2021 Solved Old Paper (BOT - 302) New OK
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ii. पादप संगरोध (Plant Quarantine):- बाहर से आयात हुए बीजों, प्रवर्धों व पादप उत्पादों का रोग, कीट व खरपतवारों से मुक्त होना सुनिश्चित करने की प्रक्रिया को पादप संगरोध कहते हैं। इससे संबन्धित DIP (Destructive Insects & Pests) अधिनियम 1914 में पारित हुआ। भारत में 4 पादप संगरोध केन्द्र हैं -
(The process of ensuring that seeds, propagules and plant products imported from outside are free from diseases, pests and weeds, is called plant quarantine. The DIP (Destructive Insects & Pests) Act was passed in 1914. There are 4 plant quarantine centres in India -)
· NBPGR, New Delhi:- Agriculture व Horticulture सम्बन्धी पादप जातियों के लिए।
(For plant species related to Agriculture and Horticulture.)
· FRI (Forest Research Institute), Dehradun:- वन वृक्षों के लिए।
(For forest trees.)
· IBS (Indian Botanical Survey), Kolkatta:- अन्य पौधों के लिए।
(For other plants.)
· DPPQS (Directorate of Plant Protection, Quarantine and Storage), Faridabad, Haryana:- खाध्य सामग्री के लिए।
(For food materials.)
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प्रजनन विधियाँ (Breeding Methods):- 2 मुख्य प्रजनन विधियाँ हैं-
(2 main breeding methods are -)
1. समूह वरण (Mass Selection)
2. शुद्ध वंशक्रम वरण (Pure line Selection)
3. भुट्टे से पंक्ति विधि (Ear to Row Method)
4. आवर्ती वरण (Recurrent Selection)
5. वंशावली विधि (Pedigree Method)
6. पुंज विधि (Bulk Method)
7. प्रतीप संकरण विधि (Back Cross Method)
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Linkage:- When two alleles present together on a chromosome are inherited together, it is called linkage.
Note:- Crossing over can be up to 50% only.
Linkage groups:- A linkage group is a linearly arranged group of linked genes which are normally inherited together except for crossing over.
Types of linkage:-
i. Complete linkage:-
> The genes located on the same chromosome do not separate and are inherited together over the generations due to the absence of crossing over.
> Complete linkage allows the combination of parental traits to be inherited as such.
> It is rare but has been reported in male Drosophila and some other heterogametic organisms.
ii. Incomplete linkage:-
> Genes present in the same chromosome have a tendency to separate due to crossing over and hence produce recombinant progeny besides the parental type.
> The number of recombinant individuals is usually less than the number expected in independent assortment.
Crossing over:- The process in which genes are exchanged between the non-sister chromatids of homologous chromosomes is called crossing over.
· This is a process occurring only in the Prophase - I of meiosis.
Mechanism:- It has 5 main steps –
1. Synapsis
2. Duplication
3. Crossing Over
4. Chiasmata Formation
5. Terminalization
1. Synapsis:-
Ø It occurs in the zygotene sub-stage of prophase - I.
Ø In this step the homologous chromosomes are arranged near each other at a distance of 1000A°. This process is called Synapsis.
Ø 3 types of coupling occurs in the formation of synapsis.
Ø Synaptonemal complex:- After formation of synapsis, it forms a fibrous complex in the space of 1000A°. It was discovered by M. J. Moses in the Spermatocyte of Crayfish.
2. Duplication:-
Ø It occurs in the Pachytene sub-stage of prophase - I.
Ø In this step, each homologous chromosome splits to form 2 sister chromatids. There is no splitting of the centromere.
3. Crossing Over:-
Ø It occurs in the Pachytene sub-stage of prophase - I.
Ø In this step, crossing over takes place between the internal non-sister chromatids. Recombinase enzyme takes part in this process.
Ø The internal non-sister chromatids are broken into segments. Now these segments are exchanged.
4. Chiasmata Formation:-
Ø It occurs in the diplotene sub-stage of prophase - I.
Ø After the exchange of segments between non-sister chromatids, they are joined. As a result, an X-shaped structure appears in the diplotene sub-stage, which is called Chiasma.
Ø The number of Chiasmata depends on the length of the homologous chromosomes. Usually their number does not exceed 4.
Ø There are 2 types of Chiasma depending on the position:-
i. Terminal Chiasmata:- Present at the top of the chromosome.
ii. Intercalary Chiasmata:- It is present in the middle of the chromosome.
5. Terminalization:-
Ø It occurs in the Diakinesis sub-stage of Prophase - I.
Ø After the process of crossing over is complete, the chromatids move away from each other and the chiasmata get disappeared. This process is called Terminalization.
लिंकेज :- जब किसी गुणसूत्र पर दो एलील एक साथ मौजूद होते हैं और एक साथ वंशानुगत होते हैं, तो इसे लिंकेज कहते हैं।
नोट:- क्रॉसओवर केवल 50% तक ही हो सकता है।
लिंकेज समूह:- लिंकेज समूह, जुड़े हुए जीनों का एक रैखिक रूप से व्यवस्थित समूह होता है जो क्रॉसिंग ओवर को छोड़कर सामान्यतः एक साथ वंशानुगत होते हैं।
लिंकेज के प्रकार:-
i. पूर्ण लिंकेज:-
एक ही गुणसूत्र पर स्थित जीन अलग नहीं होते हैं और परासरण की अनुपस्थिति के कारण पीढ़ियों तक एक साथ वंशानुगत होते रहते हैं।
> पूर्ण लिंकेज माता-पिता के लक्षणों के संयोजन को उसी रूप में विरासत में प्राप्त करने की अनुमति देता है।
यह दुर्लभ है लेकिन नर ड्रोसोफिला और कुछ अन्य हेटेरोगामेटिक जीवों में इसकी रिपोर्ट की गई है।
ii. अपूर्ण लिंकेज:-
एक ही गुणसूत्र में मौजूद जीन में क्रॉसिंग ओवर के कारण अलग होने की प्रवृत्ति होती है और इस प्रकार वे पैतृक प्रकार के अलावा पुनर्संयोजित संतान उत्पन्न करते हैं।
> पुनर्संयोजित व्यक्तियों की संख्या आमतौर पर स्वतंत्र वर्गीकरण में अपेक्षित संख्या से कम होती है।
क्रॉसिंग ओवर:- वह प्रक्रिया जिसमें समजात गुणसूत्रों के गैर-बहन गुणसूत्रों के बीच जीनों का आदान-प्रदान होता है, क्रॉसिंग ओवर कहलाती है।
यह प्रक्रिया केवल अर्धसूत्री विभाजन के प्रोफेज - I चरण में ही होती है।
कार्यप्रणाली:- इसमें 5 मुख्य चरण हैं –
1. सिनैप्सिस
2. दोहराव
3. पार करना
4. चियास्माटा निर्माण
5. टर्मिनलकरण
1. सिनैप्सिस:-
Ø यह प्रोफ़ेज़ - I के ज़ाइगोटेन उप-चरण में होता है ।
इस चरण में समजात गुणसूत्र एक दूसरे के निकट 1000° की दूरी पर व्यवस्थित होते हैं। इस प्रक्रिया को सिनैप्सिस कहते हैं।
सिनैप्सिस के निर्माण में 3 प्रकार के युग्मन होते हैं ।
Ø सिनेप्टोनेमल कॉम्प्लेक्स:- सिनेप्सिस के निर्माण के बाद, यह 1000A° के स्थान में एक रेशेदार कॉम्प्लेक्स बनाता है। इसकी खोज एम.जे. मोसेस ने क्रेफ़िश के शुक्राणुकोशिका में की थी।
2. दोहराव:-
Ø यह प्रोफ़ेज़ - I के पैकीटीन उप-चरण में होता है।
इस चरण में, प्रत्येक समजात गुणसूत्र विभाजित होकर 2 सहोदर गुणसूत्र बनाता है। केंद्रकेन्द्र का विभाजन नहीं होता है।
3. पार करना:-
Ø यह प्रोफ़ेज़ - I के पैकीटीन उप-चरण में होता है।
इस चरण में, आंतरिक गैर-बहन क्रोमेटिड्स के बीच क्रॉसिंग ओवर होता है। इस प्रक्रिया में रिकॉम्बिनेज एंजाइम भाग लेता है।
आंतरिक गैर-बहन क्रोमेटिड्स खंडों में टूट जाते हैं। अब इन खंडों का आदान-प्रदान होता है ।
4. चियास्माटा निर्माण:-
Ø यह प्रोफ़ेज़ - I के डिप्लोटीन उप-चरण में होता है।
Ø गैर-बहन क्रोमेटिड्स के बीच खंडों के आदान-प्रदान के बाद, वे जुड़ जाते हैं। परिणामस्वरूप, द्विप्लोटीन उप-चरण में एक X-आकार की संरचना दिखाई देती है, जिसे चियास्मा कहा जाता है।
Ø समजात गुणसूत्रों की लंबाई पर काइआस्माटा की संख्या निर्भर करती है। आमतौर पर इनकी संख्या 4 से अधिक नहीं होती है।
Ø स्थिति के आधार पर चियास्मा दो प्रकार के होते हैं:-
i. टर्मिनल चियास्माटा:- गुणसूत्र के शीर्ष पर मौजूद।
ii. अंतर्केन्द्रकीय चियास्माटा:- यह गुणसूत्र के मध्य में मौजूद होता है।
5. टर्मिनलीकरण:-
Ø यह प्रोफ़ेज़ - I के डायकिनेसिस उप-चरण में होता है।
क्रॉसिंग ओवर की प्रक्रिया पूरी होने के बाद, क्रोमैटिड एक दूसरे से दूर चले जाते हैं और काइआस्माटा गायब हो जाते हैं। इस प्रक्रिया को टर्मिनलाइजेशन कहा जाता है ।
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प्रजनन विधियाँ (Breeding Methods):- 2 मुख्य प्रजनन विधियाँ हैं-
(2 main breeding methods are -)
1. समूह वरण (Mass Selection)
2. शुद्ध वंशक्रम वरण (Pure line Selection)
1. समूह वरण (Mass Selection):-
जब विविधतापूर्ण समष्टि में से उत्कृष्ट व एक समान पौधों का वरण करके इनके बीजों को एक साथ समूह में मिश्रित कर लेते हैं तो इस विधि को समूह वरण कहते हैं।
(When superior and uniform plants are selected from a diverse plant population, and their seeds are mixed together in a group, then it is called mass selection.)
Basic Concept:- एक समान तथा उत्कृष्ट लक्षण प्रारूप वाले अनेक पौधों का वरण करते हैं तथा इनके बीजों के मिश्रण से नई किस्म बनती है।
(Many plants with uniform and superior characteristics are selected and their seeds are mixed together to make a new variety.)
2. शुद्ध वंशक्रम वरण
जब विविधतापूर्ण समष्टि में से उत्कृष्ट पौधों का वरण करके इनके बीजों को अलग अलग एकत्रित कर लेते हैं व इनसे एकल पादप संततियाँ उगाते हैं तो इसे शुद्ध वंशक्रम वरण कहते हैं।
(When superior plants are selected from a diverse plant population and their seeds are collected separately to grow individual plant progenies, it is called pure line selection.)
Basic Concept:- किसी पादप समष्टि में से बहुत से उत्कृष्ट पौधों का वरण करते हैं। प्रत्येक पौधे के बीज अलग अलग एकत्रित करते हैं और इनसे एकल पादप संततियाँ उगाते हैं। इनमें से सबसे उत्तम एकल पादप संतति को नई किस्म के रूप में विमोचित करते हैं।
(Select many superior plants from a plant population. The seeds of each plant collect separately and grow individual plant progenies. The best of these individual plant progenies are released as a new variety.)
Breeding methods in cross pollinated crops (परपरागित फसलों में प्रजनन विधियाँ):-
1. समूह वरण (Mass Selection)
2. भुट्टे से पंक्ति विधि (Ear to Row Method)
3. आवर्ती वरण (Recurrent Selection)
1. समूह वरण (Mass Selection):-
जब विविधतापूर्ण समष्टि में से उत्कृष्ट व एक समान पौधों का वरण करके इनके बीजों को एक साथ समूह में मिश्रित कर लेते हैं तो इस विधि को समूह वरण कहते हैं। यह परपरागित फसलों में सुधार की सबसे पुरानी विधि है।
(When superior and uniform plants are selected from a diverse population, and their seeds are mixed together as a mass, this method is called mass selection. It is the oldest method of improvement in cross pollinated crops.)
अच्छे व वांछनीय लक्षण प्रारूप वाले पौधों में मुक्त परागण द्वारा उत्पन्न बीजों को एकत्रित करके मिश्रित कर लेते हैं जिनसे अगली पीढ़ी उगाई जाती है।
(The seeds produced by open pollination in plants with good and desirable traits, are collected and mixed from which the next generation is grown.)
2. भुट्टे से पंक्ति विधि (Ear to Row Method):-
• इस विधि का विकास Hopkins ने 1908 में किया था।
(This method was developed by Hopkins in 1908.)
• इस विधि का मक्के में बहुत अधिक उपयोग किया जाता है।
(This method is much used in maize.)
• परिभाषा (Definition):-
जब विविधतापूर्ण समष्टि में से उत्कृष्ट पौधों का वरण करके इनके बीजों को अलग अलग एकत्रित कर एकल पादप संततियाँ उगाई जाती हैं, तो इसे भुट्टे से पंक्ति विधि कहते हैं।
(When superior plants are selected from a diverse population and their seeds are collected separately to grow individual plant progenies, it is called the Ear to Row method.)
पादप समष्टि में से अनेक उत्कृष्ट लक्षणों वाले पौधों का वरण करते हैं। इन पौधों में मुक्त परागण होने दिया जाता है। प्रत्येक पौधे के बीजों को अलग एकत्रित कर लेते हैं। प्रत्येक पौधे के बीजों से 10-50 पौधों की एक कतार उगाते हैं। उत्कृष्ट कतारों का वरण करते हैं।प्रत्येक उत्कृष्ट कतार में से 5-10 उत्कृष्ट लक्षणों वाले पौधों का वरण करते हैं। प्रत्येक पौधे के बीजों को अलग अलग एकत्रित करते हैं तथा फिर से कतारों में उगाकर विधि को दोहराते हैं।
(Many superior plants are selected from a plant population. Open pollination is allowed in these plants. Collect the seeds of each plant separately. A row of 10–50 plants are grown from the seeds of each plant. Select superior rows. Now select 5-10 superior plants from each superior row. Collect the seeds of each plant separately and repeat the method by growing them again in rows.)
3. आवर्ती वरण (Recurrent Selection):- जब सभी संभव संयोजनों में संकरण कराकर, पुनरावर्तित उपज परीक्षण करके बार – बार वरण किया जाता है तो इसे आवर्ती वरण कहते हैं। यह विधि भुट्टे से पंक्ति विधि का रूपान्तरण है।
(When hybridization is done in all possible combinations and repetitive yield trials are performed, it is called recurrent selection. This method is the modification of Ear to Row method.)
स्त्रोत समष्टियाँ (Source Populations):- जिन समष्टियों से अंत:प्रजातों का पृथक्करण किया जाता है, स्त्रोत समष्टियाँ कहलाती हैं। सामान्यतया किसी समष्टि से उत्तम अंत: प्रजात प्राप्त करने की प्रायिकता, उस समष्टि में उपस्थित उत्कृष्ट जीन प्रारूपों की आवृति पर निर्भर होती है।
(The populations from which the inbreds are obtained are called source populations. Generally, the probability of obtaining a superior inbred from a population depends on the frequency of superior genotypes present in that population.)
4 प्रकार (4 types):-
a. सरल आवर्ती वरण (Simple Recurrent Selection)
b. GCA के लिए आवर्ती वरण (Recurrent Selection for GCA)
c. SCA के लिए आवर्ती वरण (Recurrent Selection for SCA)
d. व्युत्क्रम आवर्ती वरण (Reciprocal Recurrent Selection)
Breeding methods in vegetatively propagated crops (कायिक प्रवर्धित फसलों में प्रजनन विधियाँ):-
क्लोनीय वरण (Clonal Selection):-
(When the natural diversity present in clonal crops is exploited by selection, it is called clonal selection.)
• पौधों के लक्षण प्रारूप पर वातावरण व जीन प्रारूप का प्रभाव पड़ता है।
(Environment and genotype affect the phenotype of plants.)
• स्वपरागित फसलों में क्लोनीय वरण शुद्ध वंशक्रम वरण के समान ही होता है।
(In self-pollinated crops, clonal selection is similar to pure line selection.)
संकरण (Hybridization):-
• क्लोनीय वरण द्वारा फसलों में उपस्थित प्राकृतिक विविधता का शीघ्र ही शोषण हो जाता है। इसके बाद इन फसलों में वरण द्वारा सुधार संभव नही होता है।
(The natural diversity present in crops is soon exploited by clonal selection. After this, improvement by selection is not possible in these crops.)
• संकरण का मुख्य उद्देश्य क्लोनीय फसलों में फिर से विविधता उत्पन्न करना है ताकि इनमें वरण द्वारा और अधिक सुधार किया जा सके।
(The main purpose of hybridization is to re-development of genetic diversity in clonal crops so that they can be further improved by selection.)
• जिन क्लोनीय फसलों में लैंगिक जनन भी होता है उनमें संकरण द्वारा आसानी से विविधता उत्पन्न की जा सकती है।
(Those clonal crops in which sexual reproduction is also found, genetic diversity can be easily developed through hybridization.)
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पादप प्रजनन व जैव विकास में उपयोग (Role in evolution and plant breeding):-
• स्वत्रिगुणित पौधे (Autotriploid Plants):-
i. केला (Banana):- इसके फल बीज रहित होते हैं।
(Its fruits are seedless.)
ii. तरबूज (Water melon):- यह जापान में होता है। इसके फल भी बीज रहित होते हैं।
(It is found in Japan. Its fruits are also seedless.)
iii. चुकंदर (Sugar beet):- यह जापान व यूरोप में होती है। इसकी जड़े बड़ी होती हैं जो अधिक शर्करा उत्पादन करती हैं।
(It is found in Japan and Europe. Its roots are bigger which produces more sugar.)
iv. चाय (Tea):- इसकी TV – 29 किस्म सूखा रोधी व अधिक उपज देने वाली होती है।
(Its TV-29 variety is drought resistant and high yielding.)
• स्वचतुर्गुणित पौधे (Autotetraploid Plants):-
i. मक्का (Maize):- इसमें 43% अधिक विटामिन होता है।
(It contains 43% more vitamins.)
ii. क्लोवर व बरसीम (Clover and Barseem):- इनकी चारा उपज अधिक होती है। Pusa Giant Barseem भारत में एक प्रसिद्ध किस्म है।
(Their fodder yield is high. Pusa Giant Barseem is a famous variety in India.)
iii. राई (Rye):- इसकी दो किस्मों Double steel व Tetrapetkus की उपज अधिक होती है।
(Its two varieties Double steel and Tetrapetkus have high yield.)
iv. Hyoscymus niger:- इसकी HMT – 1 किस्म का 15% जैवभार अधिक होता है और इससे 36% अधिक औषधि प्राप्त होती है।
(Its HMT-1 variety has 15% more biomass and provides 36% more medicine.)
v. Vetiveria zizanoides:- इसकी vetiver किस्म से 11% अधिक सुगंधित तेल प्राप्त होता है।
(Its vetiver variety yields 11% more fragrant oil.)
• परचतुर्गुणित पौधे (Allotetraploid Plants):-
i. कपास (Cotton):- Gossypium hirsutum
ii. सरसों (Mustard):-
Ø Brassica juncea (AABB)
Ø Brassica napus (AACC)
Ø Brassica carinata (BBCC)
• परषटगुणित पौधे (Allohexaploid Plants):-
i. गेहूँ (Wheat):- Triticum aestivum (AABBDD)
Mutation Breeding:-
इष्टतम मात्रा (Optimum Dose):- उत्परिवर्तनजन की वह मात्रा जो पौधों में न्यूनतम मृत्युदर व अधिकतम उत्परिवर्तन दर उत्पन्न करती है, इष्टतम मात्रा कहलाती है।
(The amount of mutagen that produces the lowest mortality and maximum mutation rate in plants is called the optimum dose.)
उदाहरण:-
LD50 = यह पौधों में 50% मृत्यु दर उत्पन्न करती है। (LD = Lethal Dose)
[LD50 = It produces 50% mortality in plants. (LD = Lethal Dose)]
व्यापीकृत रूपरेखा (Generalized Outline):- उत्परिवर्तन प्रजनन की विधि निम्न प्रकार से प्रदर्शित की जा सकती है –
(The method of mutation breeding can be demonstrated as follows -)
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बहुगुणिता (Polyploidy):-
किसी जीव में सामान्य गुणसूत्र संख्या का विचलित हो जाना ही बहुगुणिता कहलाती है। यह 2 प्रकार की होती है –
(Deviation from the normal chromosome numbers in an organism is called polyploidy. It is of 2 types -)
1. असत्यगुणिता (Aneuploidy)
2. सत्यगुणिता (Euploidy)
1. असत्यगुणिता (Aneuploidy):-
• परिभाषा (Definition):-
सामान्यतया जीव की प्रत्येक कायिक कोशिका के जीनोम में गुणसूत्रों की संख्या निश्चित होती है। यदि जीनोम में 1 या 2 गुणसूत्रों की संख्या में कमी या वृद्धि हो जाये तो इसे असत्यगुणिता कहते हैं। यह अधिकतर जंतुओं में ही पायी जाती है। पादपों में बहुत कम देखने को मिलती है।
(Generally, the number of chromosomes in the genome of each somatic cell of an organism is fixed. If there is a decrease or increase in the number of 1 or 2 chromosomes in the genome, it is called as aneuploidy. It is found mostly in animals. It is rarely seen in plants.)
• अनेक प्रकार हैं (Many types):-
i. Nullysomy = (2n – 2)
ii. Monosomy = (2n – 1)
iii. Double monosomy = (2n – 1 – 1)
iv. Trisomy = (2n + 1)
v. Double trisomy = (2n + 1 + 1)
vi. Tetrasomy = (2n + 2)
2. सत्यगुणिता (Euploidy):-
• परिभाषा (Definition):- सामान्यतया जीव की प्रत्येक कायिक कोशिका में जीनोम की 2 प्रतियाँ उपस्थित होती हैं। जब जीव की कायिक कोशिकाओं में जीनोम की 2 से अधिक प्रतियाँ पायी जाती हैं तो इसे सत्यगुणिता कहते हैं। यह केवल पौधों में पायी जाती है। जंतुओं में इसका पूर्णत: अभाव होता है।
(Normally, each somatic cell of organism has 2 copies of the genome. When more than 2 copies of the genome are found in the somatic cells of organism, it is called euploidy. It is found only in plants. It is completely absent in animals.)
• 2 प्रकार हैं (2 types):-
i. स्वबहुगुणिता (Autopolyploidy)
ii. परबहुगुणिता (Allopolyploidy)
i. स्वबहुगुणिता (Autopolyploidy):-
• परिभाषा (Definition):-
जब जीव की सभी कायिक कोशिकाओं में उपस्थित जीनोम की प्रतियाँ एक ही जाति की होती हैं तो इसे स्वबहुगुणिता कहते हैं।
(When copies of the genome present in all the somatic cells of an organism belong to the same species, it is called autopolyploidy.)
• उदाहरण (Examples):-
त्रिगुणित (Triploid) = 3x
चतुर्गुणित (Tetraploid) = 4x
पंचगुणित (Pentaploid) = 5x
षटगुणित (Hexaploid) = 6x
ii. परबहुगुणिता (Allopolyploidy):-
• परिभाषा (Definition):-
जब जीव की सभी कायिक कोशिकाओं में उपस्थित जीनोम की प्रतियाँ एक से अधिक जातियों से आती हैं तो इसे परबहुगुणिता कहते हैं।
(When copies of the genome present in all somatic cells of an organism come from more than one species, it is called allopolyploidy.)
• उदाहरण (Examples):-
चतुर्गुणित (Tetraploid) = 2x1 + 2x2
षटगुणित (Hexaploid) = 2x1 + 2x2 + 2X3
स्वबहुगुणिता उत्पन्न होने के कारण (Reasons of producing autopolyploidy):-
• अनियमित अर्धसूत्री विभाजन के कारण 2n युग्मक उत्पन्न होते हैं।
(2n gametes are produced due to abnormal meiosis.)
• कोल्चिसीन रसायन के उपयोग से गुणसूत्रों का कृत्रिम रूप से द्विगुणन कर सकते हैं। यह रसायन कोशिका विभाजन के दौरान तर्कु तंतुओं के निर्माण को रोक देता है।
(Artificial duplication of chromosomes can be achieved using colchicine chemical. This chemical prevents the formation of spindle fibers during cell division.)
• कृत्रिम रूप से स्वबहुगुणिता उत्पन्न करने के लिए बीज या पादपक या प्ररोह शिखाग्र को 1% ताजा कोल्चीसीन विलयन में 1 से 10 दिनों के लिए भिगोकर रखते हैं।
(To produce autopolyploidy artificially, soak the seed or plantlet or shoot apex in 1% fresh colchicine solution for 1 to 10 days.)
बहुगुणिता का प्रभाव (Effects of Polyploidy):-
i. महाकायता (Gigantism):- पौधे के आकार व ओज में वृद्धि हो जाती है।
(The size and vigour of the plant increases.)
ii. पत्तियों, पुष्पों, फलों, बीजों आदि के आकार में वृद्धि और संख्या में कमी हो जाती है।
(The size of leaves, flowers, fruits, seeds etc. increases and their number decreases.)
iii. बड़े रंध्र व कोशिकाएं (Larger stomata and cells)
iv. बड़े परागकण (Larger pollens)
v. कम उर्वरता (Low fertility)
vi. कम वृद्धि दर (Low growth rate)
vii. देरी से पुष्पन (late flowering)
viii. जल की मात्रा बढ़ने से उच्च ताजा भार व शुष्क भार कम
(Higher fresh weight and lower dry mass due to increase in water content)
ix. उपयुक्त गुणिता स्तर एक जाति से दूसरी जाति में बदलता रहता है।
(The suitable ploidy level varies from one species to another.)
उदाहरण (Examples):-
चुकंदर (Sugar beet) = 3x
टीमोथी घास (Timothy grass) = 8x – 10x
पादप प्रजनन व जैव विकास में उपयोग (Role in evolution and plant breeding):-
• स्वत्रिगुणित पौधे (Autotriploid Plants):-
i. केला (Banana):- इसके फल बीज रहित होते हैं।
(Its fruits are seedless.)
ii. तरबूज (Water melon):- यह जापान में होता है। इसके फल भी बीज रहित होते हैं।
(It is found in Japan. Its fruits are also seedless.)
iii. चुकंदर (Sugar beet):- यह जापान व यूरोप में होती है। इसकी जड़े बड़ी होती हैं जो अधिक शर्करा उत्पादन करती हैं।
(It is found in Japan and Europe. Its roots are bigger which produces more sugar.)
iv. चाय (Tea):- इसकी TV – 29 किस्म सूखा रोधी व अधिक उपज देने वाली होती है।
(Its TV-29 variety is drought resistant and high yielding.)
• स्वचतुर्गुणित पौधे (Autotetraploid Plants):-
i. मक्का (Maize):- इसमें 43% अधिक विटामिन होता है।
(It contains 43% more vitamins.)
ii. क्लोवर व बरसीम (Clover and Barseem):- इनकी चारा उपज अधिक होती है। Pusa Giant Barseem भारत में एक प्रसिद्ध किस्म है।
(Their fodder yield is high. Pusa Giant Barseem is a famous variety in India.)
iii. राई (Rye):- इसकी दो किस्मों Double steel व Tetrapetkus की उपज अधिक होती है।
(Its two varieties Double steel and Tetrapetkus have high yield.)
iv. Hyoscymus niger:- इसकी HMT – 1 किस्म का 15% जैवभार अधिक होता है और इससे 36% अधिक औषधि प्राप्त होती है।
(Its HMT-1 variety has 15% more biomass and provides 36% more medicine.)
v. Vetiveria zizanoides:- इसकी vetiver किस्म से 11% अधिक सुगंधित तेल प्राप्त होता है।
(Its vetiver variety yields 11% more fragrant oil.)
• परचतुर्गुणित पौधे (Allotetraploid Plants):-
i. कपास (Cotton):- Gossypium hirsutum
ii. सरसों (Mustard):-
Ø Brassica juncea (AABB)
Ø Brassica napus (AACC)
Ø Brassica carinata (BBCC)
• परषटगुणित पौधे (Allohexaploid Plants):-
i. गेहूँ (Wheat):- Triticum aestivum (AABBDD)
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हिटेरोसिस (Heterosis):-:
• हिटेरोसिस शब्द सबसे पहले Shull ने 1914 में दिया था।
(The term Heterosis was first coined by Shull in 1914.)
• परिभाषा (Definition):- जब F1 संकर कई लक्षणों जैसे सामान्य ओज, अनुकूलन, उपज आदि में अपने दोनों जनकों से उत्कृष्ट होता है तो इसे हिटेरोसिस या संकर ओज कहते हैं।
(When the F1 hybrid is superior from both its parents in many traits such as normal vigor, adaptation, yield etc., it is called heterosis or hybrid vigor.)
• हिटेरोसिस के 2 प्रायवाची शब्द हैं:-
(There are 2 synonyms of Heterosis: -)
i. संकर ओज (Hybrid Vigor)
ii. बाह्यप्रजनन अतिवर्धन (Out breeding Enhancement)
संकरों के प्रकार (Types of Hybrids):-
1. एकल क्रॉस संकर (Single Cross Hybrids):-
A x B
2. तीन वे संकर (Three Way Hybrid):-
(A x B) x R
3. द्विक्रॉस संकर (Double Cross Hybrid):-
(A x B) x (R x S)
हिटेरोसिस का आनुवांशिक आधार (Genetic Basis of Heterosis):- हिटेरोसिस को तीन परिकल्पनाओं के द्वारा समझाया जा सकता है-
(Heterosis can be explained by three hypotheses-)
1. प्रभाविता परिकल्पना (Dominance Hypothesis)
2. अतिप्रभाविता परिकल्पना (Over dominance Hypothesis)
3. प्रबलता परिकल्पना (Epistasis Hypothesis)
1. प्रभाविता परिकल्पना (Dominance Hypothesis):-
· यह परिकल्पना Davenport के द्वारा 1908 में दी गयी थी तथा 1910 में Bruce के द्वारा इसका समर्थन किया गया था।
(This hypothesis was given by Davenport in 1908 and supported by Bruce in 1910.)
· इस परिकल्पना के अनुसार हिटेरोसिस प्रभावी युग्म विकल्पी की अप्रभावी युग्म विकल्पी पर श्रेष्ठता के कारण विकसित होती है।
(According to this hypothesis, heterosis develops due to the superiority of dominant allele over recessive allele.)
AA = Aa > aa
BB = Bb > bb
प्रत्येक जनक के द्वारा जितने अधिक संख्या में प्रभावी जीनों का योगदान दिया जाता है, हिटेरोसिस उतनी ही अधिक होती है।
(The higher the number of dominant genes contributed by each parent, the higher is the heterosis.)
उदाहरण (Example):-
2. अतिप्रभाविता परिकल्पना (Overdominance Hypothesis):-
· यह परिकल्पना East व Shull के द्वारा 1908 में स्वतंत्र रूप से दी गयी थी।
(This hypothesis was independently given in 1908 by East and Shull.)
· इस परिकल्पना के अनुसार हिटेरोसिस विषमयुग्मनजता के कारण विकसित होती है। विषमयुग्मनज अवस्था में प्रभावी युग्म विकल्पी समयुग्मनज अवस्था की तुलना में अति अभिव्यक्ति प्रदर्शित करता है।
(According to this hypothesis, heterosis develops due to heterozygosity. In the heterozygous state, the dominant allele exhibits over-expression compared to the homozygous state.)
AA < Aa >> aa
BB < Bb >> bb
F1 संकर में विषमयुग्मनज जोड़ों की संख्या जितनी अधिक होती है, हिटेरोसिस भी उतनी ही अधिक होती है।
(The higher the number of heterozygous pairs in F1 hybrids, the higher the heterosis.)
उदाहरण (Example):-
3. प्रबलता परिकल्पना (Epistasis Hypothesis):-
· यह परिकल्पना 1952 में Gowen के द्वारा दी गयी थी।
(This hypothesis was given by Gowen in 1952.)
· इस परिकल्पना के अनुसार हिटेरोसिस अयुग्म विकल्पीय जीनों के मध्य अनुकूल संक्रिया के कारण विकसित होती है।
(According to this hypothesis, heterosis develops due to favorable interactions between non-allelic genes.)
AA > Aa > aa
BB > Bb > bb
हिटेरोसिस का आंकलन (Estimation of Heterosis):- हिटेरोसिस का आंकलन 3 प्रकार से किया जा सकता है:-
(Heterosis can be estimated in 3 ways: -)
1. औसत हिटेरोसिस (Average Heterosis)
2. हिटेरोबेल्टिओसिस (Heterobeltiosis)
3. उपयोगी हिटेरोसिस (Useful Heterosis)
1. औसत हिटेरोसिस (Average Heterosis):-
जब F1 संकर मध्य जनक से उत्कृष्ट होता है तो इसे औसत हिटेरोसिस कहते हैं।
(When the F1 hybrid is superior than the mid parent, it is called average heterosis.)
AH = औसत हिटेरोसिस (Average Heterosis)
F1 = F1 संकर की औसत उपज (Average Yield of F1 Hybrid)
MP = दोनों जनकों की उपज का औसत (Average of Yields of both the parents)
2. हिटेरोबेल्टिओसिस (Heterobeltiosis):-
जब F1 संकर उत्कृष्ट जनक से उत्कृष्ट होता है तो इसे हिटेरोबेल्टिओसिस कहते हैं।
(When the F1 hybrid is superior than the superior parent, it is called heterobeltiosis.)
HB = हिटेरोबेल्टिओसिस (Heterobeltiosis)
F1 = F1 संकर की औसत उपज (Average Yield of F1 Hybrid)
BP = उत्कृष्ट जनक की औसत उपज (Average Yield of superior parent)
3. उपयोगी हिटेरोसिस (Useful Heterosis):-
· यह शब्द Meredith व Bridge के द्वारा 1972 में दिया गया था।
(The term was coined by Meredith and Bridge in 1972.)
· इसके 2 प्रायवाची शब्द भी हैं:-
(This word also have 2 synonyms: -)
i. आर्थिक हिटेरोसिस (Economic Heterosis)
ii. मानक हिटेरोसिस (Standard Heterosis)
· इस प्रकार की हिटेरोसिस का पादप प्रजनन में प्रायोगिक उपयोग है।
(This type of heterosis has practical use in plant breeding.)
· परिभाषा (Definition):- जब F1 संकर उन्नत किस्म से उत्कृष्ट होता है तो इसे उपयोगी हिटेरोसिस कहते हैं।
(When the F1 hybrid is superior than the improved variety, it is called useful heterosis.)
UH = उपयोगी हिटेरोसिस (Useful Heterosis)
F1 = F1 संकर की औसत उपज (Average Yield of F1 Hybrid)
CV = उन्नत चैक किस्म की औसत उपज (Average Yield of improved Check Variety)
Luxuriance:- अंतरा जातीय संकरण कराने पर उत्पन्न F1 संकर जब अपने दोनों जनकों से उत्कृष्ट होता है तो इसे Luxuriance कहते हैं। F1 संकर अपने जनकों की तुलना में बहुत अधिक ओज व आकार प्रदर्शित करता है तथा यह आंशिक या पूर्ण रूप से बंध्य होता है।
(When the F1 hybrid, produced by interspecific hybridization, is superior than both of its parents, it is called Luxuriance. The F1 hybrid exhibits a much larger size and vigor than its parent and it is partially or completely sterile.)
हिटेरोसिस के अनुप्रयोग (Application of Heterosis):- हिटेरोसिस के उपयोग से अनेक फसलों में उन्नत संकर किस्में विकसित की गयी हैं।
(Improved hybrid varieties have been developed in many crops using heterosis.)
1. मक्का (Maize):- Ganga-1, Ganga-5, Ganga- 11
2. बाजरा (Bajra):- HB-3, BJ-104, MH-179
3. सूरजमुखी (Sunflower):- BSH-1, KBSH-1, KBSH-11
4. अरंडी (Castor):- GCH-2, GCH-3, GCH-4
5. अरहर (Pigeon pea):- ICPH-8
6. जूट (Jute):- Hybrid-C
7. बैंगन (Brinjal):- Vijay, Pusa Kranti
8. तरबूज (Water melon):- Pusa Sanyog
9. लगभग सभी फल वृक्ष (Almost all Fruit Trees)
अंत:प्रजनन ह्रास (Inbreeding Depression):-
• परिभाषा (Definition):-
परपरागित फसलों में जब बार बार स्वपरागण कराया जाता है तो उनकी ओज में कमी आ जाती है। इसे ही अंत: प्रजनन ह्रास कहते हैं।
(When selfing is done repeatedly in cross-pollinated crops, their vigor get reduced. This is called inbreeding depression.)
• निकटता से संबन्धित पौधों में क्रॉस के कारण यह उत्पन्न होती है।
(It is caused by crosses in closely related plants.)
• इस प्रक्रिया में विषमयुग्मनजता में कमी आती है तथा समयुग्मनजता बढ़ती जाती है।
(In this process, heterozygosity decreases and homozygosity increases.)
• यह प्रतिकूलित अप्रभावी जीनों के स्थिरीकरण के कारण होती है।
(This is caused by fixation of unfavorable recessive genes.)
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