Botany वनस्पति विज्ञान

प्रश्न 89 : ट्रांसजेनिक पौधे के विशेष संदर्भ में हरित क्रांति से जीन क्रान्ति के बारे में विस्तृत विवरण किजिये।

उत्तर- ट्रांसजेनिक पादप- जीन अभियांत्रिकी का समुचित सहयोग लेते हुए फसल उत्पादक पौधों में अनेक उपयोगी जीनों को समाहित करके अनेक प्रकार के ट्रान्सजेनिक पौधे विकसित किये गये हैं, जो कि पूर्ववर्ती मूल पौधों की तुलना में बेहतर एवं लाभकारी गुणों से युक्त होते हैं। ऐसे पौधे जिनमें बाहरी जीनों (foreign gene) का प्रवेश करवाकर इनकी उत्तम गुणवत्ता सुनिश्चित की जाती है तथा इस प्रकार विकसित इनके लाभकारी गुण अगामी पीढ़ियों में भी निरन्तर स्थानान्तरित होते रहते हैं, ट्रान्सजेनिक पौधे कहलाते हैं। अभी ट्रान्सजेनिक पौधे विकसित करने की विधा अपनी प्रारम्भिक अवस्था में ही है, लेकिन निकट भविष्य में इसके अधिकाधिक उपयोग द्वारा विभिन्न जीवधारियों में उत्तम गुणवत्ता स्थापित कर इनका उपयोग मानव कल्याण के लिए किये जाने की उज्ज्वल सम्भावनाएँ हैं।

ट्रांसजेनिक पादपों के प्रकार व उदाहरण- फसल सुधार की दृष्टि से निम्न प्रकार के उपयोगी लक्षणों से युक्त ट्रांसजीनिक पौधों को विकसित किया गया है-

1. शाकनाशी रोधित ट्रांसजीनी पादप (Herbicide Resistant Transgenic plants)- फसलों में अवांछनीय शाक अथवा खरपतवार इनकी पैदावार को हानि पहुँचाते हैं व इनके उत्पादन को कम करते हैं। फसलों को मिलने वाले भोजन का शाक उपयोग करके इनकी वृद्धि रोकते हैं। इन्हें नष्ट करने के लिए जो शाकनाशी खेतों में प्रयोग करते हैं वह फसलों को भी हानि पहुँचाते हैं तथा मृदा को भी इनके हानिकारक प्रभाव को देखते हुए जैवविघटीय (biodegradable) शाकनाशियों का उपयोग किया जाने लगा है। वर्तमान में नयी उच्च जैव तकनीक का प्रयोग करके ऐसे ट्रांसजीनी फसली पादप तैयार किये जाते हैं जो शाकनाशी प्रतिरोधी हैं।

जब खेतों में शाकनाशी छिड़का जाता है जब यह अप्रभावी रहते हैं। इनको विकसित करने के लिए वांछित जीन विभिन्न जीवाणु तथा पादपों से लेकर फसलों में स्थानान्तरित किये गये हैं। स्थानान्तरित होने वाले ट्रांसजीन द्वारा कोडित टारगेट अणु (प्रोटीन) शाकनाशी रोधी होते हैं। इन टारगेट प्रोटीन की क्रिया को यह ट्रांसजीन रोक देता उत्परिवर्ती (mutant) जीन को प्राप्त करने के लिए पहले खरपतवार पर शाकनाशी छिड़का जाता है। ऐसा करने से अधिकतर कीट मर जाते हैं। कोई बार कुछ खरपतवार में उत्परिवर्तन (mutation) हो जाने से एक दो पौधे बचे रह जाते हैं। इनसे उत्परिवर्तित जीन जो शाकरोधी होता है अलग कर लिया जाता है। फायलेरिस माइनर जो गेहूँ का खरपतवार है तथा इसकी जलीय पादप हाइड्रिला में शाकनाशी रोधित समष्टियाँ वर्तमान में रिपोर्ट की गई है।

एरेबिडोप्सिस पादप उत्परिवर्ती (mutant) ऐसिटोलेक्टेट सिंथेस (ALS) नामक एन्जाइम को रोक देता है। इसके जीन को तम्बाकू में स्थानान्तरित करके शाकनाशी सल्फोनिल्यूरिया के प्रति तम्बाकू की फसल में रोधिता उत्पन्न की जाती है। अतः ट्रांसजीनी तम्बाकू के पादप इस शाकनाशी के प्रति सहनशील पाये गये।

2. कीट रोधी ट्रांसजीनी पादप (Insect Resistant Transgenic Plants)- विभिन्न प्रकार के कीट एवं प्राणी जैसे चूहे। आदि फसल उत्पादक पौधों को अधिक नुकसान पहुँचाते हैं। कीटों के आक्रमण द्वारा पूरी की पूरी फसल नष्ट हो जाती थी एवं इसको रोकने के सभी प्रयास विफल रहने पर वैज्ञानिकों के अन्ततः कीटरोधी ट्रांसजीन पादप विकसित करने में सफलता प्राप्त की। इनमें बीटी कपास (BT cotton) प्रथम फसली पादप है जिसमें कीट रोधिता सफलतापूर्वक कपास के पौधे में रोपित की गयी। आज भारत में भी इनका उत्पादन व खेती की जा रही है। पहले इसको उगाने के दौरान अनेक प्रकार के कीटों के आक्रमण को रोकने के लिए हानिकारक कीटनाशियों का प्रयोग क्षमता से अधिक होता था परन्तु बीटी कॉटन के प्रयोग से इसमें कमी हुई है।

कीटरोधी जीन (Insect Resistant Gene)- कीटरोधी जीन प्राप्त करने के लिए मुख्यतः दो ट्रांसजीनों का उपयोग किया गया है:

(i) बेसिलस थूरेन्जिनेसिस क्राई जीन (Bacillus thruengenesis cry gene)- बेसिलस थूरेन्जिनेसिस नामक जीवाणु सर्वप्रथम इशीवाकी (Ishiwaki) द्वारा 1901 में रोगग्रस्त सिल्क वर्म (silk worm) से खोजा गया।

बेसिलस थूरिन्जिनेसिस बीजाणु (Spore) उत्पादक जाति कीटनाशक गुण इसके बीजाणुओं (Spores) में उपस्थित क्रिस्टल प्रोटीन (Crystal proteins) के कारण सम्भव होता है। इस क्रिस्टल प्रोटीन को कायिक कोशिका (Sporulation) के दौरान इस जीवाणु में स्थित क्राई (Cry) जीन कोडित करता है।

क्रिस्टल प्रोटीन क्राई जीन के कारण बनता है। यह प्रोटॉक्सिन होता है। कीट बीटी पादप पर पहुँच कर जैसे ही इसकी पत्तियों को खाता है तुरन्त ही क्रिस्टल प्रोटीन (प्रोटोक्जिन) कीट के भोजन नली में पहुँच जाता है। संक्रमित करने वाले कीट की भोजन नली के मध्य भाग में (mid gut) में एक एन्जाइम प्रोटिएज (Protease) उपस्थित रहता है। एन्जाइम प्रोटीएज के साथ मिलकर जहरीले पदार्थ टॉक्सिन में बदल जाता है। यह जहरीला पदार्थ कीट को भोजन नली की एपीथीलियल कोशिकाओं को झिल्ली में विशिष्ट ग्राह्य स्थल पर जाकर जुड़ जाता है। अन्ततः कीट की मौत इस जहरीले टॉक्सिन के कारण तुरन्त हो जाती है।

बीटी कोशिकायें फर्मेन्टर (Fermenters) में तैयार की जाती है। इन कोशिकाओं को बीटी पादप तैयार करने हेतु निम्नलिखित रूप में प्रयोग किया जाता है।

(a) दानों के रूप में

(b) विलयन

(c) इमल्सीकृत सान्द्र विलयन

(d) गीला पाउडर

(e) पानी के साथ मिला पाउडर

पराजीनी किस्में (Transgenic plants)



(3) ट्रांसजीन टमाटर, फ्लेवर सेब (Trasgenic tomato, FLAVERSAVR)- यह सर्वप्रथम उत्पादित ट्रांसजीन पादप है जिसे मई 18, 1994 में U.S. फूड तथा ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन ने इसे मानव के खाने के लिए सुरक्षित करार दिया।

इसमें स्थानान्तर (transport) के समय से पहले पकने व इसकी सतह नरम पड़ने को रोकने के लिए बाह्य जीन डाले गये हैं। कुछ ऐसे जीन होते हैं जो सेलुलोज तथा पॉली–गेलेक्चुरोनेज (cellulose and polygalacturonase) नामक एन्जाइम को प्रेरित करते हैं। यह फल पकने में सहायक हैं।

पॉलीगेलेक्चुरोनेज के लिए आरएनए उत्पन्न करने वाले जीन को टमाटर के पौधे में डाला गया तथा यह पाया गया कि लाल टमाटर अधिक दिन तक ताजे बिना सड़े गले पाये गये।

(4) ट्रांसजीन ई. कोलाईः पुनर्योगज इन्सुलिन (Transgenic E. Coli: Recombinant Insulin)- शरीर के खून में उपस्थित ग्लूकोज को केटाबोलाइज (Calabolize) करने में सक्षम हार्मोन इन्सुलिन पेंक्रियाज में निर्मित होता है। इसकी कमी से यह कार्य अवरुद्ध होकर डायबिटीज नामक बीमारी हो जाती है।

हृयूलीन (Murmulin) नामक मुनष्य के लिए इन्सुलिन का उत्पादन जीवाणु ई. कोलाई नामक निर्मित किया जा रहा है। यह प्रथम थेरेप्यूटिक उत्पाद है जो पुनर्योगज डीएनए तकनीक द्वारा व्यापारिक स्तर पर उत्पादित किया जा रहा है।

(5) ट्रांसजीन पादपः, प्रोटीन/एन्जाइम उत्पादन (Transgenic plants Protenis/ Enzyme Production)- पादपों में विभिन्न स्रोतों से आवश्यक वांछित जीनों को समाकलित करके तैयार ट्रांसजीन पादपों द्वारा विभिन्न प्रकार के प्रोटीन/एन्जाइम तैयार किये जा रहे हैं। इनमें एस्पर्जिलस से प्राप्त जीन फाइटेज (phytase) प्रमुख हैं।

(6) ट्रांसजीनी पादपः जैविक फैक्टरी (Transgenic Plants Molecular Farming)- जैविक फैक्टरी में ट्रांसजीनी पादपों की सहायता से पोषिक तत्त्व की अधिकता वाली फसलें, विटामिन भरपूर फसल, प्रोटीन युक्त बीज, दवाइयाँ खाद्य इंजेक्शन (edible injection), इन्टरफेरोन (inerferon) तथा एन्टीबायोटिक आदि निर्मित हो रहे हैं।

ट्रांसजीनिक पादपों के अनुप्रयोग-

(1) कीट, वाइरस आदि जैविक घटकों के प्रति प्रतिरोधकता उत्पन्न करने के लिए ट्रांसजीनिक पादपों में प्रतिरोधक जीन्स का समावेश कर दिया जाता है।

(2) पादपों में कुछ उपयोगी जैव रासायनिक पदार्थों जैसेइन्टरफेरोन, इन्सुलिन, इम्यूनोग्लोब्यूलिन तथा कुछ उपभोगी बहुलक जैसे- पॉलीहाइड्रोक्सी ब्यूटाइट जो कि सामान्यतः पादपों में उत्पादित नहीं होते हैं, ट्रांसजीनिक पादपों में इनका उत्पादन सम्भव हो पाता है जिनका उपयोग दवाइयाँ बनाने में किया जाता है।

(3) फसलीय पादपों में अधिक उत्पादन प्राप्त करने एवं उच्च गुणवत्ता जैसे- प्रोटीन या लिपिड्स की मात्रा बढ़ाने के उद्देश्य को पूरा करने हेतु कई तरह के जीन्स को फसलीय पादपों में समावेशित कर ट्रांसजीनिक पादप प्राप्त किये जा सकते हैं।

(4) ट्रांसजीनिक पादपों का उपयोग टीके के रूप में कई रोग कारकों के प्रति प्रतिरक्षा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।


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