शकरकंद के डीएनए का रहस्योद्घाटन: षटगुणित भूलभुलैया को सुलझाना - शकरकंद का डीएनए बताता है "मोज़ेक पूर्वजों" की कहानी

शकरकंद का स्वाद "मृदु" होता है, लेकिन आनुवंशिक रूप से यह काफी जटिल है। जबकि मनुष्य द्विगुणित होते हैं, जो माता-पिता से एक-एक जोड़ी गुणसूत्र प्राप्त करते हैं, शकरकंद षड्गुणित होता है। इसका मतलब है कि यह उसी तरह है जैसे कि एक ही पुस्तक की 6 सेटें एक विशाल पुस्तकालय में रखी गई हों, और उन्हें मिश्रित स्थिति से मूल शेल्फ पर वापस रखना हो। शोधकर्ता इस **"अनफोल्डिंग प्रक्रिया (फेज़िंग)"** में वर्षों से संघर्ष कर रहे हैं।

2025 के अगस्त में, अंततः इस कठिनाई का समाधान किया गया। BTI के प्रोफेसर Zhangjun Fei की टीम ने अफ्रीका में लोकप्रिय प्रजाति "Tanzania" का उपयोग करके गुणसूत्र स्तर का "समरूपता-विशिष्ट (फेज़्ड) जीनोम" पूरा किया और इसे Nature Plants में रिपोर्ट किया। यह शोधपत्र और प्रेस विज्ञप्ति न केवल षड्गुणित की पूरी संरचना को बल्कि विकास के इतिहास को भी दर्शाते हैं। NatureBoyce Thompson Institute

क्या "सुलझाया" गया: मोज़ेक पूर्वजों की छवि

सबसे बड़ी उपलब्धि यह थी कि शकरकंद के पास विभिन्न जंगली प्रजातियों के अनुक्रमों को मिलाकर "मोज़ेक" जैसा जीनोम है, यह सटीक रूप से दिखाया गया। प्रमुख पूर्वजों में से एक के रूप में, इक्वाडोर के तट पर स्वाभाविक रूप से उगने वाली Ipomoea aequatoriensis का बड़ा योगदान है। दूसरी ओर, मध्य अमेरिका में वितरित I. batatas 4x के निकट संबंधी, अभी तक अनिर्धारित दाता के निशान भी व्यापक रूप से पहचाने जाते हैं। आश्चर्यजनक बात यह है कि ये अलग-अलग "उप-जीनोम" के रूप में साफ-साफ विभाजित नहीं हैं, बल्कि एक ही गुणसूत्र पर जटिल रूप से मौजूद हैं। शोध टीम ने यह सुझाव दिया कि शकरकंद **"खंडीय विषम-बहुगुणित" के रूप में व्यवहार करता है। इसका मतलब है कि यह "संकरित अतीत" ** रखते हुए, "एकीकृत जीनोम" के रूप में व्यवहार करता है। Nature

यह जटिल संरचना, षड्गुणित के पास मौजूद **"अतिरिक्त जीन प्रतियों"** के साथ मिलकर, सूखे और रोग-कीटों के प्रति मजबूती = अनुकूलन क्षमता में योगदान करने की संभावना है। यह कहना है कि, **अवयवों की अतिरेकता (बफर)** होने के कारण, कठोर परिस्थितियों में भी फसल के रूप में प्रदर्शन बनाए रखना आसान होता है। 

तकनीकी सफलता: 90 गुणसूत्रों को 6 समूहों में "वर्गीकृत" करना

शकरकंद के पास 90 गुणसूत्र (15 गुणसूत्र × 6 सेट) होते हैं। इस बार का मुख्य बिंदु यह है कि इन 90 गुणसूत्रों को मूल 6 समूहों (हैप्लोटाइप्स) में पूरी तरह से वर्गीकृत (फेज़िंग) किया गया। लंबी श्रृंखला वाले रीड्स, Hi-C जैसी नवीनतम तकनीकों को मिलाकर, नमूना प्रजाति "Tanzania" का गुणसूत्र स्तर का संदर्भ अनुक्रम बनाया गया। डेटा Sweetpotato Genomics Resource पर सार्वजनिक किया गया है, और मूल डेटा NCBI के BioProject में भी पंजीकृत है। Nature

यह उपलब्धि 2010 के दशक से संचित **द्विगुणित निकट संबंधी प्रजातियों (I. trifida/I. triloba)** के संदर्भ जीनोम और SweetGAINS परियोजना के पूर्व-प्रकाशित डेटा पर आधारित है। "षड्गुणित मुख्य" का अंतिम संस्करण उपलब्ध होने के कारण, जीनोम चयन और QTL विश्लेषण, eQTL विश्लेषण तेजी से व्यावहारिक स्तर पर पहुंचेंगे। Naturesweetpotato.uga.edu

प्रजनन के क्षेत्र में क्या बदलेगा?

वांछित लक्षण से उल्टा गणना करके जीन स्थान की पहचान करना की गति तेज होगी। उदाहरण के लिए सूखा सहनशीलता, रोग प्रतिरोध, स्टार्च गुणवत्ता, कैरोटेनॉयड सामग्री (विटामिन A स्रोत) आदि, अफ्रीका और एशिया में महत्वपूर्ण लक्ष्य हैं। षड्गुणित में, यह ज्ञात है कि "एलील की प्रतियों की संख्या (एलील डोजेज) " लक्षणों को प्रभावित करती है, और किस चीज की कितनी प्रतियां जोड़ने से वांछित अभिव्यक्ति सबसे कम दूरी में प्राप्त होगी की संभावना बढ़ जाएगी। 2024 के अंत के शोध ने भी यह दिखाया था कि षड्गुणित की विशेष **"प्रतियों की ट्यूनिंग"** प्रजनन की कुंजी है। इस बार का संदर्भ अनुक्रम उस मानचित्र को उच्च-रिज़ॉल्यूशन बनाता है। 

एक और महत्वपूर्ण पहलू है खाद्य सुरक्षा । शकरकंद मजबूत, संसाधन-कुशल, पोषक तत्वों से भरपूर है, विशेष रूप से उप-सहारा अफ्रीका में एक महत्वपूर्ण फसल। यदि सहनशीलता और उपज का संतुलन जीनोम से सटीक रूप से डिजाइन किया जा सकता है, तो यह सूखे की बार-बार होने वाले क्षेत्रों में उपज स्थिरता से सीधे जुड़ा होगा। Boyce Thompson Institute

"प्राकृतिक GMO" के रूप में एक पहलू भी

शकरकंद के पास Agrobacterium से उत्पन्न T-DNA जीनोम में होता है, और यह **"प्राकृतिक रूप से जीन स्थानांतरण वाली फसल"** के रूप में भी प्रसिद्ध है। इस बार की उपलब्धि और इसका सीधा संबंध नहीं है, लेकिन जीनोम की पूरी संरचना जितनी स्पष्ट होगी, उतनी ही इस तरह की क्षैतिज स्थानांतरण की इतिहास और लक्षण विकास की पगडंडियों को और अधिक सटीक रूप से पढ़ा जा सकेगा। PNAS

डेटा और पुनरुत्पादन: "सामान्य अवसंरचना" के रूप में सभी के लिए उपलब्ध

Nature Plants के शोधपत्र पृष्ठ पर कच्चे डेटा (PRJNA1138727) और असेंबली/एनोटेशन की स्थिति को व्यवस्थित किया गया है, और Sweetpotato Genomics Resource पर ब्राउज़र और BLAST उपलब्ध कराए गए हैं। पूर्व-प्रकाशित SweetGAINS डेटा भी, इस बार की औपचारिक घोषणा के साथ "प्रतिस्पर्धा से बचाव" प्रतिबंध से मुक्त हो जाएगा, और व्यापक रूप से उपयोग में आसान हो जाएगा (विवरण के लिए प्रत्येक साइट की नीति देखें)। Naturesweetpotato.uga.edu+1

SNS की प्रतिक्रिया (प्रारंभिक नोट्स)

इस लेख के लेखन के समय (जापान समय 2025 के अगस्त 9 की सुबह) यह प्रकाशन के लगभग 1 दिन के समय पर है। प्राथमिक जानकारी BTI की आधिकारिक समाचार पोस्ट , EurekAlert! , Phys.org के संपादकीय लेख के माध्यम से फैलने लगी है। विशेषज्ञ समुदाय में, "पूर्ण फेज़्ड संदर्भ की पूर्णता की प्रतीक्षा थी", "प्रजनन का कार्यान्वयन तेजी से आगे बढ़ेगा" जैसी सकारात्मक प्रतिक्रियाएं प्रमुख हैं। आधिकारिक मार्ग की जानकारी निम्नलिखित है।
・BTI की समाचार पोस्ट (विवरण और छवियों के साथ) Boyce Thompson Institute
・EurekAlert! का प्रसारण (DOI और वित्तीय जानकारी के साथ) EurekAlert!
・Phys.org की व्याख्या (संपादकीय समीक्षा के साथ सारांश) Phys.org

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थोड़ा आगे की सोच: यहाँ से अनुसंधान विषय

• उत्पत्ति विश्लेषण की सटीकता: अनिर्धारित मध्य अमेरिकी दाता का पता लगाना। जंगली जनसंख्या और संरक्षित लाइनों की व्यापक जीनोम। Nature

• लक्षण विकास का मानचित्रण: प्रोटीन कार्य की भविष्यवाणी, अभिव्यक्ति (eQTL) और एलील डोजेज का एकीकृत मॉडल। Phys.org

• रोग प्रतिरोध और माइक्रोबायोम: वायरस और रोगजनक दबाव के खिलाफ बहुस्तरीय प्रतिरोध डिजाइन (NLRome और मेटाजीनोम संसाधनों का उपयोग)। BioRxiv

महत्वपूर्ण लिंक (प्राथमिक जानकारी)

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