UPSC MainsBOTANY-PAPER-II201820 Marks
Q8.

कीट प्रतिरोधी पारजीनी पादपों का निर्माण कैसे किया जाता है? इस तकनीक में कौन-सा जीन उपयोग में लिया जाता है? इस तकनीक के मूलाधार को संक्षेप में स्पष्ट कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सबसे पहले कीट प्रतिरोधी पारजीनी पादपों के निर्माण की प्रक्रिया को स्पष्ट करें। फिर, उस विशिष्ट जीन पर ध्यान केंद्रित करें जिसका उपयोग आमतौर पर इस प्रक्रिया में किया जाता है (जैसे Bt जीन)। अंत में, इस तकनीक के मूलाधार, यानी आनुवंशिक अभियांत्रिकी के सिद्धांतों को संक्षेप में समझाएं। उत्तर को स्पष्ट और संरचित बनाने के लिए उपशीर्षकों का उपयोग करें।

Model Answer

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Introduction

कीट प्रतिरोधी पारजीनी पादप, कृषि में एक महत्वपूर्ण प्रगति है, जो फसलों को कीटों से बचाने के लिए आनुवंशिक अभियांत्रिकी का उपयोग करती है। यह तकनीक न केवल फसल उत्पादन को बढ़ाती है बल्कि रासायनिक कीटनाशकों के उपयोग को भी कम करती है, जिससे पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। वर्तमान में, कई देशों में Bt कपास, Bt मक्का और Bt बैंगन जैसी पारजीनी फसलें सफलतापूर्वक उगाई जा रही हैं। इस तकनीक का मूलाधार जीन स्थानांतरण और आनुवंशिक अभिव्यक्ति के सिद्धांतों पर आधारित है।

कीट प्रतिरोधी पारजीनी पादपों का निर्माण

कीट प्रतिरोधी पारजीनी पादपों का निर्माण एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

  • जीन की पहचान और पृथक्करण: सबसे पहले, एक ऐसे जीन की पहचान की जाती है जो कीटों के लिए विषैला होता है। उदाहरण के लिए, बैसिलस थुरिंजिएन्सिस (Bacillus thuringiensis) नामक जीवाणु में पाया जाने वाला Bt जीन। इस जीन को जीवाणु से पृथक किया जाता है।
  • जीन का प्रवर्धन: पृथक किए गए जीन की प्रतियां बनाने के लिए डीएनए प्रवर्धन तकनीक (जैसे पीसीआर - PCR) का उपयोग किया जाता है।
  • वाहक में जीन का आरोपण: प्रवर्धित जीन को एक वाहक (vector) में डाला जाता है, जो आमतौर पर एग्रोबैक्टीरियम ट्यूमेफेसिएन्स (Agrobacterium tumefaciens) नामक जीवाणु होता है। यह जीवाणु प्राकृतिक रूप से पौधों में अपना डीएनए स्थानांतरित करने की क्षमता रखता है।
  • पादप कोशिकाओं का संक्रमण: वाहक जीवाणु का उपयोग करके पादप कोशिकाओं को संक्रमित किया जाता है। जीवाणु अपने डीएनए (जिसमें Bt जीन शामिल है) को पादप कोशिका के जीनोम में स्थानांतरित कर देता है।
  • पुनरुत्पादन और चयन: संक्रमित पादप कोशिकाओं को ऊतक संवर्धन (tissue culture) तकनीक का उपयोग करके पुनरुत्पादित किया जाता है। Bt जीन को सफलतापूर्वक प्राप्त करने वाले पौधों का चयन किया जाता है।
  • क्षेत्रीय परीक्षण: चयनित पौधों को खेतों में उगाया जाता है और उनकी कीट प्रतिरोधक क्षमता का मूल्यांकन किया जाता है।

उपयोग में लिया जाने वाला जीन - Bt जीन

कीट प्रतिरोधी पारजीनी पादपों के निर्माण में सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला जीन Bt जीन है। यह जीन बैसिलस थुरिंजिएन्सिस जीवाणु में पाया जाता है और क्रिस्टल प्रोटीन (Cry प्रोटीन) के उत्पादन को नियंत्रित करता है। ये प्रोटीन कुछ विशिष्ट कीटों के लिए विषैले होते हैं, लेकिन पौधों, जानवरों और मनुष्यों के लिए हानिरहित होते हैं।

Bt जीन के विभिन्न प्रकार होते हैं, जो विभिन्न कीटों के खिलाफ प्रभावी होते हैं। उदाहरण के लिए, Bt कपास में Bt जीन का उपयोग कपास के बॉलवर्म (bollworm) कीट को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।

तकनीक का मूलाधार - आनुवंशिक अभियांत्रिकी

कीट प्रतिरोधी पारजीनी पादपों के निर्माण का मूलाधार आनुवंशिक अभियांत्रिकी (genetic engineering) के सिद्धांत हैं। आनुवंशिक अभियांत्रिकी में, एक जीव के जीनोम में वांछित जीन को डाला जाता है ताकि उस जीव के गुणों को बदला जा सके। इस तकनीक में निम्नलिखित प्रमुख अवधारणाएं शामिल हैं:

  • डीएनए: डीएनए (Deoxyribonucleic acid) सभी जीवों में आनुवंशिक जानकारी का वाहक होता है।
  • जीन: जीन डीएनए का एक खंड होता है जो एक विशिष्ट प्रोटीन के उत्पादन को नियंत्रित करता है।
  • जीन स्थानांतरण: जीन स्थानांतरण एक जीव से दूसरे जीव में जीन को स्थानांतरित करने की प्रक्रिया है।
  • आनुवंशिक अभिव्यक्ति: आनुवंशिक अभिव्यक्ति जीन से प्रोटीन के उत्पादन की प्रक्रिया है।
  • वाहक (Vector): वाहक एक ऐसा अणु होता है जो जीन को एक जीव से दूसरे जीव में स्थानांतरित करने में मदद करता है।

आनुवंशिक अभियांत्रिकी के माध्यम से, वैज्ञानिकों ने फसलों को कीटों, रोगों और अन्य पर्यावरणीय तनावों के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाया है।

तकनीक विवरण
जीन पृथक्करण वांछित जीन को स्रोत जीव से अलग करना।
जीन प्रवर्धन पीसीआर (PCR) जैसी तकनीकों का उपयोग करके जीन की प्रतियां बनाना।
वाहक में आरोपण जीन को एक वाहक (जैसे एग्रोबैक्टीरियम) में डालना।
पादप कोशिकाओं का संक्रमण वाहक के माध्यम से पादप कोशिकाओं में जीन का स्थानांतरण।
चयन और पुनरुत्पादन जीन को सफलतापूर्वक प्राप्त करने वाले पौधों का चयन और ऊतक संवर्धन द्वारा उनका पुनरुत्पादन।

Conclusion

कीट प्रतिरोधी पारजीनी पादपों का निर्माण कृषि में एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है, जो फसलों को कीटों से बचाने और उत्पादन बढ़ाने में मदद करती है। Bt जीन इस तकनीक में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, और आनुवंशिक अभियांत्रिकी के सिद्धांत इसके मूलाधार हैं। हालांकि, इन फसलों के उपयोग से जुड़े संभावित जोखिमों का मूल्यांकन करना और उन्हें कम करने के लिए उचित उपाय करना आवश्यक है। भविष्य में, आनुवंशिक अभियांत्रिकी के माध्यम से और अधिक उन्नत फसलों का विकास किया जा सकता है जो विभिन्न पर्यावरणीय चुनौतियों का सामना करने में सक्षम होंगी।

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

पारजीनी पादप (Transgenic plant)
पारजीनी पादप वह पौधा होता है जिसके जीनोम में बाहरी जीन (किसी अन्य जीव से) डाला गया हो।
जीनोम (Genome)
जीनोम किसी जीव में मौजूद सभी जीनों का संपूर्ण सेट होता है, जो डीएनए में निहित होता है।

Key Statistics

2022 में, भारत में Bt कपास का उत्पादन लगभग 36.5 मिलियन गांठ था, जो कुल कपास उत्पादन का 97% था।

Source: कृषि और किसान कल्याण मंत्रालय, भारत सरकार (ज्ञान कटऑफ 2023)

वैश्विक स्तर पर, आनुवंशिक रूप से संशोधित फसलों का क्षेत्रफल 2022 में 197.4 मिलियन हेक्टेयर था।

Source: ISAAA (International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications) (ज्ञान कटऑफ 2023)

Examples

Bt बैंगन

Bt बैंगन, भारत में व्यावसायिक रूप से उगाई जाने वाली पहली आनुवंशिक रूप से संशोधित सब्जी थी, जिसे फल और शूट बोरर कीट से बचाने के लिए विकसित किया गया था।