Breeding for heat stress tolerance
پودوں کی افزائش نسل نئی اقسام کی نشوونما کا عمل ہے۔ پودوں کی افزائش نسل میں مختلف ماحولیاتی حالات کے لیے اقسام کی ترقی شامل ہے-ان میں سے کچھ سازگار نہیں ہیں۔ ان میں گرمی کا دباؤ ایک ایسا عنصر ہے جو پیداوار اور معیار کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے۔ لہذا گرمی کے خلاف افزائش نسل عالمی آب و ہوا کی تبدیلی سے پیدا ہونے والے موجودہ اور مستقبل کے ماحول کے لیے افزائش نسل کے لیے ایک بہت اہم معیار ہے۔ گلوبل وارمنگ)۔ پودوں میں گرمی کے دباؤ کو برداشت کرنے کے لیے افزائش نسل درجہ حرارت میں اضافے کی وجہ سے گرمی کا دباؤ عالمی سطح پر ایک بہت اہم مسئلہ ہے۔ کبھی کبھار یا طویل عرصے تک اعلی درجہ حرارت پودوں میں مختلف مورفو-اناٹومیکل، فزیالوجیکل اور بائیو کیمیکل تبدیلیوں کا سبب بنتا ہے۔ اس کا حتمی اثر پودوں کی نشوونما کے ساتھ ساتھ نشوونما اور کم پیداوار اور معیار پر بھی پڑتا ہے۔ گرمی کے دباؤ کو برداشت کرنے کے لیے افزائش نسل کو پودوں کی ان اقسام کی افزائش نسل کے ذریعے کم کیا جا سکتا ہے جن میں مختلف روایتی یا جدید جینیاتی آلات کا استعمال کرتے ہوئے تھرمو رواداری کی سطح بہتر ہوتی ہے۔ افزائش نسل کے لیے مارکر کی مدد سے انتخاب کی تکنیکیں انتہائی مفید ہیں۔ حال ہی میں 41 پولیمرفک ایس ایس آر مارکرز کی شناخت گرمی برداشت کرنے والے چاول کی قسم 'این 22' اور گرمی کے لیے حساس-زیادہ پیداوار دینے والی قسم 'اوما' کے درمیان کی گئی ہے تاکہ نئی 'زیادہ پیداوار دینے والی-گرمی برداشت کرنے والی' چاول کی اقسام تیار کی جا سکیں۔ حرارت کے دباؤ کو درجہ حرارت کی سطح میں اضافے کے طور پر بیان کیا گیا ہے جو پودوں کی نشوونما اور نشوونما کو ناقابل واپسی نقصان پہنچانے کے لیے کافی ہے۔ عام طور پر درجہ حرارت میں اضافہ، عام طور پر ماحول سے 10 سے 15 ڈگری سیلسیس سے اوپر، گرمی کا جھٹکا یا گرمی کا دباؤ سمجھا جا سکتا ہے۔ گرمی کی رواداری کو وسیع پیمانے پر پودے کی گرمی کو برداشت کرنے کی صلاحیت کے طور پر بیان کیا گیا ہے-اس کا مطلب ہے کہ اعلی درجہ حرارت کے تحت اقتصادی پیداوار بڑھے اور پیدا ہو۔ اہمیت: موجودہ اور مستقبل-گلوبل وارمنگ گرمی کا دباؤ عالمی سطح پر فصلوں کی پیداوار کے لیے ایک سنگین خطرہ ہے (ہال، 2001، 1992)۔ گلوبل وارمنگ خاص طور پر گرین ہاؤس گیسوں جیسے کہ CO2، میتھین، کلوروفلوورکاربن اور نائٹروس آکسائڈز کی بڑھتی ہوئی سطح کا نتیجہ ہے۔ انٹر گورنمنٹ پینل آن کلائمیٹک چینج (آئی پی سی سی) نے پیش گوئی کی ہے کہ 2025 اور 2100 عیسوی تک بالترتیب 0.3 ڈگری سیلسیس فی دہائی (جونز اور دیگر، 1999) موجودہ قیمت سے تقریبا 1 اور 3 ڈگری سیلسیس تک پہنچ جائے گا۔ گرمی کے دباؤ کا جسمانی نتیجہ بہت زیادہ درجہ حرارت پر سیلولر چوٹ کا سبب بنتا ہے اور سیل کی موت مختصر وقت میں ہو سکتی ہے، اس طرح سیلولر تنظیم کے تباہ کن خاتمے کا باعث بنتی ہے (شوفل اور دیگر، 1999)۔ تاہم، معتدل اعلی درجہ حرارت کے تحت، چوٹ صرف اس طرح کے درجہ حرارت کی طویل نمائش کے بعد ہی ہو سکتی ہے تاہم پودے کی کارکردگی شدید متاثر ہو سکتی ہے۔ زیادہ درجہ حرارت براہ راست چوٹوں کو متاثر کرتا ہے جیسے پروٹین کی انحطاط اور جمع، اور جھلی کے لپڈ کی بڑھتی ہوئی روانی۔ دیگر بالواسطہ یا سست گرمی کی چوٹوں میں کلوروپلاسٹ اور مائٹوکونڈریا میں انزائموں کی غیر فعالیت، پروٹین کا انحطاط، پروٹین کی ترکیب کی روک تھام، اور جھلی کی سالمیت کا نقصان شامل ہے۔ گرمی کے دباؤ سے وابستہ چوٹیں بالآخر فاقہ کشی، نشوونما میں رکاوٹ، آئن کے بہاؤ میں کمی، زہریلے مرکبات کی پیداوار اور رد عمل والی آکسیجن پرجاتیوں (آر او ایس) کی پیداوار کا باعث بنتی ہیں۔ اعلی درجہ حرارت کی نمائش کے فورا بعد تناؤ سے متعلق پروٹین کو خلیے کی تناؤ سے بچاؤ کی حکمت عملی کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔ 10 سے 200 کے ڈی اے والے پروٹین، ہیٹ شاک پروٹینز (ایچ ایس پیز) کا اظہار، گرمی کے دباؤ کے دوران سگنل ٹرانسڈکشن میں شامل ہونا چاہیے۔ بہت سی انواع میں یہ ظاہر کیا گیا ہے کہ ایچ ایس پیز کے نتیجے میں بہتر جسمانی مظاہر جیسے فوٹو سنتھیسز، ایسملیٹ پارٹیشننگ، پانی اور غذائی اجزاء کے استعمال کی کارکردگی، اور جھلی کا استحکام ہوتا ہے۔ مطالعات میں انواع کے اندر اور ان کے درمیان زبردست تغیر پایا گیا ہے، اس طرح اس سے مستقبل کے ماحول کے لیے گرمی کی رواداری پیدا کرنے میں مدد ملے گی۔ گرمی برداشت کرنے والے جینو ٹائپ تیار کرنے کی کچھ کوششیں کامیاب ہیں۔ (ایہلرز اینڈ ہال، 1998 ؛ کیمیجو اور دیگر، 2005) گرمی کے دباؤ کو برداشت کرنے سے وابستہ خصوصیات مختلف جسمانی میکانزم میدان میں گرمی کو برداشت کرنے میں معاون ثابت ہو سکتے ہیں-مثال کے طور پر، گرمی کو برداشت کرنے والا میٹابولزم جیسا کہ اعلی فوٹو سنتھیٹک شرحوں، سبز رہنے، اور جھلی تھرمو استحکام، یا گرمی سے بچنے سے ظاہر ہوتا ہے جیسا کہ کینوپی درجہ حرارت ڈپریشن سے ظاہر ہوتا ہے۔ گرمی کی رواداری کے لیے کئی جسمانی اور مورفولوجیکل خصلتوں کا جائزہ لیا گیا ہے-چھتری کا درجہ حرارت، پتی کلوروفل، سبز رہنا، پتی کی چالکتا، اسپائیک نمبر، بائیو ماس، اور پھول کی تاریخ۔ (ا) کینوپی ٹمپریچر ڈپریشن (سی ٹی ڈی) سی ٹی ڈی نے گرم ماحول میں پیداوار کے ساتھ واضح تعلق ظاہر کیا ہے جو گرمی کے دباؤ کو برداشت کرنے کے ساتھ اس کے تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔ سی ٹی ڈی پیداوار کے ساتھ اعلی جینیاتی ارتباط اور انتخاب کے براہ راست ردعمل کے تناسب کی اعلی اقدار کو ظاہر کرتا ہے (رینالڈز اور دیگر، 1998) جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ یہ خاصیت موروثی ہے اور اس لیے ابتدائی نسل کے انتخاب کے لیے قابل قبول ہے۔ چونکہ ایک مربوط سی ٹی ڈی ویلیو کو ایک چھوٹے سے افزائش نسل کے پلاٹ میں پودوں کے اسکور پر تقریبا فوری طور پر ماپا جا سکتا ہے (اس طرح عام طور پر انفرادی پودوں پر ماپا جانے والے خصلتوں سے وابستہ غلطی کو کم کیا جا سکتا ہے)، اس لیے پیداوار میں جینیاتی فوائد کے لیے بالواسطہ انتخاب کے معیار کے طور پر اس کی صلاحیت کا اندازہ کرنے کے لیے کام کیا گیا ہے۔ سی ٹی ڈی بہت سے جسمانی عوامل سے متاثر ہوتا ہے، جو اسے طاقتور بناتا ہے۔ (ب) زچگی کی چالکتا کینوپی درجہ حرارت ڈپریشن گرم، کم رشتہ دار نمی والے ماحول میں جسمانی طور پر اعلی لائنوں کو منتخب کرنے کے لیے انتہائی موزوں ہے جہاں زیادہ بخارات کی طلب ماحول کے درجہ حرارت سے 10 ڈگری سیلسیس تک پتوں کی ٹھنڈک کا باعث بنتی ہے۔ یہ اورکت تھرمومیٹری کا استعمال کرتے ہوئے جینوٹائپ کے درمیان فرق کا نسبتا آسانی سے پتہ لگانے کی اجازت دیتا ہے۔ تاہم، اعلی رشتہ دار نمی والے ماحول میں اس طرح کے فرق کا پتہ نہیں لگایا جا سکتا کیونکہ پتیوں کی بخارات سے ٹھنڈک کا اثر نہ ہونے کے برابر ہے۔ اس کے باوجود، پتے اپنے اسٹومٹا کو کھلا رکھتے ہیں تاکہ اس کے جذب کی اجازت دی جا سکے، اور فکسشن کی شرح میں فرق پتی کے چالکتا میں فرق کا باعث بن سکتا ہے جسے پورومیٹر کا استعمال کرتے ہوئے ماپا جا سکتا ہے۔ پورمیٹری کا استعمال انفرادی پودوں کی اسکریننگ کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ اسٹومٹل کنڈکٹینس کی وراثت معقول حد تک زیادہ ہے، جس میں رپورٹ شدہ اقدار عام طور پر 0.0 سے 0.0 کی حد میں ہوتی ہیں۔ بازار میں دستیاب چپچپا بہاؤ پورومیٹر (تھرمولین اور سی ایس آئی آر او، آسٹریلیا) کا استعمال کرتے ہوئے پتوں کی چالکتا کے لیے پودوں کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ یہ آلہ چند سیکنڈ میں اسٹومٹل کنڈکٹینس کی نسبتا پیمائش دے سکتا ہے، جس سے بلکس کے اندر سے جسمانی طور پر اعلی جینوٹائپ کی شناخت کرنا ممکن ہو جاتا ہے۔ (C) جھلی کی تھرموسٹیبلٹی اگرچہ زیادہ درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت میں کئی پیچیدہ رواداری اور اجتناب کے طریقہ کار شامل ہوتے ہیں، لیکن جھلی کو گرمی سے بنیادی جسمانی چوٹ کا مقام سمجھا جاتا ہے، اور بافتوں سے ہونے والے سولیوٹ رساو کی پیمائش کو جھلی کو پہنچنے والے نقصان کا اندازہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ جھلی تھرموسٹیبلٹی معقول طور پر موروثی ہے (فوکر اور دیگر، 1998) اور پیداوار کے ساتھ اعلی جینیاتی ارتباط ظاہر کرتا ہے۔ (D) کلوروفیل فلوروسینس کلوروفیل فلوروسینس، جو فوٹو سنتھیٹک آلات میں محرک توانائی کی قسمت کا اشارہ ہے، گرمی کے دباؤ کو برداشت کرنے کے لیے اشارے کے طور پر استعمال کیا گیا ہے۔ (ای) کلوروفل کا مواد اور سبز کلوروفل کا مواد اور سبز رنگ کی خصوصیات گرمی کے دباؤ کو برداشت کرنے سے وابستہ پائی گئی ہیں۔ Xu et al. (2000) جوار میں کلوروفل کے مواد کے لیے شناخت شدہ تین کیو ٹی ایل (سی ایچ ایل 1، سی ایچ ایل 2، اور سی ایچ ایل 3) (تین مستحکم سبز کیو ٹی ایل علاقوں (ایس ٹی جی 1، ایس ٹی جی 2، اور ایس ٹی جی 3) کے ساتھ موافق) کی نشاندہی کی گئی۔ ایس ٹی جی 1 اور ایس ٹی جی 2 علاقوں میں کلیدی فوٹو سنتھیٹک انزائمز، ہیٹ شاک پروٹینز، اور ایک ایبسسیک ایسڈ (اے بی اے) رسپانسیو جین کے جین بھی ہوتے ہیں۔ (F) فوٹو سنتھیسز زوال پذیر فوٹو سنتھیسز کو پودوں میں گرمی کے دباؤ کی حساسیت کی پیمائش کے طور پر تجویز کیا جاتا ہے۔ (جی) اسٹم ریزرو ری موبلائزیشن کمبی نیشن بریڈنگ اور فزیالوجیکل بریڈنگ فیزیالوجیکل-خاصیت پر مبنی بریڈنگ اپروچ فی سیل پیداوار کے لیے بریڈنگ پر میرٹ رکھتا ہے کیونکہ اس سے کراس کے امکان میں اضافہ ہوتا ہے جس کے نتیجے میں اضافی جین ایکشن ہوتا ہے۔ امتزاج فینومکس کا تصور اس خیال سے آتا ہے کہ دو یا زیادہ تناؤ کا مشترکہ جسمانی اثر یا مشترکہ خصلتیں ہوتی ہیں-جو پودوں کی مجموعی صحت کا اشارہ ہے۔ انسانی طبی اصطلاحات میں اسی طرح کی مشابہت ہائی بلڈ پریشر یا جسم کا زیادہ درجہ حرارت یا جسم میں زیادہ سفید خون کے خلیات صحت کے مسائل کا اشارہ ہے اور اس طرح ہم اس طرح کے اقدام کا استعمال کرتے ہوئے صحت مند لوگوں کو غیر صحت بخش سے منتخب کر سکتے ہیں۔ چونکہ ابیوٹک اور ابیوٹک دونوں تناؤ کے نتیجے میں ایک جیسے جسمانی نتائج سامنے آسکتے ہیں، اس لیے روادار پودے کو حساس پودوں سے الگ کیا جا سکتا ہے۔ امیجنگ یا اورکت پیمائش کی کچھ تکنیکیں افزائش نسل کے عمل کو تیز کرنے میں مدد کر سکتی ہیں۔ مثال کے طور پر، اسپاٹ بلاچ کی شدت اور کینوپی درجہ حرارت ڈپریشن کی نگرانی کینوپی درجہ حرارت ڈپریشن سے کی جا سکتی ہے۔ خشک سالی کے تناؤ کو برداشت کرنے کے لیے اپ لینڈ چاول سالماتی افزائش نسل بھی دیکھیں حوالہ جات بیرونی روابط ابیوٹک تناؤ کو اپنانے کے لیے افزائش نسل میں جسمانی مداخلت http://library.wur.nl/frontis/gene-plant-crop/11_reynolds.pdf گندم کی افزائش نسل کے لیے جسمانی نقطہ نظر http://www.fao.org/docrep/006/y4011e/y4011e0a.htm گندم کی افزائش میں فزیولوجی کا اطلاق، CIMMYT کتاب کا باب https://web.archive.org/web/20120426070754/http:// اطلاقات. cimmyt. org/تحقیق/گندم/نقشہ/تحقیق _ نتائج/ڈبلیوفائیسیو/ڈبلیوفائیسیو _ موافقت. پی ڈی ایف پلانٹ کی افزائش نسل