डेडज़िनसोयाबीन में पाया जाने वाला एक प्राकृतिक आइसोफ्लेवोनोइड यौगिक है। रासायनिक सूत्र C21H20O9, CAS 552-66-9 है, और सापेक्ष आणविक भार 416.38 g/mol है। यह एक कड़वा क्रिस्टल है, और इसकी आणविक संरचना में एक आइसोफ्लेवोन कंकाल होता है, जो दो बेंजीन के छल्ले और एक टर्नरी एपॉक्सी रिंग से बना होता है। इसके अलावा, कंकाल से जुड़ा एक ग्लूकोसाइड समूह भी है, जो इसे आइसोफ्लेवोन ग्लाइकोसाइड से संबंधित बनाता है। यह सफेद से हल्के पीले क्रिस्टल या क्रिस्टलीय पाउडर के रूप में मौजूद है। यह कमरे के तापमान पर स्थिर है और विभिन्न प्रकार के कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील है, जैसे कि इथेनॉल, मेथनॉल और डाइमिथाइल सल्फॉक्साइड। हालांकि, इसकी घुलनशीलता पानी की तुलना में कम है और उच्च तापमान और पूरी तरह से भंग करने के लिए सरगर्मी की आवश्यकता होती है। इसमें कुछ जीवाणुरोधी गतिविधि है और बैक्टीरिया और कवक के विकास को बाधित कर सकता है। इसलिए, उत्पाद और इसके डेरिवेटिव का उपयोग नए जीवाणुरोधी एजेंटों और खाद्य योजक को विकसित करने के लिए किया जा सकता है, जो खाद्य संरक्षण और सुरक्षा में योगदान करते हैं। इसमें पौधे के तनाव प्रतिरोध को बढ़ाने और पौधे के विकास को बढ़ावा देने का कार्य है। इसलिए, इसे और इसके डेरिवेटिव को कृषि क्षेत्र में लागू करने से फसल की उपज बढ़ाने में मदद मिल सकती है, कीटों और बीमारियों के लिए फसल प्रतिरोध बढ़ा और पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता में सुधार हो सकता है।
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रासायनिक सूत्र |
C21H20O9 |
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सटीक द्रव्यमान |
416 |
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आणविक वजन |
416 |
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m/z |
416 (100.0%), 417 (22.7%), 418 (2.5%), 418 (1.8%) |
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मूल विश्लेषण |
C, 60.58; H, 4.84; O, 34.58 |
डेडज़िनएक प्राकृतिक आइसोफ्लेवोनोइड यौगिक है, जिसमें कई महत्वपूर्ण उपयोग और संभावित औषधीय प्रभाव हैं।
1। प्लांट स्ट्रेस एन्हांसर: यह प्लांट सहिष्णुता को तनाव में बढ़ाने के लिए पाया गया है, जैसे कि सूखा और उच्च तापमान। अनुसंधान से पता चला है कि यह पौधों की वृद्धि और चयापचय प्रक्रियाओं को विनियमित कर सकता है, उनकी शारीरिक अनुकूलनशीलता को बढ़ावा दे सकता है।
2। एंटीऑक्सिडेंट: इसमें मजबूत एंटीऑक्सिडेंट गतिविधि होती है, जो प्रभावी रूप से मुक्त कणों को समाप्त कर सकती है और कोशिकाओं को ऑक्सीडेटिव क्षति से बचाती है। यह इसे संभावित एंटी-एजिंग और क्रोनिक रोग रोकथाम गुण देता है।
3। शराब के सेवन में निषेध: अनुसंधान ने पाया है कि यह अल्कोहल एसिड डिहाइड्रोजनेज की गतिविधि को रोककर फॉर्मलाडेहाइड की पीढ़ी को कम कर सकता है, इस प्रकार शराब चयापचय की प्रक्रिया में उत्पादित दुष्प्रभावों को कम करता है। इसलिए, यह शराब के सेवन को कम करने और शराब से संबंधित बीमारियों के विकास को बढ़ावा देने में मदद कर सकता है।
4। एंटी भड़काऊ प्रभाव: इसका एक निश्चित विरोधी भड़काऊ प्रभाव होता है, जो भड़काऊ मध्यस्थों के उत्पादन और भड़काऊ प्रतिक्रियाओं के विकास को रोक सकता है। यह भड़काऊ रोगों के उपचार में संभावित अनुप्रयोग मूल्य बनाता है।
5। एंटी ट्यूमर गतिविधि: कुछ अध्ययनों से पता चला है कि इसमें कुछ ट्यूमर कोशिकाओं पर एंटी प्रोलिफेरेटिव और एंटी मेटास्टेटिक प्रभाव हो सकते हैं। यह कई मार्गों के माध्यम से ट्यूमर कोशिकाओं के विकास और परिवर्तन में हस्तक्षेप कर सकता है, जिससे ट्यूमर के विकास को बाधित किया जा सकता है।
6। हड्डी सुरक्षात्मक प्रभाव: यह हड्डी कोशिकाओं के गठन और कैल्सीफिकेशन को बढ़ावा देने, हड्डी के घनत्व को बढ़ाने और ऑस्टियोपोरोसिस की घटना को कम करने के लिए पाया गया है। यह ऑस्टियोपोरोसिस को रोकने और इलाज के लिए एक संभावित दवा बनाता है।
7। जीवाणुरोधी प्रभाव: इसमें कुछ जीवाणुरोधी गतिविधि होती है और यह विभिन्न बैक्टीरिया और कवक के विकास को रोक सकता है। यह खाद्य संरक्षण, चिकित्सा और व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों के क्षेत्र में कुछ आवेदन संभावनाएं बनाता है।
8। हृदय सुरक्षा: यह हृदय के सुरक्षात्मक प्रभावों जैसे रक्तचाप को कम करना, कोलेस्ट्रॉल के स्तर को कम करना और प्लेटलेट एकत्रीकरण को बाधित करना माना जाता है। यह कार्डियोवस्कुलर रोग की रोकथाम के लिए उत्पाद को संभावित रूप से महत्वपूर्ण बनाता है।
यह एक प्राकृतिक आइसोफ्लेवोनोइड यौगिक है, जो सोयाबीन और उनके उत्पादों में व्यापक रूप से मौजूद है। हालांकि इसे सोयाबीन से अलग किया गया है, लेकिन इस बात की कोई रिपोर्ट नहीं है कि कैसे संश्लेषित किया जाएडेडज़िनकुल संश्लेषण के माध्यम से। इसलिए, निम्नलिखित उत्पाद से संबंधित संश्लेषण अनुसंधान और अनुप्रयोग क्षेत्रों का परिचय देगा।
1। आइसोफ्लेवोनोइड प्राकृतिक उत्पाद का कुल संश्लेषण: यह आइसोफ्लेवोनोइड का एक प्राकृतिक उत्पाद है और इसमें महत्वपूर्ण औषधीय प्रभाव हैं। कई शोधकर्ता कुल संश्लेषण के माध्यम से आईटी और अन्य आइसोफ्लेवोनोइड के संश्लेषण पर काम कर रहे हैं। इन कुल संश्लेषण विधियों में लक्ष्य उत्पाद के चिरल कार्बन केंद्र को संश्लेषित करने के लिए विभिन्न चिरल यौगिकों का उपयोग और रिंग संरचना के निर्माण के लिए चक्रवात का उपयोग शामिल है।
2। दवा विकास: यह और इसके डेरिवेटिव में दवा विकास के क्षेत्र में व्यापक अनुप्रयोग क्षमता है। उदाहरण के लिए, यह शराब चयापचय में अल्कोहल एसिड डिहाइड्रोजनेज की गतिविधि को बाधित करने और फॉर्मलाडेहाइड के उत्पादन को कम करने के लिए पाया गया था। इसलिए, उत्पाद और इसके डेरिवेटिव का उपयोग शराब के नशा और शराब से संबंधित रोगों के उपचार के लिए दवाओं को विकसित करने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, इसमें विभिन्न जैविक गतिविधियाँ भी हैं जैसे एंटीऑक्सिडेंट, एंटी-इंफ्लेमेटरी और एंटी-ट्यूमर गुण, जो विभिन्न रोगों के इलाज के लिए दवाओं के आगे के अनुसंधान और विकास की संभावना प्रदान करते हैं।
3। कृषि अनुप्रयोग: इसमें पौधे के तनाव प्रतिरोध को बढ़ाने और पौधे के विकास को बढ़ावा देने का कार्य है। इसलिए, कृषि क्षेत्र में उत्पाद और इसके डेरिवेटिव को लागू करने से फसल की उपज बढ़ाने, कीटों और बीमारियों के लिए फसल प्रतिरोध बढ़ाने और पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता में सुधार हो सकता है।
4। जीवाणुरोधी एजेंट और खाद्य योजक: इसमें कुछ जीवाणुरोधी गतिविधि होती है और बैक्टीरिया और कवक के विकास को बाधित कर सकता है। इसलिए, यह और इसके डेरिवेटिव का उपयोग नए जीवाणुरोधी एजेंटों और खाद्य योजक को विकसित करने के लिए किया जा सकता है, जो खाद्य संरक्षण और सुरक्षा में योगदान करते हैं।
5। एंटीऑक्सिडेंट और पोषण की खुराक: इसमें मजबूत एंटीऑक्सिडेंट गतिविधि होती है, जो मुक्त कणों को समाप्त कर सकती है और कोशिकाओं को ऑक्सीडेटिव क्षति से बचा सकती है। इसलिए, यह एक प्राकृतिक एंटीऑक्सिडेंट के रूप में, एंटीऑक्सिडेंट और पोषण की खुराक तैयार करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, स्वास्थ्य कार्यों को प्रदान करने और पुरानी बीमारियों को रोकने में मदद करता है।
यह बताया जाना चाहिए कि उत्पाद के संश्लेषण और अनुप्रयोग पर अभी भी अपेक्षाकृत कम शोध है, और अधिकांश शोध उत्पाद के प्राकृतिक स्रोतों और जैविक गतिविधियों पर केंद्रित हैं। इसलिए, संश्लेषण मार्गों और अनुप्रयोग क्षेत्रों का पता लगाने के लिए आगे के अनुसंधान और विकास की आवश्यकता हैडेडज़िन.
सोयाबीन के खेतों में डेडज़िन सिंथेज़ जीन का ओवरएक्प्रेशन वास्तव में नई शाकाहारी बीटल प्रजाति को आकर्षित करता है
सोयाबीन, एक महत्वपूर्ण वैश्विक तेल फसल और प्रोटीन स्रोत के रूप में, उपज और गुणवत्ता के मामले में कीटों और बीमारियों से गंभीरता से खतरा है। हाल के वर्षों में, सिंथेटिक जीव विज्ञान प्रौद्योगिकी की सफलता के साथ, जीन संपादन के माध्यम से सोयाबीन तनाव प्रतिरोध को बढ़ाना एक शोध हॉटस्पॉट बन गया है। उनमें से, सोयाबीन में आइसोफ्लेवोन यौगिकों (जैसे कि डेडज़िन और जीनिस्टिन) की सामग्री को काफी बढ़ाने के लिए, डेडज़िन सिंथेज़ जीन (डीएसजी) के ओवरएक्प्रेशन को दिखाया गया है, जिससे रोगजनकों के लिए उनका प्रतिरोध बढ़ जाता है। हालांकि, फील्ड प्रयोगों ने अप्रत्याशित रूप से पाया कि सोयाबीन फील्ड्स ने डीएसजी को ओवरएक्सप्रेस करने के बजाय नए शाकाहारी बीटल के एकत्रीकरण को आकर्षित किया, जिसके परिणामस्वरूप पौधे की जड़ों को नुकसान हुआ और उपज में कमी आई। इस घटना से पौधे प्रतिरोध तंत्र और कीट व्यवहार पारिस्थितिकी के बीच जटिल बातचीत का पता चलता है:
डेडज़िन सिंथेज़ जीन का कार्य और आइसोफ्लेवोन चयापचय का विनियमन
डीएसजी जीन की जैविक भूमिका
डीएसजी जीन द्वारा एन्कोडेड एंजाइम एक प्रमुख दर है जो आइसोफ्लेवोन्स के बायोसिंथेसिस मार्ग में एंजाइम को सीमित करता है, जो कि डेडज़िन के डेडज़िन के रूपांतरण के लिए जिम्मेदार है। सोयाबीन के माध्यमिक मेटाबोलाइट्स के रूप में isoflavones, कई कार्य हैं:
एंटी रोगजनक बैक्टीरिया: रोगजनक बैक्टीरिया की कोशिका झिल्ली को नष्ट करके, एंजाइम गतिविधि को रोकना, और अन्य तरीकों से, यह सोयाबीन फाइटोफ्थोरा और रूट रोट जैसे कवक रोगों का विरोध कर सकता है;
एंटीऑक्सिडेंट: मुक्त कणों को साफ करना और पौधे की उम्र बढ़ने में देरी;
सिग्नल ट्रांसडक्शन: पौधों और सूक्ष्मजीवों के बीच बातचीत में भाग लें, रूट सिम्बायोटिक बैक्टीरियल समुदायों की संरचना को विनियमित करें।
बढ़ी हुई आइसोफ्लेवोन सामग्री का प्रतिरोध प्रभाव
अनुसंधान से पता चला है कि डीएसजी के ओवरएक्प्रेशन सोयाबीन के पत्तों और बीजों में डेडज़िन सामग्री को 3-5 गुना तक बढ़ा सकते हैं, जिससे रोगजनकों की संक्रमण दर में काफी कमी आ सकती है। उदाहरण के लिए, दक्षिण में Meloidogyne Incognita संक्रमण प्रयोग में, सामान्य किस्मों की तुलना में उच्च isoflavones सोयाबीन किस्मों की रूट नेमाटोड घनत्व सोयाबीन किस्मों में 62% की कमी आई। हालांकि, यह बढ़ा हुआ प्रतिरोध कीट व्यवहार अनुकूलन के लिए "लागत" को बढ़ा सकता है।
एक नए शाकाहारी बीटल की जैविक विशेषताएं और व्यवहारिक प्रतिक्रिया
स्कारब बीटल के आहार भेदभाव और पारिस्थितिक आला
Scarabaeidae क्रम कोलॉप्टेरा में एक व्यापक रूप से वितरित समूह है, जिसमें इसके लार्वा (ग्रब्स) और वयस्कों दोनों शाकाहारी हैं। उनके आहार के अनुसार, कछुओं को विभाजित किया जा सकता है:
फाइटोफैगी: पौधे की जड़ों और पत्तियों पर फ़ीड, जैसे कि कॉपर ग्रीन बीटल (एनोमाला कॉर्पुलेंटा);
मांसाहारी आहार: डंग बीटल (जियोट्रुपिडे) जैसे कार्बनिक पदार्थों को क्षय करते हैं;
सर्वव्यापी: पौधे और पशु अवशेषों दोनों को खाना।
इस अध्ययन में देखे गए नए प्रकार का स्कारब शाकाहारी उपसमूह के अंतर्गत आता है, जिसमें 12-15 मिमी की वयस्क शरीर की लंबाई, काले भूरे रंग की शरीर की सतह, गिल के आकार का एंटीना और ठेठ नोक्टर्नल फोटोटैक्सिस व्यवहार है। फील्ड मॉनिटरिंग से पता चलता है कि डीएसजी सोयाबीन फील्ड्स में इस बीटल का घनत्व सामान्य सोयाबीन के क्षेत्रों में 2.3 गुना है, और यह उच्च आइसोफ्लेवोन किस्मों की जड़ों पर खिलाना पसंद करता है।
गोल्डन कछुओं को आइसोफ्लेवोन्स के परिहार और आकर्षण का विरोधाभास
पारंपरिक दृष्टिकोण यह है कि पौधों के द्वितीयक चयापचयों, जैसे कि एल्कलॉइड्स और टेरपेन, कड़वाहट या विषाक्तता के माध्यम से शाकाहारी कीटों को पीछे कर सकते हैं। हालांकि, बीटल पर आइसोफ्लेवोन्स का प्रभाव एक "दोधारी तलवार" प्रभाव प्रस्तुत करता है:
कम एकाग्रता परिहार: साधारण सोयाबीन में daidzin सामग्री (0.5-1.2 mg/g) बीटल अंडे बिछाने और लार्वा जीवित रहने की दर को कम कर सकती है;
उच्च एकाग्रता आकर्षण: जब DSG सोयाबीन में Daidzin सामग्री 3.5 mg/g से अधिक हो जाती है, तो वयस्क बीटल की खिला आवृत्ति 40% बढ़ जाती है और लार्वा विकास दर में 15% की वृद्धि होती है।
यह विरोधाभासी घटना कीटों के संवेदी अनुकूलन और चयापचय डिटॉक्सिफिकेशन क्षमता से संबंधित हो सकती है।
कछुओं को आकर्षित करने वाले डीएसजी के overexpression के आणविक और रासायनिक तंत्र
कीट फेरोमोन के रूप में आइसोफ्लेवोन्स की संभावित भूमिका
कीड़े अपने मेजबानों का पता लगाने के लिए रासायनिक रिसेप्टर्स, जैसे एंटीना जैसे रासायनिक रिसेप्टर्स के माध्यम से पौधे वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (वीओसी) और माध्यमिक चयापचयों को पहचानते हैं। Daidzin की उच्च सांद्रता निम्नलिखित मार्गों के माध्यम से कछुओं के व्यवहार को प्रभावित कर सकती है:
प्रत्यक्ष आकर्षण: Daidzin की आणविक संरचना में हाइड्रॉक्सिल और ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड कीट फेरोमोन (जैसे सेक्स फेरोमोन) के सक्रिय समूहों का अनुकरण कर सकते हैं, जिससे बीटल की खिला प्रेरणा को ट्रिगर किया जा सकता है;
अप्रत्यक्ष प्रेरण: आइसोफ्लेवोन के उच्च स्तर सोयाबीन रूट एक्सयूडेट्स की संरचना को बदल सकते हैं, इथेनॉल और एसिटिक एसिड जैसे वाष्पशील पदार्थों की रिहाई को बढ़ा सकते हैं, "रासायनिक संकेत संयोजन" बनाते हैं, और बीटल के लिए आकर्षण बढ़ाते हैं।
गोल्डन कछुए का डिटॉक्सिफिकेशन और मेटाबॉलिक अनुकूलन
प्लांट खाने कीड़े डिटॉक्सिफिकेशन सिस्टम जैसे कि साइटोक्रोम P450 एंजाइम (CYP450) और ग्लूटाथियोन एस-ट्रांसफेरेज़ (GST) जैसे डिटॉक्सिफिकेशन सिस्टम के माध्यम से पौधों के बचाव यौगिकों का जवाब देते हैं। नए प्रकार के बीटल में निम्नलिखित अनुकूली विशेषताएं हो सकती हैं:
CYP450 जीन प्रवर्धन: जीनोमिक अनुक्रमण ने दिखाया कि इस बीटल में CYP6 पारिवारिक जीन की प्रतिलिपि संख्या सामान्य आबादी की तुलना में 2 गुना बढ़ गई, और यह कुशलता से Daidzin के ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को मेटाबोलाइज़ कर सकता है;
सिम्बायोटिक बैक्टीरिया असिस्टेड डिटॉक्सिफिकेशन: आंत माइक्रोबायोटा के विश्लेषण से पता चला है कि यह लैक्टोबैसिली और बेसिलस के साथ समृद्ध है जो आइसोफ्लेवोन्स को विघटित कर सकता है, डेडज़िन को गैर-विषैले डेडज़िन में परिवर्तित कर सकता है।
पौधों, कीड़ों और सूक्ष्मजीवों के बीच त्रिकोणीय बातचीत
DSG सोयाबीन फील्ड्स का पारिस्थितिकी तंत्र "प्लांट रेजिस्टेंस अपग्रेडिंग → कीट व्यवहार अनुकूलन → माइक्रोबियल कोवोल्यूशन" का एक गतिशील संतुलन प्रस्तुत करता है:
प्लांट स्टेज: डीएसजी के ओवरएक्प्रेशन से आइसोफ्लेवोन्स का संचय होता है, जिससे एक रासायनिक रक्षा अवरोध बनता है;
कीट चरण: बीटल जेनेटिक म्यूटेशन और सहजीवी बैक्टीरिया के माध्यम से डिटॉक्सिफिकेशन क्षमता प्राप्त करता है, रक्षा के माध्यम से टूट जाता है;
माइक्रोबियल चरण: आंत माइक्रोबायोटा क्षैतिज जीन हस्तांतरण के माध्यम से आइसोफ्लेवोन गिरावट जीन प्राप्त करता है, मेजबान अनुकूलनशीलता को बढ़ाता है।
यह प्रक्रिया "आर्म्स रेस" के सिद्धांत के अनुरूप है, जिसमें कहा गया है कि पौधे और कीड़े निरंतर विकास के माध्यम से गतिशील संतुलन बनाए रखते हैं।
पारिस्थितिक जोखिम और सोयाबीन के क्षेत्रों में डीएसजी को ओवरएक्सप्रेस करने की रणनीति
पारिस्थितिक जोखिम मूल्यांकन
जैव विविधता में गिरावट: उच्च आइसोफ्लेवोन्स के साथ सोयाबीन के क्षेत्रों में, स्कारब बीटल (जैसे कि स्टेप बीटल और परजीवी ततैया) के प्राकृतिक दुश्मनों की समृद्धि 30%तक कम हो जाती है, जिससे कीट प्रकोप हो सकती है;
गैर लक्ष्य प्रभाव: आइसोफ्लेवोन अपवाह के माध्यम से जल निकायों में प्रवेश करते हैं और मेंढकों जैसे जलीय जीवों के विकास और विकास को रोक सकते हैं;
जीन प्रवाह जोखिम: डीएसजी जीन पराग संचरण के माध्यम से जंगली सोयाबीन आबादी में फैल सकते हैं, उनके पारिस्थितिक कार्यों को बदल सकते हैं।
सतत प्रबंधन रणनीति
जीन संपादन अनुकूलन: CRISPR/CAS9 तकनीक का उपयोग DSG जीन के विशिष्ट प्रमोटर क्षेत्रों को बाहर करने के लिए किया जाता है, जो परिहार सीमा (1.5-2.5 mg/g) के भीतर आइसोफ्लेवोन सामग्री को नियंत्रित करता है;
कीट प्रतिरोधी किस्मों की फसल रोटेशन: बीटल की खाद्य श्रृंखला को बाधित करने के लिए कम आइसोफ्लेवोन सोयाबीन या कीट प्रतिरोधी आनुवंशिक रूप से संशोधित किस्मों (जैसे बीटी सोयाबीन) के साथ अंतराल पर रोपण;
जैविक नियंत्रण वृद्धि: स्कारब बीटल के प्राकृतिक दुश्मनों को छोड़ दें (जैसे कि मेटेरिज़ियम एनिसोप्लिया और नेमाटोड्स), या कीट जनसंख्या घनत्व को कम करने के लिए फेरोमोन जाल का उपयोग करें;
पारिस्थितिक मुआवजा तंत्र: स्कारब बीटल के प्राकृतिक दुश्मनों को आकर्षित करने और "पुश-पुल" रोकथाम और नियंत्रण प्रणाली को स्थापित करने के लिए क्षेत्र के किनारे पर शहद के पौधों (जैसे अल्फाल्फा) को रोपण करना।
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