उत्परिवर्तन प्रजनन (Mutation breeding) का उपयोग ओलिगोजेनिक के साथ-साथ पॉलीजेनिक वर्णों (improving both oligogenic as well as polygenic characters) दोनों को बेहतर बनाने (improving) के लिए किया गया है। इसका उपयोग रूपात्मक और शारीरिक लक्षणों (morphological and physiological characters), रोग प्रतिरोध (disease resistance) और उपज क्षमता (yielding ability) सहित मात्रात्मक लक्षणों (quantitative characters) को बेहतर बनाने (improve) के लिए किया गया है। उत्परिवर्तन प्रजनन के विभिन्न अनुप्रयोगों (various applications) को संक्षेप में (briefly) निम्नानुसार (as under) संक्षेपित (summarized) किया जा सकता है।
वांछनीय उत्परिवर्ती एलील (desirable mutant alleles) का प्रेरण (Induction), जो जर्मप्लाज्म (germplasm) में मौजूद नहीं (may not be present) हो सकता है या जो मौजूद (present) हो सकता है, लेकिन राजनीतिक या भौगोलिक कारणों (political or geographical reasons) से ब्रीडर (breeder) के लिए उपलब्ध नहीं (may not be available) हो सकता है। कुछ हद तक (To some extent), उत्परिवर्तन प्रजनन प्राकृतिक जर्मप्लाज्म (natural germplasm) पर प्रजनकों (breeders) की पूर्ण निर्भरता (complete dependence) को राहत (relieves) देता है। लेकिन यह याद रखा जाना चाहिए (remembered) कि उत्परिवर्तन प्रजनन जर्मप्लाज्म संग्रह (germplasm collections) की आवश्यकता (necessity) को कम नहीं कर सकता (cannot minimise) है; यह केवल उपलब्ध जर्मप्लाज्म (available germplasm) के लिए एक उपयोगी पूरक (useful supplement) के रूप में कार्य (serves) करता है。
यह अच्छी तरह से अनुकूलित उच्च उपज देने वाली किस्म (well adapted high Yielding variety) की विशिष्ट विशेषताओं (specific characteristics) में सुधार करने में उपयोगी (useful) है। यह विशेष रूप से क्लोनल फसलों (clonal crops) के मामले में उनकी अत्यधिक हेटेरोजायगस प्रकृति (highly heterozygous nature) के कारण ऐसा है; ऐसे मामले में (in such a case), उत्परिवर्तन (mutagenesis) क्लोन (clones) के आनुवंशिक श्रृंगार (genetic make up) को बदले बिना (without changing) विशिष्ट विशेषताओं में सुधार करने के लिए उपलब्ध एकमात्र तरीका (only method available) है。
स्व-परागित प्रजातियों (self-pollinated species) में, अन्यथा अनुकूलित और बेहतर किस्मों (otherwise adapted and superior varieties) की विशिष्ट विशेषताओं को बेहतर बनाने में उत्परिवर्तन उपयोगी है। हालांकि, ऐसी प्रजातियों में (in such species) उत्परिवर्तन मानक बैकक्रॉस प्रक्रिया (standard backcross procedure) की तुलना में सरल या तेज नहीं (may not be simpler or quicker) हो सकता है यदि (if) विशेषता एक किस्म में उपलब्ध (characteristic is available in a variety) है। यह अधिक है (This is more so) क्योंकि वांछनीय म्यूटेशन (desirable mutations) अक्सर (often) अन्य म्यूटेशन (other mutations), गुणसूत्र विपथन (chromosomal aberrations), बाँझपन (sterility), आदि के कारण अवांछनीय दुष्प्रभावों (undesirable side effects) से जुड़े (associated) होते हैं। परिणामस्वरूप (As a result), एक स्वीकार्य आनुवंशिक पृष्ठभूमि (acceptable genetic background) में वांछनीय उत्परिवर्ती एलील (desirable mutant allele) लाने के लिए मूल किस्म (parent variety) के साथ एक या कुछ बैकक्रॉस (one or few backcrosses) आवश्यक (necessary) हो सकते हैं।
उपज (yie1d) सहित विभिन्न मात्रात्मक वर्णों (various quantitative characters) को बेहतर बनाने के लिए उत्परिवर्तन का सफलतापूर्वक (successfully) उपयोग (used) किया गया है। इस तकनीक (this technique) द्वारा कई किस्में (Several varieties) विकसित (developed) की गई हैं। हालांकि, यह दिखाने (show) के लिए कोई महत्वपूर्ण तुलना उपलब्ध नहीं (no critical comparison available) है कि पारंपरिक संकरण कार्यक्रमों (conventional hybridization programmes) द्वारा समान सुधार (same improvement) नहीं लाया गया होगा।
अंतःविषय क्रॉस (intervarietal crosses) से F1 संकर (F1 hybrids) को उत्परिवर्तन (mutations) को प्रेरित (inducing) करके और जुड़े जीनों (linked genes) के बीच पुनर्संयोजन (recombination) को सुविधाजनक (facilitating) बनाकर आनुवंशिक परिवर्तनशीलता (genetic variability) बढ़ाने (increase) के लिए म्यूटैजेन (mutagens) के साथ इलाज (treated) किया जा सकता है। लेकिन इस पद्धति (this method) का व्यापक रूप से (widely) उपयोग नहीं (not been widely used) किया गया है。
स्थानान्तरण (translocations) उत्पन्न (produce) करने के लिए अंतर्विशिष्ट संकरों (interspecific hybrids) का विकिरण (Irradiation) किया गया है। यह वांछनीय जीन (desirable gene) ले जाने वाले गुणसूत्र खंड (chromosome segment) को विदेशी गुणसूत्र (alien chromosome) से एक खेती की प्रजाति (cultivated species) के गुणसूत्र (chromosome) में स्थानांतरित (transfer) करने के लिए किया जाता है। यह फसल सुधार (crop improvement) में विकिरण के एक और अनुप्रयोग (another application) को स्पष्ट (illustrates) करता है, लेकिन यह उत्परिवर्तन प्रजनन का गठन नहीं (does not constitute) करता है।
विकासशील देशों में (In developing countries), उत्परिवर्तन प्रजनन का व्यापक रूप से उपयोग (widely used) किया जाता है, लेकिन यूरोप (Europe) में यह मुख्य रूप से (mainly) क्लोनल और सजावटी फसलों (clonal and ornamental crops) तक ही सीमित (confined) है। उदाहरण के लिए (For example), उत्परिवर्तन गुलदाउदी और केले के प्रजनन कार्यक्रमों (chrysanthemum and banana breeding programmes) में आनुवंशिक भिन्नता (genetic variation) का प्रमुख स्रोत (principal source) है। ऐसा इसलिए है क्योंकि अधिकांश प्रजनकों (most breeders) का मानना (believe) है कि उत्परिवर्तन प्रजनन की विशेषताएं (characteristics), अर्थात (viz.), (1) बड़ी (large - 10 5 से 10 6) M2 आबादी (M2 populations) की आवश्यकता (need), (2) उत्परिवर्तन के हानिकारक प्रभाव (associated detrimental effects of mutations), और (3) तथाकथित 'उपन्यास' उत्परिवर्ती एलील ('novel' mutant alleles) के जर्मप्लाज्म में अस्तित्व (existence), पारंपरिक प्रजनन कार्यक्रमों (conventional breeding programmes) में इस तकनीक को शामिल करने (incorporation) के खिलाफ (against) कम (mitigate) करते हैं। इसके अलावा (In addition), कई वर्षों (period of years) में जारी (released) की गई नई किस्मों (new varieties) की पैदावार (yields) (पारंपरिक प्रजनन दृष्टिकोण के माध्यम से विकसित - developed through conventional breeding approaches) प्रमुख क्षेत्र की फसलों (major field crops) के मामले में -1% की औसत वृद्धि (average increase) दिखाती है। उत्परिवर्तन का उपयोग करके एक नई किस्म (new variety) के विकास (Development) के लिए लगभग 7 वर्ष (about 7 years) की आवश्यकता होगी; इसलिए उत्परिवर्ती किस्म (mutant variety) को मूल किस्म पर उपज (yield) में -7% की वृद्धि दिखानी चाहिए। इस परिमाण की वृद्धि (increase of this magnitude) एक जीन या लक्षण (single gene or trait) के संशोधन (modification) से संभावना नहीं (unlikely) है जब तक (unless) कि यह पौधों के प्रदर्शन (plant performance) के लिए महत्वपूर्ण (critical) न हो, उदा., बीमारी या कीट प्रतिरोध (disease or insect resistance)।
उत्परिवर्तन प्रजनन की सीमाएं (LIMITATIONS OF MUTATION BREEDING)
उत्परिवर्तन प्रजनन के अनुभव (experience) ने तकनीक (technique) की कुछ सीमाओं (certain limitations) को सामने (brought out) लाया है; इन सीमाओं (these limitations) को निम्नानुसार संक्षेपित किया गया है।
1. वांछनीय उत्परिवर्तन की आवृत्ति (frequency) बहुत कम (very low) है, कुल उत्परिवर्तन (total mutations) का लगभग 0.1 प्रतिशत (about 0.1 per cent)। इसलिए, बड़े (large) M2 और बाद की आबादी (subsequent populations) को उगाया (grown) जाना है और सावधानीपूर्वक (carefully) अध्ययन (studied) किया जाना है। इसमें काफी समय, श्रम और अन्य संसाधन (considerable time, labour and other resources) शामिल हैं।
2. वांछनीय म्यूटेशन का चयन (select) करने के लिए ब्रीडर को बड़ी आबादी (large populations) की स्क्रीन (screen) करनी होती है। इसलिए, बड़ी आबादी को स्क्रीन करने के लिए कुशल, तेज और सस्ती चयन तकनीक (efficient, quick and inexpensive selection techniques) की आवश्यकता (required) है। उत्परिवर्तन प्रजनन आसानी से (more easily) ऐसे लक्षणों (such characters) पर लागू (applied) होता है जहां त्वरित स्क्रीनिंग तकनीक (quick screening techniques) उपलब्ध (available) होती है, उदा., रोग प्रतिरोध। लेकिन उन लक्षणों के मामले (case of characters) में जहां विस्तृत परीक्षणों (elaborate tests) की आवश्यकता होती है, उदा., गुणवत्ता विशेषताओं (quality characteristics), उत्परिवर्तन प्रजनन वस्तुतः अव्यावहारिक (virtually impractical) है। इस कारण से (For this reason), उत्परिवर्तन प्रजनन उन विशेषताओं (those characteristics) के साथ अधिक सफल (more successful) रहा है जहां उत्परिवर्ती फेनोटाइप (mutant phenotype) विशिष्ट (distinct) और आसानी से पता लगाने योग्य (easily detectable) है।
3. वांछनीय म्यूटेशन आमतौर पर (commonly) अन्य म्यूटेशन, गुणसूत्र विपथन, आदि के कारण अवांछनीय दुष्प्रभावों से जुड़े होते हैं। इन दोषों (these defects) को दूर (remove) करने के लिए उत्परिवर्ती लाइनों (mutant lines) को अक्सर संबंधित मूल किस्मों (respective parent varieties) से बैकक्रॉस (backcrossed) करना पड़ता है। यह उत्परिवर्तन प्रजनन कार्यक्रमों (mutation breeding programmes) की समय की आवश्यकता (time requirement) को बढ़ाता (increases) है और इसमें अतिरिक्त श्रम, समय और व्यय (additional labour, time and expenditure) शामिल है।
4. अक्सर म्यूटेशन (Often mutations) प्लियोट्रोपिक प्रभाव (pleiotropic effects) पैदा करते हैं। प्लियोट्रोपिक प्रभावों को कम करने या समाप्त करने (reducing or eliminating) की मुख्य प्रक्रिया (chief procedure) बेतरतीब ढंग से चयनित कुलीन किस्मों (randomly selected range of elite varieties) की श्रेणी (range) के साथ उत्परिवर्ती (mutant) को संकरण (hybridizing) करके जीन (gene) को विभिन्न आनुवंशिक पृष्ठभूमि (different genetic backgrounds) में स्थानांतरित करना है। वैकल्पिक रूप से (Alternatively), जब प्लियोट्रोपिक {प्रभाव (pleiotropic {effect) एक विशिष्ट लक्षण (specific trait) पर होता है, उदा., फूल आने में देरी (delayed flowering), दोष (defect) के सुधार (correction) के लिए उपयुक्त जीन (appropriate genes), उदा., जल्दी फूलने (early flowering) के लिए जीन (genes), उत्परिवर्ती तनाव (mutant strain) में प्रवेश (introgressed) किए जा सकते हैं।
5. मात्रात्मक लक्षणों (quantitative traits) में उत्परिवर्तन आमतौर पर (usually) मूल किस्म के चयन इतिहास (selection history) से दूर (away) की दिशा (direction) में होते हैं; यह निष्कर्ष (conclusion) 1965 में ब्रॉक (Brock) द्वारा पहुँचा गया था और इसे आमतौर पर (generally) वैध (valid) माना (regarded) जाता है। यह मात्रात्मक विशेषता (quantitative trait) में प्राप्य (attainable) सुधार की डिग्री (degree of improvement) को सीमित (limit) करने की प्रवृत्ति (tend) कर सकता है जो लंबे समय (long period of time) तक चयन का उद्देश्य (object of selection) रहा है, उदा., उपज।
6. एक उत्परिवर्ती किस्म के पंजीकरण (registration) में समस्याएँ (problems) हो सकती हैं क्योंकि मूल किस्म से भिन्न नई किस्म को दृढ़ता से (convincingly) प्रदर्शित (demonstrate) करना मुश्किल (difficult) हो सकता है; पीबीआर कानून (PBR laws), जहां वे मौजूद हैं (where they exist), एक नई किस्म को विशिष्ट, समान और स्थिर (distinct, uniform and stable - डीओएस आवश्यकता - DOS requirement) होने की आवश्यकता (require) है। ऐसी किस्म (Such a variety) एक रॉयल्टी देयता (royalty liability) को भी आकर्षित (attract) कर सकती है यदि मूल किस्म का पीबीआर शीर्षक (PBR title) किसी अन्य प्रजनक/संगठन (another breeder/organization) द्वारा आयोजित (held) किया गया हो।
7. अधिकांश उत्परिवर्तन (Most of the mutations) अप्रभावी (recessive) होते हैं; क्लोनल फसलों में अप्रभावी उत्परिवर्तन (recessive mutations) का पता लगाना (detection) लगभग असंभव (almost impossible) है और पॉलीप्लाइडी प्रजातियों (polyploidy species) में मुश्किल है। नतीजतन (Consequently), पॉलीप्लाइडी प्रजातियों में, बड़ी आबादी (larger population) को उगाया जाना है और उत्परिवर्तजन की बड़ी खुराक (larger doses) को लागू किया जाना है। उत्परिवर्तन को आमतौर पर (most commonly) उन द्विगुणित प्रजातियों (diploid species) पर लागू किया गया है जो लैंगिक जनन (reproduce sexually) करती हैं, विशेष रूप से (more particularly) स्व-परागित प्रजातियों (self pollinated species) के लिए।
उपलब्धियां (ACHIEVEMENTS)
वर्ष 1969 को व्यापक रूप से मुख्य रूप से मौलिक जांच (fundamental investigations) से व्यावहारिक उत्परिवर्तन प्रजनन (practical mutation breeding) में संक्रमण का वर्ष (year of transition) माना जाता है; इस समय तक (upto this time), उत्परिवर्तन के माध्यम से केवल 77 किस्में (77 varieties) विकसित की गई थीं। 1983 में, यह संख्या (this number) बढ़कर 337 हो गई, और 1989 तक, 1322 उत्परिवर्ती किस्में (mutant varieties) जारी की जा चुकी थीं। यह संख्या (number) 1990 तक बढ़कर 1542 हो गई, और 1992 तक 1737 हो गई; इस दर (this rate) पर, अब तक (by now) संख्या 2,000 से काफी अधिक (well over 2,000) होगी। 1542 किस्मों (varieties) में से (1990 तक), 1019 किस्में बीज प्रचारित फसलों (seed propagated crops) में थीं (म्यूटेंट की 609 प्रत्यक्ष रिलीज़ - 609 direct releases of mutants, और 410 किस्में म्यूटेंट वाले क्रॉस से प्राप्त हुई थीं - 410 varieties were derived from crosses involving mutants, कम से कम, माता-पिता में से एक के रूप में - as, at least, one of the parents)।
इसके विपरीत (In contrast), वनस्पति रूप से प्रचारित फसलों (vegetatively propagated crops) में केवल 523 किस्में (523 varieties) विकसित की गईं। किस्मों (varities) का थोक (Bulk - 1029) म्यूटेंट के प्रत्यक्ष रिलीज (direct release of mutants) के कारण था और केवल एक छोटा अनुपात (small proportion - Ca. 23%) संकरण कार्यक्रमों (hybridization programmes) में म्यूटेंट (mutants) का उपयोग करके प्राप्त (obtained) किया गया था। बीज प्रचारित फसलों के बीच, चावल (rice - 278) में सबसे अधिक विविधता (largest number of variety) विकसित की गई है, जिसके बाद मुश्किल से (closely followed by barely - 229) और गेहूं (wheat - 113), आदि हैं। इनमें से, चीन (China) ने उत्परिवर्ती किस्मों (mutant varities) की सबसे बड़ी संख्या (largest number - 281) विकसित की है, इसके बाद भारत (India - 116), यूएसएसआर (USSR - 82) और जापान (Japan - 65) का स्थान है।
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