अन्नसुरक्षेसाठी अनुवांशिक अडथळे तोडण्याकरिता, संकरित गव्हासाठी हरितक्रांती!

स्वातंत्र्यानंतर, भारताला अन्नधान्याची तीव्र टंचाई भेडसावत असताना प्रमुखत: धान्य आयातीवर अवलंबून राहावं लागत होतं. तसेच PL480 सारख्या योजनांतर्गत विशेष व्यवस्थेद्वारे, देशानं आपल्या वाढत्या लोकसंख्येला अन्न पुरविण्यासाठी संघर्ष केला. एम. एस. स्वामीनाथन आणि नॉर्मन बोरलॉग यांसारख्या शास्त्रज्ञांच्या नेतृत्वानं हरित क्रांतीदरम्यान गव्हाच्या उच्च-उत्पादक वाण आणून आमूलाग्र बदल घडवून आणला.

सुधारित गव्हाचे अनुवांशिकता, सिंचन विस्तार, खते आणि शेतीच्या चांगल्या पद्धती यांचा मिश्र करण्यात आलं. भारतानं अन्नधान्याची कमतरतेवर मात करत गव्हाच्या उत्पादनात स्वयंपूर्ण देश म्हणून ओळख निर्माण केली.

पिकाचं उत्पादन हे देशाचं नशीब बदलू शकते, हे हरितक्रांतीनं दाखवून दिलं. गव्हाचे उत्पादन खूप वाढल्यानं लाखो लोकांना अन्नसुरक्षा मिळाली. मात्र, आज जगासमोर एक नवीन आव्हान आहे. जागतिक लोकसंख्या सतत वाढत आहे. हवामानातील बदलामुळे अंदाज करणं अशक्य होईल, अशी हवामानाची स्थिती निर्माण होत आहे. शहरीकरण आणि पर्यावरणाच्या ऱ्हासामुळे शेतजमीन कमी होत आहे. शेतकऱ्यांनी प्रतिकूल परिस्थिती असताना कमी जमिनीतून जास्त अन्न उत्पादन केले पाहिजे.

गव्हाची शेती (Source- IANS)

जीनोमिक्स, अचूक पीक उत्पादन आणि नवीन संकरित प्रणालींसह आधुनिक कृषी जैवतंत्रज्ञान हे जागतिक अन्न मागणी पूर्ण करण्यासाठी भविष्यासाठी प्रमुख साधन म्हणून उदयास आलं. संकरित गव्हाचा विकास हे सर्वात मोठे वैज्ञानिक आव्हान आहे. त्याबाबत संशोधक अनेक दशकांपासून प्रयत्न करत आहेत. आता, एक मोठी प्रगती एक महत्त्वपूर्ण वळणावर पोहोचली आहे.

गव्हाची शेती (Source- IANS)

हायब्रीड पिके कशामुळे महत्त्वाची आहेत?- संकरित पिके दोन अनुवांशिकदृष्ट्या भिन्न मूळ वनस्पतींना ओलांडून तयार केली जातात. पहिली पिढी (ज्याला F1 हायब्रीड म्हणतात) अनेकदा "हायब्रिड जोम" असते. याचा अर्थ, उच्च उत्पन्न, मजबूत वाढ, उत्तम रोग प्रतिकारशक्ती, सुधारित ताण सहनशीलता इत्यादी असते. संकरित मकामुळे (कॉर्न) 20 व्या शतकात जागतिक शेतीमध्ये क्रांती घडवून आणली. शेतकऱ्यांनी त्वरीत त्याचा अवलंब केल्यानं खूप म्हणजे अनेकदा 20-30% किंवा त्याहून अधिक उत्पादन वाढले. गव्हाच्याबाबतीच शास्त्रज्ञांना तीच आशा होत. प्रत्यक्षात गहू हा त्यांच्यासाठी आव्हानात्मक ठरला.

गव्हाची शेती (Source- IANS)

कॉम्प्लेक्स जेनेटिक्स हे गव्हाच्या संशोधनात मुख्य आव्हान- गहू अनुवांशिकदृष्ट्या गुंतागुंतीचा आहे. आधुनिक ब्रेड व्हीटमध्ये (ट्रिटिकम एस्टिव्हम) गुणसूत्रांचे सहा संच असतात. त्याला वैज्ञानिकदृष्ट्या 'हेक्साप्लॉइड' म्हणतात. सोप्या भाषेत, गहू एका वनस्पतीमध्ये एकत्रित तीन समान असलेले, मात्र, थोडे वेगळे जीनोम (गुणसूत्रे) वाहून नेतो. यामुळे अनेक समस्या निर्माण होतात. अनेक जीन्स अनेक वाणांमध्ये अस्तित्वात आहेत. गुणधर्म कसे एकत्र होतील, हे सांगणं कठीण आहे. काही जनुके संपू शकतात किंवा इतरांना कमकुवत करू शकतात. गव्हासोबत काम करताना प्रजननकर्त्यांना याचाच सामना करावा लागला. तर, मक्यासारख्या सोप्या पिकांमध्ये, अनुवांशिक व्यवस्थापन करणं सोपं आहे. गव्हात, जटिलतेमुळे संकरित झाडे सातत्यपूर्ण कामगिरी करणार नाहीत, असा धोका निर्माण होतो.

गव्हाची शेती (Source- IANS)

गव्हातील स्व-परागकण हा आणखी एक अडथळा - मक्याच्या विपरीत, गहू नैसर्गिकरित्या स्व-परागकण करतो. त्याच्या फुलांची रचना सामान्यतः फूल उघडण्यापूर्वीच फलन होते, अशी रचना आहे. यामुळे क्रॉस-परागीकरण दुर्मिळ होते. संकरित गहू तयार करण्यासाठी, प्रजननकर्त्यांनी, मादी पालकांना परागकण (पुरुष वंध्यत्व) तयार करण्यापासून प्रतिबंधित करणं आवश्यक असते. निवडलेल्या पुरुष पालकांकडून परागकण त्याची सुपिकता आहे, याची खात्री करणे. फुलांच्या वेळेस अचूकपणे समक्रमित करणं आवश्यक आहे. ही प्रक्रिया तांत्रिकदृष्ट्या कठीण आणि खर्चिक आहे. अगदी लहान चुकांमुळेही नॉन-हायब्रीड बियाणे येऊ शकतात.

गव्हाची शेती (Source- IANS)

अर्थशास्त्र समस्या- संकरित गव्हाच्या झाडांसाठी प्रति हेक्टर मोठ्या प्रमाणात बियाणे आवश्यक आहे. संकरित बियाणे उत्पादन महाग होते. उत्पन्नातून मिळणारा नफा अनेकदा माफक . (5-15%) होतो. बियाण्यांच्या वाढीव किमतीचा फायदा आहे की नाही, याबाबत शेतकरी संभ्रावस्थेत असतो. त्यामुळे अनेक दशकांपासून संकरित गहू व्यावसायिक पातळीवर पोहोचू शकला नाही.

प्रजनन आणि स्थिरता समस्या- गव्हामध्ये सहा गुणसूत्र संच असल्यानं पुनरुत्पादनादरम्यान जोडणी पूर्णपणे संतुलित असणं आवश्यक आहे. जेव्हा प्रजननकर्ते दोन भिन्न गव्हाच्या रेषा ओलांडतात तेव्हा गुणसूत्र योग्यरित्या संरेखित करू शकत नाहीत. प्रजनन क्षमता कमी होऊ शकते, धान्य उत्पादन कमी होऊ शकते किंवा वातावरणात भिन्न असू शकते. संकरित प्रणाली यशस्वी होण्यासाठी, ती वेगवेगळ्या हवामानात आणि मातीत वर्षानुवर्षे स्थिर असणं आवश्यक आहे. ही स्थिरता सर्वात मोठ्या वैज्ञानिक अडथळ्यांपैकी एक आहे.

एक्स-टेरा हायब्रिड गहू - एक प्रगती- Syngenta ने 2026 मध्ये घोषित केलं की, त्याचे संकरित गहू प्लॅटफॉर्म, X-TERRA, फ्रान्समध्ये अधिकृतपणे नोंदणीकृत झाले आहेत. ही युरोपमधील पहिल्या व्यावसायिक संकरित गहू प्रणालींपैकी एक आहे. कंपनी युनायटेड किंगडम आणि इतर युरोपियन देशांमध्ये विस्ताराची तयारी करत आहे.

एक्स-टेरा -

1. आधुनिक जीनोमिक साधने: आजचे ब्रीडर्स प्रगत DNA तंत्रज्ञान वापरून संपूर्ण गहू जीनोम स्कॅन करू शकतात. हे त्यांना महत्त्वाची जीन्स जलद ओळखण्यास, कोणते पालक चांगले एकत्र करतील याचा अंदाज लावू शकतात. तसेच चाचणी आणि प्रजनन कमी करू शकतात.

2. सुधारित पुरुष (male) वंध्यत्व प्रणाली: कार्यक्षम संकरित उत्पादनासाठी विश्वसनीय पुरुष वंध्यत्व प्रणाली आवश्यक आहे. Syngenta ने सुधारित प्रणाली विकसित केल्या आहेत. त्या स्वयं-परागण कमी करतात, संकरित बियाण्याची शुद्धता वाढवतात आणि उत्पादन कार्यक्षमता सुधारतात. त्यामुळे बियाणे उत्पादन खर्च कमी होण्यास मदत होते.

3. उत्पन्नाच्या स्थिरतेवर लक्ष केंद्रित करा: केवळ जास्तीत जास्त उत्पादनाऐवजी X-Terra संकरित ऋतूंमध्ये सातत्यपूर्ण उत्पन्न, मजबूत मुळांचा विकास, रोग प्रतिकारशक्ती आणि पर्यावरणीय ताणात टिकविण्यावर भर देण्यात येतो. हे हवामान बदलामुळे दुष्काळ, उष्णतेच्या लाटा आणि अनियमित पर्जन्यमान वाढत असताना महत्त्वाचं आहे.

हायब्रीड गहू खूप महत्त्वाचा -आजची जगभरातील स्थिती 1960 च्या दशकापेक्षा वेगळी आहे. हरितक्रांतीच्या काळात, विस्तारीत सिंचन आणि खतांचा वापर यांचा उत्पादन वाढविण्यात मोठा सहभाग राहिलेला आहे. आज जलस्रोत मर्यादित असताना खतांचा खर्च वाढला आहे. हवामानातील परिवर्तनशीलता वाढत आहे. तर दुसरीकडं शेतीयोग्य जमीन कमी होत आहे. अशा परिस्थितीत कृषी जैवतंत्रज्ञानानं आता शाश्वत आणि कार्यक्षम नफा मिळवून दिला पाहिजे. संकरित गव्हाचा वापर कार्यक्षमता सुधारणे, मूळ प्रणाली मजबूत करणे, ताण सहनशीलता वाढवणे आणि अप्रत्याशित हवामानात उत्पादन स्थिर करणे यासाठी फायदेशीर ठरू शकतो. ज्याप्रमाणे सुधारित गव्हाच्या जातींनी भारताला अनेक दशकांपूर्वी अन्न स्वयंपूर्णता प्राप्त करण्यास मदत केली होती, त्याचप्रमाणे नवीन प्रजनन तंत्रज्ञान जगाला भविष्यातील अन्नाची मागणी पूर्ण करण्यास मदत करू शकते.

काय आहेत आणखी आव्हाने- जरी X-Terra मोठ्या प्रगतीचे प्रतिनिधित्व करत असले तरी, खालीलपैकी काही प्रश्न अनुत्तरित आहेत.

• संकरित गहू सर्वोत्तम पारंपरिक वाणांना सातत्यानं मागे टाकतील का?
• बियाणे खर्च स्पर्धात्मक राहू शकतात?
• जास्त उष्ण किंवा कोरड्या प्रदेशात संकरीत वाण कसे कार्य करतील?
• संकरित प्रणाली आशिया आणि आफ्रिकेसह जागतिक स्तरावर मापन करू शकतात?
• संकरित गहू ताबडतोब पारंपारिक वाण बदलू शकत नाहीत. परंतु, तो एक नवीन मार्ग उघडतो. तसेच उत्पादनाची स्थिरता सुधारू शकतो. लवचिकता वाढवू शकतो. जगातील सर्वात महत्त्वाच्या मुख्य पिकांपैकी एकाचे भविष्य सुरक्षित करण्यात मदत करू शकतो. हरित क्रांतीपासून ते जीनोमिक्स-सहाय्यित प्रजननापर्यंत, गव्हामधील बदल सुरूच आहेत. पुढील दशकांमध्ये मानव स्वतःला किती यशस्वीरित्या आहार देईल, हे वनस्पती विज्ञान ठरवेल.

प्रा.आप्पाराव पोडिले. माजी कुलगुरू हैदराबाद विद्यापीठ

(अस्वीकरण: या लेखात व्यक्त केलेली मते लेखकाची आहेत. येथे व्यक्त केलेली तथ्ये आणि मते ईटीव्ही भारतच्या विचारांचे प्रतिबिंबित करत नाहीत.