Drought tolerance in barley
যব (হর্ডিয়াম ভালগ্যার) মাটির পিএইচ, খনিজ পুষ্টির প্রাপ্যতা এবং জলের উপলব্ধতার দিক থেকে অন্যান্য খাদ্যশস্যের তুলনায় বেশি পরিবেশ-সহনশীল হিসাবে পরিচিত। এই কারণে, এই পরিবেশগত কঠোরতার জন্য কোনও জিনগত ভিত্তি আছে কি না তা নির্ধারণ করার জন্য যব গাছের উপর অনেক গবেষণা করা হচ্ছে। যব গাছের উপর খরার প্রভাব যব একটি সি4 প্রজাতি এবং একটি মনোকোট, এবং তাই এর উপর খরার প্রভাব অন্যান্য উদ্ভিদ প্রজাতির উপর অতিরিক্ত হতে পারে। খরা প্রায়শই একটি অঞ্চলে বর্ধিত তাপমাত্রার ফলস্বরূপ হয়, যা ট্রান্সপিরেশনাল টান বৃদ্ধি করে গাছগুলিতে জল হ্রাসকে উৎসাহিত করে। মাটিতে জলের অভাব খনিজ পুষ্টির প্রাপ্যতা হ্রাস করে, কারণ শিকড়ে প্রবেশের জন্য খনিজগুলিকে মাটির দ্রবণে দ্রবীভূত করতে হয়। উপরন্তু, খরার ফলে সালোকসংশ্লেষক হার হ্রাস পায়, জৈববস্তুপুঞ্জ হ্রাস পায় এবং পাতার বার্ধক্য ত্বরান্বিত হয়। তাৎপর্য যব উর্বর ক্রিসেন্টের জন্মের পর থেকে মানুষের জন্য একটি অমূল্য ফসল। ভুট্টা (জিয়া মে), গম (ট্রিটিকাম এস্টিভাম) এবং ধানের (ওরিজা স্যাটিভা) ব্যাপক চাষের আগে মানুষের প্রধান খাদ্যশস্য ছিল বার্লি। বর্তমানে, যব প্রাথমিকভাবে পশুখাদ্য (55-60%) এবং মাল্ট (30-40%)-এর জন্য ব্যবহৃত হয়। অনেক উন্নয়নশীল দেশ এখনও খাদ্যের উৎস হিসাবে বার্লির উপর ব্যাপকভাবে নির্ভর করে, বিশেষ করে আফ্রিকা, আরব উপদ্বীপ এবং দক্ষিণ আমেরিকার অঞ্চলে। তাই যবের উৎপাদন হ্রাস এই দেশগুলিতে ইতিমধ্যে চলমান খাদ্য সংকটে ব্যাপক অবদান রাখবে। শিল্প বিপ্লবের (1760-2019) পর থেকে কার্বন ডাই অক্সাইডের মাত্রা 48 শতাংশ বৃদ্ধি পেয়েছে, যার ফলে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল মেঘলা হয়ে গেছে এবং এর ফলে বৈশ্বিক তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেয়েছে। এর ফলে বিশ্বের অনেক অঞ্চলে খরার মতো চরম আবহাওয়ার ঘটনা বৃদ্ধি পেয়েছে, যেখানে মূল্যবান কৃষিজমি রয়েছে। সামগ্রিকভাবে, জলবায়ু অস্বাভাবিকভাবে পরিবর্তিত হচ্ছে এবং বিশ্বব্যাপী খাদ্য নিরাপত্তাহীনতার বিরুদ্ধে লড়াই করার একটি পূর্বাভাসযোগ্য উপায় হল এমন ফসলের প্রজনন করা যা পরিবেশগত চাপের প্রতি সহনশীল। যব গাছ সি4 সালোকসংশ্লেষণ পদ্ধতির মাধ্যমে সালোকসংশ্লেষণ করে, যার অর্থ তারা সিও2-কে একটি 4-কার্বন জৈব অ্যাসিডে স্থির করে, যা পরে বান্ডিল ম্যানিতে বন্ধ করে দেওয়া হয়, যা বায়ুমণ্ডলে পুনরায় বিস্তার রোধ করে। সি4 পথটি কার্বন স্থিরকরণের জন্য রুবিসকোর পরিবর্তে পিইপি-কার্বক্সিলেসকে অনুঘটক হিসাবে ব্যবহার করে, যা সি3 পথে ব্যবহৃত হয়। পি. ই. পি-কার্বক্সিলেসের সি. ও. 2-এর প্রতি উচ্চতর আকর্ষণ রয়েছে এবং ও. 2-এর প্রতি এর কোনও আকর্ষণ নেই, যা আলোকস্পন্দন রোধ করে। সামগ্রিকভাবে, সি4 পথটি যব গাছগুলিকে আরও দক্ষতার সাথে কার্বন ঠিক করার অনুমতি দেয়, এইভাবে তাদের স্টোমাটা কম সময়ের জন্য খোলা রাখতে দেয়, যা বাষ্পীভবনের মাধ্যমে জলের ক্ষতি রোধ করে। অ্যাবসিসিক অ্যাসিড (এবিএ) হল সেই হরমোন যা উদ্ভিদে চাপের প্রতিক্রিয়ায় নির্গত হয়। এটি উদ্ভিদে স্টোমাটাল ক্লোজারকে প্ররোচিত করে, ট্রান্সপিরেশন দ্বারা জলের ক্ষতি হ্রাস করে। যাইহোক, বর্ধিত স্টোমাটাল ক্লোজারের ফলে সিও2-এর আত্তীকরণ হ্রাস পায়। সম্ভবত স্বল্পমেয়াদে এর বিরুদ্ধে লড়াই করার জন্য, এবিএ সংশ্লেষণ মূল কোষের দীর্ঘায়িতকরণকেও উৎসাহিত করে, যা ফলস্বরূপ খনিজ পুষ্টির গ্রহণকে উৎসাহিত করে। অন্যান্য গবেষণায় আরও দেখা গেছে যে খরা পরিস্থিতিতে এবিএ কার্বনিক অ্যানহাইড্রোজ ক্রিয়াকলাপ বাড়ায়। শিকড়ের বৃদ্ধি বার্লি গাছের কিছু প্রজাতি বৃহত্তর শিকড় ব্যবস্থা তৈরি করে। একটি বৃহত্তর শিকড় ব্যবস্থা কেবল খনিজ পুষ্টি শোষণের জন্য পৃষ্ঠের আয়তন বৃদ্ধি করে নয়, গভীর ভূগর্ভস্থ জলে পৌঁছানোর জন্য উদ্ভিদের ক্ষমতাও উন্নত করে খরার প্রতি সহনশীলতা উন্নত করে। বর্ধিত অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট উৎপাদন খরার চাপের মধ্যে জন্মানো যব গাছগুলি অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এনজাইমের উচ্চ ক্রিয়াকলাপ প্রদর্শন করে, যা প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতি থেকে জারণকারী ক্ষতি প্রতিরোধ করে। প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতির বর্ধিত উৎপাদনের কারণে খরার চাপের সম্মুখীন হলে গাছপালা কোষের ক্ষতির ঝুঁকিতে থাকে এবং তাই এই বর্ধিত অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট ক্রিয়াকলাপ সম্ভবত খরার চাপে উদ্ভিদকে রক্ষা করতে সহায়তা করে। স্তন্যপায়ী ঘনত্ব হ্রাস গবেষণায় দেখা গেছে যে, যব গাছে স্তন্যপায়ী ঘনত্ব হ্রাস পেলেও গ্যাসের বিনিময় হ্রাস পেলেও শস্যের ফলন হ্রাস পায় না। স্টোমাটার সংখ্যা হ্রাস কেবল জল নিষ্কাশনকে বাধা দিয়ে খরা সহনশীলতার উন্নতি করে, এইভাবে জল-ব্যবহারের দক্ষতা বৃদ্ধি করে। খরার চাপের মধ্যে জন্মানো যব গাছে নাইট্রিক অক্সাইডের মাত্রা হ্রাস পায়, যা গবেষণায় দেখা গেছে যে পলিঅ্যামাইনের উৎপাদন বৃদ্ধি পেয়েছে। পোলিয়ামাইনগুলি ডিএনএ এবং ঝিল্লির মতো কোষীয় কাঠামোকে স্থিতিশীল করে খরার চাপের সময় উদ্ভিদের সুস্থতায় সহায়তা করে, এইভাবে বেঁচে থাকা দীর্ঘায়িত করে। জেনেটিক ভিত্তি সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে, যব বন্য এবং চাষ করা উভয় জাতের খরা সহনশীলতা সম্পর্কিত জিনোটাইপে অত্যন্ত পরিবর্তনশীল। প্রকৃতপক্ষে, খরার পরিস্থিতিতে যবের বীজের অঙ্কুরোদগমের সঙ্গে পরিমাণগত বৈশিষ্ট্যের লোকাই (কিউটিএল) যুক্ত করা হয়েছে। এছাড়াও, বেশি শুষ্ক জলবায়ুতে জন্মানো প্রজাতিগুলি শীতল জলবায়ুতে জন্মানো প্রজাতির তুলনায় প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতির আরও ভাল নিয়ন্ত্রণ প্রদর্শন করে। খরা পরিস্থিতিতে অনুকূল এবং প্রতিকূল বৈশিষ্ট্যগুলি বার্লি গাছগুলিতে বিদ্যমান বলে দেখা গেছে, যা পরামর্শ দেয় যে কৃষি শিল্পটি উষ্ণ অঞ্চলে জন্মানোর জন্য বার্লি গাছগুলিতে খরা-প্রতিরোধী বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য যুক্তিসঙ্গতভাবে নির্বাচন করতে পারে এবং ফলন সর্বাধিক করার জন্য শীতল অঞ্চলের জন্য বিপরীত। বার্লি গাছগুলিতে খরা সহনশীলতার জন্য দায়ী জিনগুলি চিহ্নিত করা এবং ট্রান্সজেনিক্সের মাধ্যমে অন্যান্য উদ্ভিদ প্রজাতি বা অন্যান্য বার্লি জাতগুলিতে প্রয়োগ করাও আশাব্যঞ্জক ফলাফল দেখিয়েছে। একটি গবেষণায় বার্লি থেকে পাওয়া এইচভিএ1 জিনটি বেন্টগ্রাসের মধ্যে পাওয়া গেছে এবং দেখা গেছে যে এটি জল-ঘাটতির ক্ষতির প্রভাব হ্রাস করে খরা সহনশীলতার উন্নতি করেছে। একইভাবে, বার্লি থেকে এইচভিএ1 জিনযুক্ত ট্রান্সজেনিক বাসমতী ধান গাছগুলি নিয়ন্ত্রণ উদ্ভিদের তুলনায় বেশি খরা সহনশীলতা প্রদর্শন করে। অন্যান্য গবেষণায় দেখা গেছে যে বার্লিতে এইচভিএমওয়াইবি1 জিনের অভিব্যক্তি খরার চাপে বৃদ্ধি পায় এবং ট্রান্সজেনিক বার্লি গাছগুলিতে অতিরিক্ত প্রকাশিত হলে খরা সহনশীলতা বৃদ্ধি পায়। বার্লি গাছগুলিতে কে + পরিবাহকদের অত্যধিক অভিব্যক্তি খরা সহনশীলতা বৃদ্ধি করতেও দেখা গেছে, কারণ উদ্ভিদ বিপাক এবং শারীরবৃত্তীয় ক্ষেত্রে কে + অনেক ভূমিকা পালন করে, যেমন স্টোমাটাল অ্যাপারচার। আরও দেখুন আমরান্থ মিলেট রেফারেন্স বার্লি হোর্ডিয়াম ভালগারে