مکئی کے کھیت میں زیر زمین جو کچھ ہوتا ہے اسے نظر انداز کرنا آسان ہے، لیکن مکئی کی جڑوں کا فن تعمیر پانی اور غذائی اجزاء کے حصول میں اہم کردار ادا کر سکتا ہے، جو خشک سالی کو برداشت کرنے، پانی کے استعمال کی کارکردگی اور پائیداری کو متاثر کرتا ہے۔ اگر پالنے والے مکئی کی جڑوں کو تیز زاویہ پر اگنے کی ترغیب دے سکتے ہیں، تو فصل ممکنہ طور پر زمین کی گہرائی تک اہم وسائل تک رسائی حاصل کر سکتی ہے۔
اس مقصد کی طرف پہلا قدم کشش ثقل میں شامل جینز کو سیکھنا ہے، کشش ثقل کے جواب میں جڑ کی نشوونما۔ میں شائع ہونے والی ایک نئی تحقیق میں نیشنل اکیڈمی آف سائنسز کی کاروائی، یونیورسٹی آف وسکونسن کے سائنسدانوں نے، یونیورسٹی آف الینوائے کے محققین کے تعاون سے۔ مکئی اور ماڈل پلانٹ Arabidopsis میں ایسے چار جینوں کی شناخت کریں۔
جب انکرن ہونے والے بیج کو اس کی طرف موڑ دیا جاتا ہے، تو کچھ جڑیں کشش ثقل کی طرف اچانک، کھڑی موڑ دیتی ہیں، جب کہ دیگر ایک حصہ کو زیادہ آہستہ سے موڑ دیتی ہیں۔ محققین نے ہزاروں بیجوں میں جڑ کی کشش ثقل میں ٹھیک ٹھیک فرق کا مشاہدہ کرنے کے لیے مشین وژن کے طریقوں کا استعمال کیا اور اس ڈیٹا کو ہر ایک بیج کے لیے جینیاتی معلومات کے ساتھ ملایا۔ نتیجہ نے جینوم میں گریوٹروپزم جینوں کی ممکنہ پوزیشنوں کو نقشہ بنایا۔
نقشہ نے محققین کو جینوم کے دائیں محلے تک پہنچا دیا - چند سو جینوں کے علاقے - لیکن وہ ابھی بھی کشش ثقل کے لیے مخصوص جینوں کی شناخت سے بہت دور تھے۔ خوش قسمتی سے، ان کے پاس ایک ٹول تھا جو مدد کر سکتا تھا۔
"چونکہ ہم نے پہلے ہی دور سے متعلق عربیڈوپسس پلانٹ کے ساتھ ایک ہی تجربہ کیا تھا، ہم دونوں پرجاتیوں میں جینوم کے متعلقہ علاقوں کے اندر جینوں سے ملنے کے قابل تھے۔ فالو اپ ٹیسٹوں نے چار جینوں کی شناخت کی تصدیق کی جو روٹ گرویوٹروپزم کو تبدیل کرتے ہیں۔ نئی معلومات سے ہمیں یہ سمجھنے میں مدد مل سکتی ہے کہ کشش ثقل کس طرح جڑوں کے نظام کے فن تعمیر کو تشکیل دیتی ہے،" وسکونسن یونیورسٹی کے شعبہ نباتیات کے پروفیسر اور مطالعہ کے سرکردہ مصنف ایڈگر اسپالڈنگ کہتے ہیں۔
میٹ ہڈسن، یونیورسٹی آف الینوائے کے شعبہ فصل سائنس کے پروفیسر اور مطالعہ کے شریک مصنف، مزید کہتے ہیں، "ہم نے مکئی میں ایک زیر تحقیق خاصیت کو دیکھا جو کئی وجوہات کی بناء پر اہم ہے، خاص طور پر موسمیاتی تبدیلی کے تناظر میں۔ . اور ہم نے پودوں کے درمیان ارتقائی فرق کو اپنے حق میں کام کر کے ایسا کیا۔
مکئی اور عربیڈوپسس، سرسوں کا ایک چھوٹا سا رشتہ ہے جسے پودوں کے ماہرین حیاتیات نے مکمل طور پر بیان کیا ہے، ارتقائی تاریخ میں تقریباً 150 ملین سال کے فاصلے پر تیار ہوا۔ ہڈسن بتاتے ہیں کہ اگرچہ دونوں پرجاتیوں میں پودوں کے بنیادی افعال مشترک ہیں، لیکن ان کو کنٹرول کرنے والے جین ممکنہ طور پر وقت کے ساتھ جینوم کے اندر گڑبڑ ہو گئے ہیں۔ یہ عام جینوں کو کم کرنے کے لئے ایک اچھی چیز ثابت ہوئی ہے۔
قریب سے متعلقہ پرجاتیوں میں، جینز تقریباً ایک ہی ترتیب میں جینوم (مثلاً، ABCDEF) میں صف بندی کرتے ہیں۔ اگرچہ ایک ہی جین دور سے متعلقہ پرجاتیوں میں موجود ہو سکتا ہے، لیکن خطے میں جین کی ترتیب جس کے لیے خاصیت کے نقشے مماثل نہیں ہیں (مثلاً UGRBZ)۔ محققین کی نشاندہی کرنے کے بعد کہ ہر جینوم میں کہاں دیکھنا ہے، دوسری صورت میں غیر مماثل جین کی ترتیب نے عام جین (اس معاملے میں B) کو پاپ آؤٹ کر دیا۔
ہڈسن کا کہنا ہے کہ "میں نے سوچا کہ یہ بہت اچھا ہے کہ ہم ایسے جینوں کی شناخت کر سکتے ہیں جو ہمیں دوسری صورت میں صرف غیر متعلقہ پودوں کی انواع میں جینومک وقفوں کا موازنہ کرکے نہیں مل پاتے،" ہڈسن کہتے ہیں۔ "ہمیں کافی یقین تھا کہ جب وہ اس تجزیے سے باہر نکلے تو وہ صحیح جین تھے، لیکن اسپلڈنگ کے گروپ نے اس بات کی تصدیق کرنے کے لیے ٹھوس حیاتیاتی ڈیٹا حاصل کرنے میں مزید سات یا آٹھ سال گزارے، درحقیقت وہ کشش ثقل میں اپنا کردار ادا کرتے ہیں۔ ایسا کرنے کے بعد، مجھے لگتا ہے کہ ہم نے اس پورے نقطہ نظر کی توثیق کر دی ہے کہ مستقبل میں، آپ اس طریقہ کو بہت سے مختلف فینوٹائپس کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔
Spalding نوٹ کرتا ہے کہ یہ طریقہ شاید خاص طور پر کامیاب تھا کیونکہ عین مطابق پیمائش ایک عام ماحول میں کی گئی تھی۔
"اکثر، مکئی کے محققین کسی کھیت میں اپنی دلچسپی کی خصوصیات کی پیمائش کرتے ہیں، جب کہ عربیڈوپسس کے محققین اپنے پودوں کو گروتھ چیمبر میں بڑھاتے ہیں،" وہ کہتے ہیں۔ "ہم نے انتہائی کنٹرول شدہ طریقے سے جڑ گریوٹروپزم فینوٹائپ کی پیمائش کی۔ یہ بیج ایک پیٹری پلیٹ پر اگائے گئے تھے، اور پرکھ صرف گھنٹوں تک جاری رہی، جیسا کہ ان خصلتوں کے برخلاف جو آپ حقیقی دنیا میں ناپ سکتے ہیں جو ہر طرح کے تغیرات کے لیے کھلے ہیں۔"
یہاں تک کہ جب ایک عام ماحول میں خصلتوں کی پیمائش کی جا سکتی ہے، تب بھی تمام خصلتیں اس طریقہ کار کے لیے اچھے امیدوار نہیں بنتی ہیں۔ محققین اس بات پر زور دیتے ہیں کہ زیر بحث خصلتوں کو پودوں کے بنیادی کام کے لیے بنیادی ہونا چاہیے، اس بات کو یقینی بناتے ہوئے کہ وہی قدیم جین غیر متعلقہ انواع میں موجود ہوں۔
اسپلڈنگ کا کہنا ہے کہ "گریوٹراپزم خاص طور پر اس نقطہ نظر کے ذریعے مطالعہ کرنے کے قابل ہو سکتا ہے کیونکہ یہ زمین کی کامیاب نوآبادیات کے بعد ٹہنیوں اور جڑوں کی اصل تخصص کی کلید ہوتی"۔
ہڈسن نے نوٹ کیا کہ کشش ثقل ایک مختلف زمین کی تزئین کی نوآبادیات کی کلید بھی ہوگی۔
"NASA دوسرے سیاروں یا خلا میں فصلیں اگانے میں دلچسپی رکھتا ہے اور انہیں یہ جاننے کی ضرورت ہے کہ ایسا کرنے کے لیے آپ کو کیا نسل پیدا کرنی پڑے گی،" وہ کہتے ہیں۔ "پودے کشش ثقل کے بغیر کافی غیر منقسم ہیں۔"
مضمون، "قوّت ثقل میں قدرتی تغیرات کو متاثر کرنے والے جینوں کی شناخت کے لیے مکئی اور عربیڈوپسس کیو ٹی ایل کے اندر آرتھولوجی کا فائدہ اٹھانا،" میں شائع ہوا ہے۔ نیشنل اکیڈمی آف سائنسز کی کاروائی [DOI: 10.1073/pnas.2212199119]۔ تحقیق نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کی طرف سے فنڈ کیا گیا تھا.
فصل سائنس کا شعبہ یونیورسٹی آف الینوائے اربانا-چمپین کے کالج آف ایگریکلچرل، کنزیومر اور انوائرمینٹل سائنسز میں ہے۔
ایک ذریعہ: https://www.sciencedaily.com