अमेरिकी चेस्टनट बहाली के प्रयास आण्विक आनुवंशिकीविदों से बढ़ावा प्राप्त कर रहे हैं

अमेरिकी शाहबलूत के साथ अमेरिकी जंगल को पुनर्जीवित | विलियम पावेल | TEDxDeExtinction (जुलाई 2019).

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पेन स्टेट कॉलेज ऑफ एग्रीकल्चरल साइंसेज के शोधकर्ताओं के मुताबिक, उत्तरी अमेरिकी वन पारिस्थितिकी तंत्र में उनके सही स्थान पर अमेरिकी चेस्टनट पेड़ों को बहाल करने के प्रयास प्रगति कर रहे हैं, हालांकि एक बार उम्मीद की तुलना में धीमी गति से प्रगति हुई है, जो बताते हैं कि वे एक महत्वपूर्ण बिंदु पर पहुंच गए हैं ।

27 वर्षीय पारंपरिक प्रजनन कार्यक्रम, जिसने चीनी चेस्टनट पेड़ से अमेरिकी चेस्टनट में ब्लाइट प्रतिरोध को डालने का प्रयास किया है, को पेन स्टेट में पेड़ आण्विक आनुवांशिकीविदों से बढ़ावा मिला है और प्रक्रिया में सुधार के लिए सहयोगी रूप से काम कर रहे पांच अन्य विश्वविद्यालय । जबकि परंपरागत प्रजनन हो रहा है, इसलिए आनुवांशिक संशोधन में अनुसंधान की समांतर रेखाएं और धुंध का कारण बनने वाले कवक के जैव-नियंत्रण भी हैं।

"शोधकर्ताओं की टीम अब एक चौराहे पर हैं जहां एक और अधिक मजबूत उत्पाद प्रदान करने के लिए सभी तीन तरीकों को जोड़ा जा सकता है, " एक शोध तकनीशियन जो सारा फिट्जसिमन्स ने कहा, जो अमेरिकी चेस्टनट फाउंडेशन के बहाली के निदेशक भी हैं, जो समूह ने अखरोट-बहाली की अगुवाई की है प्रयास है। "अनुवांशिक संशोधन, hypovirulence और पारंपरिक प्रजनन में सफलता विलय करके, एक रोग प्रतिरोधी अमेरिकी चेस्टनट पेड़ की बहाली करीब है।"

20 वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध में 180 मिलियन एकड़ की सीमा में अमेरिकी चेस्टनट प्रजातियों को बाहर निकालने वाले अखरोट की धड़कन-एशिया से अनजाने में पेश किए गए कवक के कारण होता है। कुछ चेस्टनट के नुकसान को देखते हैं, जिसने वन्यजीवन और मनुष्यों के लिए भोजन और लकड़ी के लिए अनगिनत भोजन का उत्पादन किया, जो कि सबसे खराब अमेरिकी पारिस्थितिक आपदाओं में से एक है।

फिट्ज़सिमन्स ने कहा, "हमने अपने समय के अनुमानों में यह नहीं बताया कि हमें बागानों के बागानों के लिए प्रतिरोध के साथ नट्स मिलने के बाद कितना समय लगेगा और सबसे मजबूत प्रतिरोध के साथ संतान का चयन करें और धुंध के लिए अतिसंवेदनशील सामग्री को खत्म कर दें।" "जब हम इन पेड़ों को बैकक्रॉस्ड पेड़ की हमारी नवीनतम पीढ़ी द्वारा उत्पन्न नट्स के साथ लगाते हैं, तो केवल 1 प्रतिशत में प्रतिरोध होता है जिसे हम ढूंढ रहे हैं। तो आप कल्पना कर सकते हैं कि अगर हम 27, 000 पेड़ लगा रहे हैं, तो केवल 270 में ब्लाइट का संयोजन होता है प्रतिरोध और अमेरिकी चेस्टनट विशेषताओं की हमें आवश्यकता है। "

पेन स्टेट में द अर्बोरेटम में चेस्टनट ऑर्चर्ड और वर्जीनिया में चेस्टनट फाउंडेशन के मेडोव्यू रिसर्च फार्म में पारंपरिक रूप से नस्ल के पौधे की नवीनतम पीढ़ी की नवीनतम पीढ़ी है जिसमें अधिकांश चेस्टनट ब्लाइट प्रतिरोध और अमेरिकी चरित्र शामिल हैं। पिछले वसंत में पेन स्टेट ऑर्चर्ड में, फिट्ज़सिमन्स और उनके सहयोगियों ने चयनित पेड़ों के नियंत्रित परागण का आयोजन किया। रणनीति अमेरिकी चेस्टनट वापस लाने की कोशिश कर रहे शोधकर्ताओं द्वारा सामना की जाने वाली चुनौतियों को रेखांकित करती है।

"क्योंकि हमने अभी भी बगीचे को रोपण नहीं किया है और हमने अभी भी कुछ साल पहले लगाए गए अत्यधिक उग्र-संदिग्ध पेड़ों को चुनने और समाप्त करने का काम पूरा नहीं किया है, लेकिन धुंध-संदिग्ध पेड़ प्रदूषित पेड़ हैं जो चयनित और प्रतिरोधी हैं, " वह व्याख्या की। "इसलिए, जब हम इस बगीचे में पागल इकट्ठा करते हैं, तो उनके पास प्रतिरोध की एक विस्तृत विविधता होती है और बहुत कम प्रतिरोधी होते हैं, क्योंकि इस स्थान पर इतना पराग होता है।"

फिट्ज़सिमन्स और अन्य शोधकर्ताओं ने अवांछित पराग को दूर रखने के लिए चयनित पेड़ों पर फूलों को हासिल किया और पेड़ से पराग पेश किया जिसे ज्ञात प्रतिरोध का उच्च स्तर माना जाता है। ब्लाइट प्रतिरोध को कवक के बाद मापा जाता है जो युवा चेस्टनट के तनों या शाखाओं में किए गए घावों पर बीमारी का कारण बनता है।

"जब हम खुले परागण नट इकट्ठा कर रहे थे, हम उम्मीद कर रहे थे कि उनके पास संतान में इतनी संवेदनशीलता नहीं होगी, लेकिन पराग बादल में इतनी संवेदनशीलता है, इसलिए हम इससे छुटकारा पाने में सक्षम नहीं थे, " फिट्जसिमन्स व्याख्या की। "तो इस साल, हमने सबसे अच्छा सर्वश्रेष्ठ लिया, और हमने नियंत्रित परागण किया। हालांकि, प्रदूषित परागण, खुले परागण से लगभग 50 प्रतिशत या कम पागल होता है।

"ये नियंत्रण-परागित नट इस आबादी में प्रतिरोध के स्तरों का एक सही परीक्षण होगा।"

अमेरिकन चेस्टनट फाउंडेशन ने 1 9 8 9 में अपने क्रॉस प्रजनन कार्यक्रम की शुरूआत की, और पेन स्टेट 1 99 7 में शामिल हो गया। पहला बाग बाग वन जेनेटिक्स हेनरी गेरहोल्ड के प्रोफेसर एमेरिटस द्वारा राज्य खेल भूमि 176 पर लगाया गया था, जो विश्वविद्यालय पार्क परिसर से बहुत दूर नहीं था क्रिसमस पेड़ सुधार अनुसंधान वह आयोजित कर रहा था। वन जीवविज्ञान के प्रोफेसर किम स्टेनर और अब आर्बोरेटम निदेशक-और अमेरिकन चेस्टनट फाउंडेशन के वरिष्ठ विज्ञान सलाहकार - फिर 1 99 7 से शुरू होने वाले विश्वविद्यालय के स्टोन वैली मनोरंजन क्षेत्र में गोलियों के साथ सिल्विक सांस्कृतिक परीक्षण आयोजित किए।

पेन स्टेट में द अर्बोरेटम में अखरोट बागान 2002 में शुरू किया गया था। 2004 में, आण्विक जेनेटिक्स के प्रोफेसर जॉन कार्लसन ने ब्लाइट प्रतिरोध के अंतर्निहित आणविक घटकों की जांच करना शुरू कर दिया। 2006 से 200 9 तक नेशनल साइंस फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित एक परियोजना में, उनकी प्रयोगशाला ने संवेदनशील अमेरिकी और प्रतिरोधी चीनी चेस्टनट पौधों के कैंसर में व्यक्त जीन की तुलनात्मक रूप से तुलना करके कई संभावित विस्फोट प्रतिरोध जीन की पहचान की।

वन स्वास्थ्य पहल से वित्त पोषण के साथ, 200 9 से कार्लसन ने एक प्रतिरोधी जीन की पहचान करने की ओर नजर रखने के साथ, चेस्टनट नींव के प्रजनन कार्यक्रम में चमकदार प्रतिरोधी दाता चीनी चेस्टनट पेड़ों में से एक के पूरे जीनोम को अनुक्रमित और विशेषता देने के लिए एक परियोजना का नेतृत्व किया है। ।

पेन स्टेट के स्काट्ज सेंटर फॉर ट्री आण्विक जेनेटिक्स के निदेशक कार्लसन अब केंटकी विश्वविद्यालय, क्लेम्सन यूनिवर्सिटी, वर्जीनिया टेक, नॉक्सविले में टेनेसी विश्वविद्यालय, पेरा जेनेटिकिस्ट्स और शोधकर्ताओं के साथ सहयोग कर रहे हैं, सिराक्यूस में न्यूयॉर्क विश्वविद्यालय के राज्य विश्वविद्यालय और ब्लाइट प्रतिरोध के रहस्य को सुलझाने के लिए नींव। यह समूह भी एक जीनोम-अनुक्रम-आधारित प्रणाली का परीक्षण कर रहा है ताकि उज्ज्वल प्रतिरोधी पौधों के चयन में तेजी आए, जो अब आनुवंशिक रूप से अमेरिकी हैं, नटों का उपयोग करके पेड़ राज्य बागान में नियंत्रित परागण के पेड़ों से इस गिरावट का उत्पादन किया जाता है।

अमेरिकन चेस्टनट में ब्लाइट प्रतिरोध विकसित करना जटिल और चुनौतीपूर्ण है, कार्लसन ने स्वीकार किया, जिन्होंने बायोप्रोसेसिंग और जैव ईंधन के लिए पोप्लर पेड़ों को संशोधित करने के लिए आण्विक-जेनेटिक्स तकनीकों को भी लागू किया है। उन्होंने कहा, "हमारी आकांक्षाएं प्रतिरोधी जीन को चीनी चेस्टनट से अमेरिकी चेस्टनट में स्थानांतरित करने और पता लगाने के लिए हैं कि जीन के कौन से संयोजन सबसे अच्छे प्रतिरोध देंगे।"

"यह बेहद जटिल साबित हुआ है क्योंकि कुछ जीनों से अधिक शामिल हैं, और हमने अभी तक पिन नहीं किया है कि कौन से सबसे महत्वपूर्ण हैं। जेनेटिक इंजीनियरिंग समूह एक दर्जन ब्लाइट-प्रतिरोध जीन की पहचान कर रहे हैं जिन्हें पहचान लिया गया है। हमें उन्हें संयोजन में जांचना है क्योंकि हम जानते हैं कि ब्लाइट प्रतिरोध एक सिंगल-जीन विशेषता नहीं है, इसलिए हमें जीन के कई संयोजनों का परीक्षण करना होगा, जो करना बहुत मुश्किल है और समय लगता है। "

यदि बायोटेक्नोलॉजी शोधकर्ता आनुवांशिक रूप से संशोधित, उग्र मुक्त अमेरिकी चेस्टनट विकसित करते हैं, तो वर्तमान संघीय नियम पौधों के वितरण को सीमित कर देंगे, फिट्ज़सिमन्स ने नोट किया। व्यापक वितरण और रोपण के लिए उपलब्ध होने से पहले अनुमानित पांच वर्षों के लिए सरकारी एजेंसियों द्वारा उत्पादित उत्पाद की आवश्यकता होगी।

"हम अगले दो वर्षों में जीएमओ बैकक्रॉस पेड़ के शोध रोपण की उम्मीद करते हैं, " उसने कहा। "जबकि मौजूदा नियमों के तहत जीएमओ को परागण खोलने की अनुमति नहीं दी जा सकती है, जीएमओ अमेरिकी चेस्टनट एक उज्ज्वल प्रतिरोधी अमेरिकी चेस्टनट बनाने का एक उत्कृष्ट अवसर प्रदान करते हैं।"

चेस्टनट फाउंडेशन जल्द ही वेस्टर्न वर्जीनिया यूनिवर्सिटी और मैरीलैंड विश्वविद्यालय के रोगविज्ञानी द्वारा विकसित जैव-नियंत्रण को तैनात करने की योजना बना रहा है, ताकि चेस्टनट के कारण होने वाले कवक को कमजोर कर दिया जा सके। बायोकंट्रोल में कवक को संक्रमित करना शामिल है जो एक वायरस के साथ अखरोट की धड़कन का कारण बनता है जो कवक को बीमार बनाता है और इसकी विषाणु को कम करता है।

फिट्जसिमन्स ने कहा, "अब हम अमेरिकी चेस्टनट प्रजनन, बायोकंट्रोल और बायोटेक्नोलॉजी को बहाल करने के लिए संगीत कार्यक्रम में तीन बीएस पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।" "यह हमें इस कवक और ब्लाइट से लड़ने के लिए औजारों का एक बड़ा सूट देता है।"

लेकिन यहां तक ​​कि यदि अमेरिकी चेस्टनट को बहाल करने के लिए इन सभी पहलुओं को बिना छेड़छाड़ के बाहर आना पड़ता है, तो मैने से फ्लोरिडा तक अपनी पिछली रेंज में फिर से चेस्टनट देखने में शताब्दी या उससे अधिक समय लग सकता है। शोध के आधार पर वह स्वाभाविक रूप से पुनर्जन्म वाली साइटों पर मेन और वरमोंट में आयोजित कर रही है, ऐसा लगता है कि जंगल के चंदवा के नीचे स्थापित होने के लिए चेस्टनट की एक साजिश के लिए कम से कम 20 साल लगते हैं।

"वृक्ष प्रजनन, विशेष रूप से दृढ़ लकड़ी, असाधारण धैर्य लेते हैं क्योंकि परिणाम अक्सर जीवनभर में नहीं देखे जाते हैं-हम उसे जानते थे, " उसने कहा। "स्वाभाविक रूप से पुनर्जीवित अमेरिकी चेस्टनट जनसंख्या को पारिस्थितिकीय परिदृश्य में अपने प्रजनन स्थल को फिर से प्राप्त करने के लिए कम से कम 50 साल लगेंगे, जब हम वास्तव में उग्र प्रतिरोधी पेड़ों से नट लगाएंगे।"

इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि कितना समय लगता है, चेस्टनट पुनरुत्पादन प्रयास विशाल है, स्टीनर ने जोर दिया, क्योंकि यह संभवतया एक पौधों की प्रजातियों को बचाने के लिए सबसे जटिल और दीर्घकालिक प्रयास है। ब्लाइट प्रतिरोध विकसित करने के लिए पेड़ प्रजनन काफी मुश्किल है, लेकिन इस विशेष मामले में बचाव को प्रजातियों को एक प्रजाति से दूसरे प्रजातियों में स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है जबकि मूल प्रजातियों की आनुवांशिक विविधता को बनाए रखा जाता है।

"ए 'बागवानी' समाधान- जहां एक सफल उत्पाद आमतौर पर एक एकल, क्लोनली प्रचारित जीनोटाइप-पर्याप्त नहीं है क्योंकि हम जंगली जानवरों को एक प्रजाति को पुनर्स्थापित करने का प्रयास कर रहे हैं जहां इसे जीवित रहना, पुनरुत्पादन करना और अंततः विकसित होना चाहिए, " स्टीनर ने कहा । "इस परियोजना की एक उल्लेखनीय विशेषता यह है कि यह हजारों स्वयंसेवकों की मदद से एक छोटे से गैर-लाभकारी द्वारा किया जा रहा है। सौभाग्य से, नींव के काम ने जॉन कार्लसन जैसे सहयोगियों द्वारा लाखों डॉलर शोध में उत्प्रेरित किया है, और यह प्रगति में काफी सहायता मिली है। "

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