IR 8 से IR 72 तक सभी IRRI चावल की किस्में (Rice varieties)। अन्य उदाहरण पंजाब से बासमती, मलेशिया से पोन्नी (मशूरी), उड़ीसा से CR 1009 (पोनमणि) हैं。
| किस्म (Name) | जनकता (Parentage) | अवधि (दिनों में) (Duration (Days)) |
|---|---|---|
| TKM 9 | TKM 7 x IR 8 | 105 |
| Co 37 (Vaigai) | TN 1 x Co 29 | 115 |
| ADT 36 | Triveni x IR 20 | 110 |
| IET 1444 | TN 1 x Co 29 | 115 |
| PY 2 | Kannagi x cu 12032 | 115 |
| IR 50 | IR 21153-14 x IR 28 Y | 110 |
| IR 36 | Multiple cross derivative | 120 |
| TPS 1 | IR 8 x Katti Samba. | 115 |
| PMK 1 | Co 25 x ADT 31 | 115 |
| ASD 16 | ADT 31 x Co 39 | 115 |
| ASD 17 | Multiple cross derivative | 110 |
| ADT 37 | BG 280 - 1-2 x PTB 33 | 105 |
| IR 64 | Multiple cross derivative | 115 |
| ASD 18 | ADT 31 x IR 50 | 110 |
| ADT 41 | Dwarf mutant of Basmati | 115 |
| ADT 39 | IR 8 x IR 20 | 125 |
| ADT 20 | IR 18348 x R 25869 x IR 58 | 110 |
| ADT 43 | IR 60 x White Ponni | 110 |
| TKM-11 | C 22 x BJ 1 | 120 |
| Co 47 | IR 50 x Co 43 | 110-115 |
| किस्म | जनकता | अवधि (दिनों में) (Duration) |
|---|---|---|
| IR 20 | IR 262 x TKM 6 | 135 |
| Bhavani | Peta x BPI 76 | 135 |
| Paiyur - 1 | IR 1721 - 14 x IR 1330 - 33 - 2 | 150 |
| Co 43 | Dasal x IR 20 | 135 |
| Co 44 | ASD 5 x IR 20 | 135 |
| Ponni, White Ponni | Taichung 65 x ME 80 | 140 |
| MDU 2 | Co 25 x IR 8 | 135 |
| ADT 38 | Multiple cross derivative | 135 |
| ADT 40 | RPW 6.13 x Sona | 145 |
| Co 45 | Rathu Heenathi x IR 3403 - 261 - 1 | 140 |
| TKM 10 | Co 31 x C 22 | 135 |
| TPS 3 | RP 31-492 x LMN | 140 |
| PY 6 (Jawahar) | IR 8 x H4 | 135 |
| Co 46 | T 7 x IR 20 | 125 |
| किस्म | जनकता | अवधि (दिनों में) (Duration) |
|---|---|---|
| Ponmani (CR 1009, Savithri) | Pankaj x Jagannath. | 155-160 |
| ADT 44 | Selection from OR 1128-7-S1 | 145-150 |
1960 के दशक में ताइवान में खोजी गई उत्परिवर्ती किस्म डी-जी-वू-जेन (Dee-Gee-Woo-Gen - DGWG) से वामनपन जीन (dwarfing gene) \(d1\) के उपयोग से दुनिया भर में चावल की अर्ध-बौनी (Semidwarf), अधिक कल्ले निकलने वाली (high tillering), नाइट्रोजन के प्रति प्रतिक्रियाशील (nitrogen responsive), उच्च उपज वाली किस्मों का विकास हुआ। परिणामस्वरूप उष्णकटिबंधीय (tropics) क्षेत्रों में चावल की उपज का स्तर 8-10 t/ha तक बढ़ गया। उच्च उपज वाली किस्मों (HYVs) के उपज प्रदर्शन के सूक्ष्म अवलोकन से पता चला है कि ऐसी किस्मों में प्राप्त उपज एक पठारी प्रवृत्ति (plateauing trend - स्थिरता) दिखा रही है (डी दत्ता, 1990; पिंगाली आदि; 1990)। चावल की उत्पादकता में उपज के पठार (yield plateau) को तोड़ने के लिए प्रस्तावित विभिन्न रणनीतियों में से, चावल संकरों के विकास के माध्यम से हेटेरोसिस (heterosis) का दोहन सफल साबित हुआ है।
चावल में हेटेरोसिस की सूचना सबसे पहले 1926 में संयुक्त राज्य अमेरिका में जोन्स (Jones) द्वारा और 1933 में रमैय्या (Ramaiah) द्वारा दी गई थी। लेकिन संकर चावल पर शोध कार्य 1964 में चीन में युआन लोंग पिंग (Yuan Long Ping - संकर चावल के जनक) द्वारा शुरू किया गया था। 1970 में 'वाइल्ड एबॉर्टिव' (Wild Abortive) या 'WA' प्रकार की कोशिकाद्रव्यी नर बंध्यता (cytoplasmic male sterility) की पहचान संकर चावल प्रजनन में एक महत्वपूर्ण सफलता (breakthrough) थी। 1971 में चीन ने संकर चावल अनुसंधान को एक राष्ट्रीय सहकारी परियोजना के रूप में स्वीकार किया और वर्ष 1976 में, उपोष्णकटिबंधीय (sub-tropical) और समशीतोष्ण (temperate) क्षेत्रों के अनुकूल व्यावसायिक चावल संकरों को जारी करके दुनिया में पहली बार संकर चावल चीन में एक वास्तविकता बन गया। तब से चावल उगाने वाले कई देशों ने व्यावसायिक चावल संकरों के विकास के माध्यम से हेटेरोसिस के दोहन के रणनीतिक दृष्टिकोण (strategical approach) को स्वीकार कर लिया है। और इस प्रकार वियतनाम (उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्र के लिए), कोरिया (समशीतोष्ण क्षेत्र के लिए) जैसे देशों में चावल संकर जारी किए गए; इन देशों के अलावा, फिलीपींस, इंडोनेशिया, मलेशिया, थाईलैंड, संयुक्त राज्य अमेरिका, मिस्र, कोलंबिया और ब्राजील जैसे देशों में संकर चावल पर शोध प्रगति पर है।
हालांकि पिछले 20 वर्षों के दौरान चावल में हेटेरोसिस के व्यावसायिक उपयोग पर शोध ने जबरदस्त लाभ कमाया है, यह अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था (infancy stage) में है क्योंकि संकर चावल की उच्च उपज क्षमता का अभी तक पूरी तरह से दोहन नहीं हुआ है। और इसलिए संकर चावल उत्पादन की उपज क्षमता की उन्नति को अधिकतम करने के लिए दुनिया के प्रमुख चावल उत्पादक देशों में विभिन्न दृष्टिकोण (approaches) अपनाए गए हैं।
इस प्रणाली को आजकल CMS प्रणाली कहते हैं, जिसमें तीन वंशक्रम शामिल हैं अर्थात- कोशिकाद्रव्यी, आनुवंशिक नर बंध्य वंशक्रम (cytoplasmic, genic male sterile line - A), अनुरक्षक वंशक्रम (maintainer line - B) और पुनरुद्धारक वंशक्रम (restorer line - R) चीन और बाहर सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि है। 1985 तक, व्यावसायिक इंडिका (indica) चावल संकरों में उपयोग किए जाने वाले CMS वंशक्रमों में से 95% से अधिक CMS-WA प्रकार के थे जो संकर चावल को जैविक (biotic) और अजैविक (abiotic) तनावों के प्रति संवेदनशील (vulnerable) बनाते हैं। और इसलिए नर बंध्य कोशिकाद्रव्य के नए स्रोतों की पहचान करने के प्रयासों से GA (Gambiaca), Di (Disi), DA (Dwarf wild rice), BTC (Chinsurah Boro II) और IP (Ido Paddy 6) जैसी CMS प्रणाली की पहचान हुई। त्रि-वंशक्रम प्रणाली में नर बंध्यता अनुरक्षण (male sterility maintenance) और संकर बीज उत्पादन (hybrid seed production) की क्रियाविधि नीचे दी गई है।
कई वर्षों के अनुभव ने निस्संदेह साबित कर दिया है कि बीजाणुउद्भिद (sporophytic) और युग्मकोद्भिद (gametophytic) नर बंध्यता वाली CGMS प्रणाली संकर चावल विकसित करने का एक प्रभावी तरीका है और अगले दशक में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती रहेगी। हालाँकि ऐसी प्रणाली में कुछ बाधाएँ (constraints) और समस्याएँ हैं। सबसे गंभीर यह है कि नव विकसित किस्मों सहित मौजूदा संकर चावल किस्मों की पैदावार स्थिर (stagnated) हो गई है (Yuan, 1994)। वे पहले ही अपने उपज के पठार तक पहुंच चुके हैं, और इस दृष्टिकोण के माध्यम से उपज क्षमता बढ़ाने में असमर्थ हैं और इसलिए नए तरीके और सामग्री अपनाई गई। इस संबंध में द्वि-वंशक्रम संकर (two-line hybrids) संकर चावल में उपज सीमा (yield ceiling) को बढ़ाने के लिए आशाजनक (promising) हैं।
द्वि-वंशक्रम संकर निम्न के माध्यम से विकसित किए जा सकते हैं:
चावल में EGMS प्रणाली का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। EGMS प्रणालियों में दो प्रकार के चावल वंशक्रमों का उपयोग किया जाता है अर्थात PGMS (प्रकाश-संवेदनशील आनुवंशिक नर बंध्यता - Photosensitive Genic Male Sterility) और TGMS (ताप-संवेदनशील आनुवंशिक नर बंध्यता - Thermosensitive Genic Male Sterility) जिन्हें चीन में सफलतापूर्वक विकसित किया गया था। इस प्रणाली में नर बंध्यता मुख्य रूप से अप्रभावी नाभिकीय जीनों (recessive nuclear genes) के एक या दो जोड़े द्वारा नियंत्रित होती है और इसका कोशिकाद्रव्य (cytoplasm) से कोई संबंध नहीं होता है। इस प्रणाली के साथ संकर चावल किस्मों को विकसित करने के पारंपरिक CMS प्रणाली (classical CMS system) पर निम्नलिखित फायदे हैं, जैसा कि नीचे दिया गया है:
इस प्रणाली में अंतरा-किस्मीय (intervarietal) और अंतरा-उपविशिष्ट (intersubspecific) F1 संकर विकसित करके हेटेरोसिस का दोहन प्राप्त किया जा सकता है। 1991 में, चीन ने इस दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए संकर संयोजनों (hybrid combinations) को जारी किया था, और इनमें से कुछ संयोजनों ने मौजूदा सर्वोत्तम संकरों की तुलना में 10-20% अधिक उपज दी (Yuan, et al; 1994)।
EGMS वंशक्रमों की शारीरिक (physiological) और पारिस्थितिक (ecological) आवश्यकताओं के बारे में विस्तृत अध्ययन चीन और जापान में किया गया है। इस दृष्टिकोण के माध्यम से व्यावसायिक दोहन के लिए सबसे उपयुक्त चावल संकरों की पहचान करने के लिए भारत और फिलीपींस में अंतर्राष्ट्रीय चावल अनुसंधान संस्थान (IRRI) में काम प्रगति पर है। TGMS प्रणाली को उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में उपयोगी माना जाता है जबकि PGMS प्रणाली समशीतोष्ण क्षेत्रों में उपयोगी है।
द्वि-वंशक्रम संकर प्रजनन प्रणाली विकसित करने के अन्य संभावित दृष्टिकोणों में एक आनुवंशिक नर बंध्यता प्रणाली की पहचान शामिल है जो वृद्धि नियामकों (growth regulators) के अनुप्रयोग पर नर उर्वरता (male fertility) प्रतिक्रिया में वापस आ जाएगी और नर बंध्यता का रासायनिक प्रेरण (chemical induction) भी शामिल है।
चावल के संकर निम्नलिखित अवधारणाओं के माध्यम से विकसित और लोकप्रिय किए जा सकते हैं:
बड़े पैमाने पर खेती के लिए उपरोक्त में से, असंगजननिक वंशक्रम और परागकोष संवर्धित (anther cultured) सामग्री किफायती (economical) होगी।
A वंशक्रम (A line)
(नर बंध्य - Male sterile)
\( S \quad rf_1 rf_1 \quad rf_2 rf_2 \)
x
B वंशक्रम (B line)
(नर उर्वर - Male fertile)
\( F \quad rf_1 rf_1 \quad rf_2 rf_2 \)
↓
नर बंध्य A वंशक्रम (Male sterile A line)
\( S \quad rf_1 rf_1 \quad rf_2 rf_2 \)
A वंशक्रम
\( S \quad rf_1 rf_1 \quad rf_2 rf_2 \)
x
R वंशक्रम (R line)
\( F \quad Rf_1 Rf_1 \quad Rf_2 Rf_2 \)
↓
उर्वर F1 संकर चावल (Fertile F1 Hybrid rice)
\( S \quad Rf_1 rf_1 \quad Rf_2 rf_2 \)
तमिलनाडु में संकर चावल अनुसंधान 1979 की शुरुआत में धान प्रजनन स्टेशन (Paddy Breeding Station), कोयम्बटूर में शुरू किया गया था, इससे पहले कि चीनी उपलब्धियों के बारे में दूसरों को पता चलता। CO 40 / जीरगा सांबा (Jeeraga Samba) के बीच संकरण से पहचानी गई पहली नर बंध्य वंशक्रम आनुवंशिक नर बंध्य वंशक्रम (Genetic male sterile line) थी जिसे 1984 तक ठूंठ रोपण (stubble planting) के माध्यम से बनाए रखा गया था जब तक कि चीनी और IRRI, नर बंध्य वंशक्रमों को पेश नहीं किया गया था। IRRI और उसके NARS में संकर चावल अनुसंधान की गहनता के रूप में भारत में नई कोशिकाद्रव्यी आनुवंशिक नर बंध्य वंशक्रम (Cytoplasmic Genic Male Sterile Lines) पेश किए गए, IRRI ने हुनान (Hunan) संकर चावल अनुसंधान केंद्र, चीन से V20A, V41A, ZS97A, Er-jiu-Nan 1A और Yar-ai-Zhao 2A जैसी CGMS वंशक्रमों को पेश करने में नेतृत्व किया और IRRI ने IR 46827 A, IR 46828 A, IR 46839 A, IR 46831A और 48483 A जैसे वंशक्रम विकसित किए। इन पेश किए गए वंशक्रमों में से चीनी वंशक्रम उपयुक्त नहीं पाए गए और तमिलनाडु में IRRI वंशक्रम अपनी बंध्यता (sterility) के लिए अस्थिर रहे। हालाँकि, UNDP और FAO की वित्तीय मदद से ICAR द्वारा 1989 के दौरान संकर चावल पर गहन शोध शुरू किया गया था। इस ICAR/ UNDP/FAO सहयोग ने भारत के 10 प्रमुख चावल अनुसंधान केंद्रों के बीच संकर चावल अनुसंधान के लिए एक नेटवर्क की स्थापना की। धान प्रजनन स्टेशन, तमिलनाडु कृषि विश्वविद्यालय (TNAU) उनमें से एक है। TNAU में संकर चावल अनुसंधान के गहन होने के परिणामस्वरूप IR 62829 A / IR 10198-66-2R के एक बेहतर संकर संयोजन की पहचान हुई जिसे TNRH 1 नाम दिया गया। इस संकर की अवधि 115 दिन है और यह सभी प्रचलित अल्प अवधि वाली किस्मों से अधिक उपज देता है। TNAU की किस्म विमोचन समिति ने नवंबर 1993 में सामान्य खेती के लिए इस संकर की सिफारिश की और तमिलनाडु राज्य किस्म विमोचन समिति ने इसे 1 जनवरी 1994 को CORH 1 के रूप में जारी करके सिफारिश का समर्थन किया और इसे MGR नाम दिया। TNAU ने तीन संकर जारी किए हैं।
वन्य प्रजातियों में उपलब्ध कृषि विज्ञान की दृष्टि से महत्वपूर्ण जीनों को खेती वाली किस्मों में शामिल करने के लिए चावल में विस्तृत संकरण कार्य 1934 की शुरुआत में ही शुरू हो गया था। GEB 24 और O.perennis के संकरण से CO 31 किस्म विकसित की गई। हालाँकि 1940 और 1996 के मध्य काल के दौरान इस दृष्टिकोण में मंदी (slow down) थी, जैव प्रौद्योगिकी विभाग (Department of Biotechnology) के वित्तीय सहयोग से विस्तृत संकरण पर कार्य तेज कर दिया गया है। इस कार्यक्रम का मुख्य उद्देश्य विविध कोशिकाद्रव्यी आधार (diverse cytoplasmic bases) वाले नर बंध्य वंशक्रम (male sterile lines) और अच्छी पुनरुद्धार क्षमता (restoration capacity) वाले व्युत्पन्न (derivatives) पैदा करना है।
परागकोष संवर्धन (anther culture) के माध्यम से द्विगुणितों (dihaploids) को संश्लेषित करने के मुख्य उद्देश्य के साथ 1978 में चावल ऊतक संवर्धन पर काम शुरू किया गया था। यह कार्यक्रम सफल रहा और इसके परिणामस्वरूप IR 50/ARC 6650 के संकरण संयोजन से एक आशाजनक संवर्धन (culture) प्राप्त हुआ। चावल की वन्य प्रजातियों और खेती वाली किस्मों का उपयोग करके ऊतक संवर्धन के लिए जीनप्ररूपी प्रतिक्रियाओं (genotypic responses) का पता लगाने का प्रयास किया गया। लवण सहिष्णुता (salt tolerance) के लिए इन विट्रो स्क्रीनिंग (In vitro screening) की गई। इनमें से अधिकांश अध्ययन इस निदेशालय के स्नातकोत्तर (post graduate) छात्रों द्वारा किए गए थे। TNRH 10 चावल संकर से एक द्विगुणित वंशक्रम (dihaploid line) मूल्यांकन के चरण में है। पादप प्रजनन और आनुवंशिकी केंद्र (Centre for Plant Breeding and Genetics) में काम को और मजबूत किया जा रहा है।
चावल के संकरों को संश्लेषित करने के लिए, ताप संवेदनशील आनुवंशिक नर बंध्यता (temperature sensitive genetic male sterility - TGMS) और प्रकाश अवधि संवेदनशील आनुवंशिक नर बंध्यता (photoperiod sensitive genetic male sterility - PGMS) का उपयोग करने का प्रयास किया जाता है। इस क्षमता का दोहन करने के लिए, कोयंबटूर मुख्य केंद्र के साथ नीलगिरी के गुडालुर में तमिलनाडु कृषि विकास कार्यक्रम (TNADP) के वित्तीय सहयोग से एक अलग संकर चावल अनुसंधान केंद्र (Hybrid Rice Research Station) स्थापित किया गया है। तमिलनाडु के लवण प्रभावित क्षेत्रों (salt affected areas) के लिए संकर चावल अनुसंधान को भी योजनाबद्ध (programmed) किया गया है और भारतीय कृषि अनुसंधान परिषद (ICAR) ने इस दिशा में पहले ही एक योजना को मंजूरी दे दी है और कृषि महाविद्यालय और अनुसंधान संस्थान (Agricultural College and Research Institute), त्रिची में काम प्रगति पर है।
चावल में हेटेरोसिस को स्थिर करने के लिए असंगजनन (Apomixis) द्विगुणितों का एक विकल्प है जिसकी खोज की जा रही है। IRRI में गंभीर प्रयास किए जा रहे हैं। इस दिशा में हमारे पहले प्रयास ने हमें प्रोटोकॉल विकसित करने और हमारे वैज्ञानिकों तथा स्नातकोत्तर छात्रों को चावल अनुसंधान के इस नए क्षेत्र में काम करने के लिए स्थापित करने में मदद की। इसके अलावा, असंगजनन की घटना को समझने के लिए कोशिका विज्ञान तकनीकों (cytological techniques) और आणविक दृष्टिकोण (molecular approaches) की क्षमता का दोहन करने का प्रयास किया जा रहा है।
चावल प्रजनकों के लिए आणविक मार्कर विश्लेषण एक नया और उपयोगी उपकरण है। चावल के आणविक मार्कर मानचित्र (molecular marker map) के निर्माण ने चावल के गुणसूत्रों के विशिष्ट स्थानों पर चावल के जीनों के मानचित्रण का मार्ग प्रशस्त किया। वर्तमान में स्थापित एक मार्कर-सहायक चयन प्रयोगशाला (marker aided selection laboratory) का उपयोग WBPH, BPH, गुणवत्ता लक्षणों (quality traits) और TGMS के प्रति प्रतिरोध को नियंत्रित करने वाले जीनों के मानचित्रण के लिए किया जाएगा। उपज और उनके घटकों के लिए जिम्मेदार वन्य प्रजातियों में उपलब्ध अनुकूल मात्रात्मक विशेषक लोकी (Quantitative Trait Loci - QTLs) का मानचित्रण करने और उन्हें खेती वाली किस्मों में स्थानांतरित करने का एक कार्यक्रम प्रगति पर है। धान प्रजनन स्टेशन, कोयम्बटूर में उपलब्ध जननद्रव्य (germplasm) के खजाने को देखते हुए, चावल की सभी प्रविष्टियों (accessions) को सूचीबद्ध करने के लिए चावल की किस्मों की फिंगर प्रिंटिंग (Finger printing) रुचि का एक और क्षेत्र होगा।
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