01 Nov ब्रैसिका जंसिया (भारतीय सरसों) पर स्केलेरोटिनिया विगलन का प्रभाव और इसकी नियंत्रण रणनीतियाँ
Effect of Sclerotinia rot on Brassica juncea (Indian mustard) and its control strategies
राई सरसों खाद्य तिलहन में फसल उत्पादकता को प्रभावित करने वाले विभिन्न कारणों में जैविक तनाव, विशेष रूप से स्केलेरोटिनिया तना गलन या सफेद रतुआ, अल्टरनेरिया अंगमारी, मृदुरोमिल आसिता और चूर्णिल आसिता जैसे रोग प्रमुख हैं।
भारत में, स्केलेरोटिनिया तना विगलन रोग को एक मामूली समस्या के रूप में देखने की धारणा हाल के वर्षों में बदल गई है क्योंकि यह भारत में सरसों की फसलों की वृद्धि में एक बड़ी समस्या के रूप में उभरा है।
रोगज़नक़ पर एक नज़र
स्केलेरोटिनिया स्केलेरोटिओरम (लिब) डी बेरी एक सर्वव्यापी, मृदा जनित, हेमी-बायोट्रोफ़िक कवक रोगज़नक़ है जो संक्रमण के दौरान बायोट्रोफ़िक चरण से नेक्रोट्रॉफ़िक चरण में परिवर्तित हो जाता है, जिससे तिलहन ब्रैसिका फसलों में स्केलेरोटिनिया स्टेम रॉट (एसएसआर) रोग होता है।
एस. स्क्लेरोटियोरम रोग दुनिया भर में फैला हुआ है और इसलिए यह 400 से ज़्यादा पौधों की प्रजातियों को प्रभावित करने वाला एक वैश्विक पादप रोगजनक है। यह रोग तिलहन फसलें जिसमे सूरजमुखी, राई-सरसों, कैनोला और सोयाबीन आदि की उपज में भारी नुकसान पहुंचाता है।
पादप रोगजनक के रूप में, एस. स्क्लेरोटियोरम अत्यधिक विनाशकारी है और इसके संक्रमण से अक्सर फसल को काफ़ी नुकसान होता है और उपज में कमी आती है। संक्रमित सब्ज़ी की फ़सलें पूरी तरह से बिक नहीं पाती हैं और संक्रमित अनाज और तिलहन की फ़सलों में बीजों का वज़न, संख्या और/या गुणवत्ता कम हो जाती है, जिससे काफ़ी आर्थिक नुकसान होता है।
यह बीमारी आम तौर पर फूल आने या फली बनने के चरण में दिखाई देती है। इस बीमारी में लंबे, पीले से हल्के भूरे रंग के, पानी से लथपथ घावों के रूप में दिखाई देते है, जो बाद में सड़ जाते हैं और कवक के सफ़ेद, रूई जैसे माइसेलियल या कवक्जाल के परत से ढक जाते हैं।
पौधे के सभी प्रभावित हिस्से ठंडे और गीले मौसम में सड़ जाते हैं। प्रभावित पौधे बौने और समय से पहले पकने, तने का गिरना, मुरझाने और सूखने लगते हैं। यदि हम प्रभावित तने को चीरकर देखें, तो तने के गूदे में काले रंग के स्केलेरोटियल पिंड पाए जाते हैं। इसकी संरचना, स्केलेरोटिया, इसे मिट्टी में लंबे समय तक बने रहने देती है, जिससे प्रबंधन मुश्किल हो जाता है। मुख्य रोगजनकता कारकों में ऑक्सालिक एसिड उत्पादन, सेल वॉल-डिग्रेडिंग एंजाइम (CWDEs) और प्रभावकारी प्रोटीन शामिल हैं।
इस रोगज़नक़ के कारण होने वाले नुकसान भौगोलिक स्थानों और फसलों के आधार पर काफी भिन्न हो सकते हैं। प्रभावी मेजबान प्रतिरोध की कमी, विशाल मेजबान रेंज और इस बीमारी से निपटने में सामान्य कठिनाइयाँ ये सभी एस. स्केलेरोटियोरम के कारण पौधे को होने वाले नुकसान के प्राथमिक कारण हैं।
एस. स्क्लेरोटियोरम रोग से उपज हानिः
अनुकूल वातावरण में, उपज हानि अक्सर 20-35ः से अधिक हो जाती है, हालाँकि विभिन्न स्थानों पर, विशेष रूप से समशीतोष्ण जलवायु में 50ः से अधिक और 80-100ः तक के मामले दर्ज किए गए हैं। बीज की उपज में 92ः तक की कमी दर्ज की गई है। पंजाब, हरियाणा और राजस्थान में रोग का प्रकोप 80ः तक दर्ज किया गया है। उपज में नुकसान आमतौर पर 0.39 टन/हेक्टेयर से लेकर 1.5 टन/हेक्टेयर तक होता है।
गुणवत्ता में कमीः
रोगज़नक़ आंशिक रूप से संक्रमित पौधों के बीजों में काफी गुणात्मक गिरावट का कारण बनता है। ब्रैसिका में, संक्रमण के शुरुआती बीज विकास चरण में तेल और कुल प्रोटीन सामग्री में क्रमशः 35ः और 40ः तक की गिरावट देखी गई है। प्रभावित पौधे में कभी-कभी कोई दाना नहीं बनता है।
प्रभावित फैटी एसिड संरचनाः
ओलिक एसिड और एरुसिक एसिड में क्रमशः 17ः और 18ः की कमी आई, जबकि पामिटिक एसिड, स्टीयरिक एसिड, लिनोलिक एसिड, लिनोलेनिक एसिड और ईकोसेनोइक एसिड में संक्रमण के चरण और गंभीरता के आधार पर क्रमशः 63ः, 23ः, 48ः, 23ः और 14ः की वृद्धि हुई।
चित्र 1 पटैटो डेक्सट्रोज अगार प्लेट पर स्केलेरोटिनिया स्केलेरोटियोरम की 2-3 दिन की संस्कृति ।
क्रिया का तरीकाः
संक्रमण दो चरणों में होता हैः
1. बायोट्रॉफ़िक चरणः
एस्कोस्पोर्स या माइसेलियम तत्काल नेक्रोसिस पैदा किए बिना मेजबान क्यूटिकल्स में प्रवेश करते हैं और प्रभावकारी प्रोटीन मेजबान की सुरक्षा को दबा देते हैं जिससे मेजबान में एपोप्लास्टिक स्थानों में हाइफ़ल प्रसार संभव हो जाता है।
2. नेक्रोट्रॉफ़िक चरणः
रोगजनक संक्रमित मेजबान ऊतकों में ऑक्सालिक एसिड ;व्।द्ध स्रावित करता है, जो एक मोबाइल विष के रूप में कार्य करता है और मुरझाने को प्रेरित करता है। ;व्।द्ध पौधे के ऊतकों को अम्लीय बनाता है और कोशिका भित्ति से ब्ं़़ को भी हटाता है, जो तनावग्रस्त ऊतकों को विभिन्न कवक द्वारा निर्मित डिग्रेडेटिव एंजाइमों (कोशिका भित्ति-अपघटन एंजाइम) के प्रति संवेदनशील बनाता है, जिससे मेजबान कोशिकाएँ नष्ट हो जाती हैं। इसके बाद, हाइफ़े संवहनी ऊतकों पर आक्रमण करते हैं, जिससे अधिक मुरझाना और तना सड़ना होता है।
रोग का नियंत्रणः
सांस्कृतिक प्रथाएँः
कवकनाशी और फसल चक्रण वर्तमान में इस रोग को नियंत्रित करने के प्रमुख तरीके हैं। बोस्कैलिड और एज़ोक्सीस्ट्रोबिन जैसे कवकनाशी तब प्रभावी होते हैं जब इन्हें शुरुआती फूल अवस्थाओं के दौरान एस्कोस्पोर अंकुरण और संक्रमण को लक्षित करने के लिए लगाया जाता है।
हालांकि, कवकनाशी रसायन महंगे हैं, और सभी पर्यावरण के लिए सुरक्षित नहीं हैं और दूसरा असिंक्रोनस एस्कोस्पोर फैलाव और पर्यावरणीय कारकों के कारण प्रभावकारिता अक्सर परिवर्तनशील होती है।
अनाज जैसे गैर-मेजबानों के साथ ब्रैसिका फसलों का फसल चक्र बनाने से मिट्टी में स्केलेरोटिया का निर्माण कम हो जाता है। हालांकि, रोगज़नक़ की व्यापक मेज़बान सीमा और स्केलेरोटिया का दीर्घकालिक अस्तित्व (10 साल तक) इस रणनीति की प्रभावशीलता को भी सीमित करता है।
प्रतिरोधी जर्मप्लाज्म:
रोगज़नक़ के प्रतिरोध के कुछ आनुवंशिक स्रोत उपलब्ध हैं (बी. नैपस और बी. कैरिनाटा) प्रजनकों के लिए प्रतिरोधी है, लेकिन बी. जंसिया (भारतीय सरसों) में केवल आंशिक प्रतिरोधी है। इसलिए, किसानों को रोग को नियंत्रित करने के लिए नए तरीकों की निरंतर मांग है।
चित्र 2- तिलहन फसलों में रोग नियंत्रण के लिए संभावित लक्ष्यों के साथ रोगजनक एस. स्क्लेरोटियोरम का संक्रमण चक्र।
(ए) संक्रमित तने से एस. स्क्लेरोटिनिया का स्क्लेरोटिया मिट्टी में जीवित रहता है, (बी और सी) अनुकूल परिस्थितियों में स्क्लेरोटिया या तो कार्पोजेनिक रूप से या माइसेलियोजेनिक रूप से अंकुरित होता है, (डी) कार्पोजेनिक रूप से अंकुरित स्क्लेरोटिया एपोथेसिया और एस्कोस्पोर्स का उत्पादन करता है, (ई) एस्कोस्पोर्स हवा के प्रवाह के माध्यम से जीर्ण पंखुड़ियों और तने के हवाई हिस्से को संक्रमित करता है, (एफ) संक्रमण पत्ती की धुरी से तने तक फैलता है और परिपक्वता पर स्क्लेरोटिया का उत्पादन करता है। रोग नियंत्रण के लिए संभावित लक्ष्यों को रंगीन बक्सों में दर्शाया गया है, उनमें से कुछ उपयोग में हैं जबकि बाकी विकास के अधीन हैं। माइसेलियोजेनिक अंकुरण से जमीनी स्तर पर संक्रमण होता है।
जैव प्रौद्योगिकी साधन:
जैव प्रौद्योगिकी साधनों से मेजबान पौधों में स्केलेरोटिनिया प्रतिरोध को डालने की बहुत क्षमता है। जैव नियंत्रण एजेंटरू बायोकंट्रोल एजेंट जैसे बैसिलस सबटिलिस और ट्राइकोडर्मा विराइड के साथ बीज प्राइमिंग ने महत्वपूर्ण प्रभावकारिता दिखाई है।
इन एजेंटों के संयुक्त अनुप्रयोग ने एंटीऑक्सीडेंट एंजाइम गतिविधि (जैसे, कैटालेज, पेरोक्सीडेज) और द्वितीयक मेटाबोलाइट स्तर (जैसे, फ्लेवोनोइड्स, फेनोलिक्स) को बढ़ाकर जैव रासायनिक सुरक्षा में सुधार किया।
इसने उपज मापदंडों में सुधार करते हुए घाव के आकार और रोग की गंभीरता को कम किया। जैव नियंत्रण एजेंट वाष्पशील कार्बनिक यौगिक भी उत्पन्न करते हैं जो फंगल माइसेलियल विकास को रोकते हैं और स्केलेरोटिया व्यवहार्यता को कम करते हैं।
विषहरणः
ऑक्सालिक एसिड (OA) रोगज़नक़ द्वारा स्रावित प्रमुख विषाणु कारक है। स्क्लेरोटिनिया रोगज़नक़ से निपटने के लिए एक आम रणनीति व्। को कम करना या बेअसर करना है। जौ ऑक्सालेट ऑक्सीडेज जीन OXO की अधिक अभिव्यक्ति ट्रांसजेनिक ब. नेपस में स्केलेरोटिनिया के प्रति आंशिक पत्ती प्रतिरोध उत्पन्न करती है। साथ ही पौधे से प्राप्त ऑक्सालेट ऑक्सीडेज (OXO) फंगल और बैक्टीरियल OXO की तुलना में बेहतर स्क्लेरोटिनिया प्रतिरोध प्रदान करता है।
हाल ही में किए गए एक अध्ययन (2022) में, वर्टिसिलियम डाहलिया एस्पफ2-जैसे प्रोटीन (VDAL) ब्रैसिका रैपा के लिए प्रतिरोध प्रदान करता है।
फंगल अवरोधः
फसल के पौधों में रोगाणुरोधी पेप्टाइड्स या प्रोटीन (एंडोचिटिनेज, ग्लूकेनेस, आदि) की अधिक अभिव्यक्ति। ये प्रोटीन फंगल कोशिका भित्ति की अखंडता में हस्तक्षेप करते हैं और रोगज़नक़ उपनिवेशण को रोकते हैं।
फंगल वृद्धि को रोकने की उनकी क्षमता के लिए पौधे से प्राप्त कवकरोधी चयापचयों (मेटाबोलाइट्स) का पता लगाया गया है। तिलहन फसलों में फेनोलिक यौगिक स्तरों और PAL में हेरफेर से स्क्लेरोटिनिया प्रतिरोध में वृद्धि हो सकती है। फंगल एर्गोस्टेरॉल जैवसंश्लेषण को लक्षित करने वाले यौगिकों ने एस. स्क्लेरोटियोरम में लिपिड चयापचय को बाधित किया, जिससे रोगजनक व्यवहार्यता को कम करने के लिए एक नया तंत्र उपलब्ध हुआ।
आरएनए हस्तक्षेप (आरएनएआई):
होस्ट-प्रेरित जीन साइलेंसिंग (एचआईजीएस):
रोगजनक के संभावित प्रभावकारी उम्मीदवारों को होस्ट-डिलीवर किए गए आरएनएआई (एचडी-आरएनएआई) तंत्र के माध्यम से लक्षित किया जा सकता है।
एस. स्क्लेरोटियोरम में कुछ महत्वपूर्ण रोगजनकता जीन को चुप कराने के लिए एचआईजीएस का उपयोग किया गया है। उदाहरण के लिए, ब्रैसिका नेपस में एबीहाइड्रोलेज़-3 जीन को लक्षित करने से संक्रमण स्थलों के आसपास संरचनात्मक अवरोधों को प्रेरित करके और पौधों की रक्षा प्रतिक्रियाओं को सक्रिय करके रोग की गंभीरता कम हो गई।
स्प्रे-प्रेरित जीन साइलेंसिंग (एसआईजीएस):
SsPac1 (एक pH-उत्तरदायी प्रतिलेखन कारक) और SsSmk1 (रोगजनन में शामिल MAP काइनेज) जैसे प्रमुख कवक जीन को लक्षित करके डबल-स्ट्रैंडेड RNA (dsRNA) का सामयिक अनुप्रयोग संक्रमण में देरी करता है और ब्रैसिका जंसिया पर कवक वृद्धि को कम करता है। मुख्य बात यह है कि SIGS फसल सुरक्षा के लिए एक गैर-ट्रांसजेनिक दृष्टिकोण प्रदान करता है।
जीन संपादनः
सरसों फसलों में संवेदनशीलता जीन को संपादित करने के लिए CRISPR/Cas9 तकनीक का उपयोग किया गया है। उदाहरण के लिए, फंगल प्रभावकारक प्रोटीन SsSSVP1 के एक मेजबान लक्ष्य BnQCR8 की प्रतिलिपि संख्या को कम करने से ब्रैसिका नेपस में प्रतिरोध बढ़ा।
इस दृष्टिकोण ने बोट्रीटिस सिनेरिया जैसे अन्य नेक्रोट्रोफिक रोगजनकों के लिए क्रॉस-प्रतिरोध भी प्रदान किया। मेजबान के प्रभावकारक-लक्ष्य अणुओं को स्क्लेरोटिनिया रोगजनक के खिलाफ रक्षा प्रतिक्रिया विकसित करने के लिए हेरफेर किया जा सकता है।
आरओएस स्कैवेंजिंग (ROS) पाथवे या लिग्निन बायोसिंथेसिस में शामिल जीन को संपादित करने से फंगल आक्रमण के खिलाफ पौधों की प्रतिरक्षा को और मजबूत किया जा सकता है।
निष्कर्षः
विभिन्न ओमिक्स अध्ययनों और जैव प्रौद्योगिकी दृष्टिकोणों जैसे कि आरएनएआई, CRISPR/Cas9 और मेटाबोलिक इंजीनियरिंग से प्राप्त जानकारी स्केलेरोटिनिया तना सड़न रोग के प्रबंधन के लिए स्थायी समाधान प्रदान करती है। इन विधियों को फसल चक्रण और प्रतिरोधी जनन द्रव्य स्त्रोत विकास (प्रजनन कार्यक्रम) जैसी पारंपरिक प्रथाओं के साथ एकीकृत करने से लागत और पर्यावरणीय प्रभावों को कम करते हुए टिकाऊ प्रतिरोध प्रदान किया जा सकता है।
Authors:
प्रकृति शर्मा एवं डॉ नवीन चन्द्र गुप्ता
भा. कृ. अनु. प.- राष्ट्रीय पादप जैवप्रौद्योगिकी संस्थान
Email: navinbtc@gmail.com
