ભારતીય કૃષિમાં આનુવંશિક નવીનતાઓ અને જનીન સંપાદન (જીન એડિટિંગ)
#GS-3 #વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી #અર્થતંત્ર #બાયોટેકનોલોજી #કૃષિ #ખાદ્ય સુરક્ષા #હવામાન પરિવર્તન
મુખ્ય મુદ્દા
- ખેતરમાં ઉગાડવામાં આવતી CRISPR-એડિટેડ ચોખાની જાતોને સીધી ખેડૂતો સુધી મંજૂર અને વિતરિત કરનારો ભારત વિશ્વનો પહેલો દેશ બન્યો છે.
- જીન-એડિટેડ ચોખાની જાત DRR Dhan-100 (Kamala) સામાન્ય જાતો કરતાં 20 દિવસ વહેલી પાકે છે, ~20% વધુ અનાજ (5.4 t/ha) આપે છે અને પાણી બચાવે છે.
- જાહેર સંસ્થાઓ હાલમાં ભારતમાં 95% પ્રમાણિત ઘઉંના બિયારણ પૂરા પાડે છે, જે સરકારી કૃષિ પ્રણાલીઓ પર મજબૂત નિર્ભરતા દર્શાવે છે.
- મધ્યસ્થ કૃષિ સત્તામંડળોએ તાજેતરમાં ભવિષ્યના ખાદ્ય ઉત્પાદનને સુરક્ષિત કરવા માટે 25 પાકોમાં 184 નવી આબોહવા-સહનશીલ પાકની જાતો સૂચિત કરી છે.
- Pusa DST Rice-1 જાત OsDST જનીનને એડિટ કરીને ક્ષારીય અને ભાસ્મિક જમીનમાં 10% થી 30% વધુ ઉત્પાદન આપે છે.
શા માટે સમાચારમાં છે?
- પૂર્વ મુખ્ય વૈજ્ઞાનિક સલાહકારે CRISPR જીન એડિટિંગ અને એપોમિક્સિસ (અસંગજનન) જેવી નવી આનુવંશિક તકનીકોનો ઉપયોગ કરવા પર ભાર મૂક્યો હતો.
- આ આધુનિક કૃષિ સાધનો ભારતના આવશ્યક મુખ્ય પાકોને ગંભીર આબોહવા તણાવ સામે રક્ષણ આપી શકે છે.
ભારતીય કૃષિમાં આનુવંશિક નવીનતાઓ વિશે
- આધુનિક આનુવંશિક નવીનતા SDN-1 અને SDN-2 શ્રેણીઓ હેઠળ CRISPR-Cas જીનોમ એડિટિંગ જેવા મોલેક્યુલર બાયોલોજી સાધનોનો ઉપયોગ કરે છે.
- તેમાં વિદેશી ડીએનએ ઉમેર્યા વિના સ્થાનિક છોડના જનીનોમાં ચોક્કસ ફેરફારો કરવા માટે સિન્થેટિક એપોમિક્સિસ જેવા ઉભરતા ખ્યાલોનો પણ સમાવેશ થાય છે.
ભારતીય મુખ્ય પાકો અને બિયારણ પરના મુખ્ય આંકડા
- ચોખા અને ઘઉં ભારતની કુલ ખેતીલાયક જમીનના 50% થી વધુ વિસ્તારને આવરી લે છે અને વસ્તીને દૈનિક મોટાભાગની કેલરી પૂરી પાડે છે.
- જાહેર સંસ્થાઓ ભારતમાં 95% પ્રમાણિત ઘઉંના બિયારણ સપ્લાય કરે છે.
- ખાનગી બિયારણ કંપનીઓ વાર્ષિક આશરે 8% ના દરે વિસ્તાર પામી રહી છે અને પ્રમાણિત ઘઉંના બિયારણમાં લગભગ 5% માર્કેટ શેર ધરાવે છે.
- ખાનગી કંપનીઓ વ્યાપારી હાઇબ્રિડ ચોખાના બજારમાં અગ્રેસર છે, જ્યારે જાહેર સંશોધન સંસ્થાઓ નાના અને સીમાંત ખેડૂતોને ટેકો આપવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.
- 1963માં સ્થપાયેલ નેશનલ સીડ્સ કોર્પોરેશન (NSC), બ્રીડર બિયારણોને પ્રમાણિત ફાઉન્ડેશન બિયારણોમાં ગુણાંકિત કરવા માટે રાજ્ય કૃષિ યુનિવર્સિટીઓ સાથે કામ કરે છે.
આનુવંશિક એન્જિનિયરિંગમાં ભારતીય સિદ્ધિઓ
- ભારત ખેતરમાં ઉગાડવામાં આવતી CRISPR-એડિટેડ ચોખાની જાતોને સીધી ખેડૂતો સુધી મંજૂર અને વિતરિત કરનારો વિશ્વનો પ્રથમ દેશ બન્યો છે.
- ICAR ના સંશોધકોએ DRR Dhan-100 (કમલા) વિકસાવ્યું છે, જે દાણાના કણસલા (ગૂંચા) વધારવા માટે ચોક્કસ એન્ઝાઇમ જનીનને લક્ષ્ય બનાવે છે.
- DRR Dhan-100 જાત 130 દિવસમાં પાકે છે, જે સામાન્ય સમયગાળા કરતાં 20 દિવસ વહેલી છે, જ્યારે ~20% વધુ અનાજ (5.4 t/ha) ઉત્પાદન આપે છે.
- ICAR-IARI ના એન્જિનિયરોએ OsDST જનીનને એડિટ કરીને Pusa DST Rice-1 બનાવ્યું છે, જે પર્ણરંધ્રોની સંખ્યા ઘટાડે છે અને ક્ષારયુક્ત તેમજ ભાસ્મિક જમીનમાં ઉત્પાદનમાં 10% થી 30% નો વધારો કરે છે.
- DRR Dhan-100 અને Pusa DST Rice-1 બંને સ્વચ્છ આણ્વિક છાપ ધરાવે છે કારણ કે વિદેશી જીન-એડિટિંગ સાધનો વ્યાપારી બિયારણોમાંથી સંપૂર્ણપણે દૂર કરવામાં આવ્યા હતા.
- મધ્યસ્થ કૃષિ સત્તામંડળોએ તાજેતરમાં 25 પાકોમાં 184 નવી પાકની જાતો સૂચિત કરી છે, જેમાં ત્રણ વર્ષમાં રજૂ કરવા માટે આયોજિત આબોહવા-સહનશીલ ઘઉંના તાણનો પણ સમાવેશ થાય છે.
પાક જિનેટિક્સમાં વૈશ્વિક સિદ્ધિઓ
- UC ડેવિસના સંશોધકોએ ચોખામાં સિન્થેટિક એપોમિક્સિસનો ઉપયોગ કરીને 90% થી વધુ ક્લોનલ સીડ કાર્યક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી છે, જેનાથી બિયારણના અલગીકરણ વિના હાઇબ્રિડ ક્ષમતા આગળની પેઢીમાં ટ્રાન્સફર થઈ શકે છે.
- આર્જેન્ટિનાની બાયોસેરેસ ક્રોપ સોલ્યુશન્સે સૂર્યમુખી જનીન (HaHB4) નો ઉપયોગ કરીને HB4 દુષ્કાળ-સહનશીલ ઘઉં વિકસાવ્યા છે, જેને આર્જેન્ટિના, બ્રાઝિલ, પેરાગ્વે અને ઓગસ્ટ 2024માં USDA તરફથી વ્યાપારી મંજૂરીઓ મળી છે.
- ઓસ્ટ્રેલિયન પ્લાન્ટ બ્રીડર્સ અને બાયોટેક ફર્મ્સ વચ્ચેના આંતરરાષ્ટ્રીય કન્સોર્ટિયમ 10% ઉત્પાદન વધારાના લક્ષ્ય સાથે CRISPR-એડિટેડ ઘઉંના ખુલ્લા ખેતરમાં પરીક્ષણો કરી રહ્યા છે.
આનુવંશિક નવીનતાઓનું મહત્વ
- ચોક્કસ આનુવંશિક સાધનો આબોહવા સહનશીલતાને મજબૂત કરે છે અને ઉત્પાદન ઘટાડ્યા વિના પાકને અજૈવિક તણાવ સામે રક્ષણ આપે છે.
- ઉદાહરણ તરીકે, Pusa DST Rice-1 પરંપરાગત જાતોના 20% થી ઓછા અસ્તિત્વની સરખામણીમાં દરિયાકાંઠાની ક્ષારીય જમીનમાં 65% થી વધુ છોડનું અસ્તિત્વ દર્શાવે છે.
- ટૂંકા પાક વૃદ્ધિ ચક્ર ભૂગર્ભજળ, વીજળી અને રાસાયણિક ખાતરોનો ઓછો ઉપયોગ કરીને સંસાધન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે.
- ઉદાહરણ તરીકે, DRR Dhan-100 નું 20 દિવસ ટૂંકું ચક્ર ભૂગર્ભજળ ઉપાડ ઘટાડે છે અને પાણી ભરાયેલા ખેતરોમાંથી મોસમી મિથેન ઉત્સર્જન ઘટાડે છે.
- એપોમિક્સિસ નાના ખેડૂતોને નવા વ્યાપારી બિયારણો ખરીદ્યા વિના દર વર્ષે ઉચ્ચ ઉપજ આપતા હાઇબ્રિડ બિયારણો સાચવવા અને પુનઃ વાવવાની છૂટ આપીને મદદ કરે છે.
- ઉદાહરણ તરીકે, ચોખા અને મકાઈ ઉગાડતા નાના ખેડૂતો પુનરાવર્તિત છૂટક ખર્ચ ચૂકવ્યા વિના તમામ સિઝનમાં મજબૂત હાઇબ્રિડ ઉત્પાદન જાળવી શકે છે.
- અદ્યતન જીન સાધનો સંવર્ધન ચક્રને દાયકાઓથી ઘટાડીને માત્ર થોડા અઠવાડિયાં કરીને રાષ્ટ્રીય ખાદ્ય સુરક્ષાને મજબૂત બનાવે છે.
- ઉદાહરણ તરીકે, વૈજ્ઞાનિકો વર્ષો સુધી ક્રોસ-બ્રીડિંગની રાહ જોવાને બદલે અઠવાડિયામાં ચોક્કસ CRISPR એડિટિંગ દ્વારા ઉપયોગી જંગલી છોડના લક્ષણો પુનઃનિર્માણ કરી શકે છે.
અપનાવવાની પ્રક્રિયા સાથે જોડાયેલા પડકારો
- ભૂતકાળની જાહેર ચર્ચાઓ અને ટ્રાન્સજેનિક પાકો માટે ધીમી નિયામક મંજૂરીઓએ હોશિયાર ભારતીય બાયોલોજીના વિદ્યાર્થીઓને કૃષિથી દૂર બાયોમેડિકલ ક્ષેત્રો તરફ વાળ્યા.
- ઉદાહરણ તરીકે, માનવ સેલ્યુલર અને કોમ્પ્યુટર બાયોલોજી લેબ્સની તુલનામાં યુનિવર્સિટીના પ્લાન્ટ જિનેટિક્સ વિભાગો ડોક્ટરલ વિદ્યાર્થીઓને આકર્ષવા માટે સંઘર્ષ કરે છે.
- ઘઉંમાં જટિલ હેક્સાપ્લોઇડ જીનોમ અને સ્વ-પરાગનયન પુષ્પો હોય છે, જે વ્યાપારી હાઇબ્રિડ ઘઉં બનાવવાનું હાઇબ્રિડ ચોખા કે Bt-cotton કરતાં વધુ મુશ્કેલ બનાવે છે.
- SDN-1 અને SDN-2 જીન-એડિટેડ પાકોને GMO તરીકે ગણવા કે નહીં તે અંગેના વિવિધ વૈશ્વિક નિયમો આંતરરાષ્ટ્રીય વ્યાપાર માટે અવરોધો ઉભા કરે છે.
- ઉદાહરણ તરીકે, ભારતીય કૃષિ નિકાસકારોને યુરોપીયન અથવા પૂર્વ એશિયાઈ બજારોમાં વેપાર અસ્વીકારનો સામનો કરવો પડે છે જે જીન-એડિટેડ અનાજના શિપમેન્ટ પર સખત પરીક્ષણ પ્રોટોકોલને અનુસરે છે.
- પ્રયોગશાળાની શોધોને વાસ્તવિક ખેતરોમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે વિવિધ હવામાન ક્ષેત્રો અને જમીનની પરિસ્થિતિઓમાં વ્યાપક પરીક્ષણની જરૂર પડે છે.
- ઉદાહરણ તરીકે, લેબ-ટેસ્ટેડ દુષ્કાળ-પ્રતિકારક છોડ ક્યારેક વાસ્તવિક ખેતરોમાં અણધાર્યા ભારે વરસાદ અથવા અચાનક જંતુઓનો હુમલો થાય ત્યારે નિષ્ફળ જાય છે.
આગળનો માર્ગ
- વનસ્પતિ ફિઝિયોલોજી, જીનોમિક્સ અને રોગ સંરક્ષણમાં રાષ્ટ્રીય સંશોધન ફેલોશિપ ફાળવીને પાયાના પ્લાન્ટ જિનેટિક્સમાં પુનઃરોકાણ કરો.
- જ્યારે કોઈ વિદેશી ડીએનએ બાકી ન રહે ત્યારે SDN-1, SDN-2 અને એપોમિક્ટિક પાકોને ભારે GM નિયમોમાંથી મુક્તિ આપીને નિયમનકારી માર્ગોને સ્પષ્ટ અને સક્ષમ રાખો.
- ICAR જેવી જાહેર સંશોધન સંસ્થાઓને સ્થાનિક બિયારણ ઉત્પાદકો સાથે જીન-એડિટેડ પેરેન્ટ બિયારણો મુક્તપણે શેર કરવાની મંજૂરી આપીને બૌદ્ધિક સંપદાનું લોકશાહીકરણ કરો.
- અનેક પેઢીઓ સુધી બિયારણની કામગીરી ચકાસવા માટે વિવિધ કૃષિ ક્ષેત્રોમાં એપોમિક્ટિક ચોખા, મકાઈ અને જુવાર માટે ક્ષેત્ર પરીક્ષણો ઝડપી બનાવો.
- નાના ખેડૂતોને કિંમતમાં પરવડે તેવા જીન-એડિટેડ બિયારણો સપ્લાય કરવા માટે નેશનલ સીડ્સ કોર્પોરેશન (NSC) અને ખાનગી વિતરણકર્તાઓ વચ્ચે વિતરણ નેટવર્ક મજબૂત કરો.
નિષ્કર્ષ
- CRISPR અને એપોમિક્સિસ જેવા ચોક્કસ સાધનો વિદેશી ડીએનએ ઉમેર્યા વિના ક્લાઇમેટ-સ્માર્ટ પાકો બનાવવાનો સ્પષ્ટ માર્ગ આપે છે.
- DRR Dhan-100 અને Pusa DST Rice-1 જેવી જાતો સાબિત કરે છે કે સ્થાનિક સંશોધન સંસ્થાઓ ખેતીની વ્યવહારુ સમસ્યાઓ ઉકેલી શકે છે.
- વનસ્પતિ વિજ્ઞાનમાં જાહેર રોકાણો વધારવાથી અને બિયારણ વિતરણને સુવ્યવસ્થિત કરવાથી રાષ્ટ્રીય ખાદ્ય સુરક્ષાનું રક્ષણ થશે અને નાના ખેડૂતોને ટેકો મળશે.