গাছপালা অত্যন্ত দীর্ঘায়িত, তাদের প্রতিটি পাতায় সূর্যালোক প্রবেশ করার জন্য বাঁকানো হয়। শতাব্দী ধরে এই ঘটনাটি পর্যবেক্ষণ করা সত্ত্বেও, বিজ্ঞানীরা এটি পুরোপুরি বুঝতে পারেন না। এখন সালক ইনস্টিটিউটের বিজ্ঞানীরা আবিষ্কার করেছেন যে দুটি উদ্ভিদ কারণ - প্রোটিন PIF7 এবং গ্রোথ হরমোন অক্সিন - এমন একটি কারণ যা গাছপালা যখন ছায়ায় থাকে এবং একই সময়ে উচ্চ তাপমাত্রার সংস্পর্শে থাকে তখন বৃদ্ধির গতি বাড়ায়। ইনস্টিটিউটের অফিসিয়াল ওয়েবসাইট.
29শে আগস্ট, 2022-এ নেচার কমিউনিকেশনস জার্নালে প্রকাশিত ফলাফলগুলি বিজ্ঞানীদের ভবিষ্যদ্বাণী করতে সাহায্য করবে যে কীভাবে গাছপালা জলবায়ু পরিবর্তনে সাড়া দেবে এবং গ্লোবাল ওয়ার্মিং ফসলের ক্ষতি করলেও ফলন বাড়াবে।
"এই মুহুর্তে, আমরা একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বে ফসল ক্রমবর্ধমান করছি, কিন্তু আমাদের ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে জলবায়ু পরিবর্তনের সাথে সাথে উদ্ভিদের বৃদ্ধিকে অনুকূল করার জন্য আমাদের সেই ঘনত্ব কমাতে হবে," বলেছেন সিনিয়র লেখক অধ্যাপক জোয়ান চোরি, সালক ইনস্টিটিউটের প্ল্যান্ট মলিকুলার পরিচালক। এবং সেল বায়োলজি ল্যাবরেটরি এবং হাওয়ার্ড, হিউজেস মেডিকেল ইনস্টিটিউটের গবেষক। "উদ্ভিদ কিভাবে আলো এবং তাপমাত্রায় সাড়া দেয় তার আণবিক ভিত্তি বোঝা আমাদের সর্বোত্তম ফলন তৈরির জন্য রোপণের ঘনত্বকে সূক্ষ্ম-সুর করতে দেয়।"
অঙ্কুরোদগমের সময়, চারাগুলি দ্রুত তাদের ডালপালা লম্বা করে মাটি ভেদ করে এবং যত তাড়াতাড়ি সম্ভব সূর্যালোক ক্যাপচার করে। সাধারণত, সূর্যালোকের সংস্পর্শে আসার পরে কান্ডটি তার বৃদ্ধিকে ধীর করে দেয়। কিন্তু গাছটি সূর্যালোকের জন্য আশেপাশের উদ্ভিদের সাথে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করলে বা ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার প্রতিক্রিয়ায় গরম জমি এবং গাছের পাতার মধ্যে দূরত্ব বাড়ালে কান্ডটি আবার দ্রুত লম্বা হতে পারে। যদিও উভয় পরিবেশগত অবস্থা - ছায়া এবং উচ্চ তাপমাত্রা - কান্ডের বৃদ্ধিকে উদ্দীপিত করে, তারা ফলনও হ্রাস করে।
এই গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা একই সময়ে ছায়া এবং উষ্ণ তাপমাত্রায় বেড়ে ওঠা উদ্ভিদের তুলনা করেছেন - এমন পরিস্থিতি যা উচ্চ রোপণ ঘনত্ব এবং জলবায়ু পরিবর্তনের অনুকরণ করে। বিজ্ঞানীরা মডেল প্লান্ট অ্যারাবিডোপসিস থালিয়ানা, সেইসাথে টমেটো এবং তামাকের একটি ঘনিষ্ঠ আত্মীয় ব্যবহার করেছিলেন, কারণ তারা দেখতে আগ্রহী ছিল যে তিনটি উদ্ভিদ প্রজাতি এই পরিবেশগত অবস্থার দ্বারা সমানভাবে প্রভাবিত হয়েছে কিনা।
তিনটি প্রজাতির মধ্যেই, গবেষকদের দল দেখেছে যে গাছপালাগুলি অত্যন্ত লম্বা হয়েছে যখন তারা একই সাথে প্রতিবেশী গাছপালা দ্বারা তৈরি ছায়া এড়াতে চেষ্টা করেছিল এবং উচ্চ তাপমাত্রার সংস্পর্শে আসে। আণবিক স্তরে, গবেষকরা খুঁজে পেয়েছেন যে পিআইএফ 7 ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর, একটি প্রোটিন যা জিন চালু এবং বন্ধ করতে সাহায্য করে, বৃদ্ধি বাড়াতে সাহায্য করে। তারা আরও দেখেছে যে অক্সিনের মাত্রা, একটি বৃদ্ধির হরমোন, যখন ফসলগুলি প্রতিবেশী গাছপালা খুঁজে পায়, যা একই সাথে উচ্চ তাপমাত্রার প্রতিক্রিয়ায় বৃদ্ধিকে উন্নীত করে। এই সিনারজিস্টিক PIF7-অক্সিন পথ গাছপালাকে তাদের পরিবেশে সাড়া দিতে এবং সেরা ক্রমবর্ধমান অবস্থার সন্ধানে খাপ খাইয়ে নিতে দেয়।
একটি সম্পর্কিত ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর, PIF4, উচ্চ তাপমাত্রায় স্টেম প্রসারণকেও উদ্দীপিত করে। যাইহোক, ছায়া এবং উচ্চ তাপমাত্রার সংমিশ্রণে, এই ফ্যাক্টরটি আর গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে না।
"আমরা অবাক হয়েছি যে PIF4 একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে না কারণ পূর্ববর্তী গবেষণাগুলি সম্পর্কিত বৃদ্ধির পরিস্থিতিতে এই ফ্যাক্টরের গুরুত্ব দেখিয়েছে," বলেছেন গবেষণার প্রথম লেখক যোগেভ বুরকো, সালক ইনস্টিটিউটের একজন গবেষণা ফেলো এবং একটি সহযোগী অধ্যাপক। ইসরায়েল আগ্নেয়গিরি ইনস্টিটিউটে কৃষি গবেষণা সংস্থা। "পিআইএফ 7 এই উদ্ভিদের জন্য প্রভাবশালী বৃদ্ধি চালক যে একটি বাস্তব বিস্ময় ছিল. এই নতুন জ্ঞানের মাধ্যমে, আমরা আশা করি জলবায়ু পরিবর্তনের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে সাহায্য করার জন্য বিভিন্ন ফসলের বৃদ্ধির প্রতিক্রিয়াকে সূক্ষ্মভাবে সাজাতে পারব।"
গবেষকরা বিশ্বাস করেন যে আরও একটি ফ্যাক্টর এখনও আবিষ্কৃত হয়েছে যা PIF7 এবং অক্সিনের প্রভাবকে বাড়িয়ে তোলে। তারা ভবিষ্যতে গবেষণায় এই অজানা ফ্যাক্টর অন্বেষণ আশা. বার্কোর ল্যাবটি কীভাবে এই পথটি ফসলে অপ্টিমাইজ করা যায় তাও অধ্যয়ন করবে।
"বিশ্বব্যাপী তাপমাত্রা বৃদ্ধি পাচ্ছে, তাই আমাদের খাদ্য শস্যের প্রয়োজন যা এই নতুন পরিস্থিতিতে বৃদ্ধি পেতে পারে," বলেছেন চোরি, সালক প্ল্যান্ট ইউজ ইনিশিয়েটিভ এবং হাওয়ার্ড এইচ. এবং প্ল্যান্ট বায়োলজির চেয়ার মরিয়ম আর. নিউম্যানের সহ-নেতা৷ "আমরা মূল কারণগুলি চিহ্নিত করেছি যা উচ্চ তাপমাত্রায় উদ্ভিদের বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ করে, যা আমাদের ভবিষ্যত প্রজন্মকে খাওয়ানোর জন্য আরও বেশি উত্পাদনশীল ফসল ফলাতে সাহায্য করবে।"