Genetic engineering and Tissue culture Questions in Gujarati

(D) પરાગાશય (પરાગરજ) સંવર્ધન દ્વારા એકકીય છોડનું ઉત્પાદન સૌપ્રથમ $1964$ માં $S. \, Guha$ અને $S.C. \, Maheshwari$ દ્વારા $Datura \, innoxia$ $(Jimson \, weed)$ માં સફળતાપૂર્વક કરવામાં આવ્યું હતું. આ શોધે દર્શાવ્યું કે પરાગરજને એકકીય ભ્રૂણમાં વિકસિત થવા માટે પ્રેરિત કરી શકાય છે,જે વનસ્પતિ સંવર્ધનમાં સમયુગ્મી (homozygous) રેખાઓ બનાવવા માટેની એક મહત્વપૂર્ણ તકનીક છે.

(B) દૈહિક સંકરણમાં બે અલગ-અલગ વનસ્પતિ પ્રજાતિઓના પ્રોટોપ્લાસ્ટનું જોડાણ કરીને સંકર બનાવવામાં આવે છે. જ્યારે બટાટા ($Solanum$ $tuberosum$) અને ટામેટા ($Solanum$ $lycopersicum$) ના પ્રોટોપ્લાસ્ટને જોડવામાં આવે છે,ત્યારે બનતા દૈહિક સંકરને $Pomato$ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. આ તકનીક બંને પ્રજાતિઓના ઇચ્છનીય લક્ષણોને જોડવાની મંજૂરી આપે છે,જોકે પરિણામી છોડમાં તમામ ઇચ્છિત વ્યાપારી લાક્ષણિકતાઓ જોવા મળી ન હતી.

(A) ક્રાયોપ્રિઝર્વેશન એ જર્મપ્લાઝમને થીજી ગયેલી સ્થિતિમાં સાચવવા માટેની એક તકનીક છે, જેમાં સામાન્ય રીતે $-196^{\circ}C$ તાપમાને પ્રવાહી નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે। આ પદ્ધતિ વનસ્પતિના પેશીઓ, બીજ અને ભ્રૂણના લાંબા ગાળાના સંગ્રહ માટે સક્ષમ બનાવે છે, જે પાક સુધારણા માટે આનુવંશિક વિવિધતા જાળવવામાં મદદરૂપ થાય છે।

(D) દૈહિક સંકરણ એ દૈહિક કોષોના સંકરણની એક તકનીક છે,જેમાં પ્રોટોપ્લાસ્ટનું જોડાણ (fusion) કરવામાં આવે છે.
સમાન જનીન પ્રકાર ધરાવતા પ્રોટોપ્લાસ્ટના જોડાણથી બનતા કોષને હોમોકેરિયોન (homokaryon) કહેવામાં આવે છે,અને જે જોડાયેલા કોષોમાં અસમાન કોષકેન્દ્રો હોય છે તેને હેટરોકેરિયોન (heterokaryon) કહેવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા દ્વારા એવી સંકર વનસ્પતિઓ ઉત્પન્ન કરી શકાય છે જે પરંપરાગત લિંગી સંકરણ દ્વારા ઉત્પન્ન કરી શકાતી નથી.

(A) વનસ્પતિ સંકરણ અથવા અલિંગી પ્રજનન દ્વારા ઉત્પન્ન થતી વનસ્પતિઓ કે જે સમાન જનીનિક બંધારણ (genotype) ધરાવે છે,તેમને 'ક્લોન' કહેવામાં આવે છે. વનસ્પતિ સંવર્ધનમાં,આ સામાન્ય રીતે પેશી સંવર્ધન (tissue culture) અથવા વાનસ્પતિક પ્રજનન દ્વારા ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે,જે સુનિશ્ચિત કરે છે કે સંતતિ જનીનિક રીતે સમાન હોય.

(C) આંતરજાતીય સંકરણમાં ઘણીવાર એવા સંકરિત બીજ બને છે જેનો ભ્રૂણ શરૂઆતની અવસ્થામાં જ નાશ પામવાને કારણે યોગ્ય રીતે વિકાસ પામી શકતો નથી.
આ સમસ્યાને દૂર કરવા માટે, અપરિપક્વ ભ્રૂણને બીજમાંથી અલગ કરીને જંતુરહિત સ્થિતિમાં યોગ્ય પોષક માધ્યમ પર ઉછેરવામાં આવે છે.
આ પદ્ધતિને $Embryo culture$ (ભ્રૂણ સંવર્ધન) કહેવામાં આવે છે।
તે એવા સંકરિત છોડને બચાવવામાં મદદ કરે છે જે અન્યથા મૃત્યુ પામે છે, તેથી તે વનસ્પતિ સંવર્ધન અને બાયોટેકનોલોજીમાં એક મહત્વપૂર્ણ સાધન છે।

(D) વનસ્પતિ સંવર્ધન એ વનસ્પતિની જાતિઓમાં હેતુપૂર્વક કરવામાં આવતો ફેરફાર છે,જેથી ખેતી માટે વધુ અનુકૂળ,વધુ ઉત્પાદન આપતી અને રોગપ્રતિકારક ક્ષમતા ધરાવતી વનસ્પતિઓ મેળવી શકાય.
પેશી સંવર્ધન એ વનસ્પતિ સંવર્ધનમાં વપરાતી એક આધુનિક તકનીક છે,જેમાં એક્સપ્લાન્ટ (વનસ્પતિનો કોઈપણ ભાગ જે અલગ કરીને જંતુરહિત સ્થિતિમાં ખાસ પોષક માધ્યમમાં ઉછેરવામાં આવે છે) માંથી નવી વનસ્પતિઓનું નિર્માણ કરવામાં આવે છે.
ડેરી ઉદ્યોગ,મરઘાપાલન અને મત્સ્યઉદ્યોગ એ પશુપાલનના ભાગો છે,વનસ્પતિ સંવર્ધનના નહીં.

(D) આપેલ આકૃતિ વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધનની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધનમાં, '$A$' એ '$\text{કેલસ}$' (Callus) દર્શાવે છે।
'$\text{કેલસ}$' એ કોષોનો એક અવિભેદિત અને અવ્યવસ્થિત સમૂહ છે, જે જ્યારે યોગ્ય પોષક માધ્યમ પર નિયંત્રિત પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં ઉછેરવામાં આવે છે ત્યારે '$\text{નિવેશ્ય}$' (Explant - સંવર્ધન માટે વપરાતો વનસ્પતિ પેશીનો ટુકડો) માંથી વિકસે છે।

(N/A) $Blue \ Revolution$ (નીલી ક્રાંતિ): જળચર સંવર્ધન (aquaculture) અને મત્સ્યપાલન (pisciculture) દ્વારા આપણે મીઠા પાણી અને દરિયાઈ એમ બંને પ્રકારની જળચર વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓના ઉત્પાદનમાં વધારો કરવામાં સફળ થયા છીએ. આનાથી મત્સ્ય ઉદ્યોગનો વિકાસ થયો છે અને તે ખેડૂતોને તેમજ સમગ્ર દેશને ઘણી આવક અપાવે છે.
$Somaclones$ (સોમાક્લોન્સ): પેશી સંવર્ધન (tissue culture) દ્વારા હજારો વનસ્પતિઓ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિને $micropropagation$ (સૂક્ષ્મ પ્રવર્ધન) કહેવામાં આવે છે. આ દરેક વનસ્પતિ આનુવંશિક રીતે મૂળ વનસ્પતિ જેવી જ હોય છે જેમાંથી તે ઉગાડવામાં આવી હતી; તેમને $somaclones$ કહેવામાં આવે છે. કોઈપણ કોષ અથવા $explant$ (ઉતક) માંથી સંપૂર્ણ વનસ્પતિ ઉત્પન્ન કરવાની આ ક્ષમતાને $totipotency$ (પૂર્ણશક્તિમાનતા) કહેવામાં આવે છે.

(N/A) જિનેટિક એન્જિનિયરિંગને પરંપરાગત સંકરણ કરતા શ્રેષ્ઠ માનવામાં આવે છે,જેના કારણો નીચે મુજબ છે:
$1$. પરંપરાગત સંકરણ પદ્ધતિમાં બે સજીવોનું સંકરણ કરવામાં આવે છે,જેમાં ઘણીવાર ઇચ્છિત અને અનિચ્છનીય બંને જનીનો સંતતિમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.
$2$. જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ દ્વારા $DNA$ માં ચોકસાઈપૂર્વક ફેરફાર કરી શકાય છે,જે માત્ર ઇચ્છિત જનીનને જ યજમાનના જિનોમમાં દાખલ કરવાની સુવિધા આપે છે.
$3$. આ ટેકનોલોજી અનિચ્છનીય લક્ષણો દાખલ થવાનું જોખમ દૂર કરે છે,જે પરંપરાગત સંવર્ધન પદ્ધતિઓની મુખ્ય મર્યાદા છે.
$4$. પરિણામે,જિનેટિક એન્જિનિયરિંગ ચોક્કસ અને ઇચ્છિત લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા સજીવો વિકસાવવા માટે વધુ કાર્યક્ષમ અને સચોટ માર્ગ પૂરો પાડે છે.

(B) પરંપરાગત સંવર્ધન પદ્ધતિઓમાં ઘણીવાર વનસ્પતિઓ અને પ્રાણીઓનું સંકરણ કરવામાં આવે છે,જેના કારણે ઇચ્છિત જનીનોની સાથે અનિચ્છનીય જનીનોનો પણ સમાવેશ અને ગુણન થઈ શકે છે. જનીન ઈજનેરી વિદ્યા (અથવા રીકોમ્બિનન્ટ $DNA$ ટેકનોલોજી) દ્વારા માત્ર એક અથવા ઇચ્છિત જનીનોના સમૂહને જ લક્ષિત સજીવમાં દાખલ કરી શકાય છે,જે પરંપરાગત સંવર્ધનની મર્યાદાઓને દૂર કરે છે. તેથી,આ મર્યાદાઓને દૂર કરવા માટે જનીન ઈજનેરી વિદ્યા એ યોગ્ય અભિગમ છે.

(B) પોમેટો એ બટાટા $(Solanum \text{ } tuberosum)$ અને ટામેટા $(Solanum \text{ } lycopersicum)$ ના પ્રોટોપ્લાસ્ટના સંલયન દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ એક દૈહિક સંકર છે.
આ પ્રક્રિયાને દૈહિક સંકરણ (somatic hybridization) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જેમાં બે અલગ-અલગ વનસ્પતિ પ્રજાતિઓના પ્રોટોપ્લાસ્ટને જોડીને એક નવી સંકર વનસ્પતિ બનાવવામાં આવે છે.

(D) સોમેટિક હાઇબ્રિડાઇઝેશન એ વનસ્પતિ પેશી સંવર્ધનમાં વપરાતી એક તકનીક છે.
તેમાં બે અલગ-અલગ વનસ્પતિ પ્રજાતિઓ અથવા જાતોના અલગ કરેલા પ્રોટોપ્લાસ્ટનું ઇન-વિટ્રો (પાત્રમાં) સંલયન કરીને દૈહિક સંકર (સોમેટિક હાઇબ્રિડ) મેળવવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા પ્રયોગશાળામાં કરવામાં આવતી હોવાથી અને નવા જનીનિક સંયોજનો બનાવવા માટે માનવીય હસ્તક્ષેપની જરૂર હોવાથી,તેને કૃત્રિમ સંવર્ધનનો એક પ્રકાર ગણવામાં આવે છે.