UPSC MainsAGRICULTURE-PAPER-I201820 Marks
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Q12.

असुगुणित (एन्यूप्लॉइड), सुगुणित (यूप्लॉइड) एवं बहुगुणित (पॉलिप्लॉइड) के बीच विभेदन कीजिए । फसल सुधार में परबहुगुणिता (ऐलोपॉलिप्लॉइडी) के अनुप्रयोगों को विस्तार से स्पष्ट कीजिए ।

How to Approach

This question requires a clear understanding of chromosomal aberrations and their application in crop improvement. The approach should be to first define aneuploidy, euploidy, and polyploidy, highlighting the differences. Then, focusing on allopolyploidy, explain its mechanism and provide concrete examples of its application in crop development, emphasizing the benefits and limitations. A tabular comparison can be used to illustrate the differences. The answer should be structured logically with clear subheadings.

Model Answer

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Introduction

कृषि उत्पादन में निरंतर वृद्धि के लिए फसल सुधार एक महत्वपूर्ण पहलू है। गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन, जिसे युप्लॉइडी (euploidy) कहा जाता है, फसल सुधार में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। असुगुणित (aneuploidy), सुगुणित (euploidy) और बहुगुणित (polyploidy) – ये तीनों ही गुणसूत्रों की संख्या से संबंधित अवधारणाएँ हैं, जिनका उपयोग फसल की विशेषताओं को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है। हाल के वर्षों में, आनुवंशिक अभियांत्रिकी (genetic engineering) के विकास ने इन तकनीकों को और अधिक परिष्कृत किया है। इस उत्तर में, हम इन अवधारणाओं के बीच अंतर स्पष्ट करेंगे और फसल सुधार में परबहुगुणिता (allopolyploidy) के अनुप्रयोगों पर विस्तार से चर्चा करेंगे।

असुगुणित (Aneuploidy), सुगुणित (Euploidy) और बहुगुणित (Polyploidy) के बीच विभेदन

गुणसूत्रों की संख्या में परिवर्तन फसल की विशेषताओं को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकता है। इन परिवर्तनों को समझने के लिए, इन तीनों अवधारणाओं को समझना आवश्यक है:

असुगुणित (Aneuploidy)

असुगुणित का अर्थ है गुणसूत्रों की सामान्य संख्या से एक या अधिक गुणसूत्रों की कमी या अतिरिक्त होना। यह आमतौर पर अर्धसूत्रीविभाजन (meiosis) में त्रुटियों के कारण होता है। उदाहरण के लिए, डाउन सिंड्रोम (Down syndrome) मनुष्यों में ट्राइसॉमी 21 (Trisomy 21) है, जिसका अर्थ है कि 21वां गुणसूत्र तीन प्रतियाँ मौजूद हैं।

सुगुणित (Euploidy)

सुगुणित का अर्थ है गुणसूत्रों की सामान्य संख्या का होना। मानव कोशिकाओं में, यह 46 गुणसूत्र (23 जोड़े) होते हैं। सुगुणित जीवों में गुणसूत्रों की संख्या सामान्य होती है और आनुवंशिक स्थिरता बनी रहती है।

बहुगुणित (Polyploidy)

बहुगुणित का अर्थ है गुणसूत्रों की सामान्य संख्या से अधिक गुणसूत्रों का होना। यह अर्धसूत्रीविभाजन या समसूत्रीविभाजन (mitosis) में त्रुटियों के कारण हो सकता है। बहुगुणित पौधे आमतौर पर बड़े और अधिक जोरदार होते हैं। बहुगुणित पौधों को ऑटोपॉलिप्लॉइड (autopolyploid) या एलोपॉलिप्लॉइड (allopolyploid) में वर्गीकृत किया जा सकता है। ऑटोपॉलिप्लॉइड एक ही प्रजाति के गुणसूत्रों से उत्पन्न होते हैं, जबकि एलोपॉलिप्लॉइड दो अलग-अलग प्रजातियों के गुणसूत्रों से उत्पन्न होते हैं।

विशेषता असुगुणित (Aneuploidy) सुगुणित (Euploidy) बहुगुणित (Polyploidy)
गुणसूत्रों की संख्या सामान्य संख्या से भिन्न (कमी या अधिक) सामान्य संख्या सामान्य संख्या से अधिक
उत्पत्ति अर्धसूत्रीविभाजन में त्रुटि सामान्य अर्धसूत्रीविभाजन अर्धसूत्रीविभाजन या समसूत्रीविभाजन में त्रुटि
उदाहरण डाउन सिंड्रोम सामान्य मानव कोशिका ट्रिटिकम (Triticum - गेहूं)

फसल सुधार में परबहुगुणिता (Allopolyploidy) के अनुप्रयोग

परबहुगुणिता (allopolyploidy), जिसे एलोपॉलिप्लॉइडी (allopolyploidy) भी कहा जाता है, दो अलग-अलग प्रजातियों के गुणसूत्रों के संयोजन से उत्पन्न होता है। यह प्रक्रिया फसल सुधार के लिए विशेष रूप से उपयोगी है क्योंकि यह दो प्रजातियों के वांछनीय लक्षणों को एक ही पौधे में मिला सकती है।

परबहुगुणिता की प्रक्रिया

एलोपॉलिप्लॉइडी की प्रक्रिया में दो अलग-अलग प्रजातियों के पौधों का संकरण (hybridization) शामिल होता है। संकर (hybrid) पौधों में दो प्रजातियों के गुणसूत्र होते हैं, लेकिन वे प्रजनन करने में असमर्थ होते हैं क्योंकि अर्धसूत्रीविभाजन (meiosis) ठीक से नहीं हो पाता है। फिर, इन पौधों को रासायनिक उपचार (जैसे कोल्चिन - colchicine) के माध्यम से बहुगुणित बनाया जाता है, जिससे अर्धसूत्रीविभाजन की प्रक्रिया सामान्य हो जाती है और प्रजनन क्षमता वापस आ जाती है।

अनुप्रयोग और उदाहरण

  1. गेहूं (Wheat): आधुनिक गेहूं (ट्रिटिकम एस्टिवम - Triticum aestivum) एलोपॉलिप्लॉइड है, जो तीन अलग-अलग प्रजातियों (Triticum monococcum, Aegilops tauschii, और Triticum dicoccum) के गुणसूत्रों के संयोजन से बना है। यह गेहूं की उच्च उपज और बेहतर गुणवत्ता के लिए जिम्मेदार है।
  2. पत्ता गोभी (Brassica oleracea): पत्ता गोभी, ब्रोकली, फूलगोभी और पत्ता गोभी जैसे विभिन्न प्रकार के पौधे एलोपॉलिप्लॉइड हैं, जो विभिन्न जंगली Brassica प्रजातियों के संकरण से उत्पन्न हुए हैं।
  3. रबर (Rubber): वाणिज्यिक रबर के पेड़ (Hevea brasiliensis) एलोपॉलिप्लॉइड हैं, जो Hevea guianensis और Hevea nitida की संकरण से उत्पन्न हुए हैं।
  4. गाजर (Carrot): आधुनिक गाजर (Daucus carota) भी एलोपॉलिप्लॉइड है।

लाभ और सीमाएँ

लाभ:

  • दो प्रजातियों के वांछनीय लक्षणों का संयोजन।
  • फसल की उपज और गुणवत्ता में सुधार।
  • रोगों और कीटों के प्रति प्रतिरोधक क्षमता में वृद्धि।
  • नई किस्मों का विकास।

सीमाएँ:

  • गुणसूत्रों की अस्थिरता (genomic instability)
  • प्रजनन क्षमता में कमी (fertility reduction)
  • अनपेक्षित लक्षणों का प्रदर्शन (expression of undesirable traits)

भारत सरकार द्वारा राष्ट्रीय कृषि विकास योजना (RKVY) जैसी योजनाओं के माध्यम से फसल सुधार के लिए अनुसंधान और विकास को बढ़ावा दिया जा रहा है, जिसमें एलोपॉलिप्लॉइडी तकनीकों का उपयोग भी शामिल है।

Conclusion

असुगुणित, सुगुणित और बहुगुणित गुणसूत्रों की संख्या से संबंधित महत्वपूर्ण अवधारणाएँ हैं जिनका उपयोग फसल सुधार में किया जाता है। परबहुगुणिता (allopolyploidy) फसल सुधार के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है, जो दो अलग-अलग प्रजातियों के वांछनीय लक्षणों को एक साथ लाने की अनुमति देता है। हालांकि, इसके साथ जुड़ी सीमाओं को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है। भविष्य में, आनुवंशिक अभियांत्रिकी (genetic engineering) और जीनोम संपादन (genome editing) तकनीकों के साथ, एलोपॉलिप्लॉइडी फसल सुधार में और भी महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है, जिससे खाद्य सुरक्षा और पोषण सुनिश्चित करने में मदद मिलेगी।

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

अर्धसूत्रीविभाजन (Meiosis)
अर्धसूत्रीविभाजन एक प्रकार का कोशिका विभाजन है जो युग्मक (gametes) - शुक्राणु और अंडे कोशिकाओं - का उत्पादन करता है। इसमें गुणसूत्रों की संख्या आधी हो जाती है, जिससे यौन प्रजनन संभव होता है।
कोल्चिन (Colchicine)
कोल्चिन एक रासायनिक यौगिक है जिसका उपयोग पौधों को बहुगुणित (polyploid) बनाने के लिए किया जाता है। यह समसूत्रीविभाजन (mitosis) में स्पिंडल फाइबर के गठन को रोकता है, जिससे गुणसूत्रों की संख्या दोगुनी हो जाती है।

Key Statistics

विश्व में लगभग 70% खाद्य फसलें एलोपॉलिप्लॉइड हैं, जो इस तकनीक की महत्वपूर्ण भूमिका को दर्शाती हैं।

Source: FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations)

कोल्चिन का उपयोग करके लगभग 50% बहुगुणित पौधों का उत्पादन किया जाता है।

Examples

ट्रिटिकम (Triticum aestivum) - गेहूं

आधुनिक गेहूं, जो दुनिया की सबसे महत्वपूर्ण खाद्य फसलों में से एक है, एलोपॉलिप्लॉइड है और तीन प्रजातियों के गुणसूत्रों के संयोजन से बना है, जिससे इसकी उच्च उपज और बेहतर गुणवत्ता प्राप्त हुई है।

Frequently Asked Questions

एलोपॉलिप्लॉइडी और ऑटोपॉलिप्लॉइडी में क्या अंतर है?

एलोपॉलिप्लॉइडी दो अलग-अलग प्रजातियों के गुणसूत्रों से उत्पन्न होता है, जबकि ऑटोपॉलिप्लॉइडी एक ही प्रजाति के गुणसूत्रों से उत्पन्न होता है।

Topics Covered

BiologyGeneticsBotanyAneuploidyEuploidyPolyploidy