Model Answer
0 min readIntroduction
फसल सुधार कृषि विज्ञान का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र है, जिसका उद्देश्य बेहतर उपज, रोग प्रतिरोधक क्षमता और पोषण गुणवत्ता वाली फसलें विकसित करना है। पारंपरिक प्रजनन विधियों के अलावा, आण्विक जीव विज्ञान के प्रगति ने फसल सुधार के लिए नए रास्ते खोले हैं। आण्विक मार्कर (Molecular Markers) और मार्कर-सहायक चयन (Marker-Assisted Selection - MAS) ऐसी ही तकनीकें हैं जो फसल प्रजनन प्रक्रिया को अधिक कुशल और सटीक बनाने में मदद करती हैं। हाल के वर्षों में, जैव प्रौद्योगिकी के विकास ने इन तकनीकों के उपयोग को और भी व्यापक बना दिया है, खासकर जलवायु परिवर्तन और खाद्य सुरक्षा की चुनौतियों के सामने।
आण्विक मार्कर और मार्कर-सहायक चयन: एक परिचय
आण्विक मार्कर डीएनए (DNA) के विशिष्ट अनुक्रम होते हैं जिनका उपयोग पौधों के जीनोम में विशिष्ट जीन या डीएनए क्षेत्रों की पहचान करने के लिए किया जाता है। ये मार्कर पौधों के लक्षण (phenotype) से जुड़े होते हैं। मार्कर-सहायक चयन (MAS) एक प्रजनन तकनीक है जिसमें आण्विक मार्करों का उपयोग वांछित लक्षणों वाले पौधों का चयन करने के लिए किया जाता है। यह पारंपरिक प्रजनन विधियों की तुलना में अधिक सटीक और तेज़ है, क्योंकि यह पौधों को उगाए बिना ही लक्षणों का अनुमान लगा सकता है।
आण्विक मार्करों के प्रकार
विभिन्न प्रकार के आण्विक मार्कर उपलब्ध हैं, जिनमें शामिल हैं:
- RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism): यह सबसे पहले उपयोग किए गए मार्करों में से एक है, जो डीएनए को प्रतिबंधित करने (restrict) के बाद उत्पन्न होने वाले टुकड़ों की लंबाई में अंतर पर आधारित है।
- RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA): यह तकनीक छोटे डीएनए टुकड़ों को प्रवर्धित (amplify) करने के लिए यादृच्छिक प्राइमर (random primers) का उपयोग करती है।
- SSR (Simple Sequence Repeat) या microsatellites: ये डीएनए के छोटे, दोहराए जाने वाले अनुक्रम होते हैं जिनका उपयोग पौधों के जीनोम में विशिष्ट स्थानों की पहचान करने के लिए किया जाता है। SSR मार्कर RAPD और RFLP की तुलना में अधिक बहुमुखी (versatile) होते हैं।
- SNP (Single Nucleotide Polymorphism): ये डीएनए अनुक्रम में एकल आधार युग्म में अंतर होते हैं। SNP मार्कर सबसे आम आण्विक मार्कर हैं और इनका उपयोग जीनोम-व्यापी जुड़ाव विश्लेषण (genome-wide association studies) के लिए किया जाता है।
मार्कर-सहायक चयन (MAS) की प्रक्रिया
MAS प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:
- मार्कर का चयन: वांछित लक्षणों से जुड़े मार्करों की पहचान करना।
- जीनोमिक डीएनए का निष्कर्षण: पौधों से डीएनए निकालना।
- मार्कर जीनोटाइपिंग: डीएनए नमूनों में मार्करों की उपस्थिति या अनुपस्थिति का निर्धारण करना।
- चयन: वांछित मार्करों वाले पौधों का चयन करना।
- प्रजनन: चयनित पौधों को प्रजनन करना और अगली पीढ़ी प्राप्त करना।
MAS के लाभ और चुनौतियाँ
लाभ:
- सटीकता: यह लक्षणों की सटीक भविष्यवाणी करने में मदद करता है।
- गति: यह प्रजनन प्रक्रिया को तेज करता है।
- आर्थिक रूप से कुशल: यह समय और संसाधनों की बचत करता है।
- जटिल लक्षणों का सुधार: यह उन लक्षणों को सुधारने में मदद करता है जो पर्यावरण से प्रभावित होते हैं या जिन्हें मापना मुश्किल होता है।
चुनौतियाँ:
- उच्च प्रारंभिक लागत: मार्करों का विकास और जीनोमिक विश्लेषण महंगा हो सकता है।
- तकनीकी विशेषज्ञता की आवश्यकता: MAS के लिए प्रशिक्षित कर्मियों की आवश्यकता होती है।
- मार्कर-लक्षण संबंध की जटिलता: मार्करों और लक्षणों के बीच संबंध हमेशा सीधा नहीं होता है।
- जीन पूल का संकुचन: अत्यधिक चयन से जीन पूल का संकुचन हो सकता है।
भारत में MAS का अनुप्रयोग
भारत में, MAS का उपयोग चावल, गेहूं, मक्का, ज्वार, बाजरा और दालों जैसी महत्वपूर्ण फसलों के सुधार के लिए किया जा रहा है। उदाहरण के लिए, रोग प्रतिरोधक क्षमता वाले चावल की किस्मों को विकसित करने के लिए MAS का उपयोग किया गया है। राष्ट्रीय जीन बैंक (National Gene Bank) इस तकनीक को बढ़ावा देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहा है।
केस स्टडी: रोग प्रतिरोधी चावल की किस्मों का विकास
भारतीय कृषि अनुसंधान संस्थान (IARI) द्वारा विकसित 'पद्मश्री' नामक चावल की एक किस्म है, जिसे ब्लास्ट रोग (blast disease) के प्रति प्रतिरोधक क्षमता प्रदान करने के लिए MAS का उपयोग करके विकसित किया गया था। यह किस्म किसानों के बीच लोकप्रिय है और इसने चावल उत्पादन में वृद्धि करने में मदद की है।
| तकनीक | लाभ | नुकसान |
|---|---|---|
| पारंपरिक प्रजनन | कम लागत, सरल प्रक्रिया | समय लेने वाला, कम सटीक |
| मार्कर-सहायक चयन (MAS) | तेज़, सटीक, जटिल लक्षणों का सुधार | उच्च प्रारंभिक लागत, तकनीकी विशेषज्ञता की आवश्यकता |
Conclusion
फसल सुधार में आण्विक मार्करों और मार्कर-सहायक चयन (MAS) की भूमिका महत्वपूर्ण है। ये तकनीकें फसल प्रजनन प्रक्रिया को अधिक कुशल, सटीक और तेज़ बनाने में मदद करती हैं। चुनौतियों के बावजूद, MAS का उपयोग फसल उत्पादन और खाद्य सुरक्षा को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। भविष्य में, जीनोम संपादन (genome editing) जैसी नई तकनीकों के साथ MAS का संयोजन और भी बेहतर परिणाम दे सकता है। भारत सरकार को इन तकनीकों के विकास और उपयोग को बढ़ावा देने के लिए निरंतर प्रयास करने चाहिए।
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