सूक्ष्मप्रवर्धन क्या है ?
आइए प्रवर्धन के अर्थ को समझें तो आप की सूक्ष्मप्रवर्धन अवधारणा को
आसानी से प्राप्त कर सकते हैं।
जीव विज्ञान में, प्रवर्धन का अर्थ अलैंगिक प्रजनन के माध्यम से पौधों की विशेष
प्रजातियों की संख्या में वृद्धि करना है। और पौधों के प्रवर्धन का उद्देश्य
विशेष प्रजातियों की आबादी को बनाए रखना है।
प्रवर्धन के तरीकों को विस्तृत तौर पर वर्गीकृत किया गया है और सूक्ष्मप्रवर्धन
उनमें से एक है।
सूक्ष्मप्रवर्धन से तात्पर्य छोटे पौधे के ऊतकों के माध्यम से पूरे पौधे के
पुनर्जनन से है।
या
क्लोनल प्रसार यानी अलैंगिक प्रजनन और टिशू कल्चर तकनीक का उपयोग करके किसी
किस्म की आनुवंशिक रूप से समान प्रतियों के गुणन को माइक्रोप्रोपेगेशन कहा
जाता है।
सूक्ष्मप्रवर्धन को क्लोनल प्रवर्धन के रूप में भी जाना जाता है।
व्यावसायिक स्तर पर आनुवंशिक रूप से समान पौधों के उत्पादन में सूक्ष्मप्रवर्धन
महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। क्योंकि इस विधि में कम समय, कम स्थान लगता है और
अधिक संख्या में पौधे तैयार होते हैं।
सूक्ष्मप्रवर्धन की कई अलग-अलग प्रकार की तकनीकें हैं जिनका आमतौर पर उपयोग
किया जाता है। यहां कुछ मुख्य विधियां दी गई हैं:
सूक्ष्मप्रवर्धन और पादप ऊतक संवर्धन के बीच क्या अंतर है ?
इंटरनेट वेब में, माइक्रोप्रोपेगेशन और टिशू कल्चर के बीच अंतर के संबंध
में विचारों में उल्लेखनीय भिन्नता मौजूद है, जिससे अक्सर विद्वानों के बीच
मतभेद है। इसकी व्याख्या निम्नलिखित हैं
टिशू कल्चर प्रयोगशाला में नियंत्रित वातावरण में पौधे के ऊतकों व
कोशिकाओं से नए पौधे तैयार करने की तकनीक है। इसके विपरीत,
माइक्रोप्रॉपैगेशन मे टिशू कल्चर एक विशिष्ट तकनीक है अर्थात् टिशू कल्चर
सूक्ष्म प्रवर्धन का एक प्रकार है, जिसका मुख्य उद्देश्य पौधो के सूक्ष्म
भागो को संवर्धित करके पौधों के क्लोनल प्रवर्धन में तेजी लाना है। विशेष
रूप से, माइक्रोप्रॉपैगेशन टिशू कल्चर के व्यापक ढांचे के भीतर एक
अनुप्रयोग के रूप में कार्य करता है, जिसका उपयोग आमतौर पर वाणिज्यिक पौधों
के प्रवर्धन, बेहतर पौधों के जीनोटाइप के संरक्षण, या रोगज़नक़ मुक्त पौधों
के नमूनों की पीढ़ी जैसे उद्देश्यों के लिए किया जाता है।
यह ध्यान रखना उचित है कि उनके विशिष्ट उद्देश्यों और अपेक्षित स्थितियों
के अलावा, माइक्रोप्रोपेगेशन और टिशू कल्चर में कोई और असमानता नहीं है।
सूक्ष्मप्रवर्धन के प्रकार
- भ्रूण कल्चर
- अंग कल्चर
- कॉलस कल्चर
- कोशिका कल्चर
माइक्रोप्रोपेगेशन की प्रक्रिया क्या है ?
चरण 0. जनको का चयन :
इसमें एक मदर प्लांट का चयन शामिल है जिससे एक एक्सप्लांट प्राप्त किया जाता
है।
चरण 1. एक्सप्लांट का निर्जमी कारण:
एक्सप्लांट के चयन के बाद 5 से 10 मिनट तक स्टरलाइज़िंग एजेंटों यानी 70%
अल्कोहल या सोडियम हाइपोक्लोराइट और कैल्शियम हाइपोक्लोराइट के माध्यम से
इसका स्टरलाइज़ेशन किया जाएगा।
चरण 2. उपयुक्त कल्चर माध्यम की तैयारी:
इस चरण में एक उपयुक्त कल्चर माध्यम तैयार किया जाएगा जो पौधे को वृद्धि के
लिए सभी आवश्यक पोषक तत्व प्रदान कर सके।
चरण 3. शूट का गुणन:
इस चरण में प्ररोह का तेजी से गुणन होता है और दैहिक भ्रूण का निर्माण होता
है।
चरण 4. अंकुरों का जड़ से निकलना:
इस चरण में अलग-अलग टहनियों को अलग करना और टहनियों को एक अलग जड़ने वाले
माध्यम में स्थानांतरित करना शामिल है, जिसके बाद इन्हे मिट्टी में
रोपण किया जाता है। चरण के अंत में, पौधों को एक टेस्ट ट्यूब में प्राप्त
किया जाता है।
चरण 5. पौध का स्थानांतरण:
अंतिम चरण में, पौधे को ग्रीनहाउस वातावरण मिट्टी में स्थानांतरित किया
जाता है।
सूक्ष्मप्रवर्धन के लाभ :
1. तीव्र क्लोनल गुणन:
सूक्ष्मप्रवर्धन अपेक्षाकृत कम अवधि में बड़ी संख्या में आनुवंशिक रूप से
समान पौधों के उत्पादन की अनुमति देता है। यह विशिष्ट पौधों की किस्मों के
बड़े पैमाने पर प्रवर्धन को सक्षम बनाता है, जिसमें रोग प्रतिरोधक क्षमता या
उच्च उपज जैसे वांछनीय गुणों वाली किस्में भी शामिल हैं।
2. रोगमुक्त पौधे:
छोटे ऊतक नमूनों से शुरुआत करके और विपरित स्थितियों को बनाए रखते हुए,
माइक्रोप्रोपेगेशन द्वारा रोग-मुक्त पौधे पैदा करने का लाभ अधिक है। विभिन्न
रोगों या वायरस के प्रति संवेदनशील पौधों से निपटने के लिए यह विशेष रूप से
फायदेमंद होता है।
3. साल भर उपलब्धता:
ऊतक संवर्धन मौसमी विविधताओं से स्वतंत्र पौधों के उत्पादन की अनुमति देता
है। नियंत्रित प्रयोगशाला स्थितियाँ साल भर प्रजनन को सक्षम बनाती हैं, जो
विशेष रूप से सीमित बीज उपलब्धता वाली प्रजातियों या उन प्रजातियों के लिए
उपयोगी है जिन्हें पारंपरिक तरीकों से प्रवर्धन करना मुश्किल है।
4. दुर्लभ या लुप्तप्राय प्रजातियों का संरक्षण:
माइक्रोप्रोपेगेशन दुर्लभ या लुप्तप्राय पौधों की प्रजातियों को संरक्षित और
प्रवर्धन करने का एक साधन प्रदान करता है जिन्हें अन्य तरीकों से प्रवर्धन
करना मुश्किल होता है। यह जैव विविधता को संरक्षित करने और पौधों की
प्रजातियों के विलुप्त होने को रोकने में मदद करता है।
5. आनुवंशिक संशोधन:
आनुवंशिक इंजीनियरिंग उद्देश्यों के लिए ऊतक संवर्धन तकनीकों का उपयोग किया
जा सकता है। आनुवंशिक संशोधनों को इन विट्रो में पौधों की कोशिकाओं में पेश
किया जा सकता है, जिससे वांछित गुणों वाले ट्रांसजेनिक पौधों के उत्पादन किया
जा सकता है, जैसे कि कीटों या शाकनाशियों के प्रति सहनशीलता में वृद्धि।
सूक्ष्मप्रवर्धन की हानिया :
1. लागत:
टिशू कल्चर प्रयोगशाला की प्रारंभिक स्थापना और रखरखाव महंगा हो सकता है।
विशेष उपकरण, मीडिया और कुशल कर्मियों की आवश्यकता सूक्ष्मप्रवर्धन की कुल
लागत को बढ़ा देती है।
2. आनुवंशिक एकरूपता:
जबकि आनुवंशिक एकरूपता कुछ मामलों में एक फायदा है, यह नुकसान भी हो सकता है।
सूक्ष्मप्रवर्धन से क्लोन उत्पन्न होते हैं, जिसका अर्थ है कि पौधों में
आनुवंशिक विविधता का अभाव है। यह एकरूपता पौधों को बीमारियों या पर्यावरणीय
परिवर्तनों के प्रति अधिक संवेदनशील बना सकती है।
3. आनुवंशिक अस्थिरता:
कुछ पौधों की प्रजातियाँ या जीनोटाइप सूक्ष्मप्रवर्धन के दौरान आनुवंशिक
अस्थिरता प्रदर्शित कर सकते हैं। इससे सोमैक्लोनल विविधताएं हो सकती हैं,
जहां संवर्धित कोशिकाओं में आनुवंशिक परिवर्तन या उत्परिवर्तन होते हैं,
जिसके परिणामस्वरूप पुनर्जीवित पौधों में परिवर्तित लक्षण या फेनोटाइप होते
हैं।
4. श्रम प्रधान:
सूक्ष्मप्रचार के लिए कुशल श्रम और विस्तार पर ध्यान देने की आवश्यकता होती
है। इस प्रक्रिया में कई चरण शामिल हैं, जिनमें प्रत्यारोपण चयन, बन्धयकरण,
कल्चर , सब कल्चर और पौधों का अनुकूलन शामिल है। यह समय लेने वाला और
श्रम-गहन हो सकता है, खासकर जब बड़े पैमाने पर प्रचार-प्रसार से निपटना हो।
5. दैहिक अंतर:
ऊतक संवर्धन के माध्यम से उत्पादित पौधे पारंपरिक रूप से प्रवर्धन पौधों की
तुलना में दैहिक अंतर प्रदर्शित कर सकते हैं। ये अंतर वृद्धि विकास ,
जड़ विकास या पौधे के समग्र वृद्धि मे प्रकट हो सकते हैं।
सूक्ष्मप्रवर्धन के अनुप्रयोग/महत्व
1. बड़े पैमाने पर क्लोनल प्रसार:
सूक्ष्मप्रवर्धन के प्राथमिक अनुप्रयोगों
में से एक आनुवंशिक रूप से समान पौधों का तेजी से और बड़े पैमाने पर उत्पादन
है।
2. रोग-मुक्त पौधों का उत्पादन:
टिशू कल्चर स्वस्थ, निष्फल एक्सप्लांट्स से
शुरुआत करके रोग-मुक्त पौधों का उत्पादन करने का एक तरीका प्रदान करता है।
3. दुर्लभ और लुप्तप्राय प्रजातियों का संरक्षण: माइक्रोप्रोपेगेशन तकनीक
सीमित बीज उपलब्धता वाले पौधों के प्रवर्धन की अनुमति देती है या जिन्हें
पारंपरिक तरीकों से प्रवर्धन करना चुनौतीपूर्ण होता है।
4. जेनेटिक इंजीनियरिंग और जैव प्रौद्योगिकी:
ऊतक संवर्धन तकनीक आनुवंशिक
इंजीनियरिंग और जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों को सक्षम बनाती है।
5. सजावटी पौधों का तेजी से गुणन:
बड़ी संख्या में समान और आकर्षक पौधों का
उत्पादन करने के लिए सजावटी पौधे उद्योग में माइक्रोप्रोपेगेशन का व्यापक रूप
से उपयोग किया जाता है।
6. अनुसंधान और प्रायोगिक अध्ययन:
ऊतक कल्चर पादप जीव विज्ञान और अन्य
संबंधित क्षेत्रों में शोधकर्ताओं के लिए एक मूल्यवान उपकरण के रूप में कार्य
करता है। यह नियंत्रित वातावरण में पादप शरीर क्रिया विज्ञान, विकास और
विभिन्न उपचारों या तनावों के प्रति प्रतिक्रियाओं के अध्ययन की अनुमति देता
है।
सूक्ष्म प्रसार को प्रभावित करने वाला कारक
1. स्रोत और चयन की व्याख्या करें:
प्रारंभिक पादप सामग्री का चुनाव, जिसे एक्सप्लांट के रूप में जाना जाता है,
सूक्ष्मप्रवर्धन में महत्वपूर्ण है। उपयुक्त खोजकर्ताओं का चयन, जैसे शूट
टिप, एक्सिलरी कलियाँ, या पत्तियाँ, सफलता दर को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित
कर सकते हैं। प्रत्यारोपण स्वस्थ, रोग-मुक्त और अधिमानतः किशोर या सक्रिय रूप
से बढ़ने वाले ऊतक से होना चाहिए।
2. स्टेरलाइजेशन :
माइक्रोबियल संदूषकों को खत्म करने के लिए एक्सप्लांट का उचित स्टेरलाइजेशन
आवश्यक है। एक्सप्लांट्स को आम तौर पर ब्लीच या इथेनॉल जैसे कीटाणुनाशकों का
उपयोग करके सतह को निष्फल किया जाता है। अपर्याप्त स्टेरलाइजेशन से संदूषण हो
सकता है, जो कल्चर ऊतकों की वृद्धि और विकास में बाधा बन सकता है।
3. पोषक माध्यम:
पोषक माध्यम की संरचना सूक्ष्मप्रवर्धन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
माध्यम में कोशिका वृद्धि और विभेदन के लिए आवश्यक पोषक तत्व, विटामिन, विकास
नियामक और शर्करा होते हैं। विशिष्ट आवश्यकताएं पौधों की प्रजातियों और ऊतक
संवर्धन के चरण (आरंभ, गुणन, जड़ निकालना, आदि) के आधार पर भिन्न-भिन्न होती
हैं।
4. नियामक:
पौधों के विकास नियामक, जैसे ऑक्सिन और साइटोकिनिन, को संवर्धन ऊतक में
विशिष्ट प्रतिक्रियाओं को प्रेरित करने के लिए पोषक माध्यम में जोड़ा जाता
है। इन विकास नियामकों का संतुलन और एकाग्रता शूट प्रवर्धन, रूटिंग और समग्र
पौधे विकास को प्रभावित कर सकता है।
5. पर्यावरणीय कारक:
वह भौतिक वातावरण जिसमें ऊतक संवर्धन किया जाता है, सूक्ष्मप्रवर्धन की सफलता
को प्रभावित कर सकता है। वृद्धि और विकास के लिए अनुकूलतम स्थितियाँ प्रदान
करने के लिए तापमान, प्रकाश की तीव्रता, फोटोपीरियड (दिन/रात चक्र), और
आर्द्रता जैसे कारकों को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए।
6. संदूषण:
बैक्टीरिया, कवक या अन्य सूक्ष्मजीवों द्वारा संदूषण सूक्ष्मप्रवर्धन में एक
आम चुनौती है। सूक्ष्मप्रवर्धन के सभी चरणों के दौरान सख्त सड़न रोकने वाली
तकनीकों और स्टेरलाइजेशन स्थितियों को बनाए रखना संदूषण को रोकने और स्वस्थ
पौधों के विकास को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।
7. अनुकूलन:
इन विट्रो गुणन के बाद, पौधों को पूर्व-विट्रो स्थितियों के अनुकूल बनाने की
आवश्यकता होती है, जिसमें उन्हें स्टेरलाइजेशन कल्चर वातावरण से सामान्य
ग्रीनहाउस या फ़ील्ड वातावरण में स्थानांतरित करना शामिल होता है। पौधों को
प्राकृतिक परिस्थितियों के अनुकूल बनने और उचित विकास स्थापित करने की अनुमति
देने के लिए यह कदम महत्वपूर्ण है।
8. जीनोटाइप और प्रजाति भिन्नता:
विभिन्न पौधों की प्रजातियों और जीनोटाइप में सूक्ष्मप्रवर्धन तकनीकों के लिए
अद्वितीय आवश्यकताएं और प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं। कुछ पौधे टिशू कल्चर के
प्रति अच्छी प्रतिक्रिया दे सकते हैं, जबकि अन्य अधिक चुनौतीपूर्ण हो सकते
हैं या आनुवंशिक अस्थिरता प्रदर्शित कर सकते हैं।
9. हार्मोनल इंटरैक्शन:
विभिन्न पादप हार्मोनों और विकास नियामकों के बीच परस्पर क्रिया
सूक्ष्मप्रवर्धन की सफलता को प्रभावित कर सकती है। उदाहरण के लिए, ऑक्सिन और
साइटोकिनिन के बीच संतुलन, शूट प्रसार, रूटिंग या कैलस गठन को प्रभावित कर
सकता है।
10. संवर्धन अवधि:
संवर्धन में खोजकर्ताओं के रहने की अवधि सूक्ष्मप्रवर्धन की सफलता को
प्रभावित कर सकती है। संवर्धन में विस्तारित अवधि पुनर्जीवित पौधों में
आनुवंशिक अस्थिरता, सोमाक्लोनल विविधताएं या शारीरिक असामान्यताएं पैदा कर
सकती है।