UPSC MainsBOTANY-PAPER-II202220 Marks
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Q12.

नर बंध्यता संकरओज (हेट्रोसिस) प्रजनन में किस प्रकार सहायता करती है ? संकरओज प्राप्त करने में बार्नेज-बारस्टार प्रणाली के अनुप्रयोग की चर्चा कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सबसे पहले नर बंध्यता और संकरओज (हेट्रोसिस) की अवधारणाओं को स्पष्ट करना आवश्यक है। फिर, यह बताना होगा कि संकरओज प्रजनन में नर बंध्यता कैसे सहायक है। अंत में, बार्नेज-बारस्टार प्रणाली के अनुप्रयोग को विस्तार से समझाना होगा। उत्तर को स्पष्ट और तार्किक क्रम में प्रस्तुत करना महत्वपूर्ण है, जिसमें परिभाषाएँ, स्पष्टीकरण और उदाहरण शामिल हों।

Model Answer

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Introduction

नर बंध्यता (Male Sterility) पौधों में प्रजनन क्षमता की कमी को संदर्भित करती है, जहाँ परागकण उत्पन्न नहीं होते या व्यवहार्य नहीं होते हैं। संकरओज (Heterosis), जिसे विषमसंकरण लाभ भी कहा जाता है, F1 पीढ़ी में माता-पिता की तुलना में बेहतर प्रदर्शन को दर्शाता है। कृषि में उच्च उपज और बेहतर गुणों वाले संकर बीजों के उत्पादन के लिए संकरओज का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। नर बंध्यता संकरओज प्रजनन को सक्षम करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है, क्योंकि यह वांछित माता-पिता लाइनों के बीच नियंत्रित संकरण की अनुमति देता है।

नर बंध्यता और संकरओज का संबंध

संकरओज प्रजनन में नर बंध्यता एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। नर बंध्यता के कारण, एक माता-पिता को परागकण उत्पन्न करने से रोका जा सकता है, जिससे दूसरे माता-पिता के परागकणों द्वारा सफलतापूर्वक निषेचन सुनिश्चित होता है। यह नियंत्रित संकरण की अनुमति देता है, जो संकर बीजों के उत्पादन के लिए आवश्यक है।

संकरओज प्राप्त करने में बार्नेज-बारस्टार प्रणाली का अनुप्रयोग

बार्नेज-बारस्टार प्रणाली एक जीन-आधारित प्रणाली है जिसका उपयोग नर बंध्यता को प्रेरित करने के लिए किया जाता है। यह प्रणाली Brassica napus (सरसों) में खोजी गई थी और अब अन्य फसलों में भी उपयोग की जा रही है। इस प्रणाली में दो जीन शामिल हैं: बार्नेज (Barnase) और बारस्टार (Barstar)

बार्नेज-बारस्टार प्रणाली की कार्यविधि

  • बार्नेज जीन: यह जीन एक राइबोन्यूक्लीज (RNase) नामक प्रोटीन का उत्पादन करता है जो परागकणों के विकास को बाधित करता है, जिससे नर बंध्यता होती है।
  • बारस्टार जीन: यह जीन एक प्रोटीन का उत्पादन करता है जो बार्नेज प्रोटीन को बांधता है और उसकी गतिविधि को रोकता है।

संकरओज प्रजनन में इस प्रणाली का उपयोग इस प्रकार किया जाता है:

  • एक माता-पिता लाइन को बार्नेज जीन से ट्रांसफॉर्म किया जाता है, जिससे वह नर बंध्य हो जाता है।
  • दूसरे माता-पिता लाइन को बारस्टार जीन से ट्रांसफॉर्म किया जाता है, जिससे वह बार्नेज प्रोटीन की गतिविधि को निष्क्रिय कर सकता है।
  • जब ये दोनों लाइनें संकरण करती हैं, तो बारस्टार जीन वाले परागकण बार्नेज प्रोटीन को निष्क्रिय कर देते हैं, जिससे निषेचन संभव हो पाता है।
  • F1 पीढ़ी संकर होती है और संकरओज प्रदर्शित करती है।

बार्नेज-बारस्टार प्रणाली के लाभ

  • यह एक प्रभावी प्रणाली है जो नर बंध्यता को प्रेरित करती है।
  • यह एक जीन-आधारित प्रणाली है, इसलिए यह अन्य प्रजनन विधियों की तुलना में अधिक सटीक है।
  • यह प्रणाली विभिन्न फसलों में उपयोग की जा सकती है।

बार्नेज-बारस्टार प्रणाली की सीमाएँ

  • इस प्रणाली को विकसित करने और लागू करने में समय और लागत लग सकती है।
  • कुछ मामलों में, बारस्टार जीन का प्रसार अनपेक्षित हो सकता है।

अन्य नर बंध्यता प्रणालियाँ

बार्नेज-बारस्टार प्रणाली के अलावा, नर बंध्यता को प्रेरित करने के लिए अन्य प्रणालियाँ भी उपलब्ध हैं, जैसे कि रासायनिक नर बंध्यता (Chemical Hybridization) और साइटोप्लाज्मिक नर बंध्यता (Cytoplasmic Male Sterility)।

प्रणाली विधि लाभ सीमाएँ
बार्नेज-बारस्टार जीन-आधारित उच्च प्रभावशीलता, सटीकता विकास में समय और लागत
रासायनिक नर बंध्यता रासायनिक उपचार सरल, कम लागत प्रभावशीलता कम, पर्यावरण पर प्रभाव
साइटोप्लाज्मिक नर बंध्यता साइटोप्लाज्मिक जीन स्थिर, व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है पर्यावरण के प्रति संवेदनशीलता

Conclusion

संक्षेप में, नर बंध्यता संकरओज प्रजनन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, और बार्नेज-बारस्टार प्रणाली एक प्रभावी उपकरण है जिसका उपयोग नर बंध्यता को प्रेरित करने के लिए किया जा सकता है। यह प्रणाली उच्च उपज और बेहतर गुणों वाले संकर बीजों के उत्पादन में मदद करती है, जो कृषि उत्पादकता को बढ़ाने में महत्वपूर्ण योगदान देती है। भविष्य में, इस प्रणाली को और अधिक कुशल और लागत प्रभावी बनाने के लिए अनुसंधान जारी रहना चाहिए।

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

संकरओज (Heterosis)
F1 पीढ़ी में माता-पिता की तुलना में बेहतर प्रदर्शन, जिसे विषमसंकरण लाभ भी कहा जाता है।
राइबोन्यूक्लीज (Ribonuclease)
एक एंजाइम जो आरएनए (RNA) को तोड़ता है। बार्नेज एक राइबोन्यूक्लीज है जो परागकणों के विकास को बाधित करता है।

Key Statistics

भारत में संकर बीजों का बाजार 2023 में लगभग 3.5 बिलियन अमेरिकी डॉलर का था और 2028 तक 5.5 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक पहुंचने का अनुमान है।

Source: Research and Markets Report, 2023

2022-23 में, भारत में कुल बीज उत्पादन 36.5 मिलियन टन था, जिसमें संकर बीजों का योगदान लगभग 40% था।

Source: कृषि और किसान कल्याण मंत्रालय, भारत सरकार (Ministry of Agriculture & Farmers Welfare, Government of India)

Examples

मक्का (Maize)

मक्का में संकरओज का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उपज में 20-30% की वृद्धि होती है।

Frequently Asked Questions

नर बंध्यता के अन्य तरीके क्या हैं?

नर बंध्यता को प्रेरित करने के लिए रासायनिक उपचार, साइटोप्लाज्मिक नर बंध्यता और जीन संपादन जैसी विभिन्न विधियों का उपयोग किया जा सकता है।

Topics Covered

BiologyGeneticsAgricultureHeterosisMale SterilityPlant Breeding