सभी पौधों की तरह, टमाटर के पौधे भी शाकाहारी कीटों से अपनी रक्षा कर सकते हैं: शिकारियों द्वारा घायल होने पर, वे सिग्नलिंग पेप्टाइड सिस्टमिन छोड़ते हैं, जो पौधे की रक्षा प्रणाली का केंद्रबिंदु है। स्टटगार्ट स्थित होहेनहेम विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने अब पता लगाया है कि कोशिका में सिस्टमिन सिग्नल कैसे संसाधित होता है। इसमें एक महत्वपूर्ण भूमिका "पोल्टरजिस्ट-लाइक फॉस्फेटेस" (PLL2) नामक एक एंजाइम द्वारा निभाई जाती है। यह सिस्टमिन सिग्नल द्वारा सक्रिय होता है और रक्षा प्रतिक्रियाओं को लक्षित करने के लिए ज़िम्मेदार होता है। यह कार्य ट्यूबिंगन स्थित एबरहार्ड कार्ल्स विश्वविद्यालय के सहयोग से सहयोगी अनुसंधान केंद्र 1101 "पादप प्रक्रियाओं में विशिष्टता का आणविक कोडिंग" के एक भाग के रूप में किया गया था।
होहेनहाइम विश्वविद्यालय के पादप शरीरक्रिया विज्ञान एवं जैवरसायन विभाग के प्रोफ़ेसर डॉ. एंड्रियास स्कॉलर कहते हैं, "पौधे अपने शत्रुओं से भाग नहीं सकते, लेकिन वे उतने असहाय भी नहीं हैं जितना कोई सोचता है। इसके विपरीत: विकास के क्रम में, पौधों ने हमलावरों के लिए जीवन को कठिन बनाने हेतु कई प्रकार के परिष्कृत रक्षा तंत्र विकसित कर लिए हैं।"
पादप शरीरक्रिया विज्ञानी विशेष रूप से इस बात में रुचि रखते हैं कि पौधे कैसे पहचानते हैं कि वे किस कीट से निपट रहे हैं: "उदाहरण के लिए, पौधे के लिए यह जानना ज़रूरी है कि वे जीवाणु हैं, कवक हैं या कीट। क्योंकि उनकी प्रतिक्रिया तदनुसार भिन्न होनी चाहिए।" उदाहरण के लिए, जब कीटों द्वारा हमला किया जाता है, तो पौधे ऐसे पदार्थ उत्पन्न करते हैं जो विशेष रूप से उनके शिकारियों के पाचन को बिगाड़ देते हैं, जिससे वे अपने द्वारा ग्रहण किए जाने वाले पोषक तत्वों का उपयोग नहीं कर पाते।
पौधे शिकारियों के साथ-साथ बैक्टीरिया, वायरस या कवक जैसे रोगजनकों को उनकी विशिष्ट विशेषताओं के आधार पर पहचानते हैं। कीटों में, ये अक्सर जानवरों की लार से निकले विशिष्ट अणु होते हैं जो पौधों में विभिन्न प्रकार की रक्षा प्रतिक्रियाओं को सक्रिय करते हैं।
इस प्रक्रिया की शुरुआत में सिस्टेमिन जैसे विशेष संकेत देने वाले अणु होते हैं, जो नाइटशेड पौधों ( सोलानेसी कुल ) की रक्षा प्रणाली में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। 18 अमीनो अम्लों से बना यह अणु पौधे की कोशिकाओं द्वारा तभी उत्पन्न होता है जब इल्लियाँ पत्तियों को खाती हैं, न कि तब जब अन्य कारणों से पौधे को नुकसान पहुँचता है। सिस्टेमिन स्थानीय घाव की प्रतिक्रिया और दूरस्थ ऊतकों में होने वाली प्रतिक्रियाओं दोनों को नियंत्रित करता है।
होहेनहाइम के शोधकर्ताओं ने अब पहली बार प्रदर्शित किया है कि कोशिका में सिस्टमिन सिग्नल कैसे संसाधित होता है। सिस्टमिन सिग्नल द्वारा सक्रिय होने वाला फॉस्फेटेज़ PLL2 इसमें महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। विभाग के डॉक्टरेट छात्र और अध्ययन के प्रमुख लेखक रोंग ली बताते हैं, "फॉस्फेटेज़ कोशिकीय गतिविधि के नियमन में एक केंद्रीय भूमिका निभाते हैं: एक फॉस्फेट समूह को अलग करके, वे एंजाइम और रिसेप्टर्स जैसे अन्य प्रोटीनों की गतिविधि को विशेष रूप से सक्रिय या बाधित कर सकते हैं। इस तरह, चयापचय पथों को सूक्ष्मता से समायोजित किया जाता है।"
पीएलएल2 ठीक यही कार्य करता है। फॉस्फेट समूह को अलग करके, यह कोशिका झिल्ली में मौजूद प्रोटॉन पंपों को बाधित करता है जो पीएच को नियंत्रित करते हैं: पादप कोशिकाओं का वातावरण अधिक क्षारीय हो जाता है। पीएच में यह वृद्धि कोशिका झिल्ली के आर-पार विद्युत विभव को बदल देती है। इसके परिणामस्वरूप, लक्षित रक्षा के लिए महत्वपूर्ण जीन सक्रिय हो जाते हैं। शोधकर्ताओं ने फॉस्फोप्रोटीओम (अर्थात, वे सभी प्रोटीन जिनकी गतिविधि फॉस्फेट समूहों द्वारा नियंत्रित होती है) का विश्लेषण करके और आनुवंशिक रूप से संशोधित टमाटर ( सोलनम लाइकोपर्सिकम ) और ऑस्ट्रेलियाई तंबाकू (निकोटियाना बेंथैमियाना) पौधों पर प्रयोग करके पीएलएल2 के महत्व की पुष्टि की: पीएलएल2 की कमी वाले उत्परिवर्ती पौधों ने काफी कम रक्षा यौगिक उत्पन्न किए, जिसके परिणामस्वरूप तंबाकू हॉर्नवर्म ( मैंडुका सेक्स्टा ) के इल्लियों का वजन तेजी से बढ़ा।
प्रोफेसर डॉ. शैलेर कहते हैं, "सिस्टमिन सिग्नलिंग पाथवे में PLL2 की केंद्रीय भूमिका की खोज से पादप अनुसंधान के लिए नए दृष्टिकोण खुलते हैं। हमें उम्मीद है कि नियामक तंत्रों की सटीक समझ से हमें पौधों के प्राकृतिक रक्षा तंत्रों को मजबूत करने में मदद मिलेगी - टिकाऊ कृषि के हित में, जिसमें रासायनिक पदार्थों का उपयोग काफी हद तक कम किया जा सकता है।"
मूल प्रकाशन
https://www.nature.com/articles/s41477-025-02040-7
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