शोधकर्ताओं ने अंगूर की बेल का बौना जीन पहचाना

शोधकर्ताओं ने ब्रैसिनोस्टेरॉइड जैवसंश्लेषण से जुड़ा अंगूर की बेल का पहला बौना म्यूटेंट पहचाना है, एक ऐसी खोज जो प्रजनकों को घनी रोपाई और यंत्रीकृत खेती के लिए अधिक उपयुक्त बेलें विकसित करने में मदद कर सकती है.

सोमवार को Theoretical and Applied Genetics में प्रकाशित अध्ययन ने इस गुण को VviBR6OX1 से जोड़ा, जो क्रोमोसोम 14 पर स्थित एक जीन है और ब्रैसिनोस्टेरॉइड्स बनाने में मदद करता है; ये पौध हार्मोनों का एक वर्ग है जो वृद्धि को नियंत्रित करता है। टीम ने CRISPR/Cas9 का इस्तेमाल कर अंगूर की बेल में बौनेपन के इस रूप को दोबारा तैयार भी किया, जिससे बेल की संरचना नियंत्रित करने में इस जीन की भूमिका की पुष्टि हुई। जब उन्होंने दूसरे संबंधित जीन, VviBR6OX2, में संपादन किया, तो पौधे और भी अधिक कॉम्पैक्ट हो गए.

यह काम Cornell University के Grapevine Breeding and Genetics Program से आया है और PI 200569, जिसे Yugoslav 5-24 भी कहा जाता है, की संतानों में मिली एक स्वाभाविक रूप से मौजूद बौनी लाइन पर केंद्रित है। म्यूटेंट बेलों में छोटे गहरे हरे पत्ते, छोटे पेटिओल और छोटे इंटर्नोड थे। ग्रीनहाउस और फील्ड परीक्षणों में यह बौना गुण रिसेसिव पैटर्न का पालन करता था और 3-से-1 सेग्रिगेशन अनुपात के अनुरूप था, जिससे संकेत मिला कि इसका नियंत्रण एक ही लोकस से होता है.

कारण को सीमित करने के लिए शोधकर्ताओं ने मार्कर-ट्रेट एसोसिएशन विश्लेषण को bulked RNA sequencing के साथ जोड़ा। उन्हें क्रोमोसोम 14 पर एक मजबूत संकेत मिला और फिर उम्मीदवार क्षेत्र को 137-किलोबेस के अंतराल तक सीमित किया, जिसमें नौ जीन थे। इनमें एक खास तौर पर उभरा: VIT_214s0083g01110, जो brassinosteroid-6-oxidase को कूटबद्ध करता है। अंगूर की नामकरण प्रणाली में इस जीन को VviBR6OX1 कहा जाता है.

टीम ने जीन में दो in-frame deletions पाए: एक exon 1 में 12 base pairs की और दूसरी exon 4 में 9 base pairs की। अंगूर germplasm के एक सर्वेक्षण से संकेत मिला कि 9-base-pair deletion संभवतः बौनेपन के इस रूप के लिए जिम्मेदार थी। म्यूटेंट बेलों में दोनों deletions मौजूद थीं, जबकि ऊँची बेलों में अधिकतर wild-type sequence पाया गया.

यह जांचने के लिए कि क्या VviBR6OX1 वास्तव में कारणी जीन है, शोधकर्ताओं ने table grape cultivar Scarlet Royal में CRISPR/Cas9 से इस जीन को knock out किया। संपादित पौधों में भी इसी तरह का बौना रूप विकसित हुआ, जिसमें टहनियाँ छोटी थीं और कुल आकार कम था। कुछ लाइनों में VviBR6OX2 का एक साथ संपादन करने पर पौधा और भी अधिक कॉम्पैक्ट हो गया.

इन निष्कर्षों का महत्व इसलिए भी है क्योंकि अंगूर उत्पादन अभी भी pruning, training और harvest के लिए बड़े पैमाने पर हाथ के श्रम पर निर्भर करता है। छोटी बेलें ऐसी किस्में विकसित करना आसान बना सकती हैं जो अधिक घनत्व वाली रोपाई और कम श्रम लागत का समर्थन करें। यह अध्ययन ब्रैसिनोस्टेरॉइड pathways को उन आनुवंशिक रास्तों की सूची में जोड़ता है जिनका उपयोग प्रजनक बेल की वृद्धि को आकार देने के लिए कर सकते हैं, gibberellin-संबंधी dwarfing genes पर पहले हुए काम के साथ-साथ.

लेखकों ने कहा कि यह खोज संशोधित संरचना वाली तथा brassinosteroid biology से जुड़े अन्य गुणों वाली अंगूर किस्मों के प्रजनन के लिए एक नया आनुवंशिक संसाधन उपलब्ध कराती है.