Model Answer
0 min readIntroduction
लवणता और धात्विक तनाव, दोनों ही पौधों के विकास और उत्पादकता के लिए गंभीर चुनौतियां हैं। लवणता, मिट्टी में घुलनशील लवणों की उच्च सांद्रता के कारण होती है, जबकि धात्विक तनाव, मिट्टी में भारी धातुओं की उपस्थिति के कारण उत्पन्न होता है। ये तनाव पौधों में परासरण तनाव (Osmotic stress), आयनिक विषैलापन (Ionic toxicity) और ऑक्सीडेटिव तनाव (Oxidative stress) जैसे विभिन्न शारीरिक और जैव रासायनिक परिवर्तनों को प्रेरित करते हैं। तनाव कार्यिकी, पौधों में इन तनावों के प्रति प्रतिक्रियाओं का अध्ययन है, जो पौधों की उत्तरजीविता और अनुकूलन के लिए महत्वपूर्ण है। हाल के वर्षों में, जलवायु परिवर्तन और औद्योगीकरण के कारण इन तनावों की तीव्रता और आवृत्ति में वृद्धि हुई है, जिससे कृषि और पर्यावरण पर नकारात्मक प्रभाव पड़ रहा है।
लवणता एवं धात्विक तनावों के सम्बन्ध में तनाव कार्यिकी की विधियां
तनाव कार्यिकी की विधियों को समझने के लिए, हमें पहले यह जानना होगा कि पौधे इन तनावों को कैसे महसूस करते हैं और उनके प्रति कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।
1. लवणता तनाव के प्रति तनाव कार्यिकी
- पराबसरण तनाव: उच्च लवणता मिट्टी के जल विभव को कम करती है, जिससे पौधों की जड़ों द्वारा पानी का अवशोषण कम हो जाता है।
- आयनिक विषैलापन: सोडियम (Na+) और क्लोराइड (Cl-) जैसे आयन पौधों के ऊतकों में जमा हो जाते हैं, जिससे एंजाइमों की गतिविधि बाधित होती है और कोशिकाएं क्षतिग्रस्त हो जाती हैं।
- ऑक्सीडेटिव तनाव: लवणता तनाव के कारण प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS) का उत्पादन बढ़ जाता है, जो कोशिका झिल्ली, प्रोटीन और डीएनए को नुकसान पहुंचाते हैं।
पौधे लवणता तनाव से निपटने के लिए विभिन्न रणनीतियों का उपयोग करते हैं, जैसे कि:
- लवण बहिष्करण: कुछ पौधे जड़ों में लवणों के अवशोषण को कम करते हैं या उन्हें वापस मिट्टी में स्रावित करते हैं।
- लवण संचय: कुछ पौधे लवणों को अपने ऊतकों में जमा कर लेते हैं, लेकिन उन्हें हानिकारक सांद्रता तक पहुंचने से रोकते हैं।
- ऑस्मोलिट संचय: पौधे प्रोलाइन, ग्लाइसिन बेटेन और शर्करा जैसे ऑस्मोलिट्स का संचय करते हैं, जो कोशिका विभव को बनाए रखने और ऑक्सीडेटिव तनाव से बचाने में मदद करते हैं।
2. धात्विक तनाव के प्रति तनाव कार्यिकी
- धातु अवशोषण और परिवहन: भारी धातुएं मिट्टी से पौधों द्वारा अवशोषित की जाती हैं और जड़ों से पत्तियों तक परिवहन की जाती हैं।
- आयनिक विषैलापन: भारी धातुएं एंजाइमों को निष्क्रिय कर सकती हैं, झिल्ली को नुकसान पहुंचा सकती हैं और डीएनए को बांध सकती हैं।
- ऑक्सीडेटिव तनाव: भारी धातुएं ROS के उत्पादन को बढ़ा सकती हैं, जिससे ऑक्सीडेटिव क्षति हो सकती है।
पौधे धात्विक तनाव से निपटने के लिए विभिन्न तंत्रों का उपयोग करते हैं, जैसे कि:
- धातु बहिष्करण: पौधे धातुओं को जड़ों में बांध सकते हैं या उन्हें वापस मिट्टी में स्रावित कर सकते हैं।
- धातु संचय: कुछ पौधे धातुओं को अपने ऊतकों में जमा कर लेते हैं, लेकिन उन्हें हानिकारक सांद्रता तक पहुंचने से रोकते हैं।
- कीलेशन: पौधे फाइटोकेलेटिन जैसे अणुओं का उपयोग करके धातुओं को बांधते हैं, जिससे उनकी विषाक्तता कम हो जाती है।
3. तनाव कार्यिकी की विधियां
| विधि | विवरण | उदाहरण |
|---|---|---|
| जैव रासायनिक विश्लेषण | एंजाइम गतिविधि, ऑस्मोलिट संचय, ROS स्तर और धातु सांद्रता को मापना। | प्रोलाइन सामग्री का मापन लवणता तनाव के प्रति पौधे की प्रतिक्रिया का आकलन करने के लिए। |
| आणविक जीवविज्ञान | तनाव-संबंधित जीन अभिव्यक्ति का विश्लेषण करना। | तनाव-प्रेरित जीन की पहचान करना जो लवणता या धात्विक तनाव के प्रति पौधे की सहनशीलता में शामिल हैं। |
| शारीरिक माप | पानी की क्षमता, स्टोमटल चालन और प्रकाश संश्लेषण दर को मापना। | लवणता तनाव के तहत स्टोमटल चालन में कमी का मापन। |
| इमेजिंग तकनीक | धातु वितरण और ऑक्सीडेटिव तनाव के स्थानिक वितरण का अध्ययन करना। | फ्लोरेसेंस माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके ROS के संचय का पता लगाना। |
उदाहरण: धान (Oryza sativa) लवणता के प्रति सहनशील है क्योंकि इसमें Na+/H+ एंटीपोर्टर जीन होते हैं जो अतिरिक्त Na+ आयनों को कोशिका से बाहर निकालने में मदद करते हैं। इसी तरह, कुछ पौधे, जैसे कि थाले क्रुसियाना (Thlaspi caerulescens), भारी धातुओं को अपने ऊतकों में जमा करने की क्षमता रखते हैं, जिससे वे दूषित मिट्टी को साफ करने के लिए उपयोगी होते हैं।
Conclusion
लवणता और धात्विक तनाव, पौधों के लिए गंभीर चुनौतियां हैं, लेकिन पौधे इन तनावों से निपटने के लिए विभिन्न शारीरिक, जैव रासायनिक और आणविक तंत्रों का उपयोग करते हैं। तनाव कार्यिकी की विधियों का उपयोग करके, हम पौधों की तनाव सहनशीलता को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं और तनाव-सहनशील फसलों को विकसित करने के लिए रणनीतियां विकसित कर सकते हैं। भविष्य में, जलवायु परिवर्तन और औद्योगीकरण के कारण इन तनावों की तीव्रता बढ़ने की संभावना है, इसलिए पौधों की तनाव सहनशीलता में सुधार करना कृषि और पर्यावरण के लिए महत्वपूर्ण होगा।
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.