UPSC MainsBOTANY-PAPER-II201715 Marks
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Q19.

पादप प्रजनन में आण्विक चिह्नकों के उपयोग का विस्तृत विवरण प्रस्तुत कीजिए।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, आण्विक चिह्नों (Molecular Markers) की अवधारणा को स्पष्ट करना आवश्यक है। पादप प्रजनन में इनका उपयोग कैसे किया जाता है, विभिन्न प्रकार के आण्विक चिह्नों, उनके लाभ और सीमाओं, और नवीनतम प्रगति पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। उत्तर को विभिन्न उपशीर्षकों में विभाजित करके एक संरचित प्रारूप में प्रस्तुत करना चाहिए, जिसमें प्रत्येक उपशीर्षक एक विशिष्ट पहलू को संबोधित करे। उदाहरणों और केस स्टडीज का उपयोग करके उत्तर को अधिक व्यावहारिक और समझने योग्य बनाया जा सकता है।

Model Answer

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Introduction

पादप प्रजनन, फसलों की उत्पादकता, गुणवत्ता और पर्यावरणीय अनुकूलन में सुधार करने की एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। पारंपरिक प्रजनन विधियों में समय और श्रम की अधिक आवश्यकता होती है और यह हमेशा वांछित परिणाम नहीं देती है। आण्विक चिह्नों (Molecular Markers) का उपयोग पादप प्रजनन में एक क्रांतिकारी बदलाव लाया है, जिससे प्रजनन प्रक्रिया को अधिक सटीक, कुशल और तेज बनाया जा सकता है। आण्विक चिह्नों का उपयोग डीएनए स्तर पर पौधों के आनुवंशिक लक्षणों की पहचान करने और उनका चयन करने में मदद करता है, जिससे बेहतर किस्मों का विकास संभव होता है।

आण्विक चिह्नों का परिचय

आण्विक चिह्नों को डीएनए में विशिष्ट स्थानों पर पाए जाने वाले आनुवंशिक लक्षणों के रूप में परिभाषित किया जाता है। ये लक्षण डीएनए अनुक्रम में परिवर्तन के कारण होते हैं और इनका उपयोग पौधों के बीच आनुवंशिक भिन्नता का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। आण्विक चिह्नों का उपयोग पौधों के आनुवंशिक मानचित्रण, आनुवंशिक विविधता का विश्लेषण, और वांछित लक्षणों वाले पौधों की पहचान करने के लिए किया जाता है।

आण्विक चिह्नों के प्रकार

विभिन्न प्रकार के आण्विक चिह्नों का उपयोग पादप प्रजनन में किया जाता है, जिनमें से कुछ प्रमुख निम्नलिखित हैं:

  • RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism): यह सबसे पुराने आण्विक चिह्नों में से एक है, जो डीएनए को प्रतिबंध एंजाइमों से काटने और परिणामी टुकड़ों के आकार में भिन्नता का पता लगाने पर आधारित है।
  • RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA): यह एक पीसीआर-आधारित तकनीक है जो डीएनए के यादृच्छिक टुकड़ों को प्रवर्धित करती है और उनके आकार में भिन्नता का पता लगाती है।
  • SSR (Simple Sequence Repeat) या माइक्रोसेटेलाइट: ये डीएनए में दोहराए जाने वाले अनुक्रमों पर आधारित होते हैं और उच्च बहुरूपता प्रदर्शित करते हैं।
  • SNP (Single Nucleotide Polymorphism): ये डीएनए अनुक्रम में एकल न्यूक्लियोटाइड परिवर्तन होते हैं और आनुवंशिक भिन्नता का पता लगाने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

पादप प्रजनन में आण्विक चिह्नों का उपयोग

आण्विक चिह्नों का उपयोग पादप प्रजनन में विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

  • आनुवंशिक मानचित्रण: आण्विक चिह्नों का उपयोग पौधों के जीनोम में जीन के स्थान को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
  • सहायक चयन (Marker-Assisted Selection - MAS): आण्विक चिह्नों का उपयोग वांछित लक्षणों वाले पौधों की पहचान करने और उनका चयन करने के लिए किया जाता है, जिससे प्रजनन प्रक्रिया को तेज किया जा सकता है।
  • आनुवंशिक विविधता का विश्लेषण: आण्विक चिह्नों का उपयोग पौधों की आनुवंशिक विविधता का आकलन करने और संरक्षण प्रयासों के लिए महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करने के लिए किया जाता है।
  • संकरण सत्यापन: आण्विक चिह्नों का उपयोग संकरण के बाद पौधों की शुद्धता और आनुवंशिक पृष्ठभूमि को सत्यापित करने के लिए किया जाता है।
  • रोग प्रतिरोधक क्षमता का चयन: आण्विक चिह्नों का उपयोग रोग प्रतिरोधक क्षमता वाले जीन वाले पौधों की पहचान करने और उनका चयन करने के लिए किया जाता है।

आण्विक चिह्नों के लाभ और सीमाएं

लाभ सीमाएं
प्रजनन प्रक्रिया को तेज और सटीक बनाता है। कुछ आण्विक चिह्नों का विकास और उपयोग महंगा हो सकता है।
वांछित लक्षणों वाले पौधों की पहचान करने में मदद करता है। आण्विक चिह्नों और लक्षणों के बीच संबंध हमेशा स्पष्ट नहीं होता है।
आनुवंशिक विविधता का विश्लेषण करने में मदद करता है। पर्यावरण कारकों का प्रभाव आनुवंशिक लक्षणों की अभिव्यक्ति को प्रभावित कर सकता है।
रोग प्रतिरोधक क्षमता वाले पौधों का चयन करने में मदद करता है। आण्विक चिह्नों की व्याख्या के लिए विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है।

आण्विक चिह्नों में नवीनतम प्रगति

आण्विक चिह्नों के क्षेत्र में लगातार प्रगति हो रही है। जीनोम-वाइड एसोसिएशन स्टडीज (GWAS) और नेक्स्ट-जेनरेशन सीक्वेंसिंग (NGS) जैसी तकनीकों ने पादप प्रजनन में आण्विक चिह्नों के उपयोग को और अधिक शक्तिशाली बना दिया है। ये तकनीकें पौधों के जीनोम में लाखों आण्विक चिह्नों का विश्लेषण करने और वांछित लक्षणों के लिए जिम्मेदार जीनों की पहचान करने में मदद करती हैं।

Conclusion

आण्विक चिह्नों ने पादप प्रजनन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, जिससे फसलों की उत्पादकता और गुणवत्ता में सुधार हुआ है। सहायक चयन, आनुवंशिक मानचित्रण, और आनुवंशिक विविधता के विश्लेषण जैसे अनुप्रयोगों ने प्रजनन प्रक्रिया को अधिक कुशल और सटीक बना दिया है। नवीनतम तकनीकों के विकास के साथ, आण्विक चिह्नों का उपयोग भविष्य में और भी अधिक महत्वपूर्ण होने की संभावना है, जिससे खाद्य सुरक्षा और कृषि स्थिरता में योगदान मिलेगा।

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

आण्विक चिह्नक (Molecular Marker)
डीएनए में पाया जाने वाला एक विशिष्ट स्थान जो आनुवंशिक भिन्नता को दर्शाता है और जिसका उपयोग आनुवंशिक लक्षणों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है।
जीनोम-वाइड एसोसिएशन स्टडीज (GWAS)
एक सांख्यिकीय दृष्टिकोण जो पूरे जीनोम में आनुवंशिक भिन्नताओं को लक्षणों के साथ जोड़ता है, जिससे रोग या अन्य लक्षणों के लिए जिम्मेदार जीनों की पहचान करने में मदद मिलती है।

Key Statistics

2022 में, वैश्विक आण्विक निदान बाजार का आकार 11.7 बिलियन अमेरिकी डॉलर था और 2028 तक 21.8 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है, जो 10.3% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (CAGR) दर्शाता है।

Source: Global Molecular Diagnostics Market Report, 2023

भारत में, आण्विक प्रजनन तकनीकों का उपयोग करके विकसित किस्मों ने 2021-22 में लगभग 15% अधिक उपज प्रदान की।

Source: भारतीय कृषि अनुसंधान परिषद (ICAR) रिपोर्ट, 2022 (ज्ञान कटऑफ के अनुसार)

Examples

चावल में ब्लास्ट रोग प्रतिरोधक क्षमता

आण्विक चिह्नों का उपयोग चावल में ब्लास्ट रोग प्रतिरोधक क्षमता वाले जीन की पहचान करने और उन्हें अन्य किस्मों में स्थानांतरित करने के लिए किया गया है, जिससे रोग प्रतिरोधी चावल किस्मों का विकास हुआ है।

Topics Covered

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