Somatic Hybridization PPT Type of Somatic Hybrid, Procedure, Application, PDF Download - Agrobotany

keyword

Your_text_is_here.

Frequently Asked Question

Learn in Brief

Introduction

Somatic Cells: Cells that make up tissues and organs, excluding germ cells.

Hybridization: Crossing genetically different organisms or species to produce desired characteristics. Conventional sexual hybridization is limited by species compatibility, which somatic hybridization overcomes.

Definition

Somatic Hybridization: The fusion of somatic cells from different plants to create a new hybrid plant. This process is asexual and conducted via tissue culture.

Protoplast: Naked cells without cell walls, first termed by Hanstein in 1880. A cytoplast is a protoplast without an active nucleus.

Types of Somatic Hybrids

1. Based on Species Relationship:

   - Inter-specific: Fusion between species of the same genus.

   - Inter-generic: Fusion between genera of the same family.

   - Inter-tribal: Fusion between plants of different families.

2. Based on Chromosomal Contribution:

   - Symmetrical: Contain all chromosomes from both species.

   - Asymmetrical: Contain all chromosomes from one species and partial from another.

   - Cybrids: Fusion of a protoplast from one species with a cytoplast from another.

Steps of Somatic Hybridization

1. Isolation of Protoplasts: Using mechanical (rare) or enzymatic methods (cellulase and pectinase).

2. Fusion of Protoplasts: Using chemical (Polyethylene glycol) or electrical methods (electric current).

3. Selection of Hybrid Cells: Based on markers like antibiotic resistance or visual traits.

4. Culture of Hybrid Cells: Cultured in a suitable medium with proper conditions.

5. Regeneration of Hybrid Plants: Inducing plant regeneration from hybrid cells.

Applications

1. Increasing genetic variability.

2. Creating novel interspecific and intergeneric hybrids (e.g., Pomato).

3. Producing fertile diploids and polyploids.

4. Transferring genes for disease resistance and other traits.

5. Producing unique nuclear-cytoplasmic combinations.

6. Studying cytoplasmic genes and their activities.

Advantages

- Overcomes cross-incompatibility barriers among various species.

Limitations

1. Poor regeneration of hybrid plants.

2. Non-viability of fused products.

3. Not successful in all plants.

4. Production of unfavorable hybrids.

5. Lack of efficient hybrid selection methods.

Practical Achievements

- Development of crops like Pomato (potato × tomato) and Raphano brassica (Raphanus sativus × Brassica oleracea), though both have undesirable traits.

Learn in Hindi

परिचय

व्याख्यान शुरू करने से पहले आइए सोमैटिक सेल और हाइब्रिडाइजेशन का अर्थ जान लें।

सोमैटिक सेल - शरीर की कोशिकाओं में से एक जो ऊतक अंगों और रोगाणु कोशिका के अलावा उस व्यक्ति के अन्य भागों का निर्माण करती है

हाइब्रिडाइजेशन का अर्थ है संतानों में वांछित विशेषताओं का उत्पादन करने के लिए आनुवंशिक रूप से अलग-अलग जीवों या प्रजातियों के बीच क्रॉसिंग करना।

पारंपरिक रूप से, संकर पौधों को प्राप्त करने के लिए यौन संकरण तकनीक का उपयोग किया जाता था, लेकिन इस तकनीक की अपनी सीमाएँ थीं, जैसे कि केवल निकट से संबंधित प्रजातियों को ही जोड़ा जा सकता था और असंगति बाधाएँ थीं। इन सीमाओं को सोमैटिक हाइब्रिडाइजेशन द्वारा दूर किया जा सकता है।

परिभाषा

" कोशिकाओं के संलयन के माध्यम से फसल पौधों के संकरण को दैहिक संकरण कहा जाता है।"

" संकरण एक ऐसी तकनीक है जो दो विभिन्न पौधों के संलयन से एक नया सोमैटिक संकर पौधा प्राप्त करने की अनुमति देती है।"

दैहिक संकर:

 दैहिक संकरण द्वारा प्राप्त संकर को दैहिक संकर के रूप में जाना जाता है।

प्रोटोप्लास्ट:

 कोशिका भित्ति रहित अथवा कोशिका झिल्ली से घिरी पादप कोशिकाओं को प्रोटोप्लास्ट कहलाती हैं।

प्रोटोप्लास्ट शब्द का पहली बार प्रस्ताव हेंस्टीन ने 1880 में दिया था।

साइटोप्लास्ट एक प्रोटोप्लास्ट है जिसमें या तो नाभिक नहीं होता या निष्क्रिय नाभिक होता है।

दैहिक संकरण एक अलैंगिक प्रक्रिया है जो ऊतक संवर्धन की सहायता से की जाती है।

सोमैटिक हाइब्रिड के प्रकार

वर्गीकरण ए

संकरण में शामिल प्रजातियों के वर्गीकरण के संबंध के आधार पर दैहिक संकर तीन प्रकार के होते हैं

अंतर-विशिष्ट दैहिक संकर:

एक ही वंश की दो अलग-अलग प्रजातियों के बीच प्रोटोप्लास्ट संलयन द्वारा प्राप्त संकर।

अंतर-जेनेरिक दैहिक संकर:

एक ही परिवार के दो अलग-अलग वंशों के बीच प्रोटोप्लास्ट संलयन द्वारा प्राप्त संकर।

अंतर-जनजातीय दैहिक संकर:

दो अलग-अलग परिवारों के पौधों के बीच प्रोटोप्लास्ट संलयन के माध्यम से प्राप्त संकर।

वर्गीकरण बी

माता-पिता की प्रजातियों से गुणसूत्रों और कोशिका द्रव्य के योगदान के आधार पर, दैहिक संकर 3 प्रकार के होते हैं। इन्हें इस प्रकार समझाया गया है।

1. सममित दैहिक संकर:

दैहिक संकर जिसमें प्रोटोप्लास्ट के संलयन में शामिल दोनों प्रजातियों के सभी गुणसूत्र शामिल होते हैं

2. असममित दैहिक संकर:

दैहिक आदतें जिसमें एक प्रजाति का पूरा दैहिक पूरक और दूसरी प्रजाति के दैहिक पूरक के केवल कुछ हिस्से शामिल होते हैं

3. साइब्रिड्स

दैहिक संकर एक प्रजाति के प्रोटोप्लास्ट और दूसरी प्रजाति के साइटोप्लास्ट के संलयन से उत्पन्न होते हैं।

दैहिक संकरण के चरण

दैहिक संकरण में पांच महत्वपूर्ण चरण शामिल हैं जो निम्नलिखित हैं

1. प्रोटोप्लास्ट का पृथक्करण:

प्रोटोप्लास्ट को पौधे के विभिन्न भागों से दो तरीकों से अलग किया जा सकता है, अर्थात यांत्रिक और एंजाइमेटिक तरीके। यांत्रिक तरीकों का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है क्योंकि प्रोटोप्लास्ट की कम मात्रा प्राप्त होती है और प्रोटोप्लास्ट को नुकसान होने की अधिक संभावना होती है। एंजाइमेटिक तरीकों में, सेल्यूलेज और पेक्टिनेज जैसे एंजाइमों का उपयोग आमतौर पर कोशिका भित्ति को तोड़ने के लिए किया जाता है।

2. प्रोटोप्लास्ट का संलयन:

 दो अलग-अलग पौधों की प्रजातियों के प्रोटोप्लास्ट को मिलाया जाता है। प्रोटोप्लास्ट संलयन के लिए दो तरीकों का इस्तेमाल किया जाता है, रासायनिक तरीके और विद्युत तरीके। रासायनिक विधि में पॉलीइथिलीन ग्लाइकॉल (पीईजी) के साथ प्रोटोप्लास्ट का उपचार शामिल है। यह प्रोटोप्लास्ट के समूहन को प्रेरित करता है और उच्च पीएच पर कैल्शियम आयनों की उच्च सांद्रता वाले घोल के साथ पीईजी को पतला करने के बाद उनका संलयन होता है। संलयन की यह आवृत्ति सेल के प्रकार और उपयोग की जाने वाली संलयन स्थिति के आधार पर 1 से 20 प्रतिशत तक भिन्न होती है। विद्युत विधि में, संलयन को प्रेरित करने के लिए कल्चर माध्यम में विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है। यह विधि रासायनिक विधि की तुलना में प्रोटोप्लास्ट संलयन की उच्च आवृत्ति की ओर ले जाती है। हमेशा रासायनिक विधि की तुलना में प्रोटोप्लास्ट पर इसका कम हानिकारक प्रभाव पड़ता है।

3. हाइब्रिड कोशिकाओं का चयन:

संलयन के बाद, बड़ी संख्या में हाइब्रिड और गैर-हाइब्रिड कोशिकाएँ बनती हैं। हाइब्रिड कोशिकाओं की पहचान करना और उनका चयन करना महत्वपूर्ण है।

चयन कुछ मार्करों की अभिव्यक्ति पर आधारित हो सकता है, जैसे एंटीबायोटिक प्रतिरोध जीन या दृश्य लक्षण, जिन्हें संलयन से पहले प्रोटोप्लास्ट में पेश किया जाता है।

हाइब्रिड कोशिकाओं में दोनों मूल प्रजातियों के आनुवंशिक मार्करों का संयोजन भी हो सकता है।

4. संकर कोशिकाओं का संवर्धन

संकर कोशिकाओं को उपयुक्त संवर्धन स्थितियों के साथ उपयुक्त माध्यम पर संवर्धित किया जाता है।

5. संकर पौधों का पुनर्जनन

पौधों को संकर कोशिकाओं से पुनर्जनन के लिए प्रेरित किया जाता है।

दैहिक संकरण के अनुप्रयोग

i. आनुवंशिक परिवर्तनशीलता बढ़ाने के लिए एक नया दृष्टिकोण।

ii. नए अंतर-विशिष्ट और अंतर-जीनी संकर का उत्पादन जैसे पोमेटो (आलू और टमाटर का संकर)।

iii. उपजाऊ द्विगुणित और बहुगुणित का उत्पादन।

iv. रोग प्रतिरोध, अजैविक तनाव प्रतिरोध, शाकनाशी प्रतिरोध और कई अन्य गुणवत्ता विशेषताओं के लिए जीन का स्थानांतरण।

v. अद्वितीय परमाणु-कोशिकाद्रव्य संयोजनों का उत्पादन।

vi. दैहिक कोशिका संलयन कोशिकाद्रव्यी जीन और उनकी गतिविधियों के अध्ययन में उपयोगी है।

लाभ

दैहिक संकरण का मुख्य लाभ विभिन्न अंतर-विशिष्ट और अंतर-जेनेरिक संकरों के बीच क्रॉस कराकर असंगति की बाधाओं को तोड़ने की एक संभावित विधि है।

दैहिक संकरण की सीमाएँ

i. संकर पौधों का खराब पुनर्जनन।

ii. संलयित उत्पादों की गैर-व्यवहार्यता।

iii. सभी पौधों में सफल नहीं होना।

iv. प्रतिकूल संकरों का उत्पादन।

v. संकरों के चयन के लिए एक कुशल विधि का अभाव।

व्यावहारिक उपलब्धि

सोमैटिक हाइब्रिडाइजेशन द्वारा दो नई फसलें विकसित की गई हैं, अर्थात पोमेटो (आलू × टमाटर) और राफानो ब्रैसिका (राफानस सैटिव्स × ब्रैसिका ओलेरेशिया)। हालाँकि, दोनों में अवांछनीय लक्षणों का एक संयोजन है।

Introductions 

Somatic cell - one of the cells of the body that composes the tissue organs, and parts of that individual other than the germ cell

Hybridization refers to Crossing between genetically different organisms or species to produce desired characteristics in the offspring.

Conventionally, the sexual hybridization technique was used to obtain hybrid plants, but this technique had its limitations, such as only closely related species could be fused and incompatibility barriers. These limitations can be overcome by somatic hybridization. 

Definition

The crossing of crop plants through the fusion of somatic cells is called somatic hybridization.

Somatic hybridization is a technique that allows the fusion of two different plants to obtain a new Somatic hybrid plant.

Somatic Hybrid: 

A hybrid obtained by somatic hybridization is known as a somatic hybrid.

Protoplast:

Naked cells or cells without cell wall is called protoplast.

The term protoplast was first time proposed by Hanstein in 1880.

Cytoplast is a protoplast either without a Nucleus or with an inactive nucleus.

Somatic hybridization is an asexual process performed with the help of tissue culture.

Related Posts

Types of Somatic Hybrid:

Classification A

Based on the taxonomic relationship of species involved in the hybridization  Somatic hybrids are three types viz.

Inter-specific somatic hybrid:

Hybrid obtained by protoplast fusion between two different species of the same genus. 

Inter-generic somatic hybrids: 

hybrids obtained by protoplast fusion between two different genera of the same family.

Inter-tribal somatic hybrids:

hybrids obtained through protoplast fusion between plants of two different families.

Classification B 

Based on the Contribution of chromosomes and cytoplasm from parental species, somatic hybrids are 3 types. These are explained as follows.

1. Symmetrical Somatic hybrids: 

Somatic hybrids that contain all chromosomes of both the species involved in the fusion of protoplast

2. Asymmetrical Somatic hybrids:

Somatic habits that contain the complete somatic complement of one species and only a few parts of the somatic complement of other species

3. Cybrids

Somatic hybrids are produced with the fusion of the protoplast of one species and the cytoplast of another species. 

Steps of Somatic Hybridization

Somatic hybridization consists of five important steps that are following

1. Isolation of protoplast :

Protoplast can be isolated from different parts of the plant part by two methods, viz, mechanical and enzymatic methods. Mechanical methods are rarely used since a low quantity of protoplast is obtained and high chance of damage to the protoplast. In enzymatic methods, Enzymes like cellulase and pectinase are commonly used to break down the cell walls.

2. Fusion of Protoplasts:

Protoplasts from two different plant species are mixed.

Two methods are used for protoplast fusion, viz., chemical methods and electrical methods. chemical method involves treatment of protoplast with Polyethylene glycol(PEG). This induces agglutination of the protoplast and their fusion occurs after the dilution of PEG  with a solution containing a high concentration of calcium ions at a high pH. This frequency of fusion varies from 1 to 20 percentage depending upon cell type and fusion condition employed. 

In the electrical method, electric current is passed in the cultural medium to induce fusion. This method leads to a higher frequency of protoplast fusion than the chemical method. Forever it has a less harmful effect on protoplast than the chemical method.

3. Selection of Hybrid Cells:

After fusion, a large number of hybrid and non-hybrid cells are formed. It's crucial to identify and select the hybrid cells.

Selection can be based on the expression of certain markers, like antibiotic resistance genes or visual traits, which are introduced into the protoplasts before fusion.

Hybrid cells may also have a combination of genetic markers from both parent species.

4. Culture of the hybrid cells

Hybrid cells are cultured on a suitable medium provided with the appropriate culture conditions.

5. Regeneration of hybrid plants

Plants are induced to regenerate from hybrid cells.

Applications of Somatic Hybridization

i. A novel approach for increasing genetic variability.

ii. Production of novel interspecific and intergenic hybrid e.g. Pomato (Hybrid of potato and tomato).

iii. Production of fertile diploids and polyploids.

iv. Transfer genes for disease resistance, abiotic stress resistance, herbicide resistance and many other quality characteristics.

v. The production of unique nuclear-cytoplasmic combinations.

vi. Somatic cell fusion is useful in the study of cytoplasmic genes and their activities.

Advantages 

The main advantage of somatic hybridization is a potential method of breaking barriers of cross incompatibility among various interspecific and inter-generic hybrids.

Limitation of Somatic Hybridization

i. Poor regeneration of hybrid plants.

ii. Non-viability of fused products.

iii. Not successful in all plants.

iv. Production of unfavorable hybrids.

v. Lack of an efficient method for the selection of hybrids.

Practical achievement

Two new crops, viz., pomato ( potato × Tomato) and Raphano brassica (Raphanus sativs × Brassica oleracea) have been developed by somatic hybridization. However, both have a combination of undesirable traits.

 Thanks For Visiting. 

Sava Your PPT

Somatic Hybridization Plant Biotechnology 3MB 16:9 .pdf

How To Download

If you see the 'Generating Download link' then check your Internet Speed and refresh this page. Even then if you face any Problems contact me, through the below link. 

WhatsApp me!

Previous Chapter Next Chapter

Reference

Pundhan Singh. 2016. Objectives Plant biotechnology. Kalyani publishes, New Delhi.

Go to Link