पौधे अत्यधिक लम्बे होते हैं, झुकते हैं ताकि उनके प्रत्येक पत्ते तक सूर्य का प्रकाश पहुंच सके। इस घटना को सदियों तक देखने के बावजूद वैज्ञानिक इसे पूरी तरह से नहीं समझ पाए हैं। अब साल्क इंस्टीट्यूट के वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि दो पौधे कारक - प्रोटीन पीआईएफ 7 और वृद्धि हार्मोन ऑक्सिन - ट्रिगर होते हैं जो पौधों की छाया में होते हैं और एक ही समय में उच्च तापमान के संपर्क में होते हैं। संस्थान की आधिकारिक वेबसाइट.
29 अगस्त, 2022 को नेचर कम्युनिकेशंस पत्रिका में प्रकाशित निष्कर्ष, वैज्ञानिकों को यह अनुमान लगाने में मदद करेंगे कि ग्लोबल वार्मिंग हानिकारक फसलों के बावजूद पौधे जलवायु परिवर्तन पर कैसे प्रतिक्रिया देंगे और पैदावार में वृद्धि करेंगे।
सॉल्क इंस्टीट्यूट के प्लांट मॉलिक्यूलर के निदेशक वरिष्ठ लेखक प्रोफेसर जोआन चोरी कहते हैं, "अभी, हम एक निश्चित घनत्व पर फसलें उगा रहे हैं, लेकिन हमारे नतीजे बताते हैं कि हमें जलवायु परिवर्तन के रूप में पौधों की वृद्धि को अनुकूलित करने के लिए उस घनत्व को कम करने की आवश्यकता होगी।" और सेल बायोलॉजी लेबोरेटरी और हॉवर्ड, ह्यूजेस मेडिकल इंस्टीट्यूट के शोधकर्ता। "पौधे प्रकाश और तापमान के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करते हैं, इसके आणविक आधार को समझना हमें सर्वोत्तम पैदावार देने के लिए रोपण घनत्व को ठीक करने की अनुमति देगा।"
अंकुरण के दौरान, अंकुर मिट्टी के माध्यम से तोड़ने के लिए अपने तनों को जल्दी से लंबा कर लेते हैं और जितनी जल्दी हो सके सूरज की रोशनी को पकड़ लेते हैं। आम तौर पर, सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने के बाद तना अपनी वृद्धि को धीमा कर देता है। लेकिन तना जल्दी से फिर से लंबा हो सकता है यदि पौधा सूर्य के प्रकाश के लिए आसपास के पौधों के साथ प्रतिस्पर्धा करता है या बढ़ते तापमान के जवाब में गर्म जमीन और पौधे की पत्तियों के बीच की दूरी को बढ़ाता है। जबकि दोनों पर्यावरणीय स्थितियां - छायांकन और उच्च तापमान - स्टेम विकास को प्रोत्साहित करते हैं, वे पैदावार भी कम करते हैं।
इस अध्ययन में, वैज्ञानिकों ने एक ही समय में छाया और गर्म तापमान में उगने वाले पौधों की तुलना की - ऐसी स्थितियां जो उच्च रोपण घनत्व और जलवायु परिवर्तन की नकल करती हैं। वैज्ञानिकों ने मॉडल प्लांट अरेबिडोप्सिस थालियाना, साथ ही टमाटर और तंबाकू के एक करीबी रिश्तेदार का इस्तेमाल किया, क्योंकि वे यह देखने में रुचि रखते थे कि क्या तीनों पौधों की प्रजातियां इन पर्यावरणीय परिस्थितियों से समान रूप से प्रभावित थीं।
तीनों प्रजातियों में, शोधकर्ताओं की टीम ने पाया कि पौधे बहुत लंबे हो गए जब उन्होंने एक साथ पड़ोसी पौधों द्वारा बनाई गई छाया से बचने की कोशिश की और उच्च तापमान के संपर्क में आए। आणविक स्तर पर, शोधकर्ताओं ने पाया कि पीआईएफ 7 ट्रांसक्रिप्शन कारक, एक प्रोटीन जो जीन को चालू और बंद करने में मदद करता है, ने विकास को बढ़ावा देने में मदद की। उन्होंने यह भी पाया कि वृद्धि हार्मोन ऑक्सिन के स्तर में वृद्धि हुई जब फसलों को पड़ोसी पौधे मिले, जिसने एक साथ उच्च तापमान के जवाब में विकास को बढ़ावा दिया। इस सहक्रियात्मक PIF7-ऑक्सिन मार्ग ने पौधों को अपने पर्यावरण के प्रति प्रतिक्रिया करने और सर्वोत्तम बढ़ती परिस्थितियों की तलाश में अनुकूलन करने की अनुमति दी।
एक संबंधित प्रतिलेखन कारक, PIF4, ने भी उच्च तापमान पर स्टेम बढ़ाव को प्रेरित किया। हालांकि, छाया और ऊंचे तापमान के संयोजन के साथ, इस कारक ने अब महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाई।
"हम यह जानकर हैरान थे कि PIF4 एक महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाता है क्योंकि पिछले अध्ययनों ने संबंधित विकास स्थितियों में इस कारक के महत्व को दिखाया है," अध्ययन के पहले लेखक योगेव बर्को, साल्क इंस्टीट्यूट के एक शोध साथी और एक सहयोगी प्रोफेसर कहते हैं। इज़राइल ज्वालामुखी संस्थान में कृषि अनुसंधान संगठन। "तथ्य यह है कि PIF7 इस संयंत्र के लिए प्रमुख विकास चालक है, एक वास्तविक आश्चर्य था। इस नए ज्ञान के साथ, हम आशा करते हैं कि विभिन्न फसलों की वृद्धि प्रतिक्रिया को बेहतर बनाने में मदद मिलेगी ताकि वे जलवायु परिवर्तन के अनुकूल हो सकें।”
शोधकर्ताओं का मानना है कि अभी तक एक और कारक खोजा जाना बाकी है जो PIF7 और ऑक्सिन के प्रभाव को बढ़ाता है। वे भविष्य के अध्ययनों में इस अज्ञात कारक का पता लगाने की उम्मीद करते हैं। बर्को की प्रयोगशाला यह भी अध्ययन करेगी कि फसलों में इस मार्ग को कैसे अनुकूलित किया जा सकता है।
"वैश्विक तापमान बढ़ रहा है, इसलिए हमें ऐसी खाद्य फसलों की आवश्यकता है जो इन नई परिस्थितियों में विकसित हो सकें," साल्क प्लांट यूज इनिशिएटिव के सह-नेता और हॉवर्ड एच। और प्लांट बायोलॉजी के मरियम आर। न्यूमैन चेयर कहते हैं। "हमने उन प्रमुख कारकों की पहचान की है जो उच्च तापमान पर पौधों की वृद्धि को नियंत्रित करते हैं, जो हमें भविष्य की पीढ़ियों को खिलाने के लिए अधिक उत्पादक फसलों को विकसित करने में मदद करेंगे।"