इसके बिना, पौधे तापमान पर प्रतिक्रिया नहीं कर सकते

यूसी रिवरसाइड वैज्ञानिकों ने तेजी से गर्म हो रहे ग्रह पर तापमान के प्रति पौधों की प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करने की दौड़ में काफी प्रगति की है। इस सफलता की कुंजी miRNA है, जो मानव बाल की चौड़ाई से लगभग 200,000 गुना छोटा अणु है।

तापमान में मध्यम वृद्धि के साथ, गर्म जमीन से बचने और ताजी हवा प्राप्त करने के लिए पौधे लम्बे हो जाते हैं। जर्नल में प्रकाशित एक ऐतिहासिक अध्ययन संचार प्रकृति दर्शाता है कि इस वृद्धि के लिए microRNA या miRNA की आवश्यकता है। अध्ययन यह भी पहचानता है कि कौन सा miRNA अणुओं- 100 से अधिक संभावनाओं में से - आवश्यक हैं।

यूसीआर वनस्पति विज्ञान के प्रोफेसर और अध्ययन के सह-लेखक मेंग चेन ने कहा, "हमने पाया कि एमआईआरएनए के बिना पौधे नहीं बढ़ेंगे, भले ही हम तापमान बढ़ाते हैं, यहां तक ​​कि अतिरिक्त विकास हार्मोन की उपस्थिति में भी।"

आरएनए सभी में मौजूद एक न्यूक्लिक एसिड है जीवित कोशिकाएं, और इसकी भूमिका विभिन्न प्रकार के प्रोटीन बनाने के लिए कोशिका के डीएनए से निर्देश ले जाने वाले संदेशवाहक के रूप में कार्य करना है। जैविक कोशिकाओं में स्वस्थ विकास के लिए माइक्रोआरएनए भी आवश्यक है। यह एक विशिष्ट आरएनए लक्ष्य से जुड़ने के लिए बनाया गया है और उस लक्ष्य को बनाने से रोकता है जिसे इसे बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया था।

यूसीआर वनस्पति विज्ञान के प्रोफेसर और सह-लेखक जूमेई चेन ने कहा, "एमआईआरएनए अपने लक्ष्य आरएनए के उत्पादन को अपने लक्ष्य में एक क्लेवाज को प्रेरित करके या अपने लक्ष्य आरएनए को किसी अन्य प्रोटीन में अनुवाद करने से रोकता है।"

UCR में Xuemei चेन की प्रयोगशाला ने पौधों में miRNA की खोज में मदद की। मेंग चेन की प्रयोगशाला ने पहले पौधों की तापमान संवेदनशीलता के शुरुआती चरणों में शामिल घटकों की पहचान की थी। वैज्ञानिकों के दो समूह यह जानने के लिए सेना में शामिल हुए कि क्या miRNA, जो अन्य में इतना महत्वपूर्ण है जीवन निर्माण करता है, पौधों की तापमान प्रतिक्रियाओं में भी भूमिका निभाता है।

इस परीक्षण के लिए, वैज्ञानिकों ने केवल 21 से 27 डिग्री सेल्सियस के तापमान में मामूली वृद्धि देखी। संदर्भ के लिए, कमरे के तापमान का औसत लगभग 20 C है। “हमने तनाव प्रतिक्रियाओं पर ध्यान नहीं दिया। मेंग चेन ने कहा, हम तापमान संवेदन का अध्ययन उस स्तर तक किए बिना करना चाहते थे जो पौधों को मार डालेगा।

शोधकर्ताओं ने अरबिडोप्सिस, सरसों और गोभी से संबंधित एक छोटा फूल वाला पौधा लिया, और miRNA के बहुत कम स्तर वाले उत्परिवर्ती रूपों का अध्ययन किया। MiRNA के बिना, उत्परिवर्ती अरबिडोप्सिस तापमान में परिवर्तन का जवाब नहीं दे सका जैसा कि उसे होना चाहिए था।

फिर उन्होंने एक आनुवंशिकी प्रयोग किया। "हमने पूछा कि क्या हम miRNAs बनाने में म्यूटेंट अरबिडोप्सिस की कमी पर अतिरिक्त म्यूटेशन कर सकते हैं और तापमान को महसूस करने की उनकी क्षमता को बहाल कर सकते हैं," ज़ेमेई चेन ने कहा। दूसरे प्रयोग ने काम किया, "पूरी तरह से," उसने कहा, और इसने miRNA के स्तर के साथ-साथ पौधे की गर्मी संवेदन क्षमताओं को बहाल करने के लिए जिम्मेदार जीन का खुलासा किया।

इसके बाद, टीम को तापमान प्रतिक्रिया में शामिल सटीक miRNA की खोज करने में एक चुनौती का सामना करना पड़ा। अरेबिडोप्सिस 140 miRNA अणु बनाती है। वैज्ञानिकों ने माना कि तापमान बढ़ने पर जिम्मेदार अणुओं का स्तर बढ़ जाएगा, लेकिन ऐसा नहीं हुआ।

यह याद करते हुए कि miRNA लक्ष्य RNA अणुओं को बांधता और बंद करता है, टीम ने इसके बजाय लक्ष्य RNA अणु स्तरों को देखा जो मूल उत्परिवर्ती अरबिडोप्सिस संयंत्र में और उनके द्वारा बनाए गए दूसरे उत्परिवर्ती संयंत्र में भिन्न थे।

"इसे देखते हुए हमने पाया कि 14 miRNA के लक्ष्य बदल गए हैं, और लक्ष्य के साथ-साथ, हमने miRNA भी पाया," Xuemei चेन ने कहा।

सही miRNA अणुओं की पहचान करने के बाद, टीम ने आखिरकार तापमान प्रतिक्रिया की एक व्यापक तस्वीर तैयार की। इसमें दो आवश्यक भाग शामिल हैं: अणु जो तापमान को महसूस करते हैं, और ऑक्सिन, एक हार्मोन जो पौधे के विकास को बढ़ावा देकर महसूस की गई प्रतिक्रिया की अनुमति देता है।

“सेंसर और उत्तरदाता के बीच miRNA है। इसके बिना, पौधे गर्मी महसूस कर सकते हैं लेकिन बढ़ कर इसका जवाब नहीं दे सकते। मेंग चेन ने कहा, यह एक द्वारपाल है जो पर्यावरणीय तापमान परिवर्तन से निपटने के लिए पौधों को बंद कर सकता है या अनुमति दे सकता है।

अपने प्रयोगों के दौरान, टीम ने पाया कि पौधों की प्रतिक्रिया के लिए पड़ोसी पौधों से परिलक्षित छाया के लिए भी miRNA की आवश्यकता होती है।

"हमारी खोज ने सभी पौधों में पाए जाने वाले तीन तत्वों के बीच डॉट्स को जोड़ा है जो महत्वपूर्ण हैं पौधों की प्रतिक्रियाएँ उनके वातावरण के लिए," मेंग चेन ने कहा। "इसमें सेंसर शामिल हैं जो तापमान और प्रकाश परिवर्तन की निगरानी करते हैं, पौधे के विकास को चलाने वाले हार्मोन और पौधों के विकास को नियंत्रित करने वाले miRNA।"

शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि उनके निष्कर्षों का उपयोग जलवायु परिवर्तन के रूप में फसल की पैदावार बढ़ाने के लिए किया जा सकता है।

"संभावना यह है कि हम इसका उपयोग स्थानीय पौधों की प्रतिक्रियाओं में हेरफेर करने के लिए करते हैं तापमान और प्रकाश की स्थिति और विविध वातावरण में उनकी वृद्धि को नियंत्रित करते हैं," मेंग चेन ने कहा।