बागवानी में जैव प्रौद्योगिकी की भूमिका
इन विट्रो कल्चर तकनीकों में लगभग 60 साल पहले फल की फसलों के लिए कई अनुप्रयोग हुए हैं। जिनमें गुठलीदार फलों के लिए भ्रूण बचाव तकनीक शामिल हैं। जो बाद में इस विधि को व्यावसायिक रूप से स्वीकार्य, जल्दी पकने वाले आड़ू की खेती के उत्पादन के लिए सफलतापूर्वक लागू किया गया है।
इन विधियों को अन्य फसलों के लिए भी अनुकूलित किया गया है उदाहरण प्रजनन कार्यक्रमों में प्रारंभिक पकने और बीज रहित अंगूर दोनों का उत्पादन करने के लिए। ऐतिहासिक रूप से फलों की फसलों के लिए इन विट्रो विधि के तरीकों का दूसरा अनुप्रयोग स्ट्रॉबेरी से वायरस पैदा करने वाली बीमारी को खत्म करना था।
मेरिस्टेम टिप विधि तब से कई फलों की फसलों के लिए वायरस.अनुक्रमण कार्यक्रमों का एक अभिन्न हिस्सा बन गई है। आमतौर पर थर्मोथेरेपी के साथ। कुछ मामलों में इन विट्रो मे मेरिस्टमेटिक टिप को सूक्ष्म रूप से विकसित करना आवश्यक है। जैसा कि साइट्रस द्वारा किया जाता है ।
पिछले 25 वर्षों के भीतर फलों की फसलों का सूक्ष्म प्रसार इन विट्रो प्रौद्योगिकी का एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग बन गया है। स्ट्राबेरी पहली फलों की फसल थी जिसके लिए विधि विकसित की गई थी। अब कई फलों की फसलों को व्यावसायिक रूप से सूक्ष्म रूप से प्रचारित किया जा रहा है। इन विट्रो विधि के अधिक हालिया उपयोग फल फसलों के आनुवंशिक सुधार के लिए अनुप्रयोग पर जोर देते हैं।
Table: Micropropagation of fruit crops
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Temperate fruit crops |
Tropical fruit crops |
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Apple Pear Peach Cherry sweet Cherry sour Strawberry Black berry Rasp berry Grape
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Kiwifruit Pineapple Cashew Papaya Lime Lemon Mulberry Banana Date palm Guava Pomegranae |
इन अनुप्रयोगों में फ़्यूज़ किए गए प्रोटोप्लास्ट्स से हाइब्रिड पौधों का उत्पादन पुनर्जीवित पौधों में सोमक्लोनल भिन्नता और उत्परिवर्तित चालित परिवर्तन एथेर कल्चर से हाप्लोइड्स पौधे और एग्रोबैक्टीरियम.मध्यस्थता परिवर्तन के माध्यम से विशिष्ट जीन के हस्तांतरण शामिल हैं।
बागवानी फ़सलों के पौधों को बेहतर बनाने और गुणा करने के लिए अनेक विधियों का उपयोग किया जाता है जैसे टिशू कल्चर, भ्रूण बचाव, जेनेटिक इंजिनियरिंग, मॉलिक्युलर मार्कर, विषाणु उन्मूलन, जर्मप्लाज्म संरक्षण, हैप्लायड उत्पादन
उपर्युक्त विधियों को फलों की फसलो की रोपण फसलों और सब्जियों की फसलों के लिए नियोजित किया गया है। वृक्षारोपण फसलों के उदाहरण हैं. अनानास हथेलियाँ, केला, कोको (थियोब्रोम कैको), कॉफ़ी (कॉफ़िया सपा), चाय (कैमेलिया सपा),रबर (हेविया ब्रासिलिनेसिस), वेनिला (वेनिला प्लैनिफ़ोलिया), लौंग (सिज़ेगियम स्प) ,अदरक, हल्दी, इलायची । इन पौधों में से कुछ पौधे टिशू कल्चर उपयोग द्वारा लाखों में उत्पादित किए जाते हैं।
सब्जी की फसलों में प्रमुख जोर दिया गया है . गोभी (ब्रैसिका ओलेरासिया) सरसों (ब्रेसिका कैम्पेस्ट्रीस) , आटिचोक (हेलियनथस ट्यूबरोसस), लहसुन (एलियम सतिवम) , प्याज (एलियम सेपा), टमाटर ,गाजर, खरबूजा (कुकुमिस मेलो) ककड़ी (क्यूमिस सैटिवस) काली मिर्च (शिमला मिर्च) वार्षिक और तरबूज (सिट्रुलस वुल्गारिस)। सजावटी पौधों पत्ते और फूलों के पौध का सूक्ष्म प्रसार विकसित और विकासशील देशों पर एक प्रमुख संयंत्र ऊतक विधि आधारित उपयोग बन गया है।
टिशू कल्चर
जैव प्रौद्योगिकी के सबसे व्यापक अनुप्रयोगों में से एक विशेष रूप से टिशू कल्चर और सूक्ष्म प्रसार के क्षेत्र में रहा है। यह इन विट्रो प्रसार में तेजी से अलैंगिक के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली तकनीकों में से एक है। यह तकनीक समय में किफायती है और अधिक उत्पादन को बढ़ावा देता है और रोग मुक्त करता है। यह राष्ट्रों में जर्मप्लाज्म के सुरक्षित और संगरोधित आंदोलनों को भी सुविधाजनक बनाता है।
जब पारंपरिक तरीके प्रचार सामग्री की मांग को पूरा करने में असमर्थ होते हैं, तो यह तकनीक लाखों समान रूप से फूलों और उपज देने वाले पौधों का उत्पादन कर सकती है। लगभग सभी फलों की फसलों और सब्जियों का माइक्रोप्रोपेगेशन अब संभव है। मेरिस्टेम तकनीकी का उपयोग करके वायरस मुक्त रोपण सामग्री का उत्पादन कई बागवानी फसलों में संभव हो गया है।
भ्रूण बचाव
यह एक और क्षेत्र है जहां पौधे प्रजनकों को उनके क्रॉस को बचाने में सक्षम हैं जो अन्यथा गर्भपात करेंगे। विकास के उपयुक्त चरणों के उत्साहित भ्रूणों की संस्कृति, युग्मज असंगतता में आने वाली समस्याओं से बच सकती है। यह तकनीक अचूक और लंबी अवधि के बागवानी प्रजातियों में अत्यधिक महत्वपूर्ण है।
कई शुष्क भूमि वाले फलियां प्रजातियों को कोटिलेडोन, हाइपोकोटिल्स, पत्ती, अंडाशय, प्रोटोप्लास्ट, पेटिओल रूट, एथर आदि से पुनरू प्राप्त किया गया है। एथेर ध् पराग संस्कृति के माध्यम से हाप्लोइड पीढ़ी को फसल सुधार में एक और महत्वपूर्ण क्षेत्र के रूप में मान्यता प्राप्त है। यह तेजी से और आर्थिक रूप से व्यवहार्य होने में उपयोगी है।
प्लांट प्रजनक लगातार नई आनुवंशिक परिवर्तनशीलता की खोज कर रहे हैं जो कि संभावित रूप से खेती में सुधार के लिए उपयोगी है। ऊतक तकनिकी द्वारा पुनर्जीवित पौधों के एक हिस्से में अक्सर मूल फेनोटाइप के एटिपिकल रूप से फेनोटाइपिक भिन्नता प्रदर्शित होती है।
इस तरह की भिन्नता, जिसे सोमैक्लोनल भिन्नता कहा जाता है, वह आनुवंशिक हो सकती है यानी आनुवंशिक रूप से स्थिर और अगली पीढ़ी को दी जा सकती है। वैकल्पिक रूप से, भिन्नता एपिजेनेटिक हो सकती है और यौन प्रजनन के बाद गायब हो सकती है। ये उपयुक्त विविधताएं प्रजनकों को लगाने के लिए संभावित रूप से उपयोगी हैं।
पौधों की जेनेटिक इंजीनियरिंग
जेनेटिक इंजीनियरिंग तकनीक का उपयोग करता है कई उपयोगी जीन पौधों में पेश किए गए हैं और कई ट्रांसजेनिक पौधों को विकसित किया गया है जिसमें विदेशी डीएनए को दृढ़ता से एकीकृत किया गया है और जिसके परिणामस्वरूप उपयुक्त जीन उत्पाद का संश्लेषण होता है।
ट्रांसजेनिक पौधों ने 2001 तक औद्योगिक और विकासशील देशों में लगभग 52.6 मीटर हेक्टेयर को कवर किया है। निम्नलिखित लक्षणों के लिए जीन को फसल पौधों में पेश किया गया है।
हर्बिसाइड टॉलरेंस
ट्रांसजेनिक पौधों को विकसित किया जाता है जो कि किसानों को फसलों को स्प्रे करने की अनुमति देता है ताकि वे केवल खरपतवार को मार सकें, लेकिन उनकी फसलों को नहीं। टमाटर, तम्बाकू, आलू, सोयाबीन, कपास, मक्का, तिलहन बलात्कार, पेटुनिया, आदि में कई शाकनाशी सहिष्णु पौधे विकसित किए गए हैं।
रोगजनक प्रतिरोध
विषाणु फसल के पौधों के प्रमुख कीट हैं जो काफी उपज नुकसान का कारण बनते हैं। कोट प्रोटीन और आरएनए का उपयोग करके वायरस के संक्रमण को नियंत्रित करने के लिए कई रणनीतियों को लागू किया गया है।
वायरस प्रतिरोधी पौधों के उत्पादन के लिए एक ट्रांसजीन के रूप में वायरस कोट प्रोटीन का उपयोग संयंत्र जैव प्रौद्योगिकी में हासिल की गई सबसे शानदार सफलताओं में से एक है। एक सकारात्मक स्ट्रैंड आरएनए वायरस के रूप में वर्गीकृत तंबाकू मोजेक वायरस (टीएमवी) से कोट प्रोटीन जीन को तंबाकू में स्थानांतरित कर दिया गया है, जिससे यह टीएमवी के खिलाफ लगभग प्रतिरोधी है।
तनाव प्रतिरोध
तनाव के खिलाफ प्रतिरोध प्रदान करने के लिए जिम्मेदार कई जीन जैसे कि पानी के तनाव गर्मी, ठंड, नमक, भारी धातुओं और फाइटोहोर्मोन की पहचान की गई है। अरबिडोप्सिस से ग्लिसरॉल-1-फॉस्फेट एसाइल-ट्रांसफरेज एंजाइम के लिए जीन पेश करके चिलिंग के खिलाफ प्रतिरोध को तंबाकू के पौधों में पेश किया गया था।
कीट प्रतिरोध
कीटनाशक बीटा एंडोटॉक्सिन जीन (बीटी जीन) को बैसिलस थुरिंगिनेसिस से आमतौर पर होने वाली मिट्टी के जीवाणुओं से अलग किया गया है और उन्हें कीटों द्वारा हमला करने के लिए प्रतिरोधी बनाने के लिए कपास, तम्बाकू, टमाटर, सोयाबीन, आलू आदि जैसे पौधों की संख्या में स्थानांतरित किया गया है। ये जीन कीटनाशक क्रिस्टल प्रोटीन का उत्पादन करते हैं जो लेपिडोप्टेरान, कोलोप्टेरान, डिप्टरन कीड़े की एक श्रृंखला को प्रभावित करते हैं। कीट लार्वा द्वारा घूस पर इन क्रिस्टल अत्यधिक क्षारीय उपकहनज में व्यक्तिगत प्रोटॉक्सिन में घुलनशील हैं।
मॉलिक्यूलर मार्कर
एग्रोनॉमिक लक्षणों का चयन करने के लिए moleculer निर्माताओं के जीन टैग का उपयोग करने की संभावनाओं ने ब्रीडर के काम को आसान बना दिया है। अंकुरित अवस्था में ही विभिन्न लक्षणों या रोग प्रतिरोधक क्षमता के लिए पौधों को बनाना संभव हो गया है। आरएफएलपी , आरएपीडी (रैंडम एम्प्लीफाइड पॉलिमॉर्फिक डीएनए), एएफएलपी (एम्प्लीफाइड फ्रैग्मेंट लेंथ पॉलीमोर्फिज्म) और प्लाजो ब्रीडिंग में आइसोजाइम मार्कर के उपयोग कई हैं।
आरएफएलपी मुख्य रूप से रूपात्मक और आइसोजाइम मार्करों से अधिक फायदेमंद होते हैं क्योंकि उनकी संख्या केवल जीनोम के आकार तक सीमित होती है और वे पर्यावरण या विकास से प्रभावित नहीं होते हैं। मकई, टमाटर, आलू, चावल, सलाद, गेहूं, ब्रासिका प्रजाति और जौ सहित कई फसल पौधों के लिए मॉलिक्युलर मार्कर मौजूद हैं।
Authors
1आकांक्षा तिवारी एवं 2श्रेेेया राय
1पीएचडी बायोटेक्नोलॉजी , जिला: देवरिया यू. पी., पिनकोड 274001
2 पीएचडी बागवानी, गाँव अभाना, जिला: दमोह
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