Genome-edited rice : भारतातील धान्य उत्पादन आणि जीनोम-संपादित तांदूळ

Genome-edited rice : भारत सरकारने CRISPR-Cas9 तंत्रज्ञानाचा वापर करून विकसित केलेल्या जगातील पहिल्या दोन जीनोम-संपादित तांदळाच्या (Genome-edited rice) जातींची अधिकृतरित्या घाेषणा केली आहे. ही भारतीय शेती क्षेत्रातील एक ऐतिहासिक व वैज्ञानिक प्रगती असून, कृषी जैवतंत्रज्ञान (Agricultural biotechnology) धोरणातील एक परिवर्तनाचे अत्यंत महत्त्वाचे पाऊल आहे. आयसीएआर (Indian Council of Agricultural Research) – इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ राईस रिसर्च (IIRR), हैदराबाद यांनी विकसित केलेल्या DRR धान 100 (कमला) आणि आयसीएआर-इंडियन अॅग्रिकल्चरल रिसर्च इन्स्टिट्यूट (IARI – Indian Institute of Rice Research), नवी दिल्ली यांनी विकसित केलेल्या पुसा राईस DST-1 या दोन तांदळाच्या जातींच्या वापराला केंद्र सरकारने मान्यता दिल्याने या दाेन्ही जाती भारतातील पहिल्या जीनोम-संपादित पिकांचे प्रतिनिधित्व करतात. धानाच्या अचूक प्रजननात जीनोम संपादन तंत्रज्ञान यशस्वीरित्या वापरल्याने ते भारताचे पहिले मोठे यश मानले जाते. ते कृषी शास्त्रज्ञ आणि शेतकरी यांच्यासाठी मैलाचा दगड ठरत आहेत.

♻️ धोरणात्मक अडथळ्यांमुळे अडचणी
अनुवांशिकरित्या सुधारित (GM) पिकांसाठी भारताचा ऐतिहासिकदृष्ट्या सावध दृष्टिकोन लक्षात घेता, धानाच्या जीनाेम संपादित जातींना विशेष महत्त्व प्राप्त झाले आहे. सन 2002 मध्ये बीटी कापसाच्या उत्पादन, विक्रीपासून तर कृषी जैवतंत्रज्ञानाला नानाविध अडचणींचा सामना करावा लागला आहे. ज्यामध्ये सन 2010 मध्ये बीटी वांग्याचे संशाेधन व वापराला स्थगिती, जीएम मोहरीला मान्यता देण्यात विलंब आणि पुढील पिढीतील बीटी/एचटी कापूस तंत्रज्ञान थांबणे यांचा समावेश आहे. क्षेत्रीय चाचण्यांसाठी राज्यस्तरीय एनओसीची आवश्यकता, उच्च चाचणी खर्च आणि एक अकार्यक्षम घटना-आधारित मान्यता यंत्रणा (ईएबीएम) यासारख्या धोरणात्मक अडथळ्यांमुळे अडचणी आणखी वाढल्या आहेत. बीटी कापसाच्या बियाण्यांसाठी निश्चित कमाल किरकोळ किंमत (एमआरपी) अनिवार्य करणाऱ्या कापूस बियाणे किंमत (नियंत्रण) आदेश, 2015 ची दशकभराची अंमलबजावणी ही या आव्हानांमध्ये भर घालत आहे. या क्षेत्रातील खासगी गुंतवणूक आणि बायोटेक-आधारित नव उपक्रमांना आणखी निराश करते. या पार्श्वभूमीवर, जीनोम-संपादित तांदळाची मान्यता ही जागतिक सर्वोत्तम पद्धतींशी सुसंगत एक धोरणात्मक आणि विज्ञान-समर्थित धोरणात्मक बदल दर्शविते.

♻️ जीनोम संपादन हे अनुवांशिक सुधारणांपेक्षा वेगळे कसे आहे?
जीएमओच्या विपरीत नवीन तांदळाच्या ओळींमध्ये परदेशी डीएनए नाही. त्याऐवजी शास्त्रज्ञांनी SDN-1 दृष्टिकोन अंतर्गत CRISPR-Cas9 प्रणालीचा वापर करून मूळ जनुकांमध्ये अचूक बदल केले, ज्यामुळे अनुवांशिक बदल किंवा ट्रान्सजेनिक्सच्या नियामक गुंतागुंतीशिवाय उच्च उत्पादन आणि दुष्काळ आणि क्षारता सहनशीलता यासारख्या वैशिष्ट्यांना वाण सक्षम केले. विकास टप्प्यात ट्रान्सजेन वापरले गेले असले तरी, अंतिम उत्पादने परदेशी डीएनएपासून मुक्त आहेत. हा विकास आधुनिक शेतीमध्ये CRISPR-आधारित अचूक प्रजननाचे वाढते महत्त्व अधोरेखित करतो. जीनोम संपादन, विशेषतः SDN-1 आणि SDN-2 मार्गांद्वारे, कोणत्याही परदेशी अनुवांशिक सामग्रीचा परिचय न देता जीवाच्या डीएनएमध्ये लक्ष्यित, अंदाजे बदल करण्यास अनुमती देते. एक प्रमुख फरक ज्यामुळे नियामक लवचिकता आणि सार्वजनिक स्वीकृतीचे दरवाजे उघडले आहेत.

या दोन्हीपैकी, DRR धान 100 ‘कमला’ ही जात मोठ्या प्रमाणात लागवड केलेल्या सांबा महसुरी पार्श्वभूमीवर तयार केली आहे आणि ती तिच्या नाविन्यपूर्णतेसाठी वेगळी आहे. IIRR संशोधकांनी तांदळाच्या पॅनिकल टिश्यूमध्ये सायटोकिनिनची पातळी वाढवण्यासाठी SDN-1 जीनोम एडिटिंगद्वारे सुधारित केलेल्या OsCKX2-कमी असलेल्या उत्परिवर्ती अ‍ॅलीलचा वापर केला. सायटोकिनिनच्या ऱ्हासात सामील असलेल्या सायटोकिनिन ऑक्सिडेस एन्जाइमला एन्कोड करणाऱ्या तांदळातील जनुक OsCKX2 चे नुकसान, अशा प्रकारे तांदळाच्या पॅनिकल टिश्यूमध्ये वाढ प्रोत्साहन देणाऱ्या सायटोकिनिन संप्रेरकाला चालना देते, ज्यामुळे धान्याचे उत्पादन जास्त होते. शिवाय, उत्पादकताही वाढते.

दुसरीकडे, CRISPR-Cas9 च्या SDN-1 तंत्राचा वापर करून DST जनुकाचे संपादन करून लोकप्रिय MTU1010 तांदळाच्या पार्श्वभूमीवर पुसा तांदूळ DST-1 ही जात विकसित केली गेली. ताण प्रतिकार दाबण्यासाठी जबाबदार असलेल्या जनुकाला पुन्हा SDN-1 तंत्रज्ञानाचा वापर करून शास्त्रज्ञांनी कमी स्टोमेटल घनता आणि पाण्याचा वापर, सुधारित टिलरिंग, धान्य उत्पादन आणि मीठ सहनशीलता असलेली वनस्पती साध्य केली.

♻️ दोन्ही जातींची वैशिष्ट्ये
या दोन्ही जातींची चाचणी अखिल भारतीय समन्वयित संशोधन प्रकल्प (AICRP) अंतर्गत तांदळाच्या पिकांवरील केली गेली आणि दुष्काळ आणि क्षारतेच्या ताणात त्यांच्या मूळ जातींच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या चांगली कामगिरी दाखवली. लवकर परिपक्वता, दुष्काळ सहनशीलता, वाढलेली उत्पादकता (15-20 टक्क्यांपर्यंत), उत्पादन खर्च कमी होणे आणि हवामान अनुकूलता चांगली असणे हे त्यांचे फायदे आहेत. पूर्व आणि दक्षिण भारतात पाच दशलक्ष हेक्टरपेक्षा जास्त क्षेत्रावर या सुधारित जातींची लागवड केल्यास 45 लाख टन अतिरिक्त धान उत्पादन मिळू शकते. यातून सुमारे 7,500 दशलक्ष घनमीटर सिंचन पाण्याची बचत होऊ शकते. आयसीएआरच्या अंदाजानुसार 20 टक्क्यांनी हरितगृह वायू उत्सर्जन कमी होऊ शकते.

♻️ जीनोम संपादनासाठी नियामक चौकट तयार करणे
भारत पर्यावरण (संरक्षण) कायदा (EPA) च्या 1989 (नियम 1989) च्या धोकादायक सूक्ष्मजीव, अनुवांशिकदृष्ट्या अभियांत्रिकी जीव किंवा पेशींच्या निर्मिती, वापर, आयात, निर्यात आणि साठवणुकीसाठीच्या नियमांनुसार जीनोम-संपादित आणि जीएम पिकांचे नियमन करतो. हा कायदा पर्यावरण, वन आणि हवामान बदल मंत्रालय (MoEF&CC)च्या अखत्यारित येताे आणि जैवतंत्रज्ञान विभाग (DBT) शी समन्वयित केला जातो.

अपस्ट्रीम संशोधन हे विज्ञान आणि तंत्रज्ञान मंत्रालयाच्या जैवतंत्रज्ञान विभाग (DBT)च्या देखरेखीखाली संस्थात्मक जैवसुरक्षा समिती (IBSC) आणि अनुवांशिक हाताळणी पुनरावलोकन समिती (RCGM) द्वारे नियंत्रित केले जाते, तर डाउनस्ट्रीम संशोधन आणि विकास, फील्ड चाचण्या आणि पर्यावरणीय प्रकाशन हे MoEF&CC च्या अनुवांशिक अभियांत्रिकी मूल्यांकन समिती (GEAC) द्वारे नियंत्रित केले जाते. जीएम पिके आणि जीनोम-संपादित वनस्पतींचे व्यापक नियामक चौकट हे त्यांच्या कौशल्याच्या आधारे अनेक संबंधित मंत्रालयांनी संयुक्तपणे सह-विकास आणि नियमनाचे एक उत्तम उदाहरण आहे.

♻️ जीनोम एडिटिंगचे वर्गीकरण
सन 2020 मध्ये डीबीटीने जीनोम एडिटिंग मार्गदर्शक तत्त्वांवर सल्लामसलत सुरू केली, तेव्हा ही प्रक्रिया सुरू झाली. परिणामी ‘जीनोम एडिटेड प्लांट्सच्या सेफ्टी असेसमेंटसाठी मार्गदर्शक तत्त्वे’ मध्ये सेल्फ-क्लोनिंग, जीन डिलीशन आणि सेल हायब्रिडायझेशन सारख्या जीन तंत्रज्ञानाचा समावेश आहे. ज्यामुळे जीनोम-एडिटिंग वनस्पतींचे संशोधन, विकास, आयात, उत्पादन आणि साठवणुकीचे व्यापक नियमन सुनिश्चित होते. मार्गदर्शक तत्त्वांनी जीनोम एडिटिंगचे तीन श्रेणींमध्ये वर्गीकरण केले आहे, ज्यामध्ये SDN-1 आणि SDN-2 या दोन्ही वाणात कोणतेही परदेशी डीएनए न जोडता लहान बदल सादर करतात, तर SDN-3 सामान्यतः ट्रान्सजेनिक म्हणून वर्गीकृत केले जाते आणि जीएम तंत्रज्ञानाप्रमाणेच अधिक कठोर जैवसुरक्षा आणि नियामक तपासणी अंतर्गत येते.

जीनोम-संपादित वनस्पतींना नियामक सूट देण्याच्या मिथकाचे भ्रम दूर करणे
दाव्यांच्या विपरीत, SDN-1 आणि SDN-2 जीनोम-संपादित वनस्पतींना GM नियमनातून सूट नाही. परदेशी जीन, DNA किंवा वेक्टर अनुक्रम असल्यास EPA नियम 1989 अंतर्गत प्रारंभिक देखरेख लागू होते. अनुवांशिक हाताळणीवरील पुनरावलोकन समिती (RCGM) द्वारे हे घटक अनुपस्थित असल्याचे सिद्ध झाल्यानंतर उत्पादने यापुढे ट्रान्सजेनिक मानली जात नाहीत आणि नियम 20 द्वारे EPA नियम 1989 नियामक चौकटीतून बाहेर पडतात. याउलट, परदेशी जीन्स असलेल्या SDN-3 श्रेणीचा वापर करून विकसित केलेल्या जीनोम-संपादित वनस्पतींना GM पिकांप्रमाणेच पुढील नियामक तपासणी केली जाते.

यानंतर, SDN-1 आणि SDN-2 जीनोम-संपादित वनस्पतींचे बियाणे कायदा, 1966, बियाणे नियम, 1968 आणि बियाणे (नियंत्रण) आदेश, 1983 अंतर्गत विविध मूल्यांकन केले जाते. जे कृषी आणि शेतकरी कल्याण मंत्रालयाद्वारे प्रशासित केले जाते. यामध्ये ICAR-AICRP अंतर्गत बहु-स्थानिक चाचण्यांचा समावेश आहे. त्यानंतर केंद्रीय व्हेरिएटल रिलीज कमिटी (CVRC) द्वारे नोंदणी आणि रिलीज होते. हे दुहेरी-ट्रॅक नियमन – प्रारंभिक जैवसुरक्षा तपासणी आणि त्यानंतर कृषी मूल्यांकन – वैज्ञानिकदृष्ट्या योग्य आणि कालबद्ध दोन्ही आहे.

‘सवलत’ हा शब्द विशेषतः EPA नियमांच्या नियम 20 चा संदर्भ देतो, ज्याने 2006 मध्ये आरए माशेलकर यांच्या नेतृत्वाखालील टास्क फोर्स नंतर rDNA फार्मा उत्पादनांना GMOs पासून वेगळे नियंत्रित करण्याची परवानगी दिली. त्या फार्मा उत्पादनांचे नियमन आता IBSC, RCGM आणि नंतर आरोग्य आणि कुटुंब कल्याण मंत्रालयाच्या अंतर्गत ड्रग्ज कंट्रोलर जनरल ऑफ इंडिया (DCGI) द्वारे केले जाते.

SDN-1 आणि SDN-2 जीनोम-संपादित वनस्पतींसाठी समान, सुव्यवस्थित नियामक दृष्टिकोन लागू करून भारताचे उद्दिष्ट GM पिकांच्या व्यापारीकरणात ऐतिहासिकदृष्ट्या विलंब झालेल्या प्रदीर्घ नोकरशाही अडथळ्यांना टाळणे आहे. सुव्यवस्थित चौकटीमुळे राज्यस्तरीय NOC ची आवश्यकता दूर होते. ज्यामुळे जलद आणि अधिक अंदाजे पीक विकास शक्य होतो.

या जीनोम-संपादित धानाच्या जातींचे यशस्वी प्रकाशन हे केवळ विज्ञानातच नव्हे तर जीएम पिकांवरील धोरणातही एक महत्त्वाचा टप्पा आहे. हवामान बदल, संसाधनांची कमतरता आणि वाढत्या लोकसंख्येच्या वाढत्या अन्न मागणीच्या आव्हानांना तोंड देण्यासाठी तयार केलेल्या बायोटेक-चालित शेतीच्या एका नवीन युगाचे हे प्रतिबिंब आहे. भारत आता जीनोम-संपादित पीक नवोपक्रम आणि कृषी जैवतंत्रज्ञानात आघाडीवर आहे.

🔆 लेखक
®️ डाॅ. सी. डी. मायी
®️ डाॅ. भगीरथ चाैधरी
साऊथ एशिया बायोटेक्नॉलॉजी सेंटर (एसएबीसी), जोधपूर, राजस्थान.

कृषिसाधना....

डॉ. सी. डी मायी

(प्रेसिडेंट, साऊथ एशिया बायोटेक्नॉलॉजी सेंटर जोधपूर तथा माजी अध्यक्ष, कृषी शास्त्रज्ञ निवड मंडळ)
संपर्क :- 9970618066
मेल :- mayeecharu@gmail.com

See author's posts