57. कीट प्रबंधन में जैव प्रौद्योगिकी (BIOTECHNOLOGY IN PEST MANAGEMENT)

व्याख्यान 30 (Lecture 30): कीट प्रबंधन में जैव प्रौद्योगिकी (BIOTECHNOLOGY IN PEST MANAGEMENT)

कीटों के प्रबंधन (management of insect pests) के लिए आणविक जीव विज्ञान तकनीकों (molecular biology techniques) का उपयोग। निम्नलिखित कुछ रणनीतियाँ (some strategies) हैं:

  1. व्यापक संकरण (Wide hybridization): इस तकनीक में पारंपरिक प्रजनन (conventional breeding) द्वारा जीन को एक प्रजाति से दूसरी प्रजाति (transfer of genes from one species to other) में स्थानांतरित करना शामिल है। प्रतिरोध के लिए जीन (genes for resistance) एक अलग प्रजाति से स्थानांतरित (transferred from a different species) किए जाते हैं। उदा. WBPH प्रतिरोधी जीन को O.officinalis से Oryza sativa (WBPH resistant gene has been transferred to Oryza sativa from O.officinalis) में स्थानांतरित किया गया है।
  2. सोमाक्लोनल परिवर्तनशीलता (Somaclonal variability): ऊतक संवर्धन व्युत्पन्न संतति (tissue culture derived progeny) में देखी गई भिन्नता (variation)। उदा. Spodoptera litura के प्रति प्रतिरोधी (resistant to Spodoptera litura) ज्वार के सोमाक्लोनल वेरिएंट (Somaclonal variants of sorghum) विकसित किए गए हैं।
  3. ट्रांसजेनिक पौधे (Transgenic plants): ट्रांसजेनिक पौधे वे पौधे होते हैं जिनमें एक या अधिक अतिरिक्त जीन (one or more additional genes) होते हैं। यह जेनेटिक इंजीनियरिंग तकनीकों (genetic engineering techniques) द्वारा पौधों के जीनोम (plant genome) में अतिरिक्त जीन को क्लोन (cloning additional genes) करके प्राप्त किया जाता है। जोड़े गए जीन कीटों के प्रति प्रतिरोध प्रदान (impart resistance to pests) करते हैं।

ट्रांसजेनिक पौधों (Transgenic plants) का उत्पादन एक या अधिक निम्नलिखित जीनों को जोड़कर (addition of one or more following genes) किया गया है:

a. बीटी एंडोटॉक्सिन जीन (Bt endotoxin gene):

ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया (gram positive bacteria) Bacillus thuringiensis एक क्रिस्टल विष (crystal toxin) पैदा करता है जिसे (डेल्टा) एंडोटॉक्सिन / (delta) endotoxin कहा जाता है। एंडोटॉक्सिन (endotoxin) एक पेट का जहर (stomach poison) है और लेपिडोप्टेरान कीड़ों (lepidopteran insects) को मारता है यदि सेवन (consumed) किया जाता है। एंडोटॉक्सिन पैदा करने के लिए जिम्मेदार जीन (डीएनए टुकड़ा) (gene - DNA fragment - responsible for producing endotoxin) को बीटी (Bt) से अलग (isolated) किया जाता है और ट्रांसजेनिक कपास आदि (produce Transgenic cotton, etc.) का उत्पादन करने के लिए कपास, आलू, मक्का आदि पौधों (plants like cotton, potato, maize, etc.) में क्लोन (cloned) किया जाता है।

ट्रांसजेनिक बीटी पौधे और लक्षित कीट (Transgenic Bt plants and Target insect pests):

ट्रांसजेनिक बीटी पौधे (Transgenic Bt plants)लक्षित कीट (Target insect pests)
1. कपास (Cotton)बॉलवर्म (Bollworms), S. litura
2. मक्का (Maize)यूरोपीय कॉर्न बोरर (European corn borer)
3. चावल (Rice)लीफ फोल्डर, तना छेदक (Leaf folder, stem borer)
4. तंबाकू, टमाटर (Tobacco, Tomato)कट वर्म (Cut worms)
5. आलू, बैंगन (Potato, Egg plant)कोलाराडो आलू बीटल (Colarado potato beetle)

b. प्रोटीज़ इन्हिबिटर (PI) जीन / Protease inhibitors (PI) gene:

कीड़ों की आंत में प्रोटीज़ (proteases in their gut) होते हैं जो एंजाइम होते हैं जो प्रोटीन के पाचन (digestion of protein) में मदद करते हैं। प्रोटीज अवरोधक (Protease inhibitors) वे पदार्थ हैं जो प्रोटीज को रोकते हैं और कीड़ों में पाचन को प्रभावित (affect digestion in insects) करते हैं। प्रोटीज अवरोधक जीन (protease inhibitor gene) को एक पौधे से अलग (isolated from one plant) किया जाता है और ट्रांसजेनिक पौधे (produce transgenic plants) बनाने के लिए दूसरे पौधे में क्लोन (cloned into another) किया जाता है। उदा. PI युक्त ट्रांसजेनिक सेब, चावल, तंबाकू (Transgenic apple, rice, tobacco containing PI)। उदा. काउपी ट्रिप्सिन अवरोधक (Cowpea trypsin inhibitor - CpTI) एक PI है जो काउपी से पृथक (isolated from cowpea) किया गया है और तंबाकू (tobacco) में क्लोन किया गया है। यह ट्रांसजेनिक तंबाकू Heliothis virescens के लिए प्रतिरोधी (resistant to Heliothis virescens) है。

c. अल्फा-एमाइलेज अवरोधक जीन (alpha-Amylase inhibitor gene):

अल्फा-एमाइलेज (alpha-Amylase) कार्बोहाइड्रेट के पाचन (digestion of carbohydrate) के लिए कीड़ों में मौजूद (present in insects) एक पाचक एंजाइम (digestive enzyme) है। अल्फा-एमाइलेज अवरोधक (alpha-Amylase inhibitor), कीड़ों में पाचन को प्रभावित (affect digestion in insects) करते हैं। ट्रांसजेनिक तंबाकू और टमाटर (Transgenic tobacco and tomato) अल्फा-एमाइलेज अवरोधक (expressing alpha-amylase inhibitor) व्यक्त करने वाले उत्पादित किए गए हैं जो लेपिडोप्टेरान कीटों (Lepidopteran pests) के प्रतिरोधी (resistant) हैं।

d. लेक्टिन जीन (Lectins genes):

लेक्टिन (Lectins) प्रोटीन होते हैं जो कार्बोहाइड्रेट से जुड़ते (bind to carbohydrates) हैं। जब कीट लेक्टिन खाते (insect feed on lectins) हैं, तो यह मिडगुट की पेरिट्रोफिक झिल्ली में चिटिन (chitin in peritrophic membrane of midgut) से जुड़ जाता है और पोषक तत्वों के ग्रहण को रोकता (prevents uptake of nutrients) है। उदा. मटर लेक्टिन जीन (pea lectin gene) युक्त ट्रांसजेनिक तंबाकू (Transgenic tobacco) H. virescens के प्रतिरोधी (resistant) है।

e. एंजाइम जीन (Enzyme genes):

चिटिनेज एंजाइम जीन (Chitinase enzyme gene), और कोलेस्ट्रॉल ऑक्सीडेज जीन (cholesterol oxidase gene) को पौधों में क्लोन (cloned into plants) किया गया है और ये कीटनाशक गुण (show insecticidal properties) दिखाते हैं।

जीन पिरामिडिंग (PYRAMIDING GENES):

बहु-यंत्रवत प्रतिरोध (multi-mechanistic resistance) प्राप्त करने के लिए एक से अधिक जीन (more than one gene) वाले ट्रांसजेनिक फसलों की इंजीनियरिंग (Engineering transgenic crops) को जीन पिरामिडिंग (pyramiding of genes) कहा जाता है। उदा.

  1. CpTi जीन और मटर लेक्टिन जीन (CpTi gene and pea lectin gene) को एक ट्रांसजेनिक तंबाकू (produce a tranagenic tobacco) बनाने के लिए क्लोन किया गया था।
  2. ट्रांसजेनिक आलू जो लेक्टिन और बीन चिटिनेज (express lectin and bean chitinase) को व्यक्त करते हैं, उत्पादित किए गए हैं।

आईपीएम में जैव प्रौद्योगिकी की क्षमता/लाभ (Potentials/Advantages of Biotechnology in IPM):

  1. ट्रांसजेनिक बीटी, पीआई, लेक्टिन के खिलाफ प्रतिरोध का धीमा विकास (Slow development of resistance against transgenic Bt, PI, lectins)।
  2. पौधे के सभी भाग विष (All plant parts express toxin) व्यक्त करते हैं और इसलिए कीटनाशक स्प्रे की कोई आवश्यकता नहीं (no need for insecticide spray) है।
  3. निरंतर निगरानी की कोई आवश्यकता नहीं (No need for continuous monitoring)।
  4. कोई पर्यावरण प्रदूषण नहीं (No environmental pollution), NE (प्राकृतिक शत्रु) के लिए सुरक्षित, गैर-लक्षित जीव (non-target organism)।
अस्वीकरण (Disclaimer):
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