पादप प्रजनन क्या है और क्यों ज़रूरी है?
पादप प्रजनन = पौधों की आनुवंशिक बनावट जान-बूझकर बदलकर ज़्यादा उपयोगी क़िस्में (cultivars) बनाना।
आधुनिक प्रजनन के कार्य:
- प्रति हेक्टेयर अधिक उपज।
- बेहतर गुणवत्ता: ज़्यादा प्रोटीन, विटामिन (जैव-सुदृढ़ीकरण), स्वाद, टिकाऊपन।
- रोगों (रस्ट, अंगमारी) और कीटों से प्रतिरोध।
- सूखा, लवण, गर्मी, ठंड, बाढ़ सहनशीलता: बदलती जलवायु में ज़रूरी।
- कम अवधि, मशीनों के लायक़।
नया उन्नत बीज कई साल कई खेतों में परखा जाता है, फिर प्रमाणित होकर बढ़ाया जाता है, तब किसानों को मिलता है।
आनुवंशिकता और कृत्रिम चयन
गुण जीनों के ज़रिए जनकों से संतान में जाते हैं (आनुवंशिकता)। पौधे थोड़े-थोड़े अलग होते हैं: यह विविधता प्रजनन का कच्चा माल है।
कृत्रिम चयन: लोग चाहे गए गुणों वाले पौधे चुनकर केवल उनके बीज बोते हैं। कई पीढ़ियों में फ़सल बदल जाती है। ऐसे ही जंगली घास गेहूँ, धान और मक्का बनी, और एक जंगली गोभी से पत्तागोभी, फूलगोभी और ब्रोकली बनीं।
- सामूहिक चयन: कई अच्छे पौधों के बीज मिलाकर बोना।
- शुद्ध वंशक्रम चयन: एक स्व-परागित पौधे की संतान उगाकर परखना।
- क्लोनी चयन: कलम या कंद से उगने वाली फ़सलों (आलू, गन्ना) के अच्छे पौधे चुनना।
संकरण, अंतःप्रजनन और बहिःप्रजनन
संकरण: दो आनुवंशिक रूप से अलग पौधों का मेल। चरण: जनक चुनो → मादा फूल के पुंकेसर हटाओ (विपुंसन) → थैली से ढको → नर जनक का पराग डालो → फिर ढको → बीज इकट्ठा करो → संतान चुनो और परखो।
अंतःप्रजनन: कई पीढ़ियों तक स्व-परागण या निकट संबंधियों का मेल। इससे एकसमान शुद्ध वंश बनते हैं, पर मक्का जैसी पर-परागित फ़सल में अंतःप्रजनन अवसाद (कमज़ोर, छोटे पौधे) आता है।
बहिःप्रजनन: एक ही प्रजाति के असंबंधित पौधों (अंतर-क़िस्म) या अलग प्रजातियों का मेल।
अंतरजातीय (दूरस्थ) संकरण: दो प्रजातियों का मेल। उदाहरण: गेहूँ × राई = ट्रिटिकेल। संकर प्रायः बंध्य होता है क्योंकि गुणसूत्र जोड़ी नहीं बना पाते; कॉल्चिसीन से गुणसूत्र दोगुने करने पर प्रजनन क्षमता लौटती है।
संकर ओज (Heterosis)
दो अलग शुद्ध वंशों को मिलाने पर F1 संकर अक्सर दोनों जनकों से ऊँचा, तेज़ बढ़ने वाला और ज़्यादा उपज वाला होता है। यही संकर ओज या हेटेरोसिस है।
यह F1 में सबसे ज़्यादा होता है और F2 व आगे घटता है, क्योंकि जीन फिर अलग हो जाते हैं। इसलिए किसान हर मौसम नया F1 बीज ख़रीदते हैं। संकर मक्का, ज्वार, बाजरा, सूरजमुखी, टमाटर और धान संकर ओज का लाभ लेते हैं।
आधुनिक प्रजनन विधियाँ और वाविलोव के विचार
- उत्परिवर्तन प्रजनन: विकिरण (गामा किरणें) या रसायन नए उत्परिवर्तन लाते हैं; उपयोगी चुने जाते हैं।
- बहुगुणिता: गुणसूत्रों के अतिरिक्त समुच्चय (3n, 4n, 6n)। बड़े फल, बीजरहित क़िस्में (त्रिगुणित तरबूज़, केला)। आधुनिक रोटी वाला गेहूँ षट्गुणित (6n) है।
- ऊतक संवर्धन (सूक्ष्म प्रवर्धन): पोषक जेली पर छोटे टुकड़ों से हज़ारों एक जैसे, विषाणु-मुक्त पौधे।
- मार्कर-सहायित चयन: DNA जाँच से चाहा गया जीन वाले पौधे जल्दी पहचानना।
- आनुवंशिक अभियांत्रिकी और जीन संपादन: ख़ास जीन जोड़ना या बदलना (Bt कपास, गोल्डन राइस)।
वाविलोव
निकोलाई वाविलोव ने दुनिया भर से फ़सलें इकट्ठी कीं और पाया कि हर फ़सल का एक उत्पत्ति केंद्र है: वह क्षेत्र जहाँ उसके जंगली संबंधी और सबसे ज़्यादा विविधता मिलती है (जैसे धान और गन्ने के लिए दक्षिण एशिया, आलू के लिए एंडीज़, मक्का के लिए मध्य अमेरिका)। प्रजनक नए जीनों के लिए इन क्षेत्रों में खोजते हैं। उनका समजात श्रेणी का नियम: संबंधित प्रजातियों और वंशों में विविधता की समान श्रेणियाँ दिखती हैं, इसलिए जो गुण एक में है, उसके संबंधियों में भी मिल सकता है।
करके देखो
20 मूँग या चने के दाने भिगोकर गीली रुई पर अंकुरित करो। 5 दिन बाद सबसे ऊँचे 5 रखो। उन्हें गमले में उगाओ, बीज इकट्ठा करो और दोहराओ। हर बार औसत ऊँचाई लिखो। फिर 3D स्लाइडर से देखो कि 8 पीढ़ियों बाद क्या होता है।
मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ
- पादप प्रजनन: बेहतर क़िस्मों के लिए पौधों के जीन जान-बूझकर बदलना
- कृत्रिम चयन: मनुष्य जनक चुनता है
- संकरण: दो आनुवंशिक रूप से अलग जनकों का मेल
- अंतःप्रजनन → शुद्ध वंश (ख़तरा: अंतःप्रजनन अवसाद)
- बहिःप्रजनन: असंबंधित पौधों का मेल
- संकर ओज: F1 संकर दोनों जनकों से बेहतर
- बहुगुणिता: अतिरिक्त गुणसूत्र समुच्चय (3n, 4n, 6n)
- ट्रिटिकेल = गेहूँ × राई (अंतरजातीय)
हल किए गए उदाहरण
1. एक किसान 6 साल तक केवल उन गेहूँ पौधों के बीज रखता है जिन्हें रस्ट रोग नहीं हुआ। यह कौन-सी विधि है और क्या होगा?
कृत्रिम (सामूहिक) चयन। सालों में रस्ट-प्रतिरोधी पौधों का हिस्सा बढ़ेगा क्योंकि केवल प्रतिरोधी पौधे ही अपने जीन आगे देते हैं।
2. जनक A ऊँचा है पर दाना छोटा; जनक B छोटा है पर दाना बड़ा। बड़े दाने वाला छोटा पौधा कैसे पाएँ?
A × B का संकरण करो: विपुंसन, थैली, परागण, बीज। संतान उगाओ, चाहा गया मेल वाले पौधे चुनो, कई पीढ़ी स्व-परागण कर शुद्ध वंश बनाओ, फिर कई खेतों में परखो।
3. अंतःप्रजात मक्का वंश 4 t/ha और 5 t/ha देते हैं। उनका F1 संकर 9 t/ha देता है। इसे क्या कहते हैं, और अगले साल नया बीज क्यों ख़रीदना पड़ेगा?
संकर ओज: F1 दोनों जनकों से आगे। F2 में जीन फिर अलग होते हैं, पौधे अलग-अलग और उपज कम; इसलिए हर मौसम नया F1 बीज चाहिए।
आम गलतियाँ
- सोचना कि प्रजनन शून्य से जीन बनाता है। पारंपरिक प्रजनन मौजूदा विविधता को मिलाता और चुनता है (उत्परिवर्तन और अभियांत्रिकी नई विविधता जोड़ते हैं)।
- F1 संकर के बीज बचाकर वही उपज की उम्मीद करना।
- अंतःप्रजनन (संबंधी, शुद्ध वंश) और बहिःप्रजनन (असंबंधित) में भ्रम।
- सोचना कि प्रजातियों के बीच हर संकर उर्वर है। कई गुणसूत्र दोगुने होने तक बंध्य रहते हैं।