Model Answer
0 min readIntroduction
कोशिकाद्रव्यीय नर बंध्यता (Cytoplasmic Male Sterility - CMS) एक महत्वपूर्ण प्रजनन संबंधी घटना है जो पौधों में नर प्रजनन क्षमता को प्रभावित करती है। यह एक ऐसी स्थिति है जिसमें नर पौधे पराग (pollen) उत्पन्न करने में असमर्थ होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप वे बीज उत्पादन के लिए अनुपयुक्त हो जाते हैं। CMS का उपयोग अक्सर संकर (hybrid) बीज उत्पादन में किया जाता है, क्योंकि यह मादा पंक्ति (female line) में आनुवंशिक उत्परिवर्तन (genetic mutation) की आवश्यकता को समाप्त करता है। यह घटना कृषि उत्पादन को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, विशेष रूप से मक्का, ज्वार और धान जैसी फसलों में। हाल के वर्षों में, CMS के आणविक तंत्र (molecular mechanisms) को समझने के लिए गहन शोध किया गया है, जिससे बेहतर संकर किस्मों के विकास की संभावना बढ़ी है।
कोशिकाद्रव्यीय नर बंध्यता: एक परिचय
CMS एक माइटोकॉन्ड्रियल (mitochondrial) या क्लोरोप्लास्टिक (chloroplastic) नियंत्रण वाला विशेषता है। इसका अर्थ है कि नर बंध्यता के लिए जिम्मेदार जीन कोशिकाद्रव्य (cytoplasm) में स्थित होते हैं, गुणसूत्रों (chromosomes) में नहीं। यह गुणसूत्रों से स्वतंत्र रूप से विरासत में मिलता है। CMS के कारण, नर पौधे पराग उत्पन्न करने में असमर्थ होते हैं, जबकि मादा पौधे सामान्य रूप से प्रजनन करने में सक्षम होते हैं। यह स्थिति संकर बीज उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण प्रदान करती है, जहाँ मादा पंक्ति में वांछित लक्षणों को संरक्षित किया जा सकता है।
CMS के प्रकार
CMS कई प्रकार के होते हैं, जिनमें से कुछ प्रमुख प्रकार निम्नलिखित हैं:
- गामीनोजी (Gametophytic) CMS: इस प्रकार में, CMS गुण वाले गैमेट (gamete) से उत्पन्न पौधे बंध्य (sterile) होते हैं। यह सबसे आम प्रकार है और अक्सर माइटोकॉन्ड्रियल CMS से जुड़ा होता है।
- स्पोरोगामीनोजी (Sporophytic) CMS: इस प्रकार में, CMS गुण वाले स्पोर (spore) से उत्पन्न पौधे बंध्य होते हैं। यह कम सामान्य है और क्लोरोप्लास्टिक CMS से जुड़ा हो सकता है।
- ड्यूल-सिंबल (Dual Symbol) CMS: यह CMS का एक दुर्लभ प्रकार है जो दोनों, माइटोकॉन्ड्रियल और क्लोरोप्लास्टिक, नियंत्रणों को दर्शाता है।
CMS का आणविक तंत्र
CMS का आणविक तंत्र जटिल है और अभी भी पूरी तरह से समझा नहीं गया है। हालाँकि, कुछ प्रमुख तंत्रों में शामिल हैं:
- माइटोकॉन्ड्रियल CMS: यह अक्सर "ऑर्गेलेल-जेन रिकॉम्बिनेशन" (organelle-gene recombination) के कारण होता है, जहाँ माइटोकॉन्ड्रियल जीन के बीच पुनर्संयोजन (recombination) से प्रोटीन की खराबी होती है जो पराग विकास के लिए आवश्यक है।
- क्लोरोप्लास्टिक CMS: यह क्लोरोप्लास्टिक जीन की खराबी के कारण हो सकता है, जो पराग विकास को बाधित करता है। phosphoglycolate synthase (pgs) जीन में उत्परिवर्तन इसका एक उदाहरण है।
कृषि में CMS का उपयोग
CMS का उपयोग संकर बीज उत्पादन में व्यापक रूप से किया जाता है। यह एक पंक्ति में आनुवंशिक उत्परिवर्तन की आवश्यकता को समाप्त करता है, जिससे बीज उत्पादन प्रक्रिया सरल हो जाती है। उदाहरण के लिए, मक्का में, CMS लाइनों का उपयोग मादा पंक्ति के रूप में किया जाता है, जबकि नर पंक्ति में आनुवंशिक रूप से अलग लक्षणों वाले पौधे होते हैं। इन दोनों पंक्तियों के संकरण से उच्च उपज वाली संकर किस्में प्राप्त होती हैं।
CMS के लाभ और सीमाएँ
| लाभ | सीमाएँ |
|---|---|
| संकर बीज उत्पादन को सरल बनाता है | CMS की उपस्थिति हमेशा वांछनीय नहीं होती है; यह पौधों के विकास को बाधित कर सकती है। |
| उच्च उपज वाली संकर किस्में विकसित करने में मदद करता है | CMS के कारण पौधों में कुछ लक्षण कमजोर हो सकते हैं, जैसे रोग प्रतिरोधक क्षमता। |
| मादा पंक्ति में आनुवंशिक उत्परिवर्तन की आवश्यकता समाप्त करता है | CMS के तंत्र को समझना और नियंत्रित करना जटिल हो सकता है। |
CMS से जुड़ी चुनौतियाँ और भविष्य की दिशाएँ
CMS से जुड़ी कुछ चुनौतियाँ निम्नलिखित हैं:
- CMS के तंत्र की जटिलता के कारण इसे नियंत्रित करना मुश्किल हो सकता है।
- CMS के कारण पौधों में कुछ लक्षण कमजोर हो सकते हैं।
- CMS के प्रसार को रोकना मुश्किल हो सकता है, क्योंकि यह अलैंगिक रूप से फैलता है।
भविष्य की दिशाएँ:
- CMS के आणविक तंत्र को बेहतर ढंग से समझने के लिए आनुवंशिक इंजीनियरिंग (genetic engineering) और जीन संपादन (gene editing) तकनीकों का उपयोग करना।
- CMS के नकारात्मक प्रभावों को कम करने के लिए पौधों को आनुवंशिक रूप से संशोधित करना।
- CMS को नियंत्रित करने के लिए नए तरीकों का विकास करना।
केस स्टडी: मक्का में CMS
मक्का में CMS का उपयोग संकर बीज उत्पादन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ‘के-मेल’ (K-male) CMS सिस्टम, जो माइटोकॉन्ड्रियल नियंत्रण द्वारा संचालित है, व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस सिस्टम में, मादा पंक्ति को के-मेल CMS लाइन के रूप में उपयोग किया जाता है, जबकि नर पंक्ति में आनुवंशिक रूप से अलग लक्षणों वाले पौधे होते हैं। इस संकरण से उच्च उपज और बेहतर गुणवत्ता वाली मक्का की संकर किस्में प्राप्त होती हैं। भारत में, यह तकनीक व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, जिससे मक्का उत्पादन में वृद्धि हुई है।
Conclusion
संक्षेप में, कोशिकाद्रव्यीय नर बंध्यता (CMS) पौधों के प्रजनन में एक महत्वपूर्ण उपकरण है, विशेष रूप से संकर बीज उत्पादन में। यह तकनीक बीज उत्पादन को सरल बनाती है और उच्च उपज वाली किस्मों के विकास में मदद करती है। हालांकि, CMS के तंत्र को पूरी तरह से समझना और इसकी सीमाओं को दूर करना भविष्य में महत्वपूर्ण है। आनुवंशिक इंजीनियरिंग और जीन संपादन तकनीकों के माध्यम से, CMS के उपयोग को और अधिक कुशल और टिकाऊ बनाया जा सकता है, जिससे कृषि उत्पादन में सुधार हो 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.