टेक्सास ए अँड एम येथे टोमॅटो स्पॉटेड विल्ट व्हायरसचा पहिला अमेरिकन संसर्गजन्य क्लोन तयार

अमेरिकेत दीर्घकाळ प्रतीक्षित साधन उपलब्ध

टेक्सास ए अँड एम ॲग्रीलाइफ रिसर्चमधील वनस्पती रोगतज्ज्ञांनी टोमॅटो स्पॉटेड विल्ट व्हायरस (TSWV) चा अमेरिकेतील पहिला संसर्गजन्य क्लोन तयार केला आहे. शेतकऱ्यांच्या शेतात रोग-प्रतिरोधक मिरची आणि टोमॅटो पोहोचवण्याच्या दिशेने हे मोठे पाऊल असल्याचे संशोधकांचे म्हणणे आहे — आणि संभाव्यतः भाजीपाला विक्रीच्या दालनात कमी किमतींकडेही नेणारे ठरू शकते.

हे काम टेक्सास ए अँड एम विभागातील वनस्पती रोगशास्त्र आणि सूक्ष्मजीवशास्त्र विभागाच्या प्राध्यापक जीनमरी व्हर्चॉट, पीएच.डी. यांच्या नेतृत्वाखाली झाले. त्यांच्या संघाचे निष्कर्ष "A Novel Approach to Engineering Tomato Spotted Wilt Virus Infectious Clones by Disarming Key Nodes in Anti-Viral Defenses" या शीर्षकाखाली Molecular Plant-Microbe Interactions या नियतकालिकात प्रकाशित झाले आहेत. अमेरिकेतील शास्त्रज्ञ दशकांपासून शोधत असलेल्या प्रश्नाचे उत्तर या यशाने मिळाल्याचे संशोधकांचे म्हणणे आहे.

संसर्गजन्य क्लोन म्हणजे मुळात व्हायरसची प्रयोगशाळेत तयार आवृत्ती, जी संशोधक इच्छेनुसार पुनरुत्पादित करू शकतात. आतापर्यंत TSWV वर काम करणाऱ्या अमेरिकेतील वनस्पती शास्त्रज्ञांकडे अशी प्रणाली नव्हती, त्यामुळे वनस्पती संसर्गाला कशी प्रतिसाद देते आणि कोणते अनुवांशिक गुणधर्म रोगकारकाला तोंड देतात हे किती वेगाने आणि सातत्याने तपासता येईल यावर मर्यादा होती.

TSWV इतका चिकाटीचा धोका का आहे

टोमॅटो स्पॉटेड विल्ट व्हायरस शेतकऱ्यांसाठी क्षुल्लक त्रास नाही. हा थ्रिप्स नावाच्या सूक्ष्म कीटकांमार्फत पसरतो, जे शेतांतून फिरतात आणि प्रादेशिक वाऱ्यांच्या प्रणालींवर स्वार होऊन नव्या पट्ट्यांमध्ये स्थलांतर करू शकतात. वाहक इतका सहज प्रवास करत असल्याने, एखाद्या भागात व्हायरस आला की त्याला आवर घालणे कठीण होते.

या रोगकारकाचा विस्तार असामान्यपणे व्यापक आहे. व्हायरस 1,000 हून अधिक भाजीपाला आणि शोभेच्या वनस्पतींच्या जातींवर विपरित परिणाम करतो, असे व्हर्चॉट म्हणाल्या. संक्रमित वनस्पतींचे उत्पादन घटते, आणि त्यांना होणारे नुकसान पिकाला विक्री-अयोग्य बनवू शकते, ज्यामुळे शेतकऱ्यांच्या उत्पन्नावर थेट परिणाम होतो.

• व्यापक यजमान श्रेणी: 1,000 हून अधिक संवेदनशील भाजीपाला आणि शोभेच्या वनस्पतींच्या जाती.
• कीटक वाहक: थ्रिप्स, जे शेतांमध्ये आणि प्रदेशांदरम्यान व्हायरस पसरवतात.
• उत्पादन हानी: कमी कापणी आणि पिके विक्री-अयोग्य करणारे दृश्य नुकसान.
• ग्राहकांवर परिणाम: तंग पुरवठा आणि वाढलेला खर्च शेवटी किरकोळ किमतींमध्ये दिसून येतो.

आर्थिक धोका सुप्रसिद्ध आहे. यूएस डिपार्टमेंट ऑफ ॲग्रिकल्चरच्या Risk Avoidance and Mitigation Program चा अंदाज आहे की फ्लोरिडा आणि जॉर्जिया यांसारख्या देशातील सर्वाधिक उत्पादक भाजीपाला पट्ट्यांमध्ये TSWV दरवर्षी 100 दशलक्ष डॉलर्संचे पीक नुकसान करतो.

संघाने क्लोन कसा तयार केला

शोधनिबंधाच्या शीर्षकात वर्णन केल्याप्रमाणे, या यशात एक नवीन रणनीती आहे: संसर्गजन्य क्लोनचे अभियांत्रिकीकरण शक्य करण्यासाठी प्रतिविषाणू संरक्षणातील महत्त्वाच्या गाठी निष्क्रिय करणे. या दृष्टिकोनामुळे अमेरिकेत पूर्वीचे प्रयत्न रोखणाऱ्या अडथळ्यांवर मात करता आली.

व्यावहारिक फायदा म्हणजे प्रमाण आणि विश्वासार्हता. क्लोन हातात असल्याने, व्हर्चॉट आणि त्यांचे सहकारी अमर्याद व्हायरस तयार करू शकतात, ज्यामुळे नियंत्रित परिस्थितीत चाचणी वनस्पतींना संसर्ग करणे आणि रोगकारकाच्या संपर्कात वेगवेगळ्या अनुवांशिक रेषा कशा कामगिरी करतात याची तुलना करणे खूप सोपे होते.

मिरची आणि टोमॅटो पैदासकारांसाठी वेगवान मार्ग

प्रतिकारशक्तीसाठी पैदास हा संख्यांचा खेळ आहे. पैदासकारांना मोठ्या प्रमाणात वनस्पती तपासाव्या लागतात, संसर्ग सहन करणारे किंवा प्रतिकार करणारे दुर्मीळ व्यक्ती ओळखावे लागतात आणि नंतर ते गुणधर्म शेतकऱ्यांना हव्या असलेल्या जातींमध्ये आणावे लागतात. प्रत्येक तपासणी चक्राला वेळ लागतो, आणि व्हायरसचा असमान दाब निकालांचा अर्थ लावणे कठीण करतो.

व्हायरसचा विश्वासार्ह, पुनरुत्पादनीय स्रोत हे समीकरण बदलतो. त्यामुळे पैदासकारांना वनस्पतींना एकसमान आव्हान देता येते, आणि आशादायक अनुवांशिक उमेदवार ते त्याला पुढे नेण्याचा निर्णय यामधील अभिप्राय चक्र लहान होते. विशेषतः मिरचीसाठी — जिथे TSWV चा दाब तीव्र आहे — या साधनामुळे श्रेष्ठ, व्हायरस-प्रतिरोधक अनुवांशिकतेची ओळख वेगवान होईल अशी संघाला अपेक्षा आहे.

प्रयोगशाळेतील शोधापासून शेतापर्यंत

व्हर्चॉट यांनी या प्रगतीला तयार उत्पादन नव्हे तर पाया म्हटले. क्लोन स्वतः एक संशोधन साधन आहे; त्यानंतर येणाऱ्या प्रतिरोधक जाती ते वापरणाऱ्या पैदासकारांकडून येतील.

"पीक उत्पादक या व्हायरसशी खूप परिचित आहेत, आणि हा शोध त्यांच्यासाठी मोठ्या उत्पादन आव्हानावर परिणामकारक उपायांचे दार उघडतो याचा आम्हाला आनंद आहे," त्या म्हणाल्या.

अपेक्षित परिणामाचे वर्णन त्यांनी पैदास कार्यक्रमात सुरू होऊन सुपरमार्केटपर्यंत पोहोचणाऱ्या साखळी प्रतिक्रियेसारखे केले. "पैदासकारांना नव्या जातींचा विकास वेगवान करण्यासाठी वापरता येतील अशी तंत्रज्ञान साधने तयार करून, मिरची, टोमॅटो आणि इतर भाजीपाला अधिक मुबलक होईल आणि देशभरातील किराणा दुकानांमध्ये कमी खर्चाचा होईल अशी साधी लाट आम्हाला दिसावी अशी आशा आहे," त्या म्हणाल्या.

प्रयोगशाळेला खरेदीच्या टोपलीशी जोडणारा तर्क पुरवठ्यातून जातो. TSWV चा दाब वाढल्यावर शेतकऱ्यांचे विक्रीयोग्य उत्पादन कमी होते आणि निविष्ठा व व्यवस्थापनावर अधिक खर्च होतो. कमी विक्रीयोग्य भाज्या आणि वाढलेला उत्पादन खर्च ग्राहकांसाठी किमती वर ढकलतो. टिकाऊ प्रतिकारशक्ती असलेल्या जाती या क्रमाला दोन्ही टोकांना तोडतील: कापणीचे संरक्षण करतील आणि हंगामानंतर हंगाम व्हायरसशी लढण्याचा खर्च कमी करतील.

वनस्पती विज्ञानासाठी व्यापक परिणाम

TSWV इतक्या विस्तृत पिकांना आणि शोभेच्या वनस्पतींना संक्रमित करत असल्याने, कार्यरत संसर्गजन्य क्लोनचे मूल्य मिरची आणि टोमॅटोच्या पलीकडे आहे. इतर संवेदनशील प्रजातींचा अभ्यास करणारे संशोधक हीच प्रणाली वापरून व्हायरस संसर्ग कसा प्रस्थापित करतो आणि वनस्पती स्वतःचे रक्षण कसे करतात याचा तपास करू शकतात, ज्यामुळे पिकांमध्ये हस्तांतरित होणारी प्रतिकार यंत्रणा उघड होऊ शकते.

शोभेच्या वनस्पतींच्या उत्पादकांनाही फायदा होईल. हा व्हायरस शेतातील भाजीपाल्याबरोबरच ग्रीनहाऊस आणि नर्सरी उत्पादनालाही हानी करतो, आणि TSWV इतका हानिकारक ठरण्यास कारणीभूत असलेली यजमान-श्रेणीचीच समस्या त्याचा सातत्यपूर्ण, नियंत्रित अभ्यास कठीण करते.

पुढे काय

टेक्सास ए अँड एम संघाचा तात्काळ उद्देश क्लोनचा उपयोग करणे हा आहे. म्हणजे मागणीनुसार व्हायरस तयार करणे, चाचणी वनस्पतींना अधिक कार्यक्षमतेने संसर्ग करणे, आणि प्रतिकारशक्तीसाठी अनुवांशिक सामग्रीचे मूल्यांकन करताना मिरची पैदासकारांना आधार देणे. आशादायक रेषा प्रायोगिक भूखंडांकडून व्यावसायिक जातींकडे सरकत असताना, यश अनेक पीक हंगामांमध्ये मोजले जाईल.

सध्या महत्त्व संरचनात्मक आहे: अमेरिकेतील शास्त्रज्ञांना दशकांपासून हवी असलेली संशोधन क्षमता शेवटी उपलब्ध झाली आहे. Molecular Plant-Microbe Interactions मध्ये प्रकाशित हा शोधनिबंध सहकाऱ्यांनी पुनरावलोकन केलेला आहे, आणि विद्यापीठ या शोधाला पायाभूत पाऊल म्हणते. त्याचे रूपांतर स्वस्त, अधिक मुबलक मिरची आणि टोमॅटोमध्ये होते का, हे नव्या साधनाने गती देण्यासाठी तयार केलेल्या पैदास कार्यावर अवलंबून आहे — जे काम आता गांभीर्याने सुरू होऊ शकते.

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