दोहरे अगुणित (डबल हैप्लॉइड) और पादप प्रजनन में इसके अनुप्रयोगों का विवरण दीजिए । अगुणित की उत्पादन विधियों की भी विवेचना कीजिए।

दोहरे अगुणित (डबल हैप्लॉइड) की परिभाषा

दोहरे अगुणित (Double Haploid - DH) वे पौधे होते हैं जो अगुणित (Haploid) कोशिकाओं (जिनमें गुणसूत्रों का केवल एक सेट होता है, 'n') से विकसित होते हैं और बाद में उनके गुणसूत्रों की संख्या को दोगुना करके समयुग्मजी (Homozygous) द्विगुणित ('2n') अवस्था प्राप्त की जाती है। यह प्रक्रिया सुनिश्चित करती है कि पौधे के सभी जीन के लिए समान एलील मौजूद हों, जिससे वे आनुवंशिक रूप से शुद्ध हो जाते हैं।

पादप प्रजनन में दोहरे अगुणित के अनुप्रयोग

दोहरे अगुणित तकनीक के पादप प्रजनन में अनेक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं, जो फसल सुधार कार्यक्रमों को गति प्रदान करते हैं:

• शुद्ध वंशक्रमों का तेजी से विकास: पारंपरिक प्रजनन में शुद्ध वंशक्रम प्राप्त करने में कई पीढ़ियां (लगभग 6-8 पीढ़ियां) लगती हैं। DH तकनीक से, F1 संकर से एक ही पीढ़ी में पूरी तरह से समयुग्मजी वंशक्रम प्राप्त किए जा सकते हैं, जिससे प्रजनन चक्र में 50% से अधिक की कमी आती है। यह समय और संसाधनों की बचत करता है।
• नई किस्मों का निर्माण: DH तकनीक का उपयोग करके विकसित किए गए समयुग्मजी वंशक्रमों को सीधे नई किस्मों के रूप में जारी किया जा सकता है या संकर किस्मों के माता-पिता के रूप में उपयोग किया जा सकता है। जौ, राई, मक्का, तंबाकू और रेपसीड जैसी कई फसलों में DH-व्युत्पन्न किस्में सफलतापूर्वक विकसित की गई हैं।
• आनुवंशिक मानचित्रण और QTL विश्लेषण: DH आबादी आनुवंशिक मानचित्रण और मात्रात्मक लक्षण लोकी (QTL) विश्लेषण के लिए आदर्श हैं क्योंकि वे पूरी तरह से समयुग्मजी होती हैं। इससे जीनों की स्थिति और उनके प्रभावों का सटीक निर्धारण संभव हो पाता है, जो मार्कर-सहायता प्राप्त प्रजनन (Marker-Assisted Breeding) के लिए महत्वपूर्ण है।
• उत्परिवर्तन प्रजनन में उपयोग: अगुणित अवस्था में उत्परिवर्तन को प्रेरित करना और उनका चयन करना आसान होता है क्योंकि कोई भी नया उत्परिवर्तन तुरंत व्यक्त हो जाता है (प्रभावी या अप्रभावी)। DH तकनीक का उपयोग करके रोग प्रतिरोधक या अन्य वांछित गुणों वाले उत्परिवर्ती किस्मों का विकास किया जा सकता है।
• संकर बीज उत्पादन में दक्षता: DH तकनीक संकर बीज उत्पादन के लिए आवश्यक इनब्रेड लाइनों के तेजी से विकास को सक्षम बनाती है। यह विशेष रूप से उन फसलों में उपयोगी है जहां संकर ओज (Heterosis) का उपयोग किया जाता है।
• रोग प्रतिरोधक क्षमता का अध्ययन: अगुणित पौधे रोगजनकों के प्रति प्रतिक्रिया का अध्ययन करने के लिए उत्कृष्ट मॉडल प्रदान करते हैं, क्योंकि उनकी आनुवंशिक सादगी जीन-रोगज़नक़ इंटरैक्शन को समझना आसान बनाती है।

अगुणित के उत्पादन की विधियां

अगुणित पौधों को मुख्य रूप से इन विट्रो (in vitro) संस्कृति विधियों द्वारा उत्पादित किया जाता है। इन विधियों को दो प्रमुख श्रेणियों में बांटा जा सकता है:

1. नर युग्मकोद्भिद संवर्धन (एंड्रोजेनेसिस)

यह सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली विधि है जिसमें परागकणों या परागकोषों को कल्चर मीडिया पर उगाकर अगुणित पौधों का उत्पादन किया जाता है।

• परागकोष संवर्धन (Anther Culture):
  • इसमें पौधे से युवा परागकोषों को निकाला जाता है।
  • इन्हें एक उपयुक्त पोषक माध्यम पर रखा जाता है जिसमें आवश्यक हार्मोन और पोषक तत्व होते हैं।
  • परागकण परागकोष के भीतर ही अगुणित भ्रूण या कैलस (अविभेदित कोशिकाओं का समूह) विकसित करते हैं।
  • इन भ्रूणों या कैलस को बाद में पूर्ण अगुणित पौधों में पुनर्जीवित किया जाता है।
  • उदाहरण: तंबाकू, धतूरा, चावल, गेहूं, जौ।
• पराग संवर्धन (Pollen Culture/Microspore Culture):
  • यह परागकोष संवर्धन का एक परिष्कृत रूप है, जिसमें परागकोष से परागकणों (माइक्रोस्पोर्स) को सीधे अलग किया जाता है।
  • इन अलग किए गए परागकणों को एक तरल या ठोस माध्यम पर संवर्धित किया जाता है।
  • यह विधि अधिक कुशल मानी जाती है क्योंकि यह परागकोष की दीवार से उत्पन्न होने वाले द्विगुणित कैलस के संदूषण को कम करती है।
  • उदाहरण: रेपसीड, मक्का।

2. मादा युग्मकोद्भिद संवर्धन (गामेटोजेनेसिस)

इस विधि में मादा युग्मक (अंडाशय या डिंब) को संवर्धित करके अगुणित पौधों का उत्पादन किया जाता है। यह उन प्रजातियों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है जहां एंड्रोजेनेसिस सफल नहीं है या कम प्रभावी है।

• डिंब संवर्धन (Ovule Culture):
  • संयंत्र से युवा डिंबों को निकाला जाता है।
  • इन्हें एक उपयुक्त पोषक माध्यम पर संवर्धित किया जाता है।
  • डिंब के भीतर मौजूद अनिषेचित अंडा कोशिका या अन्य कोशिकाएं अगुणित भ्रूण या कैलस बनाती हैं।
  • इन्हें बाद में अगुणित पौधों में विकसित किया जाता है।
  • उदाहरण: जौ (कम सफलता), कुछ फल फसलें।
• अंडाशय संवर्धन (Ovary Culture):
  • इसमें पूरे अंडाशय को निकाला और संवर्धित किया जाता है।
  • यह डिंब संवर्धन की तुलना में कम विशिष्ट है लेकिन कुछ पौधों में उपयोगी हो सकता है।
  • उदाहरण: कपास, सूरजमुखी (सीमित सफलता)।

3. इन विवो विधियाँ (In Vivo Methods)

कुछ पौधों में, अगुणितों को इन विवो (जीवित पौधे के भीतर) भी प्रेरित किया जा सकता है, हालांकि यह कम आम है।

• इंटरस्पेसिफिक क्रॉसिंग (Inter-specific Crossing):
  • कुछ प्रजातियों में, दो भिन्न प्रजातियों के बीच संकरण से अगुणित भ्रूण विकसित हो सकते हैं। एक माता-पिता का गुणसूत्र सेट समाप्त हो जाता है, जिससे अगुणित भ्रूण बनता है।
  • उदाहरण: जौ में होर्डियम बुल्बोजम (Hordeum bulbosum) विधि।
• रासायनिक रूप से प्रेरित अगुणितता (Chemically Induced Haploidy):
  • कुछ रसायन, जैसे डाइमेथाइल सल्फोक्साइड (DMSO) या नाइट्रस ऑक्साइड, अगुणितता को प्रेरित कर सकते हैं, हालांकि यह विधि अभी भी अनुसंधान चरण में है और व्यापक रूप से उपयोग नहीं की जाती है।

अगुणित पौधों के सफलतापूर्वक उत्पादन के बाद, गुणसूत्रों के दोहराव (क्रोमोसोम डबलिंग) के लिए कोल्किन (Colchicine) जैसे माइटोटिक इनहिबिटर का उपयोग किया जाता है, जिससे दोहरे अगुणित पौधे प्राप्त होते हैं।

अगुणित और दोहरे अगुणित के उत्पादन को प्रभावित करने वाले कारक

• जीनोटाइप: विभिन्न पौधों की प्रजातियाँ और यहाँ तक कि एक ही प्रजाति के अलग-अलग जीनोटाइप भी अगुणित उत्पादन में भिन्न प्रतिक्रिया देते हैं।
• दाता पौधे की शारीरिक अवस्था: दाता पौधे की वृद्धि की स्थितियाँ, जैसे प्रकाश, तापमान, पोषण, अगुणित उत्पादन की दक्षता को प्रभावित करती हैं।
• माध्यम की संरचना: पोषक माध्यम में कार्बोहाइड्रेट स्रोत, नाइट्रोजन का स्तर, हार्मोन का प्रकार और सांद्रता महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
• तापमान पूर्व-उपचार: कई प्रजातियों में, परागकोष या परागकणों को कल्चर से पहले ठंडे तापमान पर रखना अगुणित उत्पादन को बढ़ाता है।
• परागकण/डिंब की विकास अवस्था: सही विकास अवस्था में परागकणों या डिंब का चयन सफलता के लिए महत्वपूर्ण है।