रातील अनेक वर्षांपासूनचा प्रश्न आता अधिक स्पष्ट उत्तराकडे जात असू शकतो

युनिव्हर्सिटी कॉलेज डब्लिनमधील संशोधकांचे म्हणणे आहे की त्यांनी कॅनॅबिसमध्ये लिंग निश्चित करण्यात मध्यवर्ती भूमिका बजावणारा एक जनुकीय भाग ओळखला आहे, आणि हॉप्समध्येही त्याच यंत्रणेचे पुरावे सापडले आहेत. New Phytologist मध्ये प्रसिद्ध झालेल्या आणि Phys.org ने संक्षेपित केलेल्या या शोधानुसार, Y क्रोमोसोमऐवजी X क्रोमोसोमचा एक लहान भाग लिंग अभिव्यक्तीचा मुख्य नियंत्रणबिंदू आहे.

हा निष्कर्ष लक्षवेधी आहे, कारण तो मानवांसह इतर अनेक जीवांमधील परिचित गृहितकाच्या विरोधात जातो, जिथे Y क्रोमोसोम हा लिंग निर्धारणातील निर्णायक घटक मानला जातो. कॅनॅबिसमध्ये, अभ्यास सूचित करतो की महत्त्वाची यंत्रणा X क्रोमोसोमवरील Monoecy1 नावाच्या संक्षिप्त भागात आहे, जिथे जवळजवळ जोडलेली तीन जनुके मिळून वनस्पती नर, मादी, किंवा दोन्ही कशा विकसित होतील हे नियंत्रित करतात असे दिसते.

या पिकांमध्ये लिंग इतके महत्त्वाचे का आहे

हा केवळ मूलभूत जीवशास्त्राचा प्रश्न नाही. कॅनॅबिस आणि हॉप्स, दोन्हीमध्ये वनस्पतीचे लिंग मोठे आर्थिक परिणाम घडवते. Phys.org च्या अहवालानुसार, मादी हॉप्स वनस्पती brewing मध्ये वापरल्या जाणाऱ्या cones तयार करतात, जे सुगंध आणि चव देतात, तर मादी कॅनॅबिस वनस्पती CBD सारख्या cannabinoids साठी लागवड केल्या जातात. दोन्ही उद्योगांमध्ये लिंग अभिव्यक्ती अधिक विश्वासार्हरीत्या ओळखता किंवा नियंत्रित करता आल्यास उत्पादन, पीक नियोजन, आणि तोटे यावर परिणाम होऊ शकतो.

ही व्यावहारिक गरजच या प्रश्नाला इतकी वर्षे महत्त्व देत आली आहे. शास्त्रज्ञांना आधीच माहीत होते की मादी कॅनॅबिस वनस्पतींमध्ये सहसा दोन X क्रोमोसोम असतात, तर नरांमध्ये एक X आणि एक Y असतो. पण कोणती जनुके प्रत्यक्षात विकासाचे परिणाम ठरवतात याचे स्पष्ट चित्र नव्हते. नवीन अभ्यासाने तो शोध बराचसा मर्यादित केला आहे.

संशोधकांनी काय शोधले

दिलेल्या स्रोत मजकुरानुसार, टीमने मुख्य भाग वेगळा करण्यासाठी genetic mapping, genome sequencing, आणि gene expression analysis वापरले. एकट्या master gene च्या ऐवजी, पुरावे DNA च्या एका छोट्या विभागातील तीन घट्ट जोडलेल्या जनुकांकडे निर्देश करतात. एकत्रितपणे, ती नर आणि मादी विकास दोन्ही समन्वयित करत असल्याचे दिसते.

ही रचना महत्त्वाची आहे. अनेक जोडलेली जनुके एकत्र मिळून एखादे वैशिष्ट्य नियंत्रित करत असतील, तर ती प्रणाली मजबूत असू शकते, पण प्रयोगात्मकरीत्या उलगडणे कठीण जाते. संशोधकांनी हा परिणाम एका संक्षिप्त chromosomal region मध्ये निश्चित केल्याने वनस्पती जीवशास्त्रज्ञांना लिंग विकास अणूस्तरावर कसा नियंत्रित होतो हे समजून घेण्यासाठी अधिक मजबूत प्रारंभबिंदू मिळतो.

हॉप्समध्येही, X क्रोमोसोमवरील संबंधित भागात, तीच मुख्य जनुके सापडल्यावर आश्चर्य अधिकच वाढले. कॅनॅबिस आणि हॉप्स ही संबंधित वनस्पती आहेत ज्या सुमारे 28 million years ago विभक्त झाल्या, त्यामुळे हा शोध सूचित करतो की ही अंतर्निहित स्विच प्रणाली प्राचीन असू शकते, अलीकडील नवकल्पना नाही.

एक उत्क्रांतीविषयक सूचक, आणि त्याचबरोबर कृषीविषयकही

कॅनॅबिस आणि हॉप्समधील ही सामायिक जनुकीय रचना या कथेला केवळ crop-science story न राहता evolutionary story देखील बनवते. जर तीच X-linked प्रणाली दोन्ही वंश विभक्त होण्यापूर्वी अस्तित्वात होती, तर ही यंत्रणा खूप दीर्घकाळ संरक्षित राहिली आहे. म्हणजेच तिला काहीतरी कार्यात्मक फायदा झाला असावा, किंवा कमीतकमी ती लाखो वर्षांच्या वनस्पती उत्क्रांतीत टिकून राहण्याइतकी स्थिर राहिली आहे.

स्रोत मजकुरात संशोधकांनी X क्रोमोसोम मुख्य चालक म्हणून समोर येणे आश्चर्यकारक वाटल्याचे म्हटले आहे. ती प्रतिक्रिया समजण्यासारखी आहे. लिंग निर्धारण प्रणाली जीवनाच्या विविध स्तरांवर खूप वेगवेगळ्या असतात, पण अनेक चर्चा अजूनही Y-linked trigger या कल्पनेभोवती फिरतात. हे काम genetics मधून मिळणारा व्यापक धडा अधोरेखित करते: समान जैविक परिणाम अतिशय वेगवेगळ्या क्रोमोसोमीय प्रणालींमधून तयार होऊ शकतात.

हे देखील दाखवते की वनस्पतींचे प्रजनन जीवशास्त्र साधे नियम वारंवार का उलथवून टाकते. वनस्पती प्राण्यांच्या तुलनेत अधिक लवचिक reproductive strategies दर्शवतात, आणि प्रजातींमध्ये नर, मादी, आणि monoecious रूपे असू शकतात. एखादी वनस्पती नर, मादी, किंवा दोन्ही होईल हे नियंत्रित करणारा भाग त्या व्यापक गुंतागुंतीत बसतो.

उत्पादकांना काय फायदा होऊ शकतो

सर्वात तात्काळ परिणाम breeding आणि crop management मध्ये दिसू शकतो. संशोधक आणि breeders यांनी वनस्पतीचे लिंग लवकर आणि अचूक ओळखता आले, तर त्यांनी वाया जाणारी जागा, इनपुट, आणि वेळ कमी करू शकतो. कॅनॅबिसमध्ये, cannabinoid-rich female flowers साठी तयार केलेल्या उत्पादनात अनावश्यक नर वनस्पती टाळण्यासाठी हे growers ना मदत करू शकते. हॉप्समध्ये, cones उत्पादन सुरक्षित ठेवण्यासाठी आणि सुधारण्यासाठी ते उपयुक्त ठरू शकते.

स्रोत मजकूर आणखी एका संभाव्य उपयोगाकडे निर्देश करतो: fiber production साठी uniform monoecious crops तयार करणे. म्हणजेच या कामाचे मूल्य केवळ मादी वनस्पती वाढवण्यात मर्यादित नाही. अंतिम वापरानुसार breeders वेगवेगळे reproductive traits इच्छू शकतात. मूलभूत जनुकीय रचना अधिक चांगल्या प्रकारे समजल्याने हे पर्याय वाढतात.

तरीही, याचा अर्थ असा नाही की व्यावसायिक शेतीचा प्रश्न एका रात्रीत सुटला आहे. एक control region ओळखणे ही मोठी प्रगती आहे, पण त्या ज्ञानाचे विश्वसनीय breeding tools, marker systems, किंवा इतर नियंत्रणरूपांत रूपांतर करण्यासाठी अजून काम आवश्यक आहे. तरीही, मार्ग आता पूर्वीपेक्षा अधिक स्पष्ट आहे.

मूलभूत जीवशास्त्र उद्योगबदल घडवू शकते याची आठवण

या अभ्यासाला या दोन पिकांपलीकडेही महत्त्व देणारी एक गोष्ट म्हणजे मूलभूत जनुकीय संशोधन किती थेट व्यावहारिक परिणाम देऊ शकते हे ते दाखवते. क्रोमोसोमच्या वर्तनावरील शोध रोजच्या शेती किंवा उत्पादनापासून दूर वाटू शकतो, पण या प्रकरणात तो मौल्यवान पिके कशी वाढवली आणि सांभाळली जातात हे बदलू शकतो.

वनस्पती विज्ञानातही हेच खरे आहे. लिंग, फुलोरा, रोगप्रतिकार, किंवा ताण सहनशीलता नियंत्रित करणारी वैशिष्ट्ये अनेकदा संपूर्ण crop system ची अर्थव्यवस्था ठरवतात. “हजारो जनुके” यापासून शोध एका छोट्या chromosomal region पर्यंत खाली आणणे हेच असे पाऊल आहे जे पुढे breeding improvements ला आधार देऊ शकते.

मोठे चित्र

सध्या, हा अभ्यास कॅनॅबिस जीवशास्त्रातील दीर्घकालीन उघड्या प्रश्नाचे अधिक अचूक उत्तर देत आहे आणि हॉप्समध्येही तेच प्राचीन डिझाइन सामायिक असण्याची शक्यता दाखवत आहे. ही जोडणी याला असामान्य व्याप देते: हे chromosome biology मधील शोध, वनस्पती उत्क्रांतीविषयीचा एक सूचक, आणि शेतीसाठी संभाव्यतः उपयुक्त निष्कर्ष अशा तिन्ही गोष्टी एकत्र करते.

जर नोंदवलेली यंत्रणा पुढील अभ्यासात टिकून राहिली, तर ती अशा प्रकरणांपैकी एक ठरू शकते जिथे तांत्रिकदृष्ट्या मर्यादित शोधालाही व्यापक परिणाम होतात. संशोधकांसाठी, हे या प्रजातींमध्ये sex determination कसे अभ्यासावे हे पुन्हा ठरवते. उत्पादक आणि breeders साठी, ते अधिक नियंत्रित आणि कार्यक्षम cultivation चा मार्ग उघडते. आणि उत्क्रांतीविषयक जीवशास्त्रासाठी, जीवन परिचित समस्या अनपेक्षित पद्धतीने कशा सोडवते याचे आणखी एक उदाहरण जोडते.

हा लेख Phys.org च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.