Model Answer
0 min readIntroduction
उत्परिवर्तन आनुवंशिक सामग्री में होने वाले अचानक, वंशानुगत परिवर्तन हैं जो किसी जीव के फेनोटाइप को बदल सकते हैं। पादप प्रजनन और फसल सुधार के क्षेत्र में, उत्परिवर्तन एक शक्तिशाली उपकरण के रूप में उभरा है, जो पौधों में नए और वांछित लक्षण पैदा करने की क्षमता रखता है। यह प्रक्रिया प्राकृतिक रूप से या विभिन्न भौतिक और रासायनिक उत्परिवर्तनजनकों के उपयोग से प्रेरित की जा सकती है। 20वीं सदी की शुरुआत से ही उत्परिवर्तन प्रजनन का उपयोग फसलों की उत्पादकता, गुणवत्ता और विभिन्न तनावों के प्रति प्रतिरोधक क्षमता में सुधार के लिए किया जा रहा है, जिससे खाद्य सुरक्षा में महत्वपूर्ण योगदान मिला है।
पादप प्रजनन में उत्परिवर्तनों की भूमिका
उत्परिवर्तन पादप प्रजनन में आनुवंशिक परिवर्तनशीलता का एक महत्वपूर्ण स्रोत प्रदान करते हैं, जो चयन के लिए आवश्यक है। ये परिवर्तन जीन अनुक्रमों या गुणसूत्र संरचना में हो सकते हैं। इन्हें मोटे तौर पर दो श्रेणियों में बांटा जा सकता है:
- सहज उत्परिवर्तन (Spontaneous Mutations): ये प्राकृतिक रूप से, बिना किसी बाहरी हस्तक्षेप के होते हैं। इनकी दर कम होती है लेकिन ये जैव विविधता के लिए महत्वपूर्ण हैं।
- प्रेरित उत्परिवर्तन (Induced Mutations): ये भौतिक (जैसे एक्स-रे, गामा-रे, यूवी-रे) या रासायनिक (जैसे ईएमएस, नाइट्रस एसिड) उत्परिवर्तनजनकों के उपयोग से प्रयोगशाला में प्रेरित किए जाते हैं। इनका उपयोग कृषि में वांछित लक्षणों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
फसल सुधार में उत्परिवर्तन के अनुप्रयोग
उत्परिवर्तन प्रजनन ने विभिन्न फसलों में सुधार लाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। इसके प्रमुख अनुप्रयोग निम्नलिखित हैं:
1. उपज में वृद्धि
- उत्परिवर्तन का उपयोग ऐसे पौधों की किस्मों को विकसित करने के लिए किया गया है जिनकी उपज क्षमता अधिक होती है। उदाहरण के लिए, बौनेपन के जीन (dwarfing genes) का उपयोग गेहूं और चावल में किया गया है ताकि पौधे की ऊंचाई कम हो सके और वे लॉजिंग (गिरने) के प्रति अधिक प्रतिरोधी बन सकें, जिससे उच्च उर्वरक प्रतिक्रिया और बेहतर उपज प्राप्त हो सके।
2. रोग और कीट प्रतिरोधक क्षमता
- उत्परिवर्तन के माध्यम से कई फसलों में प्रमुख रोगों और कीटों के प्रति प्रतिरोधक क्षमता विकसित की गई है। यह फसल नुकसान को कम करने और कीटनाशकों के उपयोग को घटाने में मदद करता है।
- उदाहरण: गेहूं में रस्ट रोग प्रतिरोधक क्षमता, जौ में पाउडर मिल्ड्यू प्रतिरोधक क्षमता।
3. गुणवत्ता में सुधार
- फसलों के पोषण मूल्य, स्वाद, बनावट और प्रसंस्करण गुणों में सुधार के लिए उत्परिवर्तन का उपयोग किया गया है।
- प्रोटीन सामग्री: कुछ दालों और अनाजों में प्रोटीन सामग्री बढ़ाने के लिए उत्परिवर्तन का उपयोग किया गया है।
- तेल की गुणवत्ता: तिलहन फसलों (जैसे सूरजमुखी, सोयाबीन) में तेल की गुणवत्ता और फैटी एसिड प्रोफाइल में सुधार।
- एंटीऑक्सीडेंट: फलों और सब्जियों में एंटीऑक्सीडेंट सामग्री को बढ़ाना।
4. परिपक्वता अवधि में परिवर्तन
- उत्परिवर्तन का उपयोग उन किस्मों को विकसित करने के लिए किया गया है जिनकी परिपक्वता अवधि छोटी या लंबी होती है, जिससे विभिन्न कृषि-जलवायु क्षेत्रों के लिए फसल की अनुकूलनशीलता बढ़ जाती है।
- शीघ्र पकने वाली किस्में: यह किसानों को एक ही मौसम में एक से अधिक फसल उगाने में सक्षम बनाता है, या प्रतिकूल मौसम की स्थिति से बचने में मदद करता है।
5. पर्यावरणीय तनावों के प्रति सहनशीलता
- उत्परिवर्तन प्रजनन का उपयोग पौधों में सूखा, लवणता, ठंड और गर्मी जैसे अजैविक तनावों के प्रति सहनशीलता विकसित करने के लिए किया जा रहा है।
- उदाहरण: कुछ चावल की किस्में जो उच्च लवणता वाले क्षेत्रों में बेहतर प्रदर्शन करती हैं।
6. पौधे की वास्तुकला में बदलाव
- उत्परिवर्तन के माध्यम से पौधे के आकार, शाखाकरण पैटर्न और पत्ती के कोण जैसे लक्षणों को संशोधित किया जा सकता है, जिससे प्रकाश संश्लेषण दक्षता और रोपण घनत्व में सुधार होता है।
उत्परिवर्तन प्रजनन की प्रक्रिया
उत्परिवर्तन प्रजनन में आमतौर पर निम्नलिखित चरण शामिल होते हैं:
- उत्परिवर्तनजनकों के साथ उपचार: बीजों या अन्य वानस्पतिक भागों को भौतिक या रासायनिक उत्परिवर्तनजनकों के संपर्क में लाया जाता है।
- M1 पीढ़ी का उगाना: उपचारित सामग्री से M1 (प्रथम उत्परिवर्तित) पीढ़ी उगाई जाती है। इस पीढ़ी के पौधे आमतौर पर बाँझ या कम उपजाऊ होते हैं।
- M2 पीढ़ी में चयन: M2 (द्वितीय उत्परिवर्तित) पीढ़ी में वांछित उत्परिवर्तित लक्षणों वाले पौधों का चयन किया जाता है। यहां लक्षण पृथक्करण होता है।
- M3 और आगे की पीढ़ियों में स्थिरीकरण: चयनित पौधों को आगे की पीढ़ियों (M3, M4 आदि) तक उगाया जाता है और आत्म-परागण द्वारा लक्षणों को स्थिर किया जाता है।
- प्रदर्शन का मूल्यांकन: नई स्थिर उत्परिवर्तित किस्मों का प्रदर्शन क्षेत्र परीक्षणों में अन्य स्थापित किस्मों के साथ तुलना करके मूल्यांकन किया जाता है।
लाभ और चुनौतियाँ
| लाभ | चुनौतियाँ |
|---|---|
| आनुवंशिक परिवर्तनशीलता का त्वरित सृजन। | अवांछित उत्परिवर्तन भी उत्पन्न हो सकते हैं (प्लेयोट्रोपिक प्रभाव)। |
| विशिष्ट, वांछित लक्षणों को लक्षित करने की क्षमता। | स्क्रीनिंग और चयन की प्रक्रिया श्रमसाध्य और महंगी हो सकती है। |
| मौजूदा उच्च उपज वाली किस्मों में सुधार। | वांछित उत्परिवर्तन की दर कम हो सकती है। |
| गैर-जीएमओ (GMO) विधि के रूप में उपभोक्ता स्वीकृति। | कभी-कभी अप्रत्याशित आनुवंशिक प्रभाव हो सकते हैं। |
Conclusion
पादप प्रजनन और फसल सुधार में उत्परिवर्तन की भूमिका निर्विवाद है। इसने दुनिया भर में सैकड़ों नई फसल किस्मों के विकास में योगदान दिया है, जिससे कृषि उत्पादकता और खाद्य सुरक्षा में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। हालांकि इसमें कुछ चुनौतियाँ हैं, जैसे अवांछित उत्परिवर्तन का प्रबंधन और गहन स्क्रीनिंग की आवश्यकता, आणविक जीव विज्ञान और जीनोम संपादन में प्रगति उत्परिवर्तन प्रजनन को और अधिक सटीक और कुशल बना रही है। भविष्य में, उत्परिवर्तन प्रजनन, अन्य उन्नत प्रजनन तकनीकों के साथ मिलकर, बदलती जलवायु और बढ़ती वैश्विक आबादी की जरूरतों को पूरा करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।
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.