शोधकर्ताओं ने जैतून की किस्मों का पता चार प्रमुख आनुवंशिक संस्थापकों तक लगाया

स्पेन के शोधकर्ताओं ने एक "जैतून वंशावली एटलस" बनाया है, जो अपनी तरह का पहला है, और यह इस बात की विस्तृत, कभी-कभी आश्चर्यजनक तस्वीर प्रदान करता है कि कैसे संवर्धित जैतून भूमध्यसागर और उससे परे आनुवंशिक रूप से जुड़े हुए हैं।

यह शोध सैकड़ों माता-पिता-संतान संबंधों का पुनर्निर्माण करता है और वंशानुक्रम के ऐसे पैटर्न की पहचान करता है जो कुछ मामलों में सदियों से अस्पष्ट रहे हैं। परिणाम जैतून की विविधता की उत्पत्ति और प्रसार के बारे में नई जानकारी प्रदान करते हैं, साथ ही तत्काल व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए डेटा भी उपलब्ध कराते हैं।

हम एक ऐसा वंशावली वृक्ष चाहते थे जिसका उपयोग प्रजनक और जीन बैंक प्रबंधक वास्तव में कर सकें। – फ्रांसिस्को जेसस गोमेज़-गाल्वेज़, शोधकर्ता

अध्ययन के प्रमुख लेखक, फ्रांसिस्को जेसस गोमेज़-गाल्वेज़ के अनुसार, यह काम वर्ल्ड ऑलिव जर्मप्लाज्म बैंक ऑफ कॉर्डोबा (WOGBC) में दिन-प्रतिदिन के शोध से उत्पन्न हुआ, जो दुनिया के सबसे बड़े ऐसे संग्रहों में से एक है।

कई वर्षों के दौरान, WOGBC की टीम ने 96 अगली पीढ़ी के डीएनए मार्करों के उसी पैनल का उपयोग करके पूरे संग्रह और नए खोजे गए पदार्थ का जीनोटाइप किया। इससे शोधकर्ताओं को अलग-अलग नामों से रखे गए डुप्लिकेट से वास्तव में अलग किस्मों को अलग करने में सक्षम बनाया।

परिणामस्वरूप बने डेटासेट के बारे में गोमेज़-गाल्वेज़ ने कहा, "यह कुछ ऐसा था जो पहले किसी के पास नहीं था: भूमध्यसागर और उससे भी आगे के लगभग 840 अलग-अलग किस्मों का, सभी का जीनोटाइप बिल्कुल एक ही तरीके से किया गया था।"

वैज्ञानिक साहित्य की समीक्षा करते समय, गोमेज़-गाल्वेज़ को अंगूर और सेब में वंशावली अध्ययन मिले, जिनमें बड़ी संख्या में किस्मों के वंशावली वृक्षों को फिर से बनाने के लिए SNP मार्करों का उपयोग किया गया था। जैतून के लिए इसी तरह का एक एटलस बनाने का विचार आकार लेने लगा।

परियोजना के व्यावहारिक और वैज्ञानिक मूल्य को पहचानते हुए, उन्होंने मौलिक शोध शुरू किया जो अंततः इस साल बीएमसी प्लांट बायोलॉजी में प्रकाशित अध्ययन का कारण बना।

उन्होंने समझाया, "हम एक ऐसा वंशावली वृक्ष चाहते थे जिसका प्रजनक और जीन बैंक प्रबंधक वास्तव में उपयोग कर सकें।" "इसके पीछे एक व्यावहारिक चिंता भी है। आधुनिक उच्च-घनत्व वाले हेजरॉ बागानों के लिए विकसित कई नए संकर सीधे या अप्रत्यक्ष रूप से एक ही संकर, आर्बेकिना, से उत्पन्न हुए हैं। यदि आप प्रजनन कार्यक्रमों में विविधता बनाए रखना चाहते हैं, तो आपको पहले यह जानना होगा कि संकर आपस में कैसे संबंधित हैं।"

अध्ययन में चार प्रमुख संस्थापक किस्मों की पहचान की गई: गॉर्डल सेविलाना, सफ्रावी, टोफेही टाटाउइन और लेचिन डी ग्रेनडा।

कुल मिलाकर, ये चारों 280 स्पष्ट रूप से निर्धारित संतानों में से 132 के, यानी कुल का 47.5 प्रतिशत, सबसे संभावित माता-पिता थे। इनमें से, टोफीही ताताउइन पर जैतून की खेती के इतिहास में इतनी महत्वपूर्ण जगह रखने का पहले कभी संदेह नहीं किया गया था।

गॉर्डल सेविलाना को 91 मजबूत त्रियों और 12 विभिन्न माता-पिता की जोड़ियों में एक संभावित माता-पिता के रूप में माना गया, जिनमें से केवल तीन जोड़ियों ने ही इसके अधिकांश वंशजों का निर्माण किया।

गॉर्डल सेविलाना और लेचिन डी ग्रानाडा को 53 किस्मों के लिए सबसे संभावित माता-पिता की जोड़ी के रूप में पहचाना गया, जो मुख्य रूप से दक्षिण-पश्चिमी भूमध्यसागरीय क्षेत्र की थीं। इनमें मन्ज़ानिला डे सेविला, कॉर्निकाब्रा, कॉर्डोविल डे सर्पा और पिचोलिन मारोकेन शामिल हैं, साथ ही अज़ापा भी, जो चिली और पेरू में आम एक दक्षिण अमेरिकी किस्म है।

अज़ापा की मूल माता-पिता की खोज ने शोधकर्ताओं को यह सुझाव देने के लिए प्रेरित किया कि कुछ प्राचीन भूमध्यसागरीय किस्में, जिन्हें खोया हुआ माना जाता था, अमेरिका में संरक्षित हो सकती हैं, जहाँ परिचय के बाद उनमें और अधिक स्थानीय विविधता आई।

पहले कभी न बताए गए संयोजन में टोफीही ताताउइन के साथ जोड़े जाने पर, गोरडल सेविलाना को 19 किस्मों से जोड़ा गया, जो मुख्य रूप से उत्तरी स्पेन की थीं, लेकिन दक्षिणी स्पेन में अमारगोसो, फ्रांस में ग्रोसान और सिसिली में अबुनारा से भी।

मोर्शियाओ के साथ, लेखकों ने 10 संतानों की पहचान की, जो मुख्य रूप से बाल्कन से थीं, जिसमें बुगा और ओब्लिका, साथ ही इतालवी अस्कोलना टेनेरा शामिल हैं।

क्लोरोप्लास्ट डेटा से पता चला कि लेचिन डी ग्रानाडा के साथ अपने संकरण में गोरडल सेविल्लाना पराग दाता था, एक भूमिका जो लेखकों के अनुसार इसने इनमें से अधिकांश संकरणों में निभाई, जिससे एक पुरुष संस्थापक के रूप में इसकी वर्गीकरण को सुदृढ़ता मिलती है।

सफ़रावी को 14 पितृ जोड़ों में एक संभावित माता-पिता के रूप में माना गया, जिससे 34 अलग-अलग संतति उत्पन्न हुईं। इसके वंशज चारों संस्थापकों में सबसे अधिक व्यापक रूप से वितरित थे और उनमें ग्रीस में कैरिडोला, ईरान में रोगानी, ट्यूनीशिया में गेरबौई और स्पेन में फार्गा शामिल हैं।

चार संस्थापकों में से, सफ़रावी ही वह था जिसे अक्सर उन माता-पिता के जोड़ों में अनुमानित किया गया था, जिनसे एक से अधिक संतान उत्पन्न हुईं।

टोफ़ेही ताताउइन, जिसे गोमेज़-गाल्वेज़ द्वारा एक भुला-बिसरा संस्थापक बताया गया है और हाल ही में उत्तरी स्पेन के एक प्राचीन पेड़ से आनुवंशिक रूप से मेल खाने वाला पाया गया है, दक्षिणी ट्यूनीशिया की एक कम-ज्ञात किस्म है।

यह चार पितृ-युग्मों में प्रकट हुआ। गॉर्डल सेविलाना के साथ इसकी जोड़ी के अलावा, इसका सबसे उत्पादक संयोजन सफ्रावी के साथ था, जिससे 11 संतति उत्पन्न हुईं। उत्तरी स्पेनिश किस्मों क्लारामुंट और डोमेन्ग्स के साथ-साथ, इन संततियों में तुर्की की आयवैलिक और कई ग्रीक और अल्बानियाई किस्में शामिल हैं।

लेचिन डी ग्रानाडा, जो ग्रीक किस्म डैफनेलिया का पर्याय है, को दक्षिण-पश्चिमी भूमध्यसागर में 57 किस्मों के एक संभावित माता-पिता के रूप में पहचाना गया, जिनमें से अधिकांश गॉर्डल सेविलाना के साथ इसके संकरण से उत्पन्न हुए थे।

अन्य संयोजनों में सफ्रावी; पूर्वी स्पेनिश जेनोवेसा, जो स्वयं वाणिज्यिक किस्म चांगलोट रियल की जनक है; मिस्र की सेबहवी; और इतालवी रोटोंडेला दी मेल्फी शामिल हैं।

गोमेज़-गाल्वेज़ ने कहा कि शोधकर्ताओं को अपने काम के लिए तत्काल और दीर्घकालिक, दोनों तरह के व्यावहारिक अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला दिखाई देती है।

चूंकि उच्च-घनत्व हेजरॉ सिस्टम के लिए कई उभरते हुए संकर Arbequina की प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष संतानें हैं, इसलिए आनुवंशिक आधार के संभवतः संकीर्ण होने की चिंता है।

उच्च-घनत्व हेजरॉ सिस्टम के लिए उपयुक्त कम-जोश वाले संकरों का प्रजनन, और आर्बेक्विना और संबंधित आनुवंशिक सामग्री का बार-बार उपयोग, ऐसी प्रणालियों की दक्षता बढ़ा सकता है। हालांकि, निकट-संबंधित पूर्वजों पर बार-बार निर्भर रहना भी आनुवंशिक एकरूपता बढ़ा सकता है।

आनुवंशिक एकरूपता जैविक और अजैविक तनावों के अनुकूल होने की पौधों की क्षमता को सीमित कर सकती है, जिससे नए कीटों, रोगों और पर्यावरणीय परिवर्तनों के प्रति संवेदनशीलता बढ़ सकती है।

लेखक यह दावा नहीं करते कि जैतून में इस तरह के प्रभाव प्रदर्शित हुए हैं। हालांकि, वे उल्लेख करते हैं कि जबकि फसल में अंतःप्रजनन अवसाद (inbreeding depression) अभी तक प्रलेखित नहीं किया गया है, यह अन्य काष्ठीय प्रजातियों में व्यापक रूप से रिपोर्ट किया गया है, जहाँ यह जोश, फूल खिलने और फल लगने की क्षमता को कम कर सकता है और फलों के गर्भपात, खराब बीज अंकुरण और अंकुर के जीवित रहने की क्षमता, असामान्य वृद्धि और रोग प्रतिरोधक क्षमता में कमी का कारण बन सकता है।

इसलिए जैतून वंशावली एटलस जैसे एक व्यापक और विश्वसनीय संदर्भ से प्रजनकों को आनुवंशिक आधार को व्यापक बनाने में मदद मिल सकती है, साथ ही वे ऐसे माता-पिता का चयन कर सकते हैं जो बहुत करीबी से संबंधित नहीं हैं, जिससे वांछनीय लक्षण बनाए रखे जा सकें।

लेखकों ने लिखा, "Arróniz, Rotondella di Melfi और Zeitoun Boubezzoula जैसी किस्में, जिन्होंने हेजरौ सिस्टम के लिए क्षमता दिखाई है, आनुवंशिक रूप से विभेदित सामग्री के उदाहरण हैं, जिनका Arbequina के व्यापक उपयोग के विकल्प के रूप में और अन्वेषण किया जा सकता है।"

जैतून में एक स्व-अनुपालनीयता प्रणाली होती है जिसमें दो समूह, G1 और G2, शामिल हैं। एक समूह की किस्म केवल दूसरे समूह की किस्मों के साथ ही अनुपालनीय होती है। इसलिए, किसी किस्म के समूह की विश्वसनीय रूप से पहचान करना प्रजनन कार्यक्रमों की दक्षता और गति को बढ़ा सकता है।

इसी तरह, जब कोई प्रजनक खुली परागण के माध्यम से उत्पन्न बीजों को बोता है, तो केवल माता ज्ञात होती है। सटीक वंशावली डेटा संभावित पिता को निर्धारित करने में मदद कर सकता है।

उदाहरण के लिए, इटली के अपुलिया के ज़ायलेला फास्टिडियोसा-संक्रमित क्षेत्र में, संवेदनशील पेड़ों को बदलने के लिए उपयोग किए जाने वाले दो सहिष्णु किस्में फावोलोसा और लेक्किनो हैं।

एटलस, फ्रैंटोयो के बीज से प्राप्त फावोलोसा को, उच्च स्कोर वाले फ्रैंटोयो-अस्कोलना टेनेरा क्रॉस से मिलाता है, जो दर्शाता है कि पितृत्व डेटा विशेष कृषि-आर्थिक महत्व के मामलों में अतिरिक्त जानकारी कैसे प्रदान कर सकता है।

शोधकर्ता इस एटलस को जीन बैंक प्रबंधन के लिए एक उपयोगी उपकरण के रूप में भी देखते हैं। वंशावली संग्रह के चयन में मार्गदर्शन कर सकती है और अधूरे या गुम रिकॉर्ड वाली सामग्री की उत्पत्ति स्थापित करने में मदद कर सकती है।

उन्होंने आगे कहा कि अध्ययन में पहचाने गए चार संस्थापक किस्में यह तय करने में संदर्भ बिंदु के रूप में काम कर सकती हैं कि किन किस्मों का अनुक्रमण किया जाए, क्योंकि उनके जीनोम संबंधित किस्मों में अनुपस्थित आनुवंशिक डेटा का अनुमान लगाने में मदद कर सकते हैं।

हालांकि जैतून वंशावली एटलस पहले से ही व्यापक है, गोमेज़-गाल्वेज़ का मानना है कि अभी बहुत काम बाकी है।

उन्होंने वंशावली जानकारी को जीनोमिक और फेनोटाइपिक डेटा — जिसमें फूल खिलने का समय, फलों की विशेषताएं, रोग प्रतिरोधक क्षमता, तेल की संरचना और सूखा सहनशीलता शामिल हैं — के साथ जोड़ने को एक महत्वपूर्ण अगला कदम बताया।

उन्होंने कहा, "किस्मों के आपस में संबंध जानना एक ऐतिहासिक और आनुवंशिक रूपरेखा प्रदान करता है।" "लेकिन अगला सवाल यह है कि किस्मों के परिवारों के माध्यम से कौन से लक्षण और ऑलील आगे बढ़े हैं।"

इस शोध का विस्तार उन क्षेत्रों की किस्मों को शामिल करके भी किया जा सकता है, जो आनुवंशिक अध्ययनों में अभी भी कम प्रतिनिधित्व वाले हैं।

गोमेज़-गाल्वेज़ ने कहा, "इससे अतिरिक्त संस्थापक जीनोटाइप और विविधीकरण मार्ग सामने आ सकते हैं।" "हमारा दृढ़ विश्वास है कि पूर्वी भूमध्यसागर में अभी भी एक विशाल विविधता है जिसे वर्णित किया जाना बाकी है।"

पेपर में यह आह्वान किया गया है कि जैसे-जैसे अतिरिक्त किस्मों का जीनोटाइप किया जाता है, एटलस को लगातार अपडेट किया जाए। यह उन संबंधों की भी पहचान करता है जो अध्ययन की मजबूती की सीमाओं से कम रहे और जिनकी आगे जांच की आवश्यकता है।

एक उदाहरण पिकुअल और होइब्लैंका के माध्यम से लेचिन डी ग्रानाडा और गोरडल सेविलाना की संभावित वंश रेखा है, जिसके बारे में लेखकों ने कहा कि इसकी उच्च-घनत्व एसएनपी एरे या पूरे जीनोम अनुक्रमण का उपयोग करके फिर से जांच की जानी चाहिए।

गोमेज़-गाल्वेज़ ने निष्कर्ष निकाला, "जैतून की संचित विविधता को केवल एक विरासत संग्रह के रूप में नहीं देखा जाना चाहिए। यह आनुवंशिक विकल्पों का एक जीवित भंडार है। यह समझना कि वह विविधता कैसे संबंधित है, भविष्य की पर्यावरणीय और उत्पादन स्थितियों के तहत जैतून की खेती के लिए आवश्यक किस्मों के प्रजनन के लिए इसका अधिक बुद्धिमानी से उपयोग करने की दिशा में पहला कदम है।"