अध्ययन में पाया गया कि अंगूर के दाने पकने के दौरान अपनी एंटीऑक्सिडेंट रक्षा प्रणाली को पुनर्संयोजित करते हैं

सोमवार को OENO One में प्रकाशित एक अध्ययन में बताया गया है कि अंगूर के दाने पकने की प्रक्रिया को एक बदलती हुई एंटीऑक्सिडेंट प्रणाली के जरिए संचालित करते हैं, जो फल के परिपक्व होने के साथ reactive oxygen species, या ROS, को नियंत्रित करने में मदद करती है। यह शोध इस बात पर विस्तृत नजर डालता है कि बेरी के विकास के दौरान redox metabolism कैसे बदलता है और इससे शोधकर्ताओं तथा उत्पादकों को यह बेहतर समझने में मदद मिल सकती है कि अंगूर तीव्र चयापचयी गतिविधि की इस अवधि में ऊतक कार्य और फल की गुणवत्ता कैसे बनाए रखते हैं।

इस शोध का नेतृत्व Luan C. Corrêa, Eduardo Monteiro, Roberta P. da Paschoa, Rodrigo R. R. F. Lucas, Vanildo Silveira और Ricardo Bressan-Smith ने किया। अध्ययन का केंद्र Niagara Rosada था, जिसे पेपर में Vitis labrusca और Vitis vinifera के संकर के रूप में वर्णित एक टेबल ग्रेप किस्म बताया गया है और जो ब्राज़ील में व्यापक रूप से उगाई जाती है। लेखकों ने पकने के प्रमुख चरणों के दौरान बेरी के मांसल भीतरी भाग, mesocarp, का अध्ययन करने के लिए quantitative proteomics और enzyme activity tests को मिलाकर उपयोग किया।

मांसल फलों में पकने की प्रक्रिया में शर्करा संचय, अम्ल में कमी, हार्मोन सिग्नलिंग और कोशिका-भित्ति पुनर्गठन में बड़े बदलाव शामिल होते हैं। इन प्रक्रियाओं से श्वसन गतिविधि और अन्य redox प्रतिक्रियाएँ बढ़ती हैं, जो बदले में सामान्य aerobic metabolism के उप-उत्पाद के रूप में ROS उत्पन्न करती हैं। अधिक मात्रा में ROS प्रोटीन, लिपिड और nucleic acids को नुकसान पहुँचा सकती हैं। लेकिन नियंत्रित स्तरों पर ये ऐसे संकेतक के रूप में भी काम करती हैं जो विकास को नियंत्रित करने में मदद करते हैं।

नए अध्ययन का उद्देश्य यह परखना था कि क्या अंगूर के दाने पकने के दौरान ROS-scavenging enzymes और NADPH उत्पन्न करने वाले मार्गों, दोनों को समायोजित करके oxidative injury को सीमित करते हैं। NADPH एक ऐसा अणु है जिसकी कई detoxification प्रणालियों को आवश्यकता होती है। पेपर के अनुसार, परिणाम इस विचार का समर्थन करते हैं।

टीम ने बेरी mesocarp नमूनों में 1,434 proteins की पहचान की, और उनमें से 956, यानी 67%, ने विकास के विभिन्न चरणों में differential accumulation दिखाया। Functional enrichment analysis में antioxidant प्रक्रियाएँ विशेष रूप से प्रमुख पाई गईं, हालांकि dataset में energy metabolism, hormone metabolism, protein turnover, secondary metabolism और stress responses से जुड़े proteins भी शामिल थे।

यह पैटर्न समय के साथ बदलता गया। शुरुआती चरणों में photosynthetic और energy-related proteins का अधिक संचय देखा गया। बाद के चरणों में antioxidant और stress-related proteins का अधिक संचय हुआ। लेखकों का कहना है कि यह ripening के आगे बढ़ने के साथ बेरी proteome के stage-dependent reprogramming की ओर संकेत करता है।

एंजाइम assays ने इस व्यापक तस्वीर की पुष्टि की। Catalase ने विकास के दौरान, जैसा कि शोधकर्ताओं ने बताया, एक biphasic profile दिखाया। Superoxide dismutase ने पकने के अंतिम चरण में अपनी सबसे अधिक गतिविधि दर्ज की। Peroxidase activity क्रमशः घटती गई। Glutathione reductase और glutathione peroxidase में भी चरण के अनुसार बदलाव आया, जिससे oxidative balance को संभालने में NADPH-dependent detoxification pathways की भूमिका और मजबूत हुई।

ROS-संबंधित गतिविधि बढ़ने के संकेतों के बावजूद, अध्ययन में mesocarp में गंभीर ऊतक विघटन के प्रमाण नहीं मिले। Inorganic phosphate leakage और lipid peroxidation के मापों से व्यापक कोशिकीय क्षरण के बजाय मध्यम membrane-associated oxidative changes का संकेत मिला। व्यावहारिक रूप से, निष्कर्ष बताते हैं कि दाने पकने के दौरान व्यापक रूप से कोशिकीय अखंडता खोए बिना सक्रिय चयापचय बनाए रख सकते हैं।

ये प्रयोग ब्राज़ील के Rio de Janeiro राज्य के São Fidélis में उगाई गई अंगूर की बेलों पर किए गए, जो 2006 में स्थापित एक vineyard में थीं। बेलों को IAC-572 rootstock पर graft किया गया था और pergola system पर प्रशिक्षित किया गया था। Proteomic नमूने अक्टूबर से दिसंबर 2022 के एक growing cycle से लिए गए, जबकि enzymatic activity assays फरवरी से जून 2023 के दूसरे cycle के फलों पर किए गए।

नमूनाकरण ने viticulture में अंगूर के विकास को वर्गीकृत करने के लिए उपयोग की जाने वाली संशोधित E-L system का पालन किया। शोधकर्ताओं ने proteomic analysis के लिए pre-veraison, veraison और over-ripe चरणों पर दानों का अध्ययन किया, जबकि एक अतिरिक्त post-harvest चरण केवल enzyme assays के लिए इस्तेमाल किया गया। प्रत्येक proteomic replicate के लिए, छिलके और बीज हटाने के बाद अलग-अलग bunch groups से लिए गए पाँच दानों के mesocarp ऊतक को एक साथ मिलाया गया।

यह पेपर निष्कर्षों को पौध जीवविज्ञान के एक व्यापक प्रश्न के संदर्भ में रखता है: तेज जैवरासायनिक परिवर्तन के दौरान फल redox balance कैसे बनाए रखते हैं। अंगूर को एक उपयोगी मॉडल माना जाता है क्योंकि वे non-climacteric fruits हैं, यानी उनका पकना ethylene-driven burst पर कम और शर्करा, हार्मोन तथा signaling pathways में समन्वित बदलावों पर अधिक निर्भर करता है। पहले के अध्ययनों ने catalase और superoxide dismutase जैसे antioxidant enzymes को बेरी विकास या stress exposure से जोड़ा था, लेकिन उनमें से कई ने protein accumulation और enzyme function को साथ देखने के बजाय केवल skin tissue, एकल enzymes या gene expression पर ध्यान दिया था।

Proteomic data को biochemical assays के साथ जोड़कर, लेखकों का तर्क है कि उनका काम grape berry mesocarp में redox regulation को समझने के लिए एक अधिक पूर्ण ढाँचा प्रदान करता है। वे इस regulation को बेरी विकास की एक केंद्रीय विशेषता बताते हैं, जो mesocarp functionality और fruit quality को सहारा देती है।

इसका महत्व पौध शरीरक्रिया विज्ञान से आगे भी है। क्योंकि पकने के समय अंगूर की संरचना wine quality और stability को आकार देती है, इसलिए यह स्पष्ट समझ कि दाने oxidative stress को कैसे नियंत्रित करते हैं, अंततः heat या अन्य stress स्थितियों में vineyard management को दिशा देने में मदद कर सकती है, जो फल की chemistry को प्रभावित करती हैं। अध्ययन winemaking outcomes का सीधे परीक्षण नहीं करता, लेकिन यह भविष्य के उस काम के लिए एक molecular आधार प्रदान करता है जिसमें यह देखा जाएगा कि पकने के दौरान redox balance beverages के लिए उपयोग होने वाले raw material को कैसे प्रभावित कर सकता है।

यह लेख पत्रिका को 31 अक्टूबर 2025 को प्राप्त हुआ, 12 जून को स्वीकार किया गया और 29 जून को OENO One के Volume 60, Issue 2 में प्रकाशित हुआ।