चावल दुनिया की आधी से अधिक आबादी के लिए मुख्य भोजन है। इससे पहले कि एक चावल के अनाज को खाद्य बनाया जा सके, भूसी की सबसे बाहरी परत को कवर करना होगा। अक्सर अगली परत, जिसे चोकर कहा जाता है, को भी चावल को सफेद करने के लिए हटा दिया जाता है।
परंपरागत रूप से, इन परतों को एक मोर्टार में मूसल के साथ धान के चावल को तेज़ करके हटा दिया गया है, फिर चैफ से अनाज जीतना। आज, मैकेनिकल रोलर्स ने मिलिंग नामक एक प्रक्रिया में परतों को हटा दिया, और परिणामस्वरूप कुछ चावल के अनाज टूट जाते हैं। टूटने से टूट जाता है यदि अनाज में एक विशेषता होती है जिसे चॉकनेस कहा जाता है। चूंकि चॉकनेस व्यावसायिक रूप से स्वीकार्य अनाज की वसूली को कम करता है, इसलिए यह गुणवत्ता को कम कर देता है।
चावल को चाकली कहा जाता है अगर अनाज के एक बड़े अंश को मिलाने के बाद व्यापक हिस्से होते हैं जो पारभासी के बजाय अपारदर्शी होते हैं। चाकली चावल भी भंगुर है। अपारदर्शी और पारभासी अनाज के बीच का अंतर, हालांकि, खाना पकाने के दौरान गायब हो जाता है, और चॉकनेस का स्वाद या सुगंध पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।
चॉकनेस को चाकली अनाज दर से मापा जाता है, जो सभी चावल के अनाज के बीच चाकली अनाज का अनुपात है, और चॉकनेस की डिग्री है, जो उनमें चॉकपन की सीमा को दर्शाता है।
चावल की किस्मों में चाकता कई जीनों और उच्च तापमान और पोषक तत्वों की उपलब्धता जैसे पर्यावरणीय कारकों से प्रभावित होती है। इस प्रकार वैज्ञानिकों ने लंबे समय से संघर्ष को कम करने के तरीके खोजने के लिए संघर्ष किया है। हाल ही में, चीन के यांगज़ौ में यांगज़ौ विश्वविद्यालय के कृषि कॉलेज की एक टीम के काम में एक सफलता आई। शोधकर्ताओं ने एक जीन की पहचान की, जिसका उन्होंने नाम दिया चॉक 9जो उन्होंने पाया कि कई चावल की किस्मों में चाक को नियंत्रित करता है।
जर्नल में जुलाई में उनके निष्कर्ष बताए गए थे प्रकृति संचार। जीन की पहचान करने से वैज्ञानिकों को चावल की किस्मों में चाक को कम करने के लिए एक संभाल मिलता है।
एक प्रोटीन टैग करना
शोधकर्ताओं ने 175 चावल की किस्मों के जीनोम को अनुक्रमित किया कि उनके बीच उनके चॉकनेस विशेषता में एक व्यापक भिन्नता दिखाई दी, जैसा कि चाकली अनाज दर और चॉकलेस की डिग्री द्वारा मापा जाता है। उन्होंने जीनोम अनुक्रमों में दो मिलियन से अधिक अंतर पाए। फिर उन्होंने व्यक्तिगत डीएनए अनुक्रम विविधताओं के वैकल्पिक संस्करणों और विविधता की चाकता की गंभीरता के बीच एसोसिएशन की खोज की।
इस तरह, टीम ने गुणसूत्र 9 पर डीएनए के एक छोटे से खिंचाव की पहचान की, जिसकी उपस्थिति या अनुपस्थिति काफी हद तक सहसंबद्ध है कि क्या विविधता कम या उच्च चाकता दिखाती है। कम-चाकता किस्मों में खंड होता था और उच्च अभिव्यक्ति दिखाई देती थी चॉक 9 उच्च-चाकता किस्मों की तुलना में एंडोस्पर्म में। एंडोस्पर्म धान के अनाज का हिस्सा है जो मिल्ड चावल के थोक को बनाता है।
डीएनए सेगमेंट जो टीम को पाया गया था, उसमें ऐसी साइटें शामिल हैं जो ट्रांसक्रिप्शन कारक नामक प्रोटीन द्वारा मान्यता प्राप्त और बाध्य हैं। उनमें से एक, जिसे OSB3 कहा जाता है, को एंडोस्पर्म में अत्यधिक व्यक्त किया गया था। जब OSB3 डीएनए के लिए बाध्य होता है, तो इसने की अभिव्यक्ति को सक्रिय कर दिया चॉक 9 जीन। OSB3 प्रोटीन चावल की किस्मों में इस जीन अभिव्यक्ति को ट्रिगर करने में विफल रहा, जिसमें से यह डीएनए खंड अनुपस्थित था।
पर आधारित है चॉक 9 जीन के डीएनए अनुक्रम, शोधकर्ताओं ने भविष्यवाणी की कि यह E3 ubiquitin ligases नामक एंजाइमों के एक वर्ग से संबंधित एक प्रोटीन को एन्कोड करता है। E3 ubiquitin ligases, तीन अन्य प्रोटीनों के साथ ubiquitin, ubiquitin- एक्टिवेटिंग एंजाइम (E1), और ubiquitin-conjugating एंजाइम (E2), चयनित लक्ष्य प्रोटीन के लिए ubiquitin संलग्न है। इस टैगिंग को प्रोटीन ubiquitination कहा जाता है – और इसने गिरावट के लिए प्रोटीन को चिह्नित किया।
स्टार्च बनाना, भंडारण करना
शोधकर्ता यह पता लगाना चाहते थे कि कुछ चावल अनाज चाकली क्या है। सबसे पहले, उन्होंने पाया कि CHALK9 प्रोटीन एक और प्रोटीन के लिए छोटे ‘टैग’ (ubiquitin के रूप में जाना जाता है) संलग्न कर सकता है जिसे OSEBP89 कहा जाता है। OSEBP89 को टैग करने के कारण यह सेल द्वारा नष्ट हो गया।
यह इसलिए मायने रखता है क्योंकि OSEBP89 को पावर स्विच की तरह पाया गया था। यह दो प्रकार के महत्वपूर्ण जीनों पर बदल गया। एक, कहा जाता है डब्ल्यूएक्सचावल के अनाज को अमाइलोज बनाने में मदद की, जो चीनी से निर्मित एक बड़ा, स्टार्चिक अणु है। दूसरी तरह, एसएसपी जीन, चावल के अनाज में स्टार्च को स्टोर करने के लिए प्रोटीन बनाया।
जब OSEBP89 गायब था (उदाहरण के लिए क्योंकि यह हटा दिया गया था), उन जीनों ने बहुत अधिक चालू नहीं किया और चावल के अनाज कम चाकली हो गए। लेकिन अगर बहुत अधिक osebp89 था, तो इन जीनों को बहुत अधिक स्विच किया जाता है और चावल भी चाकियर बन गए।
इस प्रणाली का परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने सभी टैगिंग मशीनरी: E1, E2, CHALK9 और UBIQUITIN के साथ एक लैब मिक्स में OSEBP89 प्रोटीन डाल दिया। OSEBP89 को टैग किया गया और नष्ट कर दिया गया। लेकिन अगर चाक 9 जीन को थोड़ा संशोधित किया गया था, तो OSEBP89 प्रोटीन टैगिंग से बच गया और चारों ओर रुके।
शोधकर्ताओं ने अपनी मूल खोज में OSEBP89 क्यों नहीं पाया? यह पता चला कि लगभग हर प्रकार के चावल – यानी 4,726 खेती की गई किस्में – जीन का एक ही संस्करण था जो osebp89 के लिए एन्कोड किया गया था। चूंकि यह विविधता से विविधता में भिन्न नहीं था, इसलिए टीम चॉकलेस के कारणों के लिए शुरुआती स्क्रीन में नहीं थी। यह है कि CHALK9 ने OSEBP89 पर कैसे काम किया जिसने वास्तविक अंतर बनाया।
तोड़ने की प्रवृत्ति
शोधकर्ताओं ने 1950 के दशक से 2000 के दशक तक संग्रहीत 127 चावल की किस्मों का सर्वेक्षण किया और पाया कि की आवृत्ति चॉक 9 जीन का कम चॉकनेस संस्करण, चॉक 9-एल, 1990 से पहले अपेक्षाकृत कम था, लेकिन उसके बाद काफी बढ़ गया।
1990 से पहले, अधिकांश चावल किस्में ले गईं चॉक 9-ह, उच्च चॉकलेस संस्करण। जाहिर है, चावल प्रजनन कार्यक्रमों के लिए अनजाने में चुना गया था चॉक 9-L चॉकनेस को कम करने के लिए और इस प्रकार अनाज की गुणवत्ता में सुधार करें। अब, प्रजनकों को केवल एक ही कदम में इस लक्ष्य को प्राप्त कर सकते हैं चॉक 9-L चावल की किस्मों में जहां से यह अनुपस्थित है।
Osebp89 का स्तर किस्मों में उच्च रहता है चॉक 9-H संस्करण, जो स्टार्च संश्लेषण को बढ़ाता है, और इस प्रकार एक चाकू एंडोस्पर्म बनाता है। इसके विपरीत, चाक 9-एल संस्करण बढ़ाता है चॉक 9 अभिव्यक्ति, OSEBP89 गिरावट को बढ़ावा देना।
शोधकर्ताओं ने लिखा है कि “OSEBP89 के क्षरण को बढ़ावा देने से,” चॉक 9 स्टार्च संचय और भंडारण को सीमित करने के लिए एक ‘ब्रेक’ के रूप में कार्य। डब्ल्यूएक्स और एसएसपी अभिव्यक्ति, भंडारण उत्पाद संश्लेषण को बंद करना, और इस प्रकार पारभासी अनाज और बेहतर चावल की गुणवत्ता के लिए अग्रणी।
डीपी कास्बेकर एक सेवानिवृत्त वैज्ञानिक हैं।
