Biotechnological Applications in Agriculture Questions in Gujarati

(C) બાસમતી ચોખા તેની વિશિષ્ટ સુગંધ અને સ્વાદ માટે જાણીતા છે. બાસમતી ચોખાની $27$ નોંધાયેલી જાતો છે જે પરંપરાગત રીતે ભારતમાં ઉગાડવામાં આવે છે. ભારતીય કૃષિ સંસાધનો સાથે સંબંધિત બાયોપાયરસી અને પેટન્ટિંગના મુદ્દાઓના સંદર્ભમાં આ તથ્ય ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.

(C) બંને વિધાનો સાચા છે.
$GEAC$ (જેનેટિક એન્જિનિયરિંગ એપ્રેઝલ કમિટી) ની સ્થાપના પર્યાવરણ અને વન મંત્રાલય દ્વારા $GM$ પાક,ખોરાક અને સજીવોના સંશોધન,પરીક્ષણ અને વ્યાવસાયિક પ્રકાશનને નિયંત્રિત કરવા માટે કરવામાં આવી હતી.
$GEAC$ ના લક્ષ્યો અને ઉદ્દેશ્યો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ વ્યાવસાયિક ઉપયોગો માટે $GM$ સજીવો અને તેમની પેદાશોના ઉપયોગની પરવાનગી આપવી.
$(ii)$ $GM$ સજીવોના પ્રતિબંધ,મોટા પાયે ઉત્પાદન,આયાત,નિકાસ અને ઉપયોગ માટેની પ્રક્રિયાઓ અપનાવવી.
$(iii)$ મોટા પાયે ફિલ્ડ ટ્રાયલ્સ કરવા અને પર્યાવરણમાં ટ્રાન્સજેનિક પાકને મુક્ત કરવા માટે મંજૂરી આપવી.
$(iv)$ એજન્સીઓ અથવા વ્યક્તિઓને મોટા પાયે ઉત્પાદન કરવા અને પર્યાવરણમાં $GM$ સજીવોને મુક્ત કરવા માટે અધિકૃત કરવા,અથવા તેમને અંકુશમાં રાખવા અને તેમની સામે શિક્ષાત્મક પગલાં લેવા.

(C) $Bacillus \text{ } thuringiensis$ \text{ } \text{બેક્ટેરિયા } Bt \text{ } \text{ટોક્સિનને પ્રોટોક્સિન તરીકે ઓળખાતા નિષ્ક્રિય સ્વરૂપમાં ઉત્પન્ન કરે છે. }
\text{જ્યારે કોઈ કીટક આ સ્ફટિકોનું સેવન કરે છે, ત્યારે કીટકના આંતરડાની આલ્કલાઇન } pH \text{ } \text{સ્ફટિકોને ઓગાળી નાખે છે અને નિષ્ક્રિય પ્રોટોક્સિનને સક્રિય ટોક્સિનમાં ફેરવે છે. }
\text{કારણ કે ટોક્સિન બેક્ટેરિયલ કોષની અંદર નિષ્ક્રિય હોય છે, તે બેક્ટેરિયાને નુકસાન પહોંચાડતું નથી.}

(C) $Bt$ વિષ (ટોક્સિન) $Bacillus$ $thuringiensis$ નામના બેક્ટેરિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. આ વિષ $cry$ નામના જનીન દ્વારા સંકેતિત થાય છે.
આવા ઘણા જનીનો છે,ઉદાહરણ તરીકે,$cry$ $IAc$ અને $cry$ $IIAb$ જનીનો દ્વારા સંકેતિત પ્રોટીન કપાસના બોલવર્મ્સને નિયંત્રિત કરવા માટે વપરાય છે.
તે જ રીતે,$cry$ $IAb$ જનીન મકાઈના છિદ્રક (corn borer) ને નિયંત્રિત કરવા માટે વપરાય છે.

(B) સૂત્રકૃમિ $Meloidogyne$ $incognitia$ તમાકુના છોડના મૂળને ચેપ લગાડે છે,જેનાથી તમાકુનું ઉત્પાદન ઘટે છે.
આને $RNA$ ઇન્ટરફરન્સ $(RNAi)$ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને અટકાવી શકાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,$Agrobacterium$ વાહકનો ઉપયોગ કરીને,સૂત્રકૃમિ-વિશિષ્ટ જનીનોને યજમાન છોડમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.
આ જનીનો યજમાન કોષોમાં સેન્સ અને એન્ટિસેન્સ $RNA$ બંને ઉત્પન્ન કરે છે,જે દ્વિ-શૃંખલામય $RNA$ $(dsRNA)$ બનાવે છે.
આ $dsRNA$ $RNAi$ ની પ્રક્રિયા શરૂ કરે છે,જે સૂત્રકૃમિના ચોક્કસ $mRNA$ ને નિષ્ક્રિય (silence) કરે છે,જેનાથી તે યજમાન છોડમાં જીવી શકતું નથી.

(D) $Bt$ કપાસ એ એક જનીનિક રીતે રૂપાંતરિત $(GM)$ પાક છે જે $Bacillus$ $thuringiensis$ ના બેક્ટેરિયલ જનીનને અભિવ્યક્ત કરીને ચોક્કસ કીટકો સામે પ્રતિકાર શક્તિ પૂરી પાડે છે. જોકે,તે બધા જ જંતુનાશકો સામે પ્રતિરોધક નથી. જંતુનાશકો એ કીટકોને મારવા માટે વપરાતા રસાયણો છે,અને $Bt$ કપાસમાં કુદરતી રીતે તમામ પ્રકારના રાસાયણિક જંતુનાશકો સામે પ્રતિકાર શક્તિ હોતી નથી.

(A) સાચો જવાબ આંતરડાનું આલ્કલાઇન $pH$ છે.
$Bt$ વિષ એ કોષની અંદર બનતું સ્ફટિકમય પ્રોટીન છે. $Bacillus$ $thuringiensis$ માંથી મેળવેલા ચોક્કસ $Bt$ વિષના જનીનોનો ઉપયોગ કપાસ જેવા અનેક પાક છોડમાં કરવામાં આવે છે. $Bt$ વિષ શરૂઆતમાં નિષ્ક્રિય પ્રોટોક્સિન તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે. જ્યારે કીટકો તેને ખાય છે,ત્યારે આંતરડાનું આલ્કલાઇન $pH$ આ સ્ફટિકોને ઓગાળી નાખે છે,જેના કારણે નિષ્ક્રિય વિષ સક્રિય સ્વરૂપમાં ફેરવાય છે.

(C) જનીન સાયલેન્સિંગ એ એક જૈવિક પ્રક્રિયા છે જેમાં ચોક્કસ જનીનની અભિવ્યક્તિને દબાવવામાં આવે છે અથવા બંધ કરવામાં આવે છે.
આ $RNA$ ઇન્ટરફરન્સ $(RNAi)$ દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે,જે પૂરક $mRNA$ ના વિઘટનને ટ્રિગર કરવા માટે ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ $RNA$ નો ઉપયોગ કરે છે.
વધુમાં,એન્ટિસેન્સ $RNA$ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરી શકાય છે,જેમાં લક્ષિત $mRNA$ ને પૂરક એવું $RNA$ અણુ દાખલ કરવામાં આવે છે જે તેના ભાષાંતર (translation) ને અટકાવે છે.
તેથી,$RNAi$ અને એન્ટિસેન્સ $RNA$ બંને જનીન સાયલેન્સિંગ માટે અસરકારક પદ્ધતિઓ છે.

(D) બાયોટેકનોલોજીના ઉપયોગોમાં નીચે મુજબની બાબતોનો સમાવેશ થાય છે:
$(i)$ રોગનિવારક (Therapeutics)
$(ii)$ નિદાન (Diagnostics)
$(iii)$ ખેતી માટે જનીનિક રૂપાંતરિત પાકો (Genetically modified crops)
$(iv)$ પ્રક્રિયા કરેલ ખોરાક (Processed food)
$(v)$ બાયોરેમેડિયેશન (Bioremediation)
$(vi)$ કચરાનું વ્યવસ્થાપન (Waste treatment)
$(vii)$ ઉર્જા ઉત્પાદન (Energy production)
પરંપરાગત સંકરણ (Conventional hybridization) એ વનસ્પતિ અને પ્રાણી સંવર્ધનમાં વપરાતી એક પરંપરાગત પદ્ધતિ છે,જે આધુનિક બાયોટેકનોલોજીની તકનીકોથી અલગ છે જેમાં જનીનિક ફેરફારોનો સમાવેશ થાય છે.

(D) ગોલ્ડન રાઈસ એ વિટામિન-$A$ ની ઉણપને દૂર કરવા માટે વિકસાવવામાં આવેલ એક જનીનિક રીતે રૂપાંતરિત (ટ્રાન્સજેનિક) પાક છે.
$I$. તે ચોખાની એક ટ્રાન્સજેનિક જાત છે,જે સાચું છે.
$II$. તેને $\beta$-કેરોટીનનું ઉચ્ચ સ્તર ઉત્પન્ન કરવા માટે એન્જિનિયર્ડ કરવામાં આવ્યું છે,જે વિટામિન-$A$ માટેનું પુરોગામી (પ્રોવિટામિન-$A$) છે,જે સાચું છે.
$III$. $\beta$-કેરોટીન માનવ શરીરમાં વિટામિન-$A$ માં રૂપાંતરિત થાય છે,જે તેને મુખ્ય સ્ત્રોત બનાવે છે,જે સાચું છે.
$IV$. $\beta$-કેરોટીનનો સંગ્રહ ચોખાના દાણાને લાક્ષણિક સોનેરી-પીળો રંગ આપે છે,તેથી તેને 'ગોલ્ડન રાઈસ' કહેવામાં આવે છે,જે સાચું છે.
તેથી,તમામ વિધાનો $I$,$II$,$III$ અને $IV$ સાચા છે.

(D) $Bt$ વિષ મનુષ્યો માટે ઝેરી નથી કારણ કે નિષ્ક્રિય પ્રો-$Bt$ વિષનું સક્રિય $Bt$ વિષમાં રૂપાંતર માત્ર અત્યંત આલ્કલાઇન (બેઝિક) પરિસ્થિતિમાં જ થાય છે.
લક્ષિત કીટકના આંતરડામાં,આલ્કલાઇન $pH$ સ્ફટિકોને ઓગાળે છે,જેનાથી વિષ સક્રિય બને છે.
તેનાથી વિપરીત,માનવ જઠરમાં એસિડિક $pH$ હોય છે,જે આ રૂપાંતરણને સરળ બનાવતું નથી,તેથી આ વિષ મનુષ્યો માટે હાનિકારક નથી.

(A) વનસ્પતિઓમાં જનીનિક રૂપાંતરણ $(GM)$ ના ઘણા ફાયદા છે:
$I$. તેણે જંતુ-પ્રતિરોધક પાક (દા.ત.,$Bt$ કપાસ) બનાવીને રાસાયણિક જંતુનાશકો પરની નિર્ભરતા ઘટાડી છે.
$II$. તેણે ઉત્પાદનની શેલ્ફ-લાઈફ વધારીને લણણી પછીના નુકસાનમાં ઘટાડો કર્યો છે (દા.ત.,ફ્લેવર સેવર ટામેટા).
$III$. તેણે વનસ્પતિઓ દ્વારા ખનિજોના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કર્યો છે,જે જમીનની ફળદ્રુપતાના વહેલા ક્ષયને અટકાવે છે.
$IV$. તેણે ખોરાકના પોષણ મૂલ્યમાં વધારો કર્યો છે (દા.ત.,ગોલ્ડન રાઈસ,જે વિટામિન $A$ થી સમૃદ્ધ છે).
તેથી,ઉપરના ચારેય વિધાનો $(I, II, III, IV)$ સાચા છે.

(D) $(I)$ ફળનું નરમ પડવું એ પોલીગેલેક્ટ્યુરોનેઝ નામના ઉત્સેચક દ્વારા પ્રોત્સાહિત થાય છે,જે પેક્ટીનનું વિઘટન કરે છે. ટ્રાન્સજેનિક ટામેટાની જાત ફ્લેવર સેવરમાં પોલીગેલેક્ટ્યુરોનેઝનું ઉત્પાદન અવરોધાયું હતું; તેથી,આ ટામેટાની જાતના ફળ સામાન્ય ટામેટાની જાતોના ફળ કરતા વધુ સમય સુધી તાજા રહે છે અને તેનો સ્વાદ જાળવી રાખે છે.
$(II)$ તાજેતરમાં,$US$ સરકારે ભારતીય બાસમતી ચોખાને 'રાઈસ ટેક' તરીકે પેટન્ટ કરાવ્યા હતા. ભારત સરકારે $28$ એપ્રિલ,$2001$ ના રોજ આને પડકાર્યું હતું. પરિણામે,$USPTO$ એ $M/s$ રાઈસ ટેક,ઇન્ક. ને દાવાઓમાં સુધારા માટે નોટિસ મોકલી હતી,જે તેને માત્ર તેના દ્વારા વિકસિત ત્રણ જાતો સુધી મર્યાદિત રાખવા માટે હતી.
$(III)$ મનુષ્યો અથવા તેમના પાક અને પ્રાણીઓ સામે જૈવિક શસ્ત્રોનો ઉપયોગ કરીને લડવામાં આવતા યુદ્ધને બાયોવોર (જૈવિક યુદ્ધ) કહેવામાં આવે છે. વાયરસ,બેક્ટેરિયા અને અન્ય કેટલાક હાનિકારક સજીવોનો ઉપયોગ જૈવિક યુદ્ધમાં જૈવિક શસ્ત્રો તરીકે થઈ શકે છે.

(D) $Bacillus \; thuringiensis$ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા $Bt$ વિષને વનસ્પતિઓમાં ક્લોન અને અભિવ્યક્ત કરવામાં આવ્યું છે,જેથી કીટકો સામે પ્રતિકારક શક્તિ મળે અને અસરકારક રીતે જૈવિક કીટનાશક તૈયાર થાય.
$RNAi$ ($RNA$ ઇન્ટરફરન્સ): આ પદ્ધતિમાં $dsRNA$ અણુના નિર્માણને કારણે ચોક્કસ $mRNA$ ને નિષ્ક્રિય (silencing) કરવામાં આવે છે,જે પૂરક $mRNA$ સાથે જોડાય છે અને ભાષાંતર (translation) અટકાવે છે.
જનીન થેરાપી: આ એવી પદ્ધતિઓનો સમૂહ છે જે બાળક અથવા ગર્ભમાં નિદાન થયેલ જનીનિક ખામીને સુધારવાની મંજૂરી આપે છે. તેનો ઉપયોગ કીટક પ્રતિરોધક વનસ્પતિઓ બનાવવા માટે થતો નથી.

(B) $GM$ પાક (જિનેટિકલી મોડિફાઇડ પાક) વિવિધ લાભો પૂરા પાડવા માટે તૈયાર કરવામાં આવે છે. રાસાયણિક જંતુનાશકો પર નિર્ભરતામાં વધારો એ કોઈ ફાયદો નથી; વાસ્તવમાં,$Bt$ કપાસ જેવા $GM$ પાકને આંતરિક જંતુ પ્રતિકારક શક્તિ આપીને રાસાયણિક જંતુનાશકોની જરૂરિયાત ઘટાડવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે. ક્ષાર સામે સહનશીલતામાં વધારો,લણણી પછીના નુકસાનમાં ઘટાડો અને ખનિજોના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો એ $GM$ ટેકનોલોજીના જાણીતા ફાયદાઓ છે.

(C) જીવાત-પ્રતિકારક વનસ્પતિઓ (જેમ કે $Bt$ કપાસ) વિકસાવવાનો મુખ્ય ઉદ્દેશ્ય વનસ્પતિઓને ચોક્કસ કીટકો સામે રક્ષણ મેળવવા માટે સક્ષમ બનાવવાનો છે.
કારણ કે વનસ્પતિઓ જીવાતોને મારવા માટે તેમના પોતાના ઝેરી તત્વો ઉત્પન્ન કરે છે,તેથી બાહ્ય રાસાયણિક કીટનાશકો પરની નિર્ભરતા નોંધપાત્ર રીતે ઘટી જાય છે.
તેથી,જીવાત-પ્રતિકારક વનસ્પતિઓનું ઉત્પાદન ખેતીમાં વપરાતા કીટનાશકોના જથ્થામાં ઘટાડો કરે છે.

(A) $Bt$ વિષ (toxin) એ $Bacillus\; thuringiensis$ નામના બેક્ટેરિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
આ વિષ એક ચોક્કસ જનીન દ્વારા સંકેતિત થાય છે જેને $cry$ જનીન કહેવામાં આવે છે.
જુદા જુદા પ્રકારના $cry$ જનીનો હોય છે જે વિવિધ કીટકોને નિયંત્રિત કરે છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,$cry\; I\; Ab$ જનીન $Cry\; I\; Ab$ પ્રોટીન માટે સંકેત આપે છે,જે મકાઈના ગાભમારા (corn borer) ને નિયંત્રિત કરવા માટે જવાબદાર છે.

(D) $Bacillus$ $thuringiensis$ $(Bt)$ એ $Cry$ પ્રોટીન તરીકે ઓળખાતા જંતુનાશક સ્ફટિકમય પ્રોટીનનું નિષ્ક્રિય પ્રોટોક્સિન સ્વરૂપમાં ઉત્પાદન કરે છે.
આ સ્ફટિકો બેક્ટેરિયામાં નિષ્ક્રિય રહે છે કારણ કે બેક્ટેરિયલ કોષરસની $pH$ તટસ્થ હોય છે.
જ્યારે કોઈ કીટક $Bt$ સ્ફટિકોનું સેવન કરે છે,ત્યારે કીટકના મધ્ય-આંતરડાની આલ્કલાઇન $pH$ સ્ફટિકોને ઓગાળી દે છે અને ઝેરને સક્રિય કરે છે.
સક્રિય થયેલ ઝેર મધ્ય-આંતરડાના અધિચ્છદીય કોષોની સપાટી સાથે જોડાય છે,જે છિદ્રો બનાવે છે જેના કારણે કોષો ફૂલી જાય છે અને તૂટી જાય છે,જે અંતે કીટકના મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે.

(D) કીટક દ્વારા ગ્રહણ કર્યા પછી,નિષ્ક્રિય પ્રોટોક્સિન કીટકના આંતરડાના આલ્કલાઇન $pH$ ને કારણે સક્રિય વિષમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
આ સક્રિય વિષ મધ્ય-આંતરડાના અધિચ્છદીય કોષોની સપાટી સાથે જોડાય છે.
તે મધ્ય-આંતરડાના અધિચ્છદીય કોષોની પટલમાં છિદ્રો બનાવે છે,જેના કારણે કોષો ફૂલે છે અને તેમનું વિઘટન (lysis) થાય છે.
પરિણામે,કીટક ખોરાક લઈ શકતું નથી અને અંતે ભૂખમરાને કારણે મૃત્યુ પામે છે.

(B) $NCERT$ પાઠ્યપુસ્તક (જીવવિજ્ઞાન,ધોરણ $12$,પ્રકરણ $12$: બાયોટેકનોલોજી અને તેના ઉપયોગો) મુજબ,ભારતમાં બાસમતી ચોખાની $27$ દસ્તાવેજી જાતો ઉગાડવામાં આવે છે. આ જાતો વિવિધતા ધરાવે છે અને દેશમાં ઘણા વર્ષોથી ઉગાડવામાં આવે છે.

(D) લીમડો: $1996$ માં,વંદના શિવાએ 'લીમડાના તેલના ફૂગનાશક ઉપયોગો' માટે યુરોપિયન પેટન્ટ ઓફિસ,મ્યુનિક દ્વારા $W.R.$ ગ્રેસ એન્ડ કંપનીને આપવામાં આવેલી પેટન્ટને પડકારી હતી.
હળદર: મે $1995$ માં,$US$ પેટન્ટ ઓફિસે યુનિવર્સિટી ઓફ મિસિસિપી મેડિકલ સેન્ટરને 'ઘા રૂઝાવવા માટે હળદરનો ઉપયોગ' માટે પેટન્ટ આપી હતી.
ડેફોડિલ: તે $\beta$-કેરોટીન સંશ્લેષણ માટે જનીનો મેળવવા માટે વપરાતી વનસ્પતિ છે,પરંતુ તે પશ્ચિમી દેશો દ્વારા ભારતીય વનસ્પતિની બાયોપાયરસીનો કિસ્સો નથી.
તેથી,લીમડો અને હળદર બંને બાયોપાયરસીના ઉત્તમ ઉદાહરણો છે જ્યાં પશ્ચિમી દેશોએ ભારતીય પરંપરાગત જ્ઞાનને પેટન્ટ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો.

(B) $Bacillus$ $thuringiensis$ (જેને ટૂંકમાં $Bt$ કહેવાય છે) એ જમીનમાં જોવા મળતા બેક્ટેરિયા છે જે બીજાણુ સર્જન દરમિયાન કીટનાશક સ્ફટિક પ્રોટીન ($Cry$ પ્રોટીન) ઉત્પન્ન કરે છે.
આ પ્રોટીન ચોક્કસ પ્રકારની કીટકોની ઈયળો માટે ઝેરી હોય છે,જેમ કે લેપિડોપ્ટેરા,કોલિયોપ્ટેરા અને ડિપ્ટેરા વર્ગના કીટકો.
આ ગુણધર્મને કારણે,$Bt$ નો ઉપયોગ આધુનિક બાયોટેકનોલોજીમાં જૈવિક કીટનાશક તરીકે ખેતીમાં જીવાતોના નિયંત્રણ માટે કરવામાં આવે છે,કાં તો બેક્ટેરિયલ બીજાણુઓના સીધા છંટકાવ દ્વારા અથવા જનીનિક રીતે રૂપાંતરિત પાકો (જેમ કે $Bt$ કોટન) વિકસાવીને જે ઝેરી જનીન વ્યક્ત કરે છે.

(A) Flavr Savr: એક ટ્રાન્સજેનિક ટામેટાં છે જેમાં ટામેટાંના મૂળ જનીનની અભિવ્યક્તિને તેની સંગ્રહશક્તિ વધારવા માટે અવરોધિત કરવામાં આવી છે.
Meloidogyne incognita: એક સૂત્રકૃમિ છે જે તમાકુના છોડના મૂળને ચેપ લગાડે છે.
Caenorhabditis elegans: એક મુક્તજીવી સૂત્રકૃમિ છે જેનો ઉપયોગ મોડેલ સજીવ તરીકે થાય છે.
Oryza sativa: ડાંગરનું વૈજ્ઞાનિક નામ છે,જે એક કુદરતી પાક છે.
તેથી,Flavr Savr એ ટ્રાન્સજેનિક વનસ્પતિનું સાચું ઉદાહરણ છે.

(A) હિરુડિન માટે જવાબદાર જનીન, જે એક એન્ટિકોએગ્યુલન્ટ પ્રોટીન છે અને મૂળભૂત રીતે જળો (leeches) માં જોવા મળે છે, તેને સંશ્લેષિત કરીને $Brassica \text{ } napus$ વનસ્પતિમાં દાખલ કરવામાં આવ્યું હતું।
આ ટ્રાન્સજેનિક વનસ્પતિ તેના બીજમાં હિરુડિનનો સંગ્રહ કરે છે।
ત્યારબાદ તબીબી ઉપયોગ માટે આ બીજમાંથી હિરુડિનને અલગ અને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે।

(D) $RNAi$ ($RNA$ ઇન્ટરફરન્સ) એ તમામ સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં કોષીય સંરક્ષણની એક પદ્ધતિ છે. તેમાં પૂરક $dsRNA$ અણુ દ્વારા ચોક્કસ $mRNA$ ને સાયલેન્સ (નિષ્ક્રિય) કરવામાં આવે છે,જે $mRNA$ સાથે જોડાઈને તેના ભાષાંતરને અટકાવે છે. તેથી,$dsDNA$ અથવા $ssRNA$ $RNAi$ શરૂ કરે છે તે વિધાન ખોટું છે. આ પ્રક્રિયા માટે $dsRNA$ એ સક્રિય અણુ છે.

(B) એન્ડ્રુ ફાયર અને ક્રેગ મેલોને $RNA$ ઇન્ટરફરન્સ $(RNAi)$ ની શોધ માટે $2006$ માં ફિઝિયોલોજી અથવા મેડિસિનમાં નોબેલ પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યો હતો. તેમણે તેમનું આ સીમાચિહ્નરૂપ સંશોધન સૂત્રકૃમિ $Caenorhabditis$ $elegans$ પર કર્યું હતું. $RNAi$ એ એક જૈવિક પ્રક્રિયા છે જેમાં $RNA$ અણુઓ લક્ષિત $mRNA$ અણુઓને નિષ્ક્રિય કરીને જનીન અભિવ્યક્તિ અથવા ભાષાંતરને અવરોધે છે.

(B) $Bt$ વિષ (ટોક્સિન) એ $Bacillus$ $thuringiensis$ નામના બેક્ટેરિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
આ વિષનો ઉપયોગ જનીનિક રીતે રૂપાંતરિત પાકોમાં વિવિધ કીટકોના નિયંત્રણ માટે કરવામાં આવે છે.
તમાકુની ઇયળ (tobacco budworm) અને આર્મીવોર્મ (armyworm) એ $Lepidoptera$ ગોત્રમાં આવતા વિશિષ્ટ પ્રકારના કીટકો છે.
$Bt$ વિષ દ્વારા નિયંત્રિત અન્ય કીટકોમાં કોલિયોપ્ટેરા (ભૃંગ કીટકો) અને ડિપ્ટેરા (માખીઓ અને મચ્છરો) નો સમાવેશ થાય છે.

(C) $1997$ માં,રાઈસટેક ઇન્ક. $(RiceTec \;Inc.)$ નામની અમેરિકન કંપનીને $U.S.$ પેટન્ટ અને ટ્રેડમાર્ક ઓફિસ દ્વારા 'બાસમતી' ચોખાની જાતો અને દાણા માટે પેટન્ટ આપવામાં આવી હતી. આ વિવાદાસ્પદ હતું કારણ કે બાસમતી ચોખા ભારતમાં સદીઓથી ઉગાડવામાં આવે છે અને તે ભારતીય ઉપખંડની પરંપરાગત જાત છે. આ પેટન્ટ કંપનીને $U.S.$ બજારમાં તેમના ચોખાને 'બાસમતી' તરીકે વેચવાની મંજૂરી આપતી હતી,જેના કારણે બાયોપાયરસી (જૈવિક ચાંચિયાગીરી) અંગે ગંભીર કાનૂની અને નૈતિક વિવાદો સર્જાયા હતા.

(C) ગોલ્ડન રાઈસ એ ચોખાની એક જનીનિક રીતે રૂપાંતરિત $(GM)$ જાત છે,જેને $\beta-carotene$ ઉત્પન્ન કરવા માટે એન્જિનિયર્ડ કરવામાં આવી છે,જે વિટામિન $A$ નો પુરોગામી (precursor) છે. આ ફેરફાર એવા લોકોમાં વિટામિન $A$ ની ઉણપને દૂર કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો જેઓ મુખ્ય ખોરાક તરીકે ચોખા પર વધુ નિર્ભર છે. તેથી,સામાન્ય ચોખાની તુલનામાં $GM$ ચોખામાં $\beta-carotene$ નોંધપાત્ર રીતે વધુ સાંદ્રતામાં હાજર હોય છે.

(D) $cry \; IAc$ અને $cry \; IIAb$ જનીનો કપાસના બોલવર્મને નિયંત્રિત કરવા માટે જવાબદાર છે. વિકલ્પ $cry \; IIAc$ ખોટો છે કારણ કે કપાસના બોલવર્મ માટે ચોક્કસ જનીન સંયોજન $cry \; IAc$ અને $cry \; IIAb$ છે. તેથી,$cry \; IIAc$ - કપાસના બોલવર્મ એ ખોટી જોડી છે.

(B) $DNA$ રસી એ જનીનિક રસીઓ છે જે વ્યક્તિને રોગપ્રતિકારક બનાવવા માટે રોગકારકના જનીનિક દ્રવ્યનો ઉપયોગ કરે છે.
$DNA$ રસી હ્યુમરલ અને કોષ-માધ્યિત (cell-mediated) એમ બંને પ્રકારની રોગપ્રતિકારક શક્તિ પ્રેરે છે.
આ મુખ્યત્વે પ્રાણીઓ અને મનુષ્યોમાં રોગ નિવારણ માટે વપરાય છે,તે વનસ્પતિઓમાં જનીન ઇજનેરી વિદ્યાનો સીધો ઉપયોગ નથી.

(C) $Bt$ વિષ મનુષ્યો માટે હાનિકારક નથી કારણ કે તે ચોક્કસ કીટક જૂથો માટે વિશિષ્ટ છે.
$Bt$ વિષ કીટક-જૂથ વિશિષ્ટ છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ મનુષ્યો અથવા અન્ય બિન-લક્ષિત સજીવોને અસર કર્યા વિના ચોક્કસ જીવાતોને લક્ષ્ય બનાવે છે.

(D) હર્બિસાઇડ-પ્રતિરોધક $GM$ પાક વિકસાવવાનો મુખ્ય ઉદ્દેશ્ય ખેડૂતોને પાકને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના નીંદણને મારવા માટે સમગ્ર ખેતરમાં હર્બિસાઇડનો છંટકાવ કરવાની મંજૂરી આપવાનો છે.
આનાથી હાથથી નીંદણ દૂર કરવાની જરૂરિયાત દૂર થાય છે,જે શ્રમ-સઘન અને ખર્ચાળ છે.
વિકલ્પ $(A)$ ખોટો છે કારણ કે હર્બિસાઇડ પ્રતિરોધકતાનો અર્થ એ નથી કે ખોરાકમાં હર્બિસાઇડનો સંગ્રહ ઘટશે.
વિકલ્પ $(B)$ ખોટો છે કારણ કે હર્બિસાઇડનો ઉપયોગ હજુ પણ જરૂરી છે.
વિકલ્પ $(D)$ ખોટો છે કારણ કે હર્બિસાઇડનો ઉપયોગ હજુ પણ જમીનનું પ્રદૂષણ અને સંભવિત જૈવિક વિશાલન તરફ દોરી શકે છે.
તેથી,માત્ર વિધાન $(C)$ મુખ્ય ઉદ્દેશ્યનું યોગ્ય વર્ણન કરે છે.

(A) $RNAi$ ($RNA$ ઇન્ટરફરન્સ) એ કોષીય સંરક્ષણની એક પદ્ધતિ છે જે તમામ સુકોષકેન્દ્રી સજીવોમાં જોવા મળે છે. આ પ્રક્રિયામાં ચોક્કસ $mRNA$ નું સાયલેન્સિંગ થાય છે,કારણ કે પૂરક $dsRNA$ અણુ તે $mRNA$ સાથે જોડાઈને તેના ભાષાંતર (translation) ને અટકાવે છે. આમ,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી આપે છે.

(C) $Bt$ વિષ એ $Bacillus \text{ thuringiensis}$ $(Bt)$ નામના બેક્ટેરિયા દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
બેક્ટેરિયા તેમના વૃદ્ધિના સમગ્ર સમયગાળા દરમિયાન નહીં, પરંતુ તેમના જીવનચક્રના માત્ર બીજાણુજનન (sporulation) તબક્કા દરમિયાન આ પ્રોટીન સ્ફટિકો બનાવે છે.
આ સ્ફટિકોમાં ઝેરી કીટનાશક પ્રોટીન હોય છે.
તેથી, વિધાન સાચું છે, પરંતુ કારણ ખોટું છે.

(A) વિધાન સાચું છે કારણ કે હિરુડિન એ એન્ટિકોએગ્યુલન્ટ પ્રોટીન છે જે મૂળભૂત રીતે જળોમાં જોવા મળે છે. જ્યારે વૈજ્ઞાનિકોએ તેને ટ્રાન્સજેનિક $Brassica$ (રાઈ) છોડમાં ઉત્પન્ન કરવાનો પ્રયાસ કર્યો,ત્યારે તેમણે કૃત્રિમ જનીનનો ઉપયોગ કર્યો કારણ કે કુદરતી સુકોષકેન્દ્રીય જનીનમાં ઇન્ટ્રોન્સ હોય છે.
કારણ પણ સાચું છે કારણ કે સુકોષકેન્દ્રીય જનીનોમાં ઇન્ટ્રોન્સ નામની બિન-કોડિંગ શૃંખલાઓ હોય છે,જેને કાર્યક્ષમ mRNA બનાવવા માટે દૂર (splicing) કરવી પડે છે. બેક્ટેરિયા અને ઘણા છોડની અભિવ્યક્તિ પ્રણાલીઓ આ ઇન્ટ્રોન્સને અસરકારક રીતે પ્રોસેસ કરી શકતી નથી. તેથી,$Brassica$ માં પ્રોટીન વ્યક્ત કરવા માટે,ઇન્ટ્રોન્સ વગરનું એક કૃત્રિમ જનીન $(cDNA)$ ડિઝાઇન કરીને દાખલ કરવામાં આવ્યું હતું.
આમ,કુદરતી જનીનમાં ઇન્ટ્રોન્સની હાજરી એ મુખ્ય કારણ છે કે જેના લીધે સફળ અભિવ્યક્તિ માટે કૃત્રિમ જનીનની જરૂર પડી,તેથી કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(A) ગોલ્ડન રાઈસ એ જનીનિક રીતે રૂપાંતરિત પાક છે જે $\beta$-કેરોટીન ઉત્પન્ન કરવા માટે તૈયાર કરવામાં આવ્યો છે,જે વિટામિન $A$ નું પુરોગામી (precursor) છે.
રતાંધળાપણું મુખ્યત્વે વિટામિન $A$ ની ઉણપને કારણે થાય છે.
ગોલ્ડન રાઈસના સેવનથી,વિકાસશીલ દેશોના લોકો વિટામિન $A$ નું પ્રમાણ વધારી શકે છે,જે રતાંધળાપણાને રોકવામાં અને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

(B) ઉત્પરિવર્તન સંવર્ધન (Mutation breeding) એ વનસ્પતિ સંવર્ધનમાં આનુવંશિક વિવિધતા લાવવા માટે વપરાતી એક તકનીક છે.
$Gamma$ કિરણો એ આયનીકરણ કરતા વિકિરણો છે જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિ કોષોમાં ઉત્પરિવર્તન પ્રેરવા માટે મ્યુટાજેન્સ તરીકે થાય છે.
આ વિકિરણો $DNA$ ના ક્રમમાં ફેરફાર કરે છે,જે નવા લક્ષણોના વિકાસમાં પરિણમી શકે છે.
કાઈનેટિન અને ઝિએટિન એ સાયટોકાઈનિન (વનસ્પતિ વૃદ્ધિ અંતઃસ્ત્રાવો) ના પ્રકારો છે અને તેનો ઉપયોગ મ્યુટાજેન્સ તરીકે થતો નથી.
ઇન્ફ્રારેડ કિરણો આયનીકરણ ન કરતા હોવાથી તેમાં $DNA$ માં ઉત્પરિવર્તન પ્રેરવા માટે પૂરતી ઉર્જા હોતી નથી.

(A) $DDT$ (ડાયક્લોરોડાયફિનાઈલટ્રાયક્લોરોઈથેન) એ મોટા પાયે ઉપયોગમાં લેવાતું પ્રથમ કૃત્રિમ જંતુનાશક હતું.
તે પાકને નુકસાન પહોંચાડતી વિવિધ જીવાતો અને ઈયળોનો અસરકારક રીતે નાશ કરે છે,જેનાથી પાકને થતું મોટું નુકસાન અટકે છે.
જીવાતો દ્વારા થતા નુકસાનમાં ઘટાડો કરીને,તેણે તેના ઉપયોગના પ્રારંભિક સમયગાળા દરમિયાન કૃષિ ઉત્પાદકતામાં નોંધપાત્ર વધારો કર્યો હતો.

(A) $IARI$ નું પૂર્ણનામ ઈન્ડિયન એગ્રિકલ્ચરલ રિસર્ચ ઈન્સ્ટિટયુટ (Indian Agricultural Research Institute) છે. તે ભારતમાં કૃષિ સંશોધન,શિક્ષણ અને વિસ્તરણ માટેની એક અગ્રણી રાષ્ટ્રીય સંસ્થા છે,જે નવી દિલ્હીમાં આવેલી છે.

(B) $BT$ કપાસ એ જનીનિક રીતે રૂપાંતરિત કીટ-પ્રતિકારક કપાસની જાત છે।
આમાં, $BT$ નો અર્થ $Bacillus$ $thuringiensis$ બેક્ટેરિયા થાય છે।
આ બેક્ટેરિયા કીટનાશક પ્રોટીન (Cry પ્રોટીન) ઉત્પન્ન કરે છે જે અમુક ચોક્કસ જીવાતો, જેમ કે બોલવર્મ માટે ઝેરી હોય છે, જે કપાસના પાકને નુકસાનથી બચાવે છે।

(A) $GMO$ નો અર્થ $Genetically$ $Modified$ $Organisms$ (જનીનિક રીતે રૂપાંતરિત સજીવો) થાય છે.
આ એવા સજીવો (વનસ્પતિઓ,પ્રાણીઓ અથવા સૂક્ષ્મજીવો) છે જેમાં જનીનિક દ્રવ્ય $(DNA)$ માં એવી રીતે ફેરફાર કરવામાં આવ્યો હોય છે જે કુદરતી રીતે પ્રજનન અથવા કુદરતી પુનઃસંયોજન દ્વારા થતું નથી.
આ પ્રક્રિયા જિનેટિક એન્જિનિયરિંગની તકનીકો દ્વારા ઇચ્છિત લક્ષણો દાખલ કરવા માટે કરવામાં આવે છે.

(B) બાયોટેકનોલોજીના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં અનેક ઉપયોગો છે.
$I -$ ચિકિત્સાશાસ્ત્ર: ઇન્સ્યુલિન જેવી રીકોમ્બિનન્ટ દવાઓના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે.
$II -$ નિદાન: $PCR$ અને $ELISA$ જેવી આણ્વિય નિદાન પદ્ધતિઓમાં વપરાય છે.
$III -$ જનીનિક રૂપાંતરિત પાકો: જીવાત પ્રતિરોધક અને વધુ ઉત્પાદન મેળવવા માટે $GM$ પાકો બનાવવા માટે વપરાય છે.
$V -$ પોષણમૂલ્યો ધરાવતા ખાદ્યો: બાયોફોર્ટિફિકેશન (દા.ત.,ગોલ્ડન રાઈસ) માં વપરાય છે.
$VI -$ બાયોરેમિડિએશન: પ્રદૂષિત પર્યાવરણને શુદ્ધ કરવા માટે વપરાય છે.
$VII -$ અપશિષ્ટ સુધારણા: ઔદ્યોગિક અને મ્યુનિસિપલ કચરાના નિકાલ માટે વપરાય છે.
$IX -$ ઉર્જા ઉત્પાદન: જૈવ-ઇંધણના ઉત્પાદનમાં વપરાય છે.
$IV$ (પરંપરાગત સંકરણ) અને $VIII$ (પ્રાણીઓનો શિકાર) એ બાયોટેકનોલોજીના ઉપયોગો નથી.
તેથી,સાચો જવાબ $I, II, III, V, VI, VII, IX$ છે.

(A) $GMO$ નું પૂર્ણ નામ Genetically Modified Organisms (જનીનિક રીતે રૂપાંતરિત સજીવો) છે.
આ એવા વનસ્પતિઓ,બેક્ટેરિયા,ફૂગ અને પ્રાણીઓ છે જેના જનીનોમાં વિવિધ હેતુઓ માટે,જેમ કે વધુ ઉત્પાદન,જીવાત સામે પ્રતિકાર અથવા પોષણક્ષમતા વધારવા માટે ફેરફાર કરવામાં આવ્યા હોય છે.

(C) સોનેરી ચોખા (Golden Rice) એ ચોખાની $(Oryza sativa)$ એક જનીનિક રૂપાંતરિત જાત છે, જેને બીટા-કેરોટીન ઉત્પન્ન કરવા માટે તૈયાર કરવામાં આવી છે, જે વિટામિન $A$ નો પુરોગામી (precursor) છે.
આ ફેરફાર એવા લોકોમાં વિટામિન $A$ ની ઉણપને દૂર કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો જેઓ મુખ્ય ખોરાક તરીકે ચોખા પર આધાર રાખે છે.
તેથી, સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(A) જનીન પરિવર્તિત $(GM)$ પાકો કૃષિ ઉત્પાદકતા અને ટકાઉપણું વધારવા માટે વિકસાવવામાં આવે છે. તેના મુખ્ય ઉદ્દેશ્યો નીચે મુજબ છે:
$1$. પાકોને અજૈવિક તાણ (ઠંડી,દુષ્કાળ,ક્ષાર,ગરમી) સામે વધુ સહિષ્ણુ બનાવવા,અસહિષ્ણુ નહીં.
$2$. રાસાયણિક જંતુનાશકો પરની નિર્ભરતા ઘટાડવી (જીવાત-પ્રતિકારક પાકો).
$3$. વનસ્પતિઓ દ્વારા ખનીજોના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતા વધારવી (જમીનની ફળદ્રુપતા જલ્દી ખતમ થતી અટકાવવી).
$4$. લણણી પછી થતા નુકસાનને ઘટાડવામાં સહાય કરવી.
વિકલ્પ $A$ જણાવે છે કે $GM$ પાકોને અજૈવિક તાણ સામે વધુ 'અસહિષ્ણુ' બનાવવામાં આવે છે,જે ખોટું છે; તેમને વધુ 'સહિષ્ણુ' બનાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે.

(B) $Bt$ કપાસ એ એક જનીનિક રૂપાંતરિત સજીવ $(GMO)$ છે જે કીટનાશક પ્રોટીન ઉત્પન્ન કરે છે.
આ સંદર્ભમાં,$Bt$ એટલે બેક્ટેરિયા $Bacillus$ $thuringiensis$ થાય છે.
આ બેક્ટેરિયા એક સ્ફટિકમય $(Cry)$ પ્રોટીન ઉત્પન્ન કરે છે જે અમુક કીટકોની ઈયળો માટે ઝેરી હોય છે,જેમ કે કોટન બોલવોર્મ,જે છોડને કુદરતી પ્રતિકારક શક્તિ પૂરી પાડે છે.

(C) $Cry$ જનીનો $Bacillus \ thuringiensis$ $(Bt)$ બેક્ટેરિયામાંથી મેળવવામાં આવે છે.
$CryIAc$ અને $CryIIAb$ ખાસ કરીને કપાસના બોલવોર્મ્સના નિયંત્રણ માટે વપરાય છે.
$CryIAb$ નો ઉપયોગ કોર્ન બોરરના નિયંત્રણ માટે થાય છે.
તેથી,સાચી જોડ આ મુજબ છે: કપાસના બોલવોર્મ્સ $(I, III)$ અને કોર્ન બોરર $(II)$.

(D) $Cry$ જનીનો $Bacillus$ $thuringiensis$ $(Bt)$ નામના બેક્ટેરિયામાંથી મેળવવામાં આવે છે.
આ જનીનો કીટનાશક પ્રોટીન માટે સંકેત આપે છે જે ચોક્કસ જીવાતો માટે ઝેરી હોય છે.
વૈજ્ઞાનિકોએ જીવાતો સામે પ્રતિકારક શક્તિ મેળવવા માટે આ $Cry$ જનીનોને વિવિધ પાક વનસ્પતિઓમાં સફળતાપૂર્વક દાખલ કર્યા છે.
આવા જનીનિક રૂપાંતરિત પાકોના ઉદાહરણોમાં $Bt$ કપાસ,$Bt$ મકાઈ,$Bt$ ચોખા,$Bt$ ટામેટાં,$Bt$ બટાટા અને $Bt$ સોયાબીનનો સમાવેશ થાય છે.
તેથી,આપેલા તમામ વિકલ્પો સાચા છે કારણ કે આ વનસ્પતિઓમાં $Cry$ જનીનો દાખલ કરવામાં આવ્યા છે.

(B) $Bacillus \text{ } thuringiensis$ $(Bt)$ એ જમીનમાં જોવા મળતું બેક્ટેરિયા છે જે કીટનાશક પ્રોટીન ઉત્પન્ન કરે છે।
આ પ્રોટીનનો ઉપયોગ ટ્રાન્સજેનિક પાક બનાવવા માટે થાય છે, જેમ કે $Bt \text{ } cotton$ (કપાસ), જે ચોક્કસ પ્રકારની જીવાતો સામે પ્રતિકારક શક્તિ ધરાવે છે।
તેથી, $Bt$ નો મુખ્ય ઉપયોગ જૈવ જંતુનાશક વનસ્પતિઓ (જનીનિક રૂપાંતરિત પાક) વિકસાવવા માટે થાય છે, જે જીવાતોને મારવા માટે $cry$ જનીનો વ્યક્ત કરે છે।