নাইট্রোজেন-নতুন ব্যাকটেরিয়া স্ট্রেনে স্থানান্তরিত জিন ঠিক করা, সার নির্ভরতা কমাতে অগ্রসর হচ্ছে

গবেষকরা দেখিয়েছেন যে জৈবিক নাইট্রোজেন স্থিরকরণের জন্য দায়ী জেনেটিক যন্ত্রপাতিগুলি ব্যাকটেরিয়ার নতুন স্ট্রেনে স্থানান্তরিত হতে পারে, কীভাবে এই গুরুত্বপূর্ণ কৃষি বৈশিষ্ট্য প্রকৃতিতে ছড়িয়ে পড়ে এবং কৃত্রিম নাইট্রোজেন সারের উপর কৃষির নির্ভরতা হ্রাস করার জন্য সম্ভাব্য নতুন উপায়গুলি খোলার একটি পরিষ্কার বোঝা প্রদান করে।

ফলাফল, প্রকাশিতবর্তমান জীববিজ্ঞান28 মে, বন্য রাইজোবিয়া-মাটির ব্যাকটেরিয়াগুলির উপর ফোকাস করুন যা মটর এবং মটরশুটি জাতীয় শস্যের সাথে সিম্বিওটিক সম্পর্ক তৈরি করে। এই ব্যাকটেরিয়াগুলি বায়ুমণ্ডলীয় নাইট্রোজেনকে এমন ফর্মগুলিতে রূপান্তরিত করে যা উদ্ভিদ ব্যবহার করতে পারে, যার ফলে বাহ্যিক নাইট্রোজেন সার অল্প বা কোন ভাবেই বাড়তে পারে। বিজ্ঞানীরা বলছেন যে গবেষণায় আলোকপাত করা হয়েছে যে কীভাবে এই সিম্বিওসিস নিয়ন্ত্রণকারী জিনগুলি ব্যাকটেরিয়া বংশের দ্বারা অর্জিত হতে পারে যেগুলির পূর্বে সক্ষমতার অভাব ছিল, অন্যান্য ফসলে জৈবিক নাইট্রোজেন স্থিরকরণ প্রসারিত করার দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ।

সিম্বিওসিসের জেনেটিক ভিত্তি বোঝা

অ্যাঞ্জেলিকা পি. মন্টোয়া এবং সহকর্মীদের নেতৃত্বে গবেষণাটি, বন্য রাইজোবিয়ায় নতুন উদীয়মান এন্ডোসিমবায়োটিক সম্পর্কের বিবর্তনীয় জিনোমিক্স পরীক্ষা করে। ব্যাকটেরিয়া জনসংখ্যার মধ্যে কীভাবে নাইট্রোজেন-ফিক্সিং জিন চলে যায় তা ট্র্যাক করে, গবেষকরা জেনেটিক পথ সনাক্ত করতে সক্ষম হন যা ব্যাকটেরিয়াকে উদ্ভিদের সাথে সফল অংশীদারিত্ব স্থাপন করতে সক্ষম করে।

লেগুমে নাইট্রোজেন ফিক্সেশন নির্ভর করে বিশেষায়িত মূল নডিউলের উপর, যেখানে রাইজোবিয়া জৈবিকভাবে স্থির নাইট্রোজেনের বিনিময়ে হোস্ট উদ্ভিদ থেকে কার্বোহাইড্রেট গ্রহণ করে। যদিও এই সম্পর্ক লক্ষ লক্ষ বছর ধরে প্রাকৃতিকভাবে বিকশিত হয়েছে, বিজ্ঞানীরা দীর্ঘকাল ধরে অ-লেগুম শস্যে অনুরূপ সিস্টেমের প্রতিলিপি করার উপায় খুঁজছেন৷

গবেষণাটি নতুন প্রমাণ প্রদান করে যে সিম্বিওসিসের জন্য প্রয়োজনীয় জিনগত বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাকটেরিয়া বংশের মধ্যে ছড়িয়ে পড়তে পারে, পরামর্শ দেয় যে নাইট্রোজেন{0}} ফিক্সিং অংশীদারিত্বের বিবর্তন পূর্বে বোঝার চেয়ে আরও নমনীয় হতে পারে৷ এই ধরনের অনুসন্ধানগুলি গবেষকদের শস্য শস্যের সাথে যুক্ত ব্যাকটেরিয়ায় অনুরূপ সম্পর্ক স্থাপনের জন্য প্রয়োজনীয় জেনেটিক পূর্বশর্তগুলি সনাক্ত করতে সাহায্য করতে পারে।

সার বাজারের জন্য অগ্রগতি কেন গুরুত্বপূর্ণ

জৈবিক নাইট্রোজেন স্থিরকরণের তাত্পর্য উদ্ভিদ জীববিজ্ঞানের বাইরেও প্রসারিত। বিশ্বের বেশিরভাগ প্রধান প্রধান ফসল-গম, ভুট্টা এবং চাল সহ-বায়ুমণ্ডলীয় নাইট্রোজেন ঠিক করতে পারে না এবং তাই হ্যাবার-বস প্রক্রিয়ার মাধ্যমে উৎপাদিত নাইট্রোজেন সারের উপর অনেক বেশি নির্ভর করে।

অ্যামোনিয়া তৈরি করা, নাইট্রোজেন সারের ভিত্তি, বিশ্বব্যাপী সবচেয়ে শক্তির-নিবিড় শিল্প প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি এবং প্রাকৃতিক গ্যাসের খরচ, ভূ-রাজনৈতিক বাধা এবং বাণিজ্য বিধিনিষেধের জন্য অত্যন্ত উন্মুক্ত থাকে৷ সার বাজারের সাম্প্রতিক অস্থিরতা, মধ্যপ্রাচ্যের শিপিং রুট এবং প্রধান উত্পাদনকারী দেশগুলির রপ্তানি নিয়ন্ত্রণের সাথে যুক্ত সরবরাহ উদ্বেগ সহ, প্রযুক্তির প্রতি আগ্রহ নতুন করে তুলেছে যা সিন্থেটিক নাইট্রোজেনের উপর নির্ভরতা কমাতে পারে।

যদি সিরিয়াল ফসল জৈবিক স্থিরকরণের মাধ্যমে তাদের নাইট্রোজেনের প্রয়োজনীয়তার একটি অর্থপূর্ণ অংশ পেতে পারে, তাহলে সারের চাহিদার জন্য দীর্ঘমেয়াদী প্রভাবগুলি যথেষ্ট হতে পারে। যদিও এই ধরনের পরিবর্তন দূরের কথা, এটি কৃষি বায়োটেকনোলজি কোম্পানি, জৈবিক ইনপুট ডেভেলপার এবং প্রধান ফসল-পুষ্টি সরবরাহকারীদের কাছ থেকে উল্লেখযোগ্য বিনিয়োগ আকর্ষণ করেছে যা আরও টেকসই পুষ্টি-ব্যবস্থাপনা সমাধান খুঁজছে।

পূর্ববর্তী অগ্রগতি উপর বিল্ডিং

নতুন অধ্যয়ন একটি ক্রমবর্ধমান গবেষণাকে যোগ করে যার লক্ষ্য আণবিক প্রক্রিয়াগুলি বোঝার লক্ষ্যে যা উদ্ভিদ-অণুজীব সিম্বিওসিস পরিচালনা করে। পূর্বের তদন্তগুলি নির্দিষ্ট উদ্ভিদ প্রোটিন, সংকেত পথ এবং ক্যালসিয়াম-মধ্যস্থিত প্রতিক্রিয়া চিহ্নিত করেছে যা নির্ধারণ করে যে উদ্ভিদ নাইট্রোজেন গ্রহণ করে বা প্রত্যাখ্যান করে-ফিক্সিং ব্যাকটেরিয়া।

গবেষকরা ইতিমধ্যেই মডেল গাছপালা এবং বার্লি সহ কিছু খাদ্যশস্যের প্রজাতির ধারণা পরিবর্তনের--প্রমাণ প্রদর্শন করেছেন, যা দেখায় যে সিম্বিওটিক সিগন্যালিং নেটওয়ার্কের উপাদানগুলিকে ম্যানিপুলেট করা যেতে পারে৷ যাইহোক, প্রধান খাদ্যশস্য ফসলে নির্ভরযোগ্য এবং অর্থনৈতিকভাবে অর্থপূর্ণ নাইট্রোজেন নির্ধারণ করা কৃষি বিজ্ঞানের সবচেয়ে উচ্চাভিলাষী লক্ষ্যগুলির মধ্যে একটি।

বর্তমান জীববিজ্ঞানের ফলাফলগুলি সম্পর্কের অণুজীবের দিকে ফোকাস করে একটি পরিপূরক দৃষ্টিভঙ্গি প্রদান করে, প্রকাশ করে যে কীভাবে নাইট্রোজেন{0}}ফিক্সিং ক্ষমতা প্রাকৃতিক পরিবেশে ব্যাকটেরিয়া জনগোষ্ঠীর মধ্যে উত্থিত হয় এবং ছড়িয়ে পড়ে।

বাণিজ্যিক স্থাপনা বছরের পর বছর দূরে থাকে

বৈজ্ঞানিক অগ্রগতি সত্ত্বেও, গবেষকরা সতর্ক করেছেন যে ব্যবহারিক কৃষি অ্যাপ্লিকেশন একটি দীর্ঘ-লক্ষ্য রয়ে গেছে। বন্য ব্যাকটেরিয়া সিস্টেমে জিন স্থানান্তর এবং সিম্বিওটিক ক্ষমতা প্রদর্শন একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈজ্ঞানিক মাইলফলক উপস্থাপন করে, তবে এই ধরনের আবিষ্কারগুলি বাণিজ্যিক পণ্যগুলিতে অনুবাদ করার আগে উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জগুলি রয়ে গেছে।

জৈবিক সার সেক্টর গত এক দশকে যথেষ্ট উদ্যোক্তা মূলধন এবং কর্পোরেট বিনিয়োগকে আকর্ষণ করেছে, তবুও এই শিল্পটি বিপর্যয়ের সম্মুখীন হয়েছে কারণ কোম্পানিগুলি ক্ষেত্রের অবস্থার অধীনে পরীক্ষাগার ফলাফলগুলি ধারাবাহিকভাবে পুনরুত্পাদন করতে সংগ্রাম করে। স্থিতিশীল উপনিবেশ, পর্যাপ্ত নাইট্রোজেন নির্ধারণের হার এবং কৃষকদের জন্য অর্থনৈতিক রিটার্ন অর্জন একটি জটিল চ্যালেঞ্জ।

ফলে সাম্প্রতিক অনুসন্ধানে সারের চাহিদার ওপর তাৎক্ষণিক কোনো প্রভাব পড়ার সম্ভাবনা নেই। পরিবর্তে, তারা একটি ক্রমবর্ধমান বৈজ্ঞানিক ভিত্তিতে অবদান রাখে যা শেষ পর্যন্ত পরবর্তী-প্রজন্মের মাইক্রোবিয়াল প্রযুক্তির বিকাশে সহায়তা করতে পারে যা সিন্থেটিক নাইট্রোজেন অ্যাপ্লিকেশনের সম্পূরক বা আংশিকভাবে প্রতিস্থাপন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

গবেষকদের জন্য পরবর্তী পদক্ষেপ

গবেষণার পরবর্তী পর্যায়টি বন্য রাইজোবিয়াতে চিহ্নিত জেনেটিক প্রক্রিয়াগুলি ব্যাকটেরিয়া প্রজাতির মধ্যে প্রবর্তন করা যেতে পারে যেগুলি প্রাকৃতিকভাবে শস্য শস্যের শিকড়ের সাথে যুক্ত হয় তার উপর ফোকাস করবে। তারপর বিজ্ঞানীদের অবশ্যই নির্ধারণ করতে হবে যে এই ইঞ্জিনিয়ারড মাইক্রোবায়াল সম্প্রদায়গুলি বাণিজ্যিক চাষের অবস্থার অধীনে পরিমাপযোগ্য কৃষিগত সুবিধা প্রদানের জন্য যথেষ্ট জৈবিকভাবে স্থির নাইট্রোজেন সরবরাহ করতে পারে কিনা।

সাফল্য ফসলের পুষ্টিতে একটি বড় পরিবর্তনের প্রতিনিধিত্ব করবে, সম্ভাব্যভাবে কৃষকদের ফলন বজায় রাখার সময় সার ব্যবহার কমাতে অনুমতি দেবে। আপাতত, যাইহোক, কাজটি কৃষির সবচেয়ে চাওয়া-লক্ষ্যগুলির একটির দিকে একটি প্রাথমিক কিন্তু উল্লেখযোগ্য পদক্ষেপ রয়ে গেছে: উত্পাদিত সারের উপর সম্পূর্ণ নির্ভর না করে জৈবিক অংশীদারিত্বের মাধ্যমে প্রধান খাদ্যশস্যকে নাইট্রোজেন অ্যাক্সেস করতে সক্ষম করা।