UPSC MainsAGRICULTURE-PAPER-I201412 Marks
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Q9.

क्या कारण है कि मात्रात्मक विशेषकों में निरंतर परिवर्तन दिखाई देता है।

How to Approach

This question requires an understanding of quantitative traits in agriculture and the reasons behind their variability. The approach should be to first define quantitative traits and contrast them with qualitative traits. Then, discuss the genetic, environmental, and interactional factors contributing to this variability. The answer should be structured around these factors, with specific examples and relevant scientific principles. Finally, a brief discussion on the implications of this variability for crop improvement and breeding programs is warranted.

Model Answer

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Introduction

कृषि में, पौधों की विशेषताओं को गुणात्मक (Qualitative) और मात्रात्मक (Quantitative) दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है। गुणात्मक लक्षण, जैसे फूल का रंग या बीज का आकार, स्पष्ट रूप से अलग-अलग होते हैं और आनुवंशिक रूप से नियंत्रित होते हैं। वहीं, मात्रात्मक लक्षण, जैसे उपज, ऊंचाई, या फल का वजन, निरंतर परिवर्तनशील होते हैं और अनेक जीनों (polygenic) के प्रभाव में आते हैं। हाल के वर्षों में, जलवायु परिवर्तन, नई तकनीकों के आगमन, और फसल सुधार कार्यक्रमों के कारण मात्रात्मक लक्षणों में परिवर्तनशीलता की दर बढ़ी है। यह प्रश्न इस परिवर्तनशीलता के कारणों की पड़ताल करता है, जो कृषि उत्पादकता और खाद्य सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है।

मात्रात्मक लक्षणों में परिवर्तनशीलता के कारण

मात्रात्मक लक्षणों में निरंतर परिवर्तनशीलता कई जटिल कारकों के कारण होती है। इन कारकों को मुख्य रूप से आनुवंशिक, पर्यावरणीय और उनके अंतःक्रियात्मक प्रभावों में वर्गीकृत किया जा सकता है।

आनुवंशिक कारक (Genetic Factors)

  • बहुजीन नियंत्रण (Polygenic Control): मात्रात्मक लक्षण अक्सर कई जीनों द्वारा नियंत्रित होते हैं, प्रत्येक जीन का योगदान अपेक्षाकृत छोटा होता है। उदाहरण के लिए, फसल की ऊंचाई कई जीनों द्वारा नियंत्रित होती है, प्रत्येक जीन का प्रभाव मामूली होता है, लेकिन सभी का संयुक्त प्रभाव महत्वपूर्ण होता है।
  • एलील विविधता (Allelic Variation): प्रत्येक जीन के भीतर कई अलग-अलग एलील (alleles) मौजूद हो सकते हैं, जो लक्षणों में भिन्नता उत्पन्न करते हैं। यह विविधता पुनर्संयोजन (recombination) और उत्परिवर्तन (mutation) के माध्यम से उत्पन्न होती है।
  • डोमिनेंस और एपिस्टैसिस (Dominance and Epistasis): जीनों के बीच डोमिनेंस और एपिस्टैसिस के संबंध भी लक्षणों की अभिव्यक्ति को प्रभावित करते हैं, जिससे परिवर्तनशीलता बढ़ती है। एपिस्टैसिस तब होता है जब एक जीन दूसरे जीन के प्रभाव को छिपा देता है।

पर्यावरणीय कारक (Environmental Factors)

  • जलवायु (Climate): तापमान, वर्षा, प्रकाश और आर्द्रता जैसे जलवायु कारक पौधों के विकास और लक्षणों की अभिव्यक्ति को प्रभावित करते हैं। एक ही जीनोटाइप (genotype) अलग-अलग जलवायु परिस्थितियों में अलग-अलग प्रदर्शन कर सकता है।
  • मिट्टी (Soil): मिट्टी की उर्वरता, पीएच (pH) और जल निकासी जैसे गुण पौधों के विकास को प्रभावित करते हैं। पोषक तत्वों की कमी या अत्यधिक अम्लीय/क्षारीय मिट्टी पौधे के विकास को बाधित कर सकती है।
  • कृषि पद्धतियाँ (Agricultural Practices): सिंचाई, उर्वरक का उपयोग, खरपतवार नियंत्रण और कीट नियंत्रण जैसी कृषि पद्धतियाँ पौधों के विकास और लक्षणों को प्रभावित करती हैं।
  • पोषक तत्वों की उपलब्धता (Nutrient Availability): नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटेशियम जैसे आवश्यक पोषक तत्वों की उपलब्धता पौधे के विकास और लक्षणों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है।

आनुवंशिक और पर्यावरणीय अंतःक्रिया (Gene-Environment Interaction)

  • जीनोटाइप-पर्यावरण अंतःक्रिया (G x E Interaction): यह तब होता है जब एक जीनोटाइप का प्रदर्शन पर्यावरण के आधार पर भिन्न होता है। इसका अर्थ है कि एक जीनोटाइप एक वातावरण में अच्छा प्रदर्शन कर सकता है, लेकिन दूसरे में खराब। उदाहरण के लिए, कुछ किस्में सूखा प्रतिरोधी हो सकती हैं, जबकि अन्य उच्च नमी वाले वातावरण में बेहतर प्रदर्शन करती हैं।
  • प्लेटोथीपी (Plasticity): यह पौधों की एक ही जीनोटाइप के विभिन्न वातावरणों में अलग-अलग रूपों को प्रदर्शित करने की क्षमता है। उदाहरण के लिए, एक ही पौधे की ऊंचाई मिट्टी की उर्वरता के स्तर के आधार पर भिन्न हो सकती है।

उदाहरण (Examples)

उदाहरण 1: गेहूं की उपज (Wheat Yield): गेहूं की उपज कई जीनों द्वारा नियंत्रित होती है और जलवायु, मिट्टी और कृषि पद्धतियों से प्रभावित होती है। अलग-अलग क्षेत्रों में, अलग-अलग जीनोटाइप और पर्यावरणीय परिस्थितियाँ उपज में भिन्नता लाती हैं।

उदाहरण 2: मक्का की ऊंचाई (Maize Height): मक्का की ऊंचाई आनुवंशिक कारकों (जीन) और पर्यावरणीय कारकों (जैसे प्रकाश, पानी और उर्वरक) दोनों से प्रभावित होती है।

नवीनतम तकनीकें (Recent Technologies)

आनुवंशिक संशोधन (Genetic Modification) और जीन संपादन (Gene Editing) जैसी आधुनिक तकनीकें, वैज्ञानिकों को मात्रात्मक लक्षणों को नियंत्रित करने वाले जीनों को अधिक सटीक रूप से पहचानने और संशोधित करने में मदद कर रही हैं। CRISPR-Cas9 जैसी तकनीकें विशेष रूप से उपयोगी हैं।

कारक (Factor) प्रभाव (Effect)
बहुजीन नियंत्रण (Polygenic Control) लक्षणों में निरंतर परिवर्तनशीलता (Continuous variation)
पर्यावरणीय तनाव (Environmental Stress) उत्पादकता में कमी (Reduced productivity)
जीनोटाइप-पर्यावरण अंतःक्रिया (G x E Interaction) विभिन्न वातावरणों में प्रदर्शन में भिन्नता (Variation in performance across environments)

Conclusion

मात्रात्मक लक्षणों में परिवर्तनशीलता कृषि उत्पादन के लिए एक जटिल चुनौती है। यह आनुवंशिक और पर्यावरणीय कारकों के जटिल अंतःक्रिया का परिणाम है। फसल सुधार कार्यक्रमों को इस परिवर्तनशीलता को ध्यान में रखना चाहिए और विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूल जीनोटाइप विकसित करने पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। आधुनिक तकनीकों का उपयोग करके, हम फसलों की उत्पादकता और अनुकूलन क्षमता में सुधार कर सकते हैं। भविष्य में, जलवायु परिवर्तन के प्रभावों को कम करने के लिए लचीलापन (resilience) पर ध्यान देना महत्वपूर्ण होगा।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

जीनोटाइप (Genotype)
एक जीव का आनुवंशिक संविधान, जो उसके लक्षणों को निर्धारित करता है।
फेनोटाइप (Phenotype)
एक जीव के अवलोकन योग्य लक्षण, जो उसके जीनोटाइप और पर्यावरण के बीच अंतःक्रिया का परिणाम होते हैं।

Key Statistics

भारत में, जलवायु परिवर्तन के कारण गेहूं की उपज में 10-15% की कमी का अनुमान है (Knowledge Cutoff)।

Source: नासा (NASA) रिपोर्ट, 2021

CRISPR-Cas9 तकनीक का उपयोग करके, चावल की उपज में 15% तक की वृद्धि हासिल की जा सकती है (Knowledge Cutoff)।

Source: आईसीएआर-डीबीआर (ICAR-DBRA), 2022

Examples

आंध्र प्रदेश में सूखा प्रतिरोधी चावल की किस्म

आंध्र प्रदेश में, सूखा प्रतिरोधी चावल की किस्मों का उपयोग करके किसानों ने पानी की कमी के दौरान भी अच्छी उपज प्राप्त की है।

Frequently Asked Questions

मात्रात्मक लक्षणों को गुणात्मक लक्षणों से कैसे अलग किया जा सकता है?

मात्रात्मक लक्षण निरंतर परिवर्तनशील होते हैं और अनेक जीनों द्वारा नियंत्रित होते हैं, जबकि गुणात्मक लक्षण स्पष्ट रूप से अलग-अलग होते हैं और आमतौर पर कुछ ही जीनों द्वारा नियंत्रित होते हैं।

Topics Covered

AgricultureScience and TechnologyQuantitative TraitsGeneticsVariation