कफी विल्ट डिजिजको प्रकोप निम्त्याएको कवक बीचको "क्षैतिज जीन स्थानान्तरण" 

Fusarium xylarioides, माटोबाट हुने फंगसले "कफी विल्ट रोग" निम्त्याउँछ जुन कफी बालीहरूमा महत्त्वपूर्ण क्षति पुर्‍याउने इतिहास छ। 1920 मा रोगको प्रकोप थियो जसलाई उचित रूपमा व्यवस्थित गरिएको थियो। यद्यपि, यो रोग समयमै पुन: मर्ज भयो जसले प्रकोप निम्त्याउँछ जसले बालीमा गम्भीर क्षति पुर्‍यायो। प्रारम्भिक अध्ययनहरूले संकेत गरेको थियो कि कारक फंगल प्रजाति सम्बन्धित प्रजातिबाट जीनहरू प्राप्त गरेर विकसित भएको हुन सक्छ। 5 डिसेम्बर 2024 मा प्रकाशित एक अध्ययनले पुष्टि गरेको छ कि कफी विल्ट रोगको पुन: प्रकोप सम्बन्धित फंगल प्रजाति Fusarium oxysporum बाट causative प्रजाति Fusarium xylarioides मा तेर्सो जीन स्थानान्तरणको कारण थियो जसले कारण फंगल प्रजातिहरूलाई उपयुक्त विकास र प्राप्त गर्न अनुमति दिएको थियो। बालीलाई संक्रमित गर्ने गुणहरू पुन: उत्पन्न हुन्छ प्रकोप र कफी बिरुवाहरु को क्षति को।  

आनुवंशिक ईन्जिनियरिङ्मा, नयाँ जीन वा डीएनए कृत्रिम रूपमा जीवको सेलमा प्लाज्मिड वा परिमार्जित भाइरसहरू प्रयोग गरेर जीवमा नयाँ क्षमताको परिचय दिनको लागि स्थानान्तरण गरिन्छ।  

प्रकृतिमा, जीन स्थानान्तरण वा आनुवंशिक जानकारीको प्रसारण आमाबाबुबाट सन्तानहरू पुस्तासम्म ठाडो रूपमा प्रजननमा हुन्छ। यो युकेरियोट्समा एक सामान्य विशेषता हो जसले तिनीहरूलाई अनुकूलन र विकासको लागि भिन्नता प्राप्त गर्न सक्षम बनाउँछ। प्रोकारियोटहरूमा जस्तै ब्याक्टेरियामा, तथापि, आनुवंशिक सामग्रीहरू प्रजनन समावेश नगरी एउटै पुस्ताका जीवहरू बीच तेर्सो रूपमा (वा पार्श्व रूपमा) स्थानान्तरण गरिन्छ। यसलाई क्षैतिज जीन स्थानान्तरण (HGT) भनिन्छ र ब्याक्टेरियाले नकारात्मक चयन दबाबमा अनुकूलन गर्न र बाँच्नको लागि विकास गर्न नयाँ जीनहरू प्राप्त गर्न सक्ने एक मात्र तरिका हो। यो वातावरणबाट DNA को स्थानान्तरण र ब्याक्टेरियल क्रोमोजोम वा प्लाज्मिड (रूपान्तरण) मा एकीकरण गरेर हुन सक्छ। जीनहरू ब्याक्टेरिया-संक्रमित भाइरस वा ब्याक्टेरियोफेज (ट्रान्सडक्सन) द्वारा एक ब्याक्टेरियाबाट अर्को ब्याक्टेरियामा तेर्सो रूपमा स्थानान्तरण गर्न सकिन्छ, वा दाता ब्याक्टेरियल सेलबाट प्राप्तकर्ता कोषमा सेक्स पिलस (संयुग्मन) मार्फत जीनको प्रत्यक्ष तेर्सो स्थानान्तरणद्वारा।  

यद्यपि मुख्यतया प्रोकारियोटहरूमा अवलोकन गरिन्छ, तेर्सो जीन स्थानान्तरण युकेरियोट्ससँग पनि सम्बन्धित छ। Endosymbiosis ले ब्याक्टेरिया-युकेरियोट जीन स्थानान्तरण मार्फत युकेरियोटिक विकासमा भूमिका खेलेको भनेर चिनिन्छ। युकेरियोट-युकेरियोट जीन स्थानान्तरणका धेरै उदाहरणहरू दस्तावेज गरिएको छ।  

तेर्सो जीन स्थानान्तरणको घटना महत्त्वपूर्ण छ किनभने यसले विकासमा योगदान गर्दछ। उदाहरणका लागि, यो ब्याक्टेरियाको एन्टिबायोटिक-प्रतिरोधी/मल्टिड्रग प्रतिरोधी स्ट्रेनको विकासको लागि जिम्मेवार छ जुन एक प्रमुख सार्वजनिक स्वास्थ्य समस्या हो। कृषिमा, कफी विल्ट रोगको पुन: उद्भवमा सम्बन्धित फंगल प्रजातिहरू बीच तेर्सो जीन स्थानान्तरणको भूमिका लामो समयदेखि शंकास्पद छ।  

कफी विल्ट रोग 

कफी एक महत्त्वपूर्ण व्यावसायिक बाली हो। यसको विश्वव्यापी बजार आकार लगभग $ 223 बिलियन अनुमान गरिएको छ। कफी बिरुवा Coffea genus को सम्बन्धित छ। यसमा धेरै प्रजातिहरू छन्, तर अरेबिका र रोबस्टा प्रजातिहरू प्रायः विश्वव्यापी उत्पादनको लागि सबैभन्दा लोकप्रिय लेखा हुन्। Coffea arabica विश्वको कफी उत्पादनको ६०-८०% हिस्सा ओगटेको छ Coffea Canephora (सामान्यतया कफी रोबस्टा भनेर चिनिन्छ) लगभग 20-40% को लागी खाता। 

कफी विल्ट रोग माटोबाट हुने फंगसको कारणले हुन्छ Fusarium xylarioides जसले बालीको जराको माध्यमबाट जाइलेमलाई उपनिवेशमा प्रवेश गर्छ जसले पोषक तत्वहरूको लागि कोशिकाको पर्खालहरू घटाउँछ। यसले पानीको शोषणलाई रोक्छ र बिरुवाहरू ओइलाउँछ। सम्बन्धित फंगस Fusarium oxysporum यो माटोबाट सर्ने रोगजनक पनि हो जुन संक्रमित माटो मार्फत फैलिन्छ र केरामा पानामा रोग, टमाटर वास्कुलर विल्ट आदि जस्ता धेरै बालीहरूमा ओइलाउने रोगको लागि जिम्मेवार हुन्छ। एफ अक्सिसपोरम छायाँका लागि कफीसँग अन्तरबारीमा काटिएका अन्य बिरुवाहरू (जस्तै केरा) मा बस्छन् तर कफीलाई होस्टको रूपमा साझा गर्दछ। एफ xylarioides।  

सन् १९२० को दशकदेखि अफ्रिकाका कफी बालीहरूले कफीमा हानिकारक प्रभावका साथ समय-समयमा विल्ट रोगको प्रकोप भोग्दै आएका छन्। उत्पादन र किसानहरूको जीविकोपार्जन, विशेष गरी इथियोपिया र मध्य अफ्रिकामा। 1920 को दशकमा सबैभन्दा प्रारम्भिक प्रकोपहरू उपयुक्त माध्यमहरू प्रयोग गरेर सफलतापूर्वक व्यवस्थापन गरिएको थियो तर 2000 को दशकमा यो रोग पुन: देखा पर्‍यो। कारक फंगस गरे Fusarium xylarioides 1920s मा प्रारम्भिक प्रकोप पछि विकास को गुजरना ताकि प्रकोप को पुन: उद्भव को लागी कफी बिरुवाहरु लाई संक्रमित गर्ने क्षमता बढाउन को लागी? अध्ययनबाट यस्तो संकेत आएको छ एफ xylarioides संक्रमण गर्ने क्षमता बढाउनका लागि जीनहरू प्राप्त गरे।  

2021 मा प्रकाशित ऐतिहासिक जीनोमिक्स अध्ययनले अरबिका र रोबस्टा कफी बिरुवाहरूले आंशिक रूपमा क्षैतिज स्थानान्तरण मार्फत फरक प्रभावकारी जीनहरू प्राप्त गरेको विचारलाई समर्थन गर्‍यो। एफ अक्सिसपोरम। प्रभावकारी जीनले रोग स्थापनामा संलग्न अणुहरूलाई सङ्केत गर्छ। यी जीनहरू रोग प्रक्रियालाई समर्थन गर्न कवकको जीवनचक्रमा व्यक्त हुन्छन्।  

5 डिसेम्बर 2024 मा प्रकाशित हालैको अध्ययनमा, अन्वेषकहरूले 13 ऐतिहासिक स्ट्रेनहरूको तुलनात्मक जीनोमिक विश्लेषण गरे। एफ अक्सिसपोरम फंगस कसरी विकसित भयो र यसको होस्ट कफी बिरुवाहरूमा अनुकूलन भयो भनेर बुझ्नको लागि। भन्ने पाइयो F. Xylarioides चार फरक वंशहरू छन्: एउटा अरबिका कफी बिरुवाहरूमा अनुकूलित, एउटा रोबस्टा कफी बिरुवाहरूमा अनुकूलित, र सम्बन्धित कफी प्रजातिहरूमा बस्ने दुई ऐतिहासिक वंशहरू। यसबाहेक, यी स्ट्रेनहरूले सम्बन्धितबाट महत्वपूर्ण जीनहरू प्राप्त गरेका थिए एफ अक्सिस्पोरम, जसले रोग निम्त्याउन सक्षम बनायो एफ xylarioides कफी बिरुवाहरु को कोशिका पर्खालहरु लाई विल्ट रोग को कारण को बिच्छेदन को लागी। बाट युकेरियोट-युकेरियोट तेर्सो जीन स्थानान्तरण एफ अक्सिसपोरम लाई एफ xylarioides पहिलेको कफी बिरुवाहरूलाई प्रभावकारी रूपमा संक्रमित गर्न अनुमति दियो कफी विल्ट रोगको पुन: उद्भव सम्भव बनाउँदै।  

यो रोग कसरी हुन्छ भन्ने बुझाइले कृषि अभ्यासलाई फाइन-ट्युनिङ गर्न र बिरुवाका रोगहरूलाई अझ प्रभावकारी रूपमा व्यवस्थापन गर्न मद्दत गर्न सक्छ।   

*** 

सन्दर्भ:  

1. कोलोराडो डेनभर विश्वविद्यालय। तेर्सो जीन स्थानान्तरण - गतिविधि-गाइड। मा उपलब्ध छ https://www.ucdenver.edu/docs/librariesprovider132/a-sync_sl/genetics/upload-2/bacterial-genetics/horizontal-gene-transfer-activity-guide.pdf 

2. कीलिंग, पी., पाल्मर, जे. युकेरियोटिक विकासमा क्षैतिज जीन स्थानान्तरण। Nat Rev Genet 9, 605-618 (2008)। https://doi.org/10.1038/nrg2386 

3. Peck, LD, et al। ऐतिहासिक जीनोमिक्सले होस्ट-विशिष्ट कफी विल्ट रोगजनक Fusarium xylarioides को धेरै प्रकोप पछि विकासवादी संयन्त्र प्रकट गर्दछ। BMC जीनोमिक्स 22, 404 (2021)। प्रकाशित: ०४ जुन २०२१। DOI: https://doi.org/10.1186/s12864-021-07700-4 

4. Peck LD, et al। फङ्गल फ्युसरियम प्रजातिहरू बीच तेर्सो स्थानान्तरणले कफी विल्ट रोगको क्रमिक प्रकोपमा योगदान पुर्‍यायो। PLOS जीवविज्ञान। प्रकाशित: 5 डिसेम्बर 2024। DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002480 

***