UPSC MainsBOTANY-PAPER-II201510 Marks
Q26.

उच्चकोटि पादपों के पुष्पन में फाइटोक्रोम प्रेरित अनुक्रियाओं के क्या विशेष अभिलक्षण होते हैं ? वे पुष्पन का किस प्रकार नियंत्रण करते हैं ?

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, फाइटोक्रोम की भूमिका और उच्च कोटि के पादपों में पुष्पन पर इसके प्रभाव को समझना आवश्यक है। उत्तर में फाइटोक्रोम की क्रियाविधि, विभिन्न प्रकार की प्रकाश प्रतिक्रियाएं, और पुष्पन को नियंत्रित करने में इसकी जटिल भूमिका को स्पष्ट करना होगा। संरचना में, फाइटोक्रोम का परिचय, इसकी क्रियाविधि, प्रकाश प्रतिक्रियाओं के प्रकार, और पुष्पन नियंत्रण में इसकी भूमिका को शामिल किया जाना चाहिए। उदाहरणों का उपयोग करके अवधारणाओं को स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है।

Model Answer

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Introduction

फाइटोक्रोम पादपों में पाया जाने वाला एक प्रकाश-संवेदी प्रोटीन है जो प्रकाश की गुणवत्ता, विशेष रूप से लाल और दूर-लाल प्रकाश को महसूस करता है। यह पादप विकास और विकास के विभिन्न पहलुओं को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जिसमें बीज अंकुरण, तना विस्तार, और पुष्पन शामिल हैं। पुष्पन, पादपों में प्रजनन का एक महत्वपूर्ण चरण है, और यह पर्यावरणीय संकेतों, जैसे प्रकाश अवधि और तीव्रता से प्रभावित होता है। फाइटोक्रोम इन संकेतों को महसूस करने और पादप के पुष्पन समय को समायोजित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

फाइटोक्रोम: एक परिचय

फाइटोक्रोम एक वर्णक प्रोटीन है जो दो आइसोमेरिक रूपों, Pr (लाल प्रकाश अवशोषित करने वाला) और Pfr (दूर-लाल प्रकाश अवशोषित करने वाला) में मौजूद होता है। Pr रूप निष्क्रिय होता है, जबकि Pfr रूप सक्रिय होता है और विभिन्न कोशिकीय प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करता है। प्रकाश के संपर्क में आने पर, Pr रूप Pfr में परिवर्तित हो जाता है, और Pfr रूप धीरे-धीरे Pr में वापस परिवर्तित हो जाता है, भले ही प्रकाश की अनुपस्थिति में भी।

फाइटोक्रोम प्रेरित अनुक्रियाओं के विशेष अभिलक्षण

1. प्रकाश गुणवत्ता संवेदनशीलता:

फाइटोक्रोम लाल (660 nm) और दूर-लाल (730 nm) प्रकाश के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है। लाल प्रकाश Pr को Pfr में परिवर्तित करता है, जबकि दूर-लाल प्रकाश Pfr को Pr में परिवर्तित करता है। यह अनुपात पादप के विकास और विकास को प्रभावित करता है।

2. प्रकाश अवधि संवेदनशीलता:

फाइटोक्रोम पादपों को प्रकाश की अवधि को मापने में मदद करता है, जो पुष्पन के लिए एक महत्वपूर्ण संकेत है। लंबे दिन के पौधों में, Pfr का संचय पुष्पन को प्रेरित करता है, जबकि छोटे दिन के पौधों में, Pfr का निम्न स्तर पुष्पन को प्रेरित करता है।

3. कोशिका संकेत मार्ग:

फाइटोक्रोम विभिन्न कोशिका संकेत मार्गों को सक्रिय करता है, जो जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करते हैं और पादप के विकास और विकास को विनियमित करते हैं। इन मार्गों में कैल्शियम सिग्नलिंग, हार्मोन सिग्नलिंग (जैसे ऑक्सिन, गिबरेलिन), और ट्रांसक्रिप्शन कारकों का सक्रियण शामिल है।

पुष्पन का नियंत्रण

1. प्रकाश अवधि (Photoperiodism):

फाइटोक्रोम प्रकाश अवधि को महसूस करके पुष्पन को नियंत्रित करता है। लंबे दिन के पौधों को पुष्पन के लिए एक निश्चित अवधि से अधिक प्रकाश की आवश्यकता होती है, जबकि छोटे दिन के पौधों को पुष्पन के लिए एक निश्चित अवधि से कम प्रकाश की आवश्यकता होती है।

2. वर्नलइज़ेशन (Vernalization):

कुछ पौधों को पुष्पन के लिए ठंडे तापमान की अवधि की आवश्यकता होती है, जिसे वर्नलइज़ेशन कहा जाता है। फाइटोक्रोम वर्नलइज़ेशन प्रक्रिया को विनियमित करने में शामिल हो सकता है, हालांकि इसकी सटीक भूमिका अभी भी स्पष्ट नहीं है।

3. हार्मोनल नियंत्रण:

फाइटोक्रोम हार्मोनल नियंत्रण के साथ मिलकर पुष्पन को नियंत्रित करता है। उदाहरण के लिए, फाइटोक्रोम गिबरेलिन के संश्लेषण को प्रेरित कर सकता है, जो पुष्पन को बढ़ावा देता है।

4. पुष्पन जीन:

फाइटोक्रोम पुष्पन से जुड़े जीनों की अभिव्यक्ति को प्रभावित करता है, जैसे FT (Flowering Locus T) जीन। FT जीन पुष्पन को प्रेरित करने वाले प्रोटीन का उत्पादन करता है।

पादप प्रकार प्रकाश आवश्यकता फाइटोक्रोम की भूमिका
लंबे दिन के पौधे 14 घंटे से अधिक प्रकाश Pfr का संचय पुष्पन को प्रेरित करता है
छोटे दिन के पौधे 14 घंटे से कम प्रकाश Pfr का निम्न स्तर पुष्पन को प्रेरित करता है
दिन-तटस्थ पौधे प्रकाश अवधि पर निर्भर नहीं अन्य कारक पुष्पन को नियंत्रित करते हैं

Conclusion

संक्षेप में, फाइटोक्रोम उच्च कोटि के पादपों में पुष्पन को नियंत्रित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह प्रकाश की गुणवत्ता और अवधि को महसूस करके, कोशिका संकेत मार्गों को सक्रिय करके, और पुष्पन जीनों की अभिव्यक्ति को प्रभावित करके पुष्पन को विनियमित करता है। फाइटोक्रोम की क्रियाविधि को समझना पादप प्रजनन और कृषि में सुधार के लिए महत्वपूर्ण है। भविष्य में, फाइटोक्रोम के साथ अन्य पर्यावरणीय कारकों की अंतःक्रिया को समझने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है।

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

फाइटोक्रोम
फाइटोक्रोम एक प्रकाश-संवेदी प्रोटीन है जो लाल और दूर-लाल प्रकाश को अवशोषित करता है, और पादप विकास और विकास को विनियमित करता है।
वर्नलइज़ेशन
वर्नलइज़ेशन ठंडे तापमान की अवधि के संपर्क में आने के बाद पादपों में पुष्पन को प्रेरित करने की प्रक्रिया है।

Key Statistics

विश्व स्तर पर, लगभग 80% पादप प्रजातियां प्रकाश अवधि के प्रति संवेदनशील होती हैं, और फाइटोक्रोम इस संवेदनशीलता में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

Source: Taiz & Zeiger, Plant Physiology (2010)

अनुमान है कि लगभग 10% पादप प्रजातियों को पुष्पन के लिए वर्नलइज़ेशन की आवश्यकता होती है।

Source: Chouard, C. (1967). The Chemical Basis of Floral Induction.

Examples

चावल (Rice)

चावल एक छोटा दिन का पौधा है, और इसका पुष्पन दिन की लंबाई कम होने पर प्रेरित होता है। फाइटोक्रोम इस प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और चावल की किस्मों को विकसित करने के लिए इसका उपयोग किया गया है जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में पुष्पन कर सकती हैं।

Frequently Asked Questions

फाइटोक्रोम की खोज किसने की?

फाइटोक्रोम की खोज 1950 के दशक में केनेथ वी. थिमैन और उनके सहयोगियों ने की थी।

Topics Covered

BiologyAgriculturePlant PhysiologyPhotoperiodismFlowering