Tissue Culture Questions in Gujarati

(N/A) આ વૈજ્ઞાનિક રીતે શક્ય છે। પેશી સંવર્ધન (Tissue culture) ની મદદથી, ખૂબ જ ટૂંકા ગાળામાં ઘણી બધી વનસ્પતિઓનું પ્રજનન પ્રાપ્ત કરવું શક્ય છે। પેશી સંવર્ધન દ્વારા હજારો વનસ્પતિઓ ઉત્પન્ન કરવાની આ પદ્ધતિને માઇક્રોપ્રોપેગેશન (Micropropagation) કહેવામાં આવે છે। આ દરેક વનસ્પતિ આનુવંશિક રીતે તે મૂળ વનસ્પતિ જેવી જ હોય છે જેમાંથી તેને ઉગાડવામાં આવી હતી। તેમને સોમાક્લોન્સ (Somaclones) પણ કહેવામાં આવે છે।

(N/A) પેશી સંવર્ધન દ્વારા ઉછેરવામાં આવેલા છોડ એ પિતૃ છોડના ક્લોન છે,જેનો અર્થ છે કે તેઓ આનુવંશિક રીતે મૂળ છોડ સમાન છે.
આ છોડની ઉપયોગિતા નીચે મુજબ છે:
$1$. ઇચ્છનીય લક્ષણો જાળવવા: તેઓ ક્લોન હોવાથી,તેઓ પિતૃ છોડના તમામ ફાયદાકારક લક્ષણો જાળવી રાખે છે.
$2$. ઝડપી ગુણન: પેશી સંવર્ધન ખૂબ જ ટૂંકા ગાળામાં મોટી સંખ્યામાં છોડના ઉત્પાદનની મંજૂરી આપે છે.
$3$. રોગમુક્ત છોડ: વર્ધમાન પેશી (meristem) સંવર્ધનનો ઉપયોગ કરીને સંક્રમિત પિતૃઓમાંથી વાયરસ-મુક્ત છોડ ઉત્પન્ન કરી શકાય છે.
$4$. સંરક્ષણ: તે દુર્લભ અથવા લુપ્તપ્રાય વનસ્પતિ પ્રજાતિઓના સંરક્ષણમાં મદદ કરે છે.

(N/A) પ્રોટોપ્લાસ્ટ ફ્યુઝન પ્રયોગો દરમિયાન વનસ્પતિ કોષમાં સૌથી મહત્વનો ભૌતિક અવરોધ તેની સખત કોષદીવાલ છે.
આ અવરોધને દૂર કરવા માટે,વનસ્પતિ પેશીને ચોક્કસ કોષદીવાલનું પાચન કરતા ઉત્સેચકો,મુખ્યત્વે સેલ્યુલેઝ અને પેક્ટિનેઝ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
આ ઉત્સેચકો અનુક્રમે કોષદીવાલના સેલ્યુલોઝ અને પેક્ટિન ઘટકોનું પાચન કરે છે,જેનાથી નગ્ન પ્રોટોપ્લાસ્ટ મુક્ત થાય છે,જે ફક્ત કોષરસસ્તરથી ઘેરાયેલું હોય છે.

(N/A) પેશી સંવર્ધન પદ્ધતિઓના ફાયદાઓ નીચે મુજબ છે:
$(i)$ આ પદ્ધતિઓના ઉપયોગ દ્વારા ખૂબ જ ટૂંકા ગાળામાં મોટી સંખ્યામાં છોડનું પ્રજનન મેળવવું શક્ય છે.
$(ii)$ પેશી સંવર્ધન દ્વારા હજારો છોડ ઉત્પન્ન કરવાની આ પદ્ધતિને સૂક્ષ્મ પ્રવર્ધન (Micro-propagation) કહેવામાં આવે છે.
$(iii)$ આ દરેક છોડ આનુવંશિક રીતે મૂળ છોડ જેવા જ હશે જેમાંથી તેઓ ઉગાડવામાં આવ્યા હતા,એટલે કે,તેઓ સોમાક્લોન્સ (Somaclones) છે.
$(iv)$ ટામેટા,કેળા,સફરજન વગેરે જેવા ઘણા મહત્વપૂર્ણ ખાદ્ય છોડ આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને વ્યાપારી ધોરણે ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યા છે.
$(v)$ આ પદ્ધતિનો બીજો મહત્વનો ઉપયોગ રોગિષ્ઠ છોડમાંથી તંદુરસ્ત છોડ મેળવવાનો છે. જોકે છોડ વાયરસથી સંક્રમિત હોય,તો પણ વર્ધમાન પેશી (અગ્રસ્થ અને કક્ષીય) વાયરસ મુક્ત હોય છે. તેથી,વાયરસ મુક્ત છોડ મેળવવા માટે વર્ધમાન પેશીને દૂર કરીને તેને ઇન-વિટ્રો (in-vitro) ઉગાડી શકાય છે. વૈજ્ઞાનિકો કેળા,શેરડી,બટાકા વગેરેની વર્ધમાન પેશીઓનું સંવર્ધન કરવામાં સફળ રહ્યા છે.

(N/A) કોઈપણ કોષ/એક્સપ્લાન્ટમાંથી સંપૂર્ણ વનસ્પતિ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતાને પૂર્ણક્ષમતા (totipotency) કહેવામાં આવે છે.
આ પદ્ધતિઓના ઉપયોગ દ્વારા ખૂબ જ ટૂંકા સમયમાં ઘણી વનસ્પતિઓનું પ્રજનન પ્રાપ્ત કરવું શક્ય છે.
પેશી સંવર્ધન (tissue culture) દ્વારા હજારો વનસ્પતિઓ ઉત્પન્ન કરવાની આ પદ્ધતિને માઇક્રોપ્રોપેગેશન (micropropagation) કહેવામાં આવે છે.
આ દરેક વનસ્પતિ આનુવંશિક રીતે મૂળ વનસ્પતિ જેવી જ હશે જેમાંથી તે ઉગાડવામાં આવી હતી,એટલે કે,તેઓ સોમાક્લોન્સ (somaclones) છે.
ટામેટા,કેળા,સફરજન વગેરે જેવી ઘણી મહત્વપૂર્ણ ખાદ્ય વનસ્પતિઓ આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને વ્યાપારી ધોરણે ઉત્પન્ન કરવામાં આવી છે.
આ પદ્ધતિનો બીજો મહત્વનો ઉપયોગ રોગિષ્ઠ વનસ્પતિઓમાંથી સ્વસ્થ વનસ્પતિઓ મેળવવાનો છે.
જોકે વનસ્પતિ વાયરસથી સંક્રમિત હોય,તો પણ વર્ધનશીલ પેશી (meristem) (અગ્રસ્થ અને કક્ષીય) વાયરસ મુક્ત હોય છે.
તેથી,વાયરસ મુક્ત વનસ્પતિઓ મેળવવા માટે વર્ધનશીલ પેશીને દૂર કરીને તેને ઇન વિટ્રો (in vitro) ઉગાડી શકાય છે.
વૈજ્ઞાનિકો કેળા,શેરડી,બટાકા વગેરેની વર્ધનશીલ પેશીઓના સંવર્ધનમાં સફળ થયા છે.

(N/A) $Somatic$ $hybridisation$ (દૈહિક સંકરણ): વનસ્પતિની બે અલગ-અલગ જાતોમાંથી અલગ કરેલા પ્રોટોપ્લાસ્ટ,જે દરેક ઇચ્છનીય લક્ષણ ધરાવે છે,તેમને સંયોજિત કરીને સંકર પ્રોટોપ્લાસ્ટ મેળવી શકાય છે. આ સંકર પ્રોટોપ્લાસ્ટને આગળ ઉછેરીને નવી વનસ્પતિ મેળવી શકાય છે. આ સંકરોને $somatic$ $hybrids$ (દૈહિક સંકરો) કહેવામાં આવે છે અને આ પ્રક્રિયાને $somatic$ $hybridisation$ (દૈહિક સંકરણ) કહેવાય છે.
$Totipotency$ (પૂર્ણક્ષમતા): વનસ્પતિના કોઈપણ કોષ કે એક્સપ્લાન્ટને જંતુરહિત સ્થિતિમાં ખાસ પોષક માધ્યમમાં ટેસ્ટ ટ્યુબમાં ઉછેરીને તેમાંથી સંપૂર્ણ વનસ્પતિ ઉત્પન્ન કરવાની ક્ષમતાને $totipotency$ (પૂર્ણક્ષમતા) કહેવામાં આવે છે.

(A) વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધનમાં,સુક્રોઝનો ઉપયોગ કાર્બનના સ્ત્રોત તરીકે સૌથી સામાન્ય રીતે થાય છે. સુક્રોઝ એ ગ્લુકોઝ અને ફ્રુક્ટોઝથી બનેલો ડાયસેક્કેરાઈડ છે. તેને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે કારણ કે તે પ્રમાણમાં સસ્તું છે,સરળતાથી જંતુરહિત કરી શકાય છે અને સંવર્ધન માધ્યમમાં વનસ્પતિ કોષો દ્વારા તેનું સરળતાથી ચયાપચય થઈ શકે છે.

(B) જો વનસ્પતિ વાયરસથી સંક્રમિત હોય તો પણ,તેનું વર્ધનશીલ પ્રદેશ (અગ્રસ્થ અને કક્ષસ્થ વર્ધનશીલ પેશી) વાયરસમુક્ત હોય છે. તેથી,વર્ધનશીલ પેશીને દૂર કરીને તેને પાત્રમાં (in vitro) ઉછેરીને વાયરસમુક્ત વનસ્પતિ મેળવી શકાય છે. આ તકનીકને $Meristem$ $Culture$ (વર્ધનશીલ પેશી સંવર્ધન) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જે $Tissue$ $Culture$ (પેશી સંવર્ધન) નો એક પ્રકાર છે.

(B) વનસ્પતિ કોષની સમગ્ર છોડમાં વિકસિત થવાની ક્ષમતાને $Totipotency$ (પૂર્ણક્ષમતા) કહેવામાં આવે છે. આ વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધનનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત છે,જેમાં કોઈપણ જીવંત વનસ્પતિ કોષ (એક્સપ્લાન્ટ) ને યોગ્ય પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં ઉછેરીને સંપૂર્ણ,આનુવંશિક રીતે સમાન છોડ ઉત્પન્ન કરી શકાય છે.

(C) પોમેટો એ દૈહિક સંકરણ (somatic hybridization) ની તકનીક દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ એક દૈહિક સંકરિત વનસ્પતિ છે.
તે બે અલગ-અલગ વનસ્પતિ પ્રજાતિઓના પ્રોટોપ્લાસ્ટના જોડાણ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે: ટમેટા $(Solanum \text{ } lycopersicum)$ અને બટાટા $(Solanum \text{ } tuberosum)$.
જોકે તેને બંને વનસ્પતિઓના લક્ષણોને જોડવા માટે વિકસાવવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ તે વ્યાવસાયિક રીતે સફળ થયું ન હતું કારણ કે તે એકસાથે ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા ટમેટાં અને બટાટા બંનેનું ઉત્પાદન કરી શક્યું ન હતું.

(A) સોમાકલોન્સ એ પેશી સંવર્ધન પદ્ધતિઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી જનીનિક રીતે સમાન વનસ્પતિઓ છે.
સૂક્ષ્મ પ્રવર્ધન (Micropropagation) એ પેશી સંવર્ધનની એક એવી પદ્ધતિ છે જે એક જ એક્સપ્લાન્ટમાંથી મોટી સંખ્યામાં જનીનિક રીતે સમાન છોડ ઉત્પન્ન કરવાની મંજૂરી આપે છે.
આ છોડ અલિંગી પ્રજનન (સમભાજન) દ્વારા સમાન પિતૃ પેશીમાંથી મેળવવામાં આવતા હોવાથી,તેમને સોમાકલોન્સ કહેવામાં આવે છે.

(B) વનસ્પતિ કોષ કોષદિવાલ અને પ્રોટોપ્લાસ્ટ (કોષનો જીવંત ભાગ) નો બનેલો હોય છે.
જ્યારે ઉત્સેચકીય પાચન (સેલ્યુલેઝ અને પેક્ટિનેઝ જેવા ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરીને) દ્વારા કોષદિવાલ દૂર કરવામાં આવે છે,ત્યારે કોષના બાકી રહેલા જીવંત ભાગને,જે કોષરસસ્તર દ્વારા ઘેરાયેલ હોય છે,તેને $Protoplast$ (પ્રોટોપ્લાસ્ટ) કહેવામાં આવે છે.
$Protoplasts$ નો ઉપયોગ વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધન અને દૈહિક સંકરણના પ્રયોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે.

(D) વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધનમાં,પોષક માધ્યમ એક્સપ્લાન્ટના વિકાસ અને વૃદ્ધિ માટે જરૂરી પોષક તત્વો પૂરા પાડે છે.
સુક્રોઝનો ઉપયોગ આ માધ્યમોમાં કાર્બનના સ્ત્રોત તરીકે સૌથી સામાન્ય રીતે થાય છે કારણ કે તે વનસ્પતિ કોષો દ્વારા સરળતાથી ચયાપચય પામે છે,પ્રમાણમાં સસ્તું છે અને ઓટોક્લેવિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન સ્થિર રહે છે.
ગ્લુકોઝ અથવા ફ્રુક્ટોઝ જેવી અન્ય શર્કરાનો પણ ક્યારેક ઉપયોગ થાય છે,પરંતુ તેની કાર્યક્ષમતા અને ખર્ચ-અસરકારકતાને કારણે સુક્રોઝને પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે.

(C) સૂક્ષ્મ-પ્રવર્ધન એ વનસ્પતિ પ્રવર્ધનની એક પદ્ધતિ છે જેમાં પેશી સંવર્ધન (Tissue culture) તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને ટૂંકા સમયમાં મોટી સંખ્યામાં વનસ્પતિઓનું ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,ઉત્પન્ન થયેલા છોડ આનુવંશિક રીતે મૂળ છોડ જેવા જ હોય છે,તેથી તેમને સોમાક્લોન્સ (Somaclones) કહેવામાં આવે છે.
આમ,સૂક્ષ્મ-પ્રવર્ધન એ પેશી સંવર્ધનનું એક સ્વરૂપ છે.

(C) દૈહિક સંકર એ બે અલગ-અલગ વનસ્પતિ પ્રજાતિઓના પ્રોટોપ્લાસ્ટના જોડાણ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી વનસ્પતિ છે.
પોમેટો એ દૈહિક સંકરનું ઉત્તમ ઉદાહરણ છે,જે બટાકા $(Solanum \, tuberosum)$ અને ટામેટા $(Solanum \, lycopersicum)$ ના પ્રોટોપ્લાસ્ટના જોડાણ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું હતું.
$Atlas \, 66$ એ પ્રોટીનથી ભરપૂર ઘઉંની જાત છે.
$A. \, esculentus$ (ભીંડા) એ શાકભાજીનો પાક છે.
હિમગીરી એ ઘઉંની જાત છે જે હિલ બન્ટ અને લીફ રસ્ટ સામે પ્રતિકારક શક્તિ ધરાવે છે.

(A) વનસ્પતિના પ્રોટોપ્લાસ્ટ મેળવવા માટે,વનસ્પતિ કોષદીવાલનું પાચન કરવું જરૂરી છે. વનસ્પતિની કોષદીવાલ મુખ્યત્વે સેલ્યુલોઝ,હેમિસેલ્યુલોઝ અને પેક્ટિનની બનેલી હોય છે. સેલ્યુલેઝ એ ઉત્સેચક છે જે સેલ્યુલોઝનું વિઘટન કરે છે,જે વનસ્પતિ કોષદીવાલનો મુખ્ય બંધારણીય ઘટક છે. તેથી,કોષદીવાલને તોડવા અને પ્રોટોપ્લાસ્ટને મુક્ત કરવા માટે સેલ્યુલેઝ (ઘણીવાર પેક્ટિનેઝ સાથે) નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

(D) વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધનમાં,$callus$ (કેલસ) ને વનસ્પતિકોષોના અવિભેદિત અને અસંગઠિત સમૂહ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. તે સામાન્ય રીતે ત્યારે રચાય છે જ્યારે વનસ્પતિના ભાગો (જેમ કે પર્ણ,પ્રકાંડ અથવા મૂળના ટુકડા) ને ચોક્કસ વનસ્પતિ વૃદ્ધિ નિયામકો (ઓક્સિન અને સાયટોકાઈનિન) ધરાવતા પોષક માધ્યમ પર ઉછેરવામાં આવે છે. આ કોષો આગળ જતાં વિવિધ વનસ્પતિ અંગો અથવા સંપૂર્ણ વનસ્પતિમાં વિભેદન પામવાની ક્ષમતા ધરાવે છે.

(B) વિધાન $I$ ખોટું છે કારણ કે કોલોસ્ટ્રમ એન્ટિબોડીઝ (ખાસ કરીને $IgA$) થી સમૃદ્ધ હોય છે,એન્ટિજેન્સથી નહીં.
વિધાન $II$ ખોટું છે કારણ કે ચિકનગુનિયા એ ચિકનગુનિયા વાયરસ દ્વારા થાય છે,જે એક $RNA$ વાયરસ છે,બેક્ટેરિયા નથી.
વિધાન $III$ સાચું છે કારણ કે વર્ધનશીલ પેશીઓ (meristematic tissues) વાયરસના ચેપથી મુક્ત હોય છે,જેનાથી ટિશ્યુ કલ્ચર દ્વારા વાયરસ-મુક્ત છોડ મેળવી શકાય છે.
વિધાન $IV$ ખોટું છે કારણ કે બીયરનું ઉત્પાદન નિસ્યંદન વગર જવ જેવા અનાજના આથવણ દ્વારા થાય છે. નિસ્યંદનનો ઉપયોગ વ્હિસ્કી કે બ્રાન્ડી જેવા પીણાં માટે થાય છે.
તેથી,માત્ર એક વિધાન $(III)$ સાચું છે.

(A) વાયરસ મુક્ત છોડ મેરિસ્ટમ (વર્ધનશીલ પેશી) સંવર્ધન દ્વારા મેળવી શકાય છે.
આનું કારણ એ છે કે વર્ધનશીલ પેશી એ સતત કોષ વિભાજન અને વૃદ્ધિ પામતો પ્રદેશ છે.
ઘણા છોડમાં,વાયરસ વર્ધનશીલ પેશીના ઝડપી કોષ વિભાજનની ગતિ સાથે તાલ મિલાવી શકતા નથી,જેના કારણે આ વિસ્તાર વાયરસના ચેપથી મુક્ત રહે છે.
તેથી,અગ્રસ્થ અથવા કક્ષીય વર્ધનશીલ પેશીનું સંવર્ધન કરીને,તંદુરસ્ત અને વાયરસ મુક્ત છોડનું પુનર્જનન કરી શકાય છે.

(A) વાયરસ મુક્ત છોડ $Meristem$ (વર્ધનશીલ પેશી) સંવર્ધન દ્વારા મેળવી શકાય છે.
જો કોઈ છોડ વાયરસથી સંક્રમિત હોય તો પણ, $Meristem$ (અગ્રસ્થ અને કક્ષીય) વાયરસથી મુક્ત રહે છે કારણ કે વાયરસ આ ઝડપથી વિભાજન પામતા કોષોમાં પ્રતિકૃતિ બનાવી શકતા નથી.
$Meristem$ ને અલગ કરીને અને તેનું $in vitro$ સંવર્ધન કરીને, આપણે પિતૃ છોડના સ્વસ્થ અને વાયરસ મુક્ત ક્લોન ઉત્પન્ન કરી શકીએ છીએ.

(D) ટિશ્યુ કલ્ચર એ વનસ્પતિના કોષો,પેશીઓ અથવા અંગોને નિયંત્રિત પ્રયોગશાળાની સ્થિતિમાં જંતુરહિત,કૃત્રિમ પોષક માધ્યમમાં ઉછેરવાની એક તકનીક છે.
એક્સપ્લાન્ટના વિકાસ અને વૃદ્ધિને ટેકો આપવા માટે,સંવર્ધન માધ્યમમાં આવશ્યક પોષક તત્વો હોવા જરૂરી છે.
આ જરૂરિયાતોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. અકાર્બનિક ક્ષારો (મેક્રો અને માઈક્રો ન્યુટ્રિઅન્ટ્સ).
$2$. કાર્બન સ્ત્રોત (દા.ત.,સુક્રોઝ).
$3$. વિટામિન્સ અને એમિનો એસિડ.
$4$. વૃદ્ધિ નિયામકો (ફાઈટોહોર્મોન્સ) જેમ કે ઓક્સિન અને સાયટોકાઈનિન.
$5$. અગર-અગર જેવા ઘન બનાવતા ઘટકો (જો ઘન માધ્યમની જરૂર હોય તો).
આપેલા તમામ વિકલ્પો સંવર્ધન માધ્યમના આવશ્યક ઘટકો હોવાથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(B) એકકીય વનસ્પતિઓ પેશી સંવર્ધન પદ્ધતિ દ્વારા પરાગરજ (લઘુ બીજાણુ) ના સંવર્ધનથી મેળવી શકાય છે.
પરાગરજ એકકીય ($n$ રંગસૂત્રોની સંખ્યા) હોવાથી,તે એકકીય વનસ્પતિમાં વિકસે છે,જે વનસ્પતિ સંવર્ધન કાર્યક્રમોમાં સમયુગ્મી (homozygous) વંશાવળીઓ બનાવવા માટે ઉપયોગી છે.

(D) અગ્રસ્થ વર્ધનશીલ પેશી વનસ્પતિના પ્રાથમિક અને દ્વિતીય પ્રરોહ અને મૂળના અગ્રભાગમાં જોવા મળે છે.
અગ્રસ્થ વર્ધનશીલ પેશીના કોષો ખૂબ જ સક્રિય વિભાજન અવસ્થામાં હોય છે,તેમાં ઘટ્ટ કોષરસ અને પાતળી કોષદીવાલ હોય છે.
કોષ વિભાજનના ઝડપી દરને કારણે,વાયરસ આ પેશીઓમાં પ્રતિકૃતિ બનાવી શકતા નથી અને ફેલાઈ શકતા નથી,જેના કારણે અગ્રસ્થ વર્ધનશીલ પેશી સામાન્ય રીતે વાયરસ મુક્ત રહે છે.

(B) કેલસમાં મૂળનું નિર્માણ એ ઓક્સિનનું કાર્ય છે. સાયટોકાઈનિન પાંદડા અને અન્ય અંગોના વૃદ્ધત્વને વિલંબિત કરે છે અને પ્રરોહ (shoot) નિર્માણને પ્રેરે છે.

(A) ક્રાયોપ્રિઝર્વેશન એ વનસ્પતિના કોષો,પેશીઓ અથવા અંગોને ખૂબ જ નીચા તાપમાને સાચવવા માટેની એક તકનીક છે. આ પ્રક્રિયામાં,વનસ્પતિ સામગ્રીને પ્રવાહી નાઈટ્રોજનમાં $-196^{\circ} C$ તાપમાને સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે. આ અત્યંત નીચું તાપમાન તમામ ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓને અટકાવે છે અને જૈવિક ક્ષયને અટકાવે છે,જેનાથી સામગ્રી લાંબા સમય સુધી જીવંત રહી શકે છે.

(D) માઈક્રોપ્રોપેગેશન એ પેશી સંવર્ધનની એક તકનીક છે જેનો ઉપયોગ વનસ્પતિઓના ઝડપી ગુણન માટે થાય છે.
તેમાં વનસ્પતિ વૃદ્ધિ નિયામકો,ખાસ કરીને ઓક્સિન્સ અને સાયટોકાઈનિનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
સંવર્ધન માધ્યમમાં ઓક્સિન્સ અને સાયટોકાઈનિનનું પ્રમાણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે એક્સપ્લાન્ટમાં મોર્ફોજેનેસિસ (જેમ કે મૂળ અથવા પ્રરોહનો વિકાસ) નક્કી કરે છે.

(C) વનસ્પતિ કોષની કોષદીવાલ મુખ્યત્વે સેલ્યુલોઝ,હેમિસેલ્યુલોઝ અને પેક્ટિનની બનેલી હોય છે.
પ્રોટોપ્લાસ્ટ (કોષદીવાલ વગરનો વનસ્પતિ કોષ) ને અલગ કરવા માટે,કોષદીવાલનું ઉત્સેચકીય પાચન કરવું જરૂરી છે.
કોષદીવાલના સેલ્યુલોઝ ઘટકને તોડવા માટે સેલ્યુલેઝનો ઉપયોગ થાય છે,જ્યારે પેક્ટિન ઘટકને તોડવા માટે પેક્ટિનેઝનો ઉપયોગ થાય છે.
તેથી,પ્રોટોપ્લાસ્ટને અસરકારક રીતે અલગ કરવા માટે પેક્ટિનેઝ અને સેલ્યુલેઝ બંનેના મિશ્રણની જરૂર પડે છે.

(B) વનસ્પતિ કોષની વિભાજન પામીને અને વિભેદન પામીને સજીવના તમામ વિશિષ્ટ કોષોમાં રૂપાંતરિત થવાની અને સંપૂર્ણ છોડનું નિર્માણ કરવાની જનીનિક ક્ષમતાને 'ટોટિપોટન્સી' (પૂર્ણક્ષમતા) કહેવામાં આવે છે. આ ગુણધર્મ વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધનનો પાયાનો સિદ્ધાંત છે.

(C) પેશી સંવર્ધન દ્વારા હજારો છોડ ઉગાડવાની કે ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિને $Micropropagation$ (સૂક્ષ્મ પ્રવર્ધન) કહેવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં,પેશી સંવર્ધન તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને ટૂંકા ગાળામાં મોટી સંખ્યામાં છોડ ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. આ દરેક છોડ આનુવંશિક રીતે મૂળ છોડ જેવા જ હોય છે,જેમાંથી તેઓ ઉગાડવામાં આવ્યા હતા,અને તેમને $Somaclones$ કહેવામાં આવે છે.

(D) $G$ Haberlandt એ $1902$ માં કોષીય ટોટિપોટન્સીનો ખ્યાલ રજૂ કર્યો હતો. તેમણે સૂચવ્યું હતું કે દરેક વનસ્પતિ કોષમાં ઇન વિટ્રો પરિસ્થિતિઓમાં કૃત્રિમ પોષક માધ્યમમાં ઉછેરવામાં આવે ત્યારે સંપૂર્ણ વનસ્પતિમાં વિકસિત થવાની અંતર્ગત ક્ષમતા હોય છે. આ પાયાના વિચારથી આધુનિક પ્લાન્ટ ટિશ્યુ કલ્ચરનો પાયો નંખાયો હતો.

(C) આ પદ્ધતિ દ્વારા રોગિષ્ઠ છોડમાંથી તંદુરસ્ત છોડ મેળવી શકાય છે.
વાયરસથી સંક્રમિત છોડમાં અગ્રસ્થ અને કક્ષીય વર્ધનશીલ પ્રદેશ (મેરિસ્ટમ) એ એકમાત્ર વાયરસમુક્ત ભાગ છે.
વર્ધનશીલ પ્રદેશને દૂર કરીને અને તેને ઇન-વિટ્રો (પાત્રમાં) ઉછેરીને,વાયરસમુક્ત છોડ મેળવી શકાય છે.

(A) પેશી સંવર્ધનમાં,પ્રરોહ (shoot) ના નિર્માણને સાયટોકાઈનિન દ્વારા પ્રોત્સાહન મળે છે,જ્યારે મૂળના નિર્માણને $NAA$ (નેપ્થલીન એસિટિક એસિડ) જેવા ઓક્સિન દ્વારા પ્રોત્સાહન મળે છે.
સાયટોકાઈનિનની તુલનામાં ઓક્સિનનું પ્રમાણ વધુ હોય તો તે મૂળના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપે છે.
તેનાથી વિપરીત,ઓક્સિનની તુલનામાં સાયટોકાઈનિનની ઊંચી સાંદ્રતા પ્રરોહના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપે છે.
તેથી,મૂળને પ્રેરિત કરવા માટે ઓક્સિનની ઊંચી સાંદ્રતા અને સાયટોકાઈનિનની ઓછી સાંદ્રતાની જરૂર હોય છે.

(B) પરાગરજ એ નર જન્યુજનક છે જે નર જન્યુઓ ધરાવે છે. તે અર્ધીકરણ દ્વારા બને છે અને તેથી તે એકકીય $(n)$ હોય છે.
ટિશ્યુ કલ્ચર (પેશી સંવર્ધન) માં,જ્યારે એક અંકુરિત પરાગરજનું સંવર્ધન કરવામાં આવે છે,ત્યારે તે સમવિભાજન દ્વારા ભ્રૂણ અને ત્યારબાદ છોડમાં વિકસે છે.
કારણ કે શરૂઆતની સામગ્રી (પરાગરજ) એકકીય છે,તેથી પરિણામી છોડ પણ એકકીય $(n)$ હશે.

(C) વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધન (tissue culture) માં,પિતૃ વનસ્પતિમાંથી લેવામાં આવેલા અને વૃદ્ધિ કે પુનઃસર્જન માટે પોષક માધ્યમમાં મૂકવામાં આવેલા વનસ્પતિના કોઈપણ ભાગને એક્સપ્લાન્ટ કહેવામાં આવે છે. આમાં પર્ણ,પ્રકાંડ,મૂળ અથવા વર્ધનશીલ પેશીના ટુકડાઓનો સમાવેશ થઈ શકે છે.

(B) હાર્ડનિંગ એ ટિશ્યુ કલ્ચર દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલા છોડને ખેતરમાં ઉગાડતા પહેલા બાહ્ય વાતાવરણમાં ધીમે ધીમે અનુકૂલિત કરવાની પ્રક્રિયા છે.
આ છોડને શરૂઆતમાં નિયંત્રિત,ઉચ્ચ ભેજ અને ઓછા પ્રકાશવાળા વાતાવરણમાં ઉગાડવામાં આવે છે.
તેમને ખેતરમાં સ્થાનાંતરિત કરતા પહેલા,તેમને કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં ધીમે ધીમે ખુલ્લા મૂકવામાં આવે છે જેથી તેઓ નવા વાતાવરણમાં ટકી શકે અને અનુકૂલન સાધી શકે.

(A) પ્રોટોપ્લાસ્ટ ફ્યુઝનમાં બે પ્રોટોપ્લાસ્ટના જોડાણ માટે વનસ્પતિ કોષદીવાલને દૂર કરવી જરૂરી છે. વનસ્પતિ કોષદીવાલ મુખ્યત્વે સેલ્યુલોઝ,હેમિસેલ્યુલોઝ અને પેક્ટિનની બનેલી હોય છે. તેથી,કોષદીવાલનું પાચન કરવા અને પ્રોટોપ્લાસ્ટને અલગ કરવા માટે $Cellulase$,$Hemicellulase$ અને $Pectinase$ જેવા ઉત્સેચકોના મિશ્રણની જરૂર પડે છે.

(A) પેશી સંવર્ધન એ વનસ્પતિના કોષો,પેશીઓ અથવા અંગોને જંતુરહિત વાતાવરણમાં પોષક માધ્યમ પર ઉગાડવાની એક તકનીક છે.
પોષક માધ્યમ (જેમ કે મુરાશિગ અને સ્કૂગ માધ્યમ) એ એક્સપ્લાન્ટની વૃદ્ધિ અને વિકાસ માટે તમામ આવશ્યક ઘટકો પૂરા પાડવા જોઈએ.
આ ઘટકોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. કાર્બન સ્ત્રોત: સુક્રોઝ એ સૌથી સામાન્ય રીતે વપરાતો કાર્બન સ્ત્રોત છે.
$2$. અકાર્બનિક ક્ષારો: ખનિજ પોષણ (ગુરુ અને લઘુ પોષકતત્વો) માટે આવશ્યક છે.
$3$. વૃદ્ધિ નિયામકો: મોર્ફોજેનેસિસ અને કોષ વિભાજનને નિયંત્રિત કરવા માટે ઓક્સિન અને સાયટોકાઈનિન ઉમેરવામાં આવે છે.
$4$. વિટામિન્સ: ચયાપચયની પ્રક્રિયાઓ માટે આવશ્યક છે.
$5$. એમિનો એસિડ: ઝડપી વૃદ્ધિને ટેકો આપવા માટે ઘણીવાર નાઈટ્રોજન સ્ત્રોત તરીકે ઉમેરવામાં આવે છે.
તેથી,પોષક માધ્યમમાં સૂચિબદ્ધ તમામ ઘટકો ($I, II, III, IV$ અને $V$) જરૂરી છે.

(C) સોમાક્લોનલ વિવિધતાઓ એટલે પેશી સંવર્ધન દ્વારા પુનર્જીવિત થયેલા છોડમાં જોવા મળતી આનુવંશિક વિવિધતાઓ.
આ વિવિધતાઓ સંવર્ધન વાતાવરણના તણાવ,વૃદ્ધિ નિયામકોના ઉપયોગ અથવા સંવર્ધનના સમયગાળાને કારણે ઉદ્ભવે છે.
પેશી સંવર્ધન દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલા છોડ પિતૃ છોડના ક્લોન હોવાથી,આ પ્રક્રિયા દરમિયાન થતા કોઈપણ આનુવંશિક ફેરફારને 'સોમાક્લોનલ વિવિધતા' કહેવામાં આવે છે.
તેથી,આ વિવિધતાઓ મેળવવા માટેની સાચી પદ્ધતિ પેશી સંવર્ધન છે.

(C) દૈહિક સંકરણમાં બે અલગ-અલગ જાતિઓના પ્રોટોપ્લાસ્ટનું સંલયન કરવામાં આવે છે,જેના પરિણામે સંકર જાતિઓનું નિર્માણ થાય છે.
નગ્ન પ્રોટોપ્લાસ્ટ મેળવવા માટે પેક્ટિનેઝ અને સેલ્યુલેઝ જેવા ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ કરીને તેમની કોષદીવાલનું પાચન કરવામાં આવે છે.
બે અલગ-અલગ જાતિઓના પ્રોટોપ્લાસ્ટના સંલયનને ઉચ્ચ વોલ્ટેજ વિદ્યુત પ્રવાહની હાજરીમાં પોલીઈથિલિન ગ્લાયકોલ $(PEG)$ સાથે સારવાર આપીને વધારી શકાય છે.

(D) મેરિસ્ટમ કલ્ચર એ સંક્રમિત પિતૃ છોડમાંથી વાયરસ-મુક્ત છોડ ઉત્પન્ન કરવા માટે વપરાતી એક તકનીક છે. અગ્રસ્થ અથવા કક્ષીય વર્ધનશીલ પેશી (meristem),જે સામાન્ય રીતે વાયરસથી મુક્ત હોય છે,તેનું સંવર્ધન કરીને તંદુરસ્ત છોડ મેળવી શકાય છે. આ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને સફળતાપૂર્વક વિકસાવવામાં આવેલા છોડના ઉદાહરણોમાં $Banana$ (કેળા),$Sugarcane$ (શેરડી) અને $Potato$ (બટાટા) નો સમાવેશ થાય છે.

(A) ટિશ્યુ કલ્ચર દ્વારા હજારો છોડ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિને માઇક્રોપ્રોપેગેશન કહેવામાં આવે છે.
આ દરેક છોડ આનુવંશિક રીતે તે મૂળ છોડ સાથે સમાન હોય છે જેમાંથી તેઓ ઉગાડવામાં આવ્યા છે,એટલે કે,તેમને સોમાક્લોન્સ કહેવામાં આવે છે.
ટામેટા,કેળા,સફરજન વગેરે જેવા ઘણા મહત્વપૂર્ણ ખાદ્ય છોડ આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને વ્યાપારી ધોરણે ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યા છે.

(D) વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધન (માઇક્રોપ્રોપેગેશન) દ્વારા પ્રજનનમાં કોષો,પેશીઓ વગેરેનું સંવર્ધન કરીને છોડનો ઉછેર કરવામાં આવે છે.
શરૂઆતમાં કોષો અથવા પેશીઓના સંવર્ધનને કારણે કોષોનો એક અવિભેદિત સમૂહ બને છે જેને $Callus$ (કેલસ) કહેવામાં આવે છે.
આ $Callus$ ત્યારબાદ વિભેદન પામીને મોટી સંખ્યામાં નવા છોડ (plantlets) ઉત્પન્ન કરે છે.

(A) માઇક્રોપ્રોપેગેશન એ વનસ્પતિઓના ઝડપી ગુણન માટે વપરાતી પેશી સંવર્ધન પદ્ધતિ છે.
તેમાં વાનસ્પતિક પ્રજનન અથવા ક્લોનિંગનો સમાવેશ થતો હોવાથી,ઉત્પન્ન થતી સંતતિ આનુવંશિક રીતે પિતૃ વનસ્પતિને સમાન હોય છે.
આ વનસ્પતિઓને 'ટ્રુ ટુ ટાઇપ' (true to type) કહેવામાં આવે છે કારણ કે તેઓ પિતૃ વનસ્પતિના ચોક્કસ આનુવંશિક લક્ષણો જાળવી રાખે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(C) એક વનસ્પતિ કોષની વિભાજન પામીને સંપૂર્ણ નવી વનસ્પતિમાં વિભેદિત થવાની ક્ષમતાને $Totipotency$ (પૂર્ણક્ષમતા) કહેવામાં આવે છે.
આ જૈવિક ઘટના પ્લાન્ટ ટિશ્યુ કલ્ચર (પેશી સંવર્ધન) અને માઇક્રોપ્રોપેગેશનનો પાયાનો સિદ્ધાંત છે.
$Reproduction$ (પ્રજનન) એ સંતતિ ઉત્પન્ન કરવા માટેનો વ્યાપક શબ્દ છે,$Budding$ (કલિકાસર્જન) એ અલિંગી પ્રજનનનો એક પ્રકાર છે,અને $Pleuripotency$ (પ્લ્યુરિપોટન્સી) એ કોષની ઘણા બધા,પરંતુ બધા જ પ્રકારના કોષોમાં વિભેદિત થવાની ક્ષમતા દર્શાવે છે.

(C) સોમેક્લોનલ વિવિધતા એટલે પેશી સંવર્ધન પદ્ધતિઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલી વનસ્પતિઓમાં જોવા મળતી આનુવંશિક વિવિધતાઓ.
આ વિવિધતાઓ સંવર્ધન વાતાવરણના તણાવ,વૃદ્ધિ નિયામકોનો ઉપયોગ અથવા સંવર્ધનના સમયગાળાને કારણે ઉદ્ભવે છે,જેના પરિણામે પુનઃનિર્મિત વનસ્પતિઓના જનીનિક બંધારણમાં પિતૃ વનસ્પતિની સરખામણીએ ફેરફાર જોવા મળે છે.
તેથી,પેશી સંવર્ધન દ્વારા ઉછેરવામાં આવેલી વનસ્પતિઓમાં સોમેક્લોનલ વિવિધતા જોવા મળે છે.

(D) માઇક્રોપ્રોપેગેશન એ પેશી સંવર્ધન દ્વારા હજારો છોડ ઉત્પન્ન કરવાની એક પદ્ધતિ છે.
આ તકનીકમાં,ઉત્પન્ન થયેલા છોડ આનુવંશિક રીતે તે મૂળ છોડને સમાન હોય છે જેમાંથી તેઓ ઉગાડવામાં આવ્યા હતા.
કારણ કે આ છોડ પિતૃ છોડને આનુવંશિક રીતે સમાન હોય છે,તેથી તેમને સોમાક્લોનલ છોડ કહેવામાં આવે છે.

(B) કેલસ (કોષોનો અવ્યવસ્થિત સમૂહ) માંથી વ્યક્તિગત કોષો અથવા કોષોના નાના જૂથોને અલગ કરીને નવું સંવર્ધન શરૂ કરવાની પ્રક્રિયાને $Tissue \ culture$ (પેશી સંવર્ધન) અથવા ખાસ કરીને $Cell \ culture$ (કોષ સંવર્ધન) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધનમાં,એક્સપ્લાન્ટમાંથી કેલસ ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે,અને આ કોષોને વૃદ્ધિનો અભ્યાસ કરવા અથવા વનસ્પતિના પુનર્જનન માટે અલગ કરી શકાય છે.

(B) પોમેટો એ બટાકા ($Solanum$ $tuberosum$) અને ટામેટા ($Solanum$ $lycopersicum$) ના પ્રોટોપ્લાસ્ટના સંલયન દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ દૈહિક સંકર છે. આ પ્રક્રિયાને દૈહિક સંકરણ (somatic hybridization) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,જે વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધનમાં બે અલગ-અલગ જાતિઓના આનુવંશિક દ્રવ્યને જોડીને નવી વનસ્પતિ જાતો બનાવવા માટે વપરાતી એક તકનીક છે.

(D) પ્રાણીઓની તુલનામાં વનસ્પતિઓમાં જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ દ્વારા ફેરફાર કરવો સરળ છે,જેના કારણો નીચે મુજબ છે:
$(i)$ ટોટિપોટન્સી: વનસ્પતિ કોષોમાં તમામ પ્રકારના કોષોમાં વિભેદિત થવાની ક્ષમતા હોય છે,જે સમગ્ર સજીવના પુનર્જનન માટે સક્ષમ બનાવે છે.
$(ii)$ પુનર્જનન: એક માત્ર દૈહિક કોષ આખા વનસ્પતિ શરીરનું નિર્માણ કરી શકે છે,જે સામાન્ય રીતે પ્રાણી કોષોમાં શક્ય નથી.
$(iii)$ પેશી સંવર્ધન: વનસ્પતિઓમાં જિનેટિક એન્જિનિયરિંગને પ્લાન્ટ ટિશ્યુ કલ્ચર તકનીકો દ્વારા પૂરક બનાવવામાં આવે છે,જે જિનેટિકલી મોડિફાઇડ કોષોના ઝડપી ગુણાકારમાં મદદ કરે છે.

(A) દૈહિક સંકરણ એ એક એવી તકનીક છે જેમાં બે અલગ-અલગ વનસ્પતિ પ્રજાતિઓના દૈહિક કોષોને જોડીને એક સંકર બનાવવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં બંને વનસ્પતિઓના કોષોમાંથી પ્રોટોપ્લાસ્ટનું અલગીકરણ કરવામાં આવે છે.
ત્યારબાદ $PEG$ (પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ) અથવા ઇલેક્ટ્રોફ્યુઝન જેવા કારકોનો ઉપયોગ કરીને પ્રોટોપ્લાસ્ટનું જોડાણ કરવામાં આવે છે.
પરિણામી સંકર પ્રોટોપ્લાસ્ટને ત્યારબાદ સંપૂર્ણ વનસ્પતિના પુનર્જનન માટે સંવર્ધિત કરવામાં આવે છે,જેને દૈહિક સંકર કહેવામાં આવે છે.
તેથી,સાચી પદ્ધતિ પ્રોટોપ્લાસ્ટ ફ્યુઝન છે.