कीटनाशक प्रोटीन

कीटनाशक प्रोटीन ऐसे प्रोटीन होते हैं जो कीटों को मार सकते हैं या उनकी वृद्धि को रोक सकते हैं। ये प्रोटीन कुछ सूक्ष्मजीवों और पौधों द्वारा कीटों के खिलाफ़ सुरक्षा तंत्र के रूप में उत्पादित किए जाते हैं। आधुनिक कृषि में, कीटनाशक प्रोटीन का उपयोग कीटों की आबादी को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जिससे फसलों को नुकसान से बचाने में मदद मिलती है। कीटनाशक प्रोटीन के सबसे प्रसिद्ध स्रोतों में से एक जीवाणु बैसिलस थुरिंजिएंसिस (बीटी) है, जो ऐसे प्रोटीन का उत्पादन करता है जो विभिन्न प्रकार के कीटों के लिए विषाक्त होते हैं। इन प्रोटीनों का व्यापक रूप से आनुवंशिक रूप से संशोधित (जीएम) फसलों में कीटों के नुकसान के खिलाफ प्राकृतिक सुरक्षा प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है।

कीटनाशक प्रोटीन के मुख्य प्रकार

1. बैसिलस थुरिंजिएंसिस (बीटी) विष

• बीटी एक मिट्टी का जीवाणु है जो स्वाभाविक रूप से क्राई प्रोटीन और वीआईपी प्रोटीन नामक कीटनाशक प्रोटीन का उत्पादन करता है।
• ये प्रोटीन विशिष्ट कीट प्रजातियों के लिए विषैले होते हैं, विशेष रूप से लेपिडोप्टेरा (पतंगे और तितलियाँ), कोलियोप्टेरा (भृंग) और डिप्टेरा (मक्खियाँ और मच्छर) के लिए।

बीटी विष कैसे काम करते हैं

• जब कीट बीटी विष को निगलते हैं, तो प्रोटीन कीट की आंत की कोशिकाओं में रिसेप्टर्स से बंध जाते हैं।
• यह आंत की कोशिकाओं को बाधित करता है, कोशिका झिल्ली में छिद्र बनाता है, जिससे कोशिका लिसिस (कोशिका फटना) होता है और अंततः आंत के पक्षाघात और सेप्टिसीमिया (आंत के बैक्टीरिया द्वारा संक्रमण) के कारण कीट की मृत्यु हो जाती है।
• बीटी विष कीटों के लिए बहुत विशिष्ट हैं और मनुष्यों, जानवरों और लाभकारी कीटों के लिए सुरक्षित हैं।

2. अन्य सूक्ष्मजीवों से प्राप्त प्रोटीन

• कुछ अन्य बैक्टीरिया, कवक और वायरस भी कीटनाशक प्रोटीन का उत्पादन करते हैं, हालांकि बीटी सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला स्रोत है।
• उदाहरण के लिए, बैक्टीरिया फोटोरहैबडस ल्यूमिनेसेंस और कवक ब्यूवेरिया बेसियाना से प्राप्त प्रोटीन का भी उनके कीटनाशक गुणों के लिए अध्ययन किया गया है।

3. पौधों से प्राप्त कीटनाशक प्रोटीन

पौधे अपने रक्षा तंत्र के हिस्से के रूप में स्वाभाविक रूप से कुछ कीटनाशक प्रोटीन का उत्पादन कर सकते हैं। कुछ उदाहरणों में शामिल हैं:

लेक्टिन: प्रोटीन जो कीट आंत कोशिकाओं की सतह पर शर्करा से बंध सकते हैं, पाचन और पोषक तत्वों के अवशोषण में बाधा डालते हैं।

प्रोटीज अवरोधक: कीटों में पाचन एंजाइमों को बाधित करते हैं, जिससे भुखमरी होती है।

बीटी कपास और बीटी मकई जैसी आधुनिक आनुवंशिक रूप से संशोधित (जीएम) फसलों को बीटी कीटनाशक प्रोटीन को व्यक्त करने के लिए इंजीनियर किया गया है, जिससे उन्हें रासायनिक कीटनाशकों की आवश्यकता के बिना कीटों के प्रति प्रतिरोध मिलता है।

आनुवंशिक रूप से संशोधित फसलें कीटनाशक प्रोटीन को व्यक्त करती हैं

बीटी फसलें: वैज्ञानिकों ने कपास, मक्का और सोयाबीन जैसे पौधों में बैसिलस थुरिंजिएंसिस से क्राई प्रोटीन के उत्पादन के लिए जिम्मेदार जीन डाला है। ये आनुवंशिक रूप से संशोधित पौधे अपने ऊतकों के भीतर कीटनाशक प्रोटीन का उत्पादन करते हैं, जिससे वे उन कीटों के लिए विषाक्त हो जाते हैं जो उन्हें खाते हैं।

बीटी फसलों के लाभ

• रासायनिक कीटनाशकों की कम आवश्यकता।
• कम पर्यावरणीय प्रभाव क्योंकि बीटी प्रोटीन लाभकारी कीटों और परागणकों जैसे गैर-लक्ष्य जीवों को नुकसान पहुँचाए बिना विशिष्ट कीटों को लक्षित करते हैं।
• फसल की पैदावार में वृद्धि और फसल की क्षति में कमी।

बीटी फसलों का उदाहरण

• बीटी कपास: बॉलवर्म और अन्य लेपिडोप्टेरान कीटों के लिए प्रतिरोधी।
• बीटी मक्का: मकई बोरर और रूटवर्म से बचाता है।
• कीटनाशक प्रोटीन की क्रिया का तंत्र
• कीट द्वारा अंतर्ग्रहण: कीट को कीटनाशक प्रोटीन युक्त पौधे की सामग्री खानी चाहिए।
• आंत में सक्रियण: प्रोटीन कीट की क्षारीय आंत में सक्रिय होता है। यह आंत की परत पर विशिष्ट रिसेप्टर्स से जुड़ता है।
• आंत की कोशिकाओं में व्यवधान: प्रोटीन आंत की कोशिकाओं में छिद्र बनाता है, जिससे वे फट जाती हैं।
• कीट की मृत्यु: कीट की आंत क्षतिग्रस्त हो जाती है, वह भोजन करना बंद कर देता है, और अंततः भूख या जीवाणु संक्रमण के कारण मर जाता है।

कीटनाशक प्रोटीन के लाभ

• विशिष्टता: वे लाभकारी जीवों को प्रभावित किए बिना विशिष्ट कीटों को लक्षित करते हैं।
• पर्यावरण सुरक्षा: रासायनिक कीटनाशकों के विपरीत, कीटनाशक प्रोटीन स्वाभाविक रूप से विघटित होते हैं और मनुष्यों और जानवरों के लिए गैर-विषाक्त होते हैं।
• स्थायित्व: रासायनिक कीटनाशकों के कम उपयोग से पर्यावरण प्रदूषण कम होता है और पारिस्थितिकी तंत्र को होने वाला नुकसान कम होता है।
• लागत-प्रभावी: बार-बार कीटनाशक के उपयोग की आवश्यकता कम हो जाती है, जिससे किसानों को आर्थिक बचत होती है।

चिंताएँ और चुनौतियाँ

कीट प्रतिरोध

• कुछ कीट आबादी समय के साथ कीटनाशक प्रोटीन के प्रति प्रतिरोध विकसित कर सकती है, खासकर लगातार संपर्क में रहने से।
• इससे निपटने के लिए, पिरामिडिंग जीन (कई बीटी जीन पेश करना) और शरण रणनीतियों (बीटी फसलों के साथ गैर-बीटी फसलें लगाना) जैसी रणनीतियों का उपयोग किया जाता है।

गैर-लक्ष्य प्रभाव

हालांकि बीटी प्रोटीन अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, लेकिन गैर-लक्ष्य प्रजातियों, जैसे कि लाभकारी कीटों या मिट्टी के सूक्ष्मजीवों पर संभावित अनपेक्षित प्रभावों के बारे में चिंता है।

पर्यावरण और नैतिक मुद्दे

• आनुवंशिक रूप से संशोधित फसलों के दीर्घकालिक पारिस्थितिक प्रभावों और जंगली रिश्तेदारों में जीन प्रवाह की संभावना के बारे में चिंताएँ मौजूद हैं।
• कृषि में आनुवंशिक रूप से संशोधित जीवों (जीएमओ) के उपयोग के बारे में नैतिक बहस जारी है।

अभ्यास प्रश्न

• कीटनाशक प्रोटीन क्या हैं?
• कौन सा जीवाणु आमतौर पर कीटनाशक प्रोटीन के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है?
• क्राई प्रोटीन क्या हैं, और वे कीटनाशक गतिविधि में कैसे कार्य करते हैं?
• ऐसी दो फसलों के नाम बताइए जिन्हें कीटनाशक प्रोटीन व्यक्त करने के लिए आनुवंशिक रूप से संशोधित किया गया है।
• कीट नियंत्रण में बैसिलस थुरिंजिएंसिस (बीटी) जीवाणु की भूमिका की व्याख्या करें।
• जब कीट बीटी विष का सेवन करता है तो उसकी आंत में क्या होता है?
• कीटनाशक प्रोटीन रासायनिक कीटनाशकों से कैसे भिन्न हैं?
• बीटी विष से मुख्य रूप से किस प्रकार के कीट प्रभावित होते हैं?