UPSC MainsBOTANY-PAPER-I201815 Marks
Q24.

जीवद्रव्यक वियोजन के प्रक्रम का वर्णन कीजिए एवं जीवद्रव्यक संवर्धन के अनुप्रयोगों का उल्लेख कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सर्वप्रथम जीवद्रव्यक वियोजन (Protoplast Fusion) की प्रक्रिया को विस्तार से समझाना होगा, जिसमें इसके सिद्धांतों, विधियों और सीमाओं का वर्णन शामिल है। इसके बाद, जीवद्रव्यक संवर्धन (Protoplast Culture) के विभिन्न अनुप्रयोगों, जैसे कि संकर प्रजातियों का निर्माण, रोग प्रतिरोधी पौधों का विकास, और आनुवंशिक संशोधन में इसकी भूमिका को स्पष्ट करना होगा। उत्तर में वैज्ञानिक शब्दावली का प्रयोग करते हुए, उदाहरणों के साथ स्पष्टीकरण देना महत्वपूर्ण है।

Model Answer

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Introduction

जीवद्रव्यक वियोजन एक ऐसी तकनीक है जिसमें दो अलग-अलग पौधों की कोशिकाओं के जीवद्रव्यकों (प्रोटोप्लास्ट) को मिलाकर एक नया संकर जीवद्रव्यक बनाया जाता है। यह तकनीक पौधों में पारंपरिक संकरण विधियों की सीमाओं को पार करने में सहायक है, खासकर उन मामलों में जहां यौन प्रजनन संभव नहीं है। जीवद्रव्यक संवर्धन, वियोजित जीवद्रव्यकों को पोषक माध्यम में उगाकर नई कोशिकाओं और पौधों को विकसित करने की प्रक्रिया है। यह जैव प्रौद्योगिकी का एक महत्वपूर्ण उपकरण है जिसका उपयोग कृषि और वानिकी में सुधार के लिए किया जाता है।

जीवद्रव्यक वियोजन की प्रक्रिया

जीवद्रव्यक वियोजन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

  • कोशिका भित्ति का अपघटन: सबसे पहले, एंजाइमों (जैसे सेलुलेज और पेक्टिनेज) का उपयोग करके कोशिका भित्ति को हटा दिया जाता है, जिससे जीवद्रव्यक मुक्त हो जाता है।
  • जीवद्रव्यकों का संलयन: मुक्त जीवद्रव्यकों को एक साथ मिलाकर संलयन को प्रेरित किया जाता है। यह संलयन विभिन्न विधियों द्वारा किया जा सकता है, जैसे कि पॉलीइथिलीन ग्लाइकॉल (PEG) का उपयोग, विद्युत संलयन (Electrofusion), या रासायनिक संलयन।
  • चयन और संवर्धन: संलयित जीवद्रव्यकों को चयन माध्यम पर उगाया जाता है, जहां केवल संकर जीवद्रव्यक ही जीवित रहते हैं और विकसित होते हैं।
  • पुनरुत्पादन: संकर जीवद्रव्यकों को फिर पोषक माध्यम में उगाकर नई कोशिकाओं और पौधों को विकसित किया जाता है।

जीवद्रव्यक वियोजन की विधियाँ

जीवद्रव्यक वियोजन के लिए कई विधियाँ उपलब्ध हैं, जिनमें से कुछ प्रमुख विधियाँ निम्नलिखित हैं:

  • पॉलीइथिलीन ग्लाइकॉल (PEG) विधि: यह सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि है, जिसमें PEG का उपयोग जीवद्रव्यकों को एक साथ लाने और संलयन को प्रेरित करने के लिए किया जाता है।
  • विद्युत संलयन (Electrofusion): इस विधि में, जीवद्रव्यकों को एक विद्युत क्षेत्र में रखा जाता है, जिससे वे एक साथ आते हैं और संलयित हो जाते हैं।
  • रासायनिक संलयन: इस विधि में, विभिन्न रसायनों का उपयोग जीवद्रव्यकों को संलयित करने के लिए किया जाता है।

जीवद्रव्यक संवर्धन के अनुप्रयोग

जीवद्रव्यक संवर्धन के कई महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं, जिनमें से कुछ निम्नलिखित हैं:

  • संकर प्रजातियों का निर्माण: जीवद्रव्यक संवर्धन का उपयोग उन पौधों की संकर प्रजातियों को बनाने के लिए किया जा सकता है जो पारंपरिक संकरण विधियों द्वारा प्राप्त करना मुश्किल है। उदाहरण के लिए, टमाटर और आलू के बीच संकर प्रजाति का निर्माण किया गया है।
  • रोग प्रतिरोधी पौधों का विकास: जीवद्रव्यक संवर्धन का उपयोग रोग प्रतिरोधी पौधों को विकसित करने के लिए किया जा सकता है।
  • आनुवंशिक संशोधन: जीवद्रव्यक संवर्धन का उपयोग पौधों में विशिष्ट जीन को प्रवेशित करने के लिए किया जा सकता है, जिससे आनुवंशिक रूप से संशोधित पौधे प्राप्त होते हैं।
  • द्वितीयक मेटाबोलाइट उत्पादन: जीवद्रव्यक संवर्धन का उपयोग पौधों में द्वितीयक मेटाबोलाइट्स (जैसे एल्कलॉइड, टेरपेनोइड) के उत्पादन को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है।
  • पुनर्जनन (Regeneration): जीवद्रव्यकों से पूरे पौधे का पुनर्जनन किया जा सकता है, जो पौधों के क्लोनिंग के लिए उपयोगी है।

जीवद्रव्यक संवर्धन की सीमाएँ

जीवद्रव्यक संवर्धन की कुछ सीमाएँ भी हैं, जिनमें शामिल हैं:

  • निम्न दक्षता: जीवद्रव्यक संलयन और पुनर्जनन की दक्षता अक्सर कम होती है।
  • जेनेटिक अस्थिरता: जीवद्रव्यक संवर्धन के दौरान आनुवंशिक अस्थिरता की संभावना होती है।
  • तकनीकी जटिलता: जीवद्रव्यक संवर्धन एक तकनीकी रूप से जटिल प्रक्रिया है जिसके लिए विशेष उपकरणों और कौशल की आवश्यकता होती है।

Conclusion

जीवद्रव्यक वियोजन और संवर्धन जैव प्रौद्योगिकी के महत्वपूर्ण उपकरण हैं, जो पौधों में सुधार के लिए नई संभावनाएं प्रदान करते हैं। हालांकि इस तकनीक में कुछ सीमाएँ हैं, लेकिन निरंतर अनुसंधान और विकास के माध्यम से इन सीमाओं को दूर किया जा सकता है। भविष्य में, जीवद्रव्यक संवर्धन का उपयोग कृषि, वानिकी और औषधीय पौधों के उत्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता 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

जीवद्रव्यक (Protoplast)
जीवद्रव्यक एक कोशिका है जिससे कोशिका भित्ति हटा दी गई हो। यह कोशिका का जीवित भाग है जिसमें नाभिक, कोशिका द्रव्य और अन्य कोशिकांग शामिल होते हैं।
पॉलीइथिलीन ग्लाइकॉल (PEG)
पॉलीइथिलीन ग्लाइकॉल एक बहुलक है जिसका उपयोग जीवद्रव्यकों को संलयित करने के लिए किया जाता है। यह जीवद्रव्यकों की झिल्लियों को निर्जलित करके संलयन को बढ़ावा देता है।

Key Statistics

2023 में, वैश्विक जैव प्रौद्योगिकी बाजार का आकार 1.4 ट्रिलियन अमेरिकी डॉलर था, और इसके 2030 तक 3.4 ट्रिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है।

Source: Global Market Insights

भारत में जैव प्रौद्योगिकी उद्योग 2022 में 80 बिलियन अमेरिकी डॉलर का था और 2025 तक 150 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है।

Source: Confederation of Indian Industry (CII)

Examples

टमाटर-आलू संकर (Pomato)

टमाटर और आलू के बीच जीवद्रव्यक संलयन द्वारा 'पोमाटो' नामक एक संकर प्रजाति विकसित की गई है, जो टमाटर के फल और आलू के कंद दोनों का उत्पादन करती है।

Frequently Asked Questions

जीवद्रव्यक संलयन और पारंपरिक संकरण में क्या अंतर है?

जीवद्रव्यक संलयन में, दो अलग-अलग प्रजातियों के जीवद्रव्यकों को सीधे मिलाया जाता है, जबकि पारंपरिक संकरण में, दो प्रजातियों के पौधों को आपस में प्रजनन कराया जाता है। जीवद्रव्यक संलयन उन प्रजातियों के बीच संकरण की अनुमति देता है जो यौन रूप से असंगत हैं।

Topics Covered

BotanyBiotechnologyCallus CulturePlant Tissue CultureBiotechnology