Crop Protection : उष्णतेत पिकाची सहनशिलता वाढवण्यासाठी होत आहेत प्रयत्न

संयुक्त राष्ट्रांच्या अन्न व कृषी संघटनेच्या म्हणजेच एफएओ च्या म्हणण्यानूसार , जागतिक पातळीवर उष्ण वातावरणामुळे ४० टक्क्यांपर्यंत पिकांचे उत्पादन कमी झाले आहे. दरवर्षी यासाठी जागतिक अर्थव्यवस्थेला २२० अब्ज डॉलरपेक्षा जास्त खर्च येतो. उत्तर कॅरोलिना तील ड्यूक युनिव्हर्सिटी च्या प्रसिद्धी पत्रकानुसार, वनस्पतीमध्ये तापमान वाढल्यावर रोगप्रतिकारक शक्ती का कमी होते. हे शोधन्याचा शास्त्रज्ञ प्रयत्न करित आहेत. या प्रसिद्धीपत्रकात विविध देशातील शास्त्रज्ञांनी उष्ण वातावरणाचे पिकावर होणाऱे परिणाम यावर केलेल्या संशोधनाचा आढावा घेण्यात आला आहे.

काही वनस्पतींची रचना उच्च तापमान सहन करु शकत नाही. त्यामुळे अशा वनस्पती उच्च तापमानात रोग आणि किडींना लगेच बळी पडतात. अमेरिकन असोसिएशन फॉर द अॅडव्हान्समेंट ऑफ सायन्स च्या अभ्यासानूसार युरोप आणि उत्तर अमेरिकेतील शिकागो आणि पॅरिस या भागांचा १९९५ आणि २००३ मध्ये आलेल्या उष्णतेच्या लाटांचा अभ्यास करण्यात आला. या अभ्यासातील निष्कर्षांवरून असे दिसून आले आहे की, भविष्यात येणाऱ्या उष्णतेच्या लाटा एकविसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात अधिक तीव्र, वारंवार आणि दीर्घकाळ टिकतील.

वनस्पतीची प्रतिकारशक्ती वाढविण्यासाठी सॅलिसिलिक आम्ल उपयुक्त
उच्च तापमानाचा पिकातील सॅलिसिलिक आम्ल तयार करण्याच्या क्षमतेवर परिणाम होतो. सॅलिसिलिक आम्ल कठीण काळात वनस्पतीची रोगप्रतिकारशक्ती सक्रिय करते. त्यामुळे पिकाचे नुकसान कमी होते. रोगप्रतिकारक शक्ती कमी होण्याच्या प्रक्रियेतील रेणू स्तरावरील क्रिया कशी होते हे समजण्यात शास्त्रज्ञांना अजून यश आलेले नाही.
सामान्यत: जेंव्हा एखाद्या वनस्पतीवर एखाद्या कीडीचा किंवा रोगाचा प्रादुर्भाव होतो तेव्हा कीड, रोगाचा प्रसार रोखण्यासाठी वनस्पतीच्या पानांतील सॅलिसिलिक आम्लाची पातळी सात पटीने वाढते. जेव्हा दोन दिवस तापमान ८६ अंश सेल्सिअस पेक्षा जास्त असते तेव्हा झाड प्रतिकार करण्यासाठी पुरेसे सॅलिसिलिक आम्ल तयार करू शकत नाहीत. त्यामुळे प्रतिकारशक्ती कमी होऊन झाडाला कीड आणि रोगांचा सहज संसर्ग होतो.

अरबीडोप्सिस थालियाना वनस्पतीवर प्रयोग
ड्यूक युनिव्हर्सिटीचे जीवशास्त्रज्ञ आशेंग- यांग यांनी २०१७ मध्ये अरबीडोप्सिस थालियाना या वनस्पतीचा अभ्यास केला. संशोधनातून अरबीडोप्सिस थालियाना वनस्पतीच्या प्रतिकारशक्तीवर कमी कालावधीच्या उष्णतेच्या लाटेचा देखील परिणाम झाला. जास्त उष्णतेमुळे अरबीडोप्सिस थालियाना वनस्पतींमध्ये स्यूडोमोनास सिरिन्गे या जिवाणूचा प्रादुर्भाव झाल्याचे दिसून आले.
त्याच सुमारास शास्त्रज्ञाच्या एका वेगळ्या गटाने वनस्पतींच्या पेशींमध्ये आढळणारा फायटोक्रोम्स रेणू चा शोध लावला. फायटोक्रोम्स रेणू वनस्पतीमधील थर्मामीटर म्हणून काम करतो. त्यामुळे वनस्पतींना बदलत्या तापमानानुसार स्वतःमध्ये बदल करणे शक्य होते. हे संशोधन पडताळून पाहण्यासाठी वनस्पतींमध्ये जीवाणू सोडून उच्च तापमानात या वनस्पती ठेवण्यात आल्या. उच्च तापमानाला फायटोक्रोम रेणू पुरेसे सॅलिसिलिक आम्ल तयार करू शकले नाहीत.

सीबीपी ६० जी जनुकाचा आभ्यास ठरला मार्गदर्शक
डॅन्ये कॅस्ट्रॉव्हर्डे आणि जॉंघुम किम या शास्त्रज्ञांनी अनेक वर्षे वनस्पतीच्या विविध जनुकांवर प्रयोग केले. वनस्पतींवरिल उष्ण वातावरणाचा परिणामाचा आभ्यास करण्यासाठी संशोधकांनी नेक्स्ट-जनरेशन सिक्वेन्सिंग चा वापर केला. उच्च तापमानात वाढलेल्या आणि प्रादुर्भाव झालेल्या अरबीडोप्सिस वनस्पतींमधील जनुकांच्या अभ्यासातून असे आढळले की, सीबीपी ६० जी या जनुकाच्या प्रभावाखाली इतर जनुकेही कार्य करतात. म्हणजेच सीबीपी ६० जी जनुक हे इतर जनुकांवर नियंत्रण ठेवते.
जेव्हा तापमान खूप जास्त असते, तेव्हा सीबीपी ६० जी जनुक आपल्या गुणधर्मानूसार योग्यपने कार्य करू शकत नाही. परिणामी वनस्पतीची रोगप्रतिकारक शक्ती कमी होते. उष्णतेच्या तणावातही, सीबीपी ६० जी जनुक असलेल्या अरबीडोप्सिस वनस्पतीमध्ये संरक्षक संप्रेरकाची पातळी जास्त ठेवली जाते आणि जिवाणूचा संसर्ग रोखला जातो.
उष्ण वातावरणाचा पिकावर परिणाम होण्यापुर्वीच वनस्पतीची वाढ खुंटवली तर पिकांचे उत्पादन कमी होत नाही. त्यासाठी संशोधकांनी सीबीपी ६० जी जनुकामध्ये काही बदल केले.

पिकामध्ये रोगप्रतिकार शक्ती वाढविण्यासाठी प्रयत्न
संशोधकांच्या मते, भविष्यातील अन्नसुरक्षेवर परिणाम होण्यासाठी अरबीडोप्सिस वनस्पतींमधील रोगप्रतिकारशक्तीचे रक्षण करण्यासाठी वापरण्यात येणारे तंत्र पिकांमध्ये उपयोगी पडू शकते. टोमॅटो, मोहरी आणि भात पिकात हे प्रयोग केले जात आहेत. आतापर्यंत, मोहरी पिकामध्ये केलेल्या प्रयोगाचे चांगले परिणाम दिसून आले आहेत.