Breeding for Abiotic Stresses
UPDATED ON:- 01-01-2024
अजैविक प्रतिबल के लिए प्रजनन (Breeding for Abiotic Stresses):-
सूखा रोधिता के लिए प्रजनन (Breeding for Drought Resistance):-
• सूखा (Drought):- जब किसी फसल के जीवन चक्र के दौरान किसी भी समय जल की कमी हो जाने से उस फसल की आनुवांशिक क्षमता की पूर्ण अभव्यक्ति नहीं हो पाती है, तो इसे सूखा कहते हैं। इससे फसल की उपज कम हो जाती है।
(When there is a deficiency of water at any time during the life cycle of a crop, there is no complete expression of the genetic potential of that crop, it is called drought. This reduces crop yield.)
• सूखा रोधिता 3 प्रकार से विकसित हो सकती है:-
(Drought resistance can develop in 3 ways: -)
i. सूखा पलायन (Drought Escape):- फसलों की अगेती किस्में बोई जाती हैं। जो सूखा आने से पहले ही परिपक्व हो जाती हैं।
(Early varieties of crops are grown. Those that mature before the drought comes.)
ii. सूखा परिवर्जन (Drought Avoidance):- पौधे सूखे की दशा में अपेक्षाकृत अधिक जलयोजन की स्थिति बनाए रखते हैं।
(Plants maintain relatively high hydration conditions during drought conditions.)
iii. सूखा सहिष्णुता (Drought Tolerance):- कोशिकाओं में जल की कमी होने पर भी अपेक्षाकृत कम क्षति होती है। इसलिए उपज बहुत कम प्रभावित होती है।
(There is relatively little damage even when there is a lack of water in the cells. Therefore the yield is very less affected.)
• प्रजनन विधि (Breeding Method):-
• सूखा दृढ़ीकरण (Drought Hardening):- जब सूखा रोधिता विकसित करने के लिए बीजों या पादपकों को एक द्रव से उपचारित किया जाता है तो इसे सूखा दृढ़ीकरण कहते हैं।
(When seeds or plants are treated with a liquid to develop drought resistance, it is called drought hardening.)
खनिज प्रतिबल रोधिता के लिए प्रजनन (Breeding for Mineral Stress Resistance):-
खनिज प्रतिबल 3 प्रकार का हो सकता है –
(Mineral stress can be of 3 types -)
a. खनिज न्यूनता (Mineral Deficiency)
b. खनिज आविषालुता (Mineral Toxicity)
c. लवणता (Salinity)
a. खनिज न्यूनता रोधिता के लिए प्रजनन (Breeding for Mineral Deficiency Resistance):-
• खनिज न्यूनता (Mineral Deficiency):- पौधों में खनिज तत्वों की कमी को खनिज न्यूनता कहते हैं। मृदा में खनिज लवणों की कमी हो जाने के कारण ऐसा होता है।
(The deficiency of mineral elements in plants is called mineral deficiency. This happens due to the lack of mineral salts in the soil.)
• रोधिता निम्न प्रकार से उत्पन्न हो सकती है:-
(Resistance can arise in the following ways: -)
i. खनिज पुनर्वितरण (Mineral redistribution):- NPK व Mn के लिए
(For NPK and Mn)
ii. दक्ष खनिज अंतर्ग्रहण (Efficient mineral uptake):- Fe, Mn व P के लिए
(For Fe, Mn and P)
iii. खनिज के स्थानांतरण में वृद्धि (Increase in mineral transfer):- Fe व Calcareous मृदा के लिए
(For Fe and Calcareous soil)
iv. मूल / प्ररोह अनुपात में वृद्धि (Increase in root / shoot ratio)
v मूल रोम सघनता व लंबाई में वृद्धि (Increase in root hair density and length):- P व K के अवशोषण के लिए
(For absorption of P and K)
• प्रजनन विधियाँ (Breeding Methods):-
i. शुद्धवंशक्रम वरण (स्थानीय किस्मों में)
[Pure line Selection (For local varieties)]
ii. उत्परिवर्तन (Mutation)
iii. संबन्धित जाति से जीन स्थानांतरण
(Gene transfer from related species)
b. खनिज आविषालुता रोधिता के लिए प्रजनन (Breeding for Mineral Toxicity):-
• खनिज आविषालुता (Mineral Toxicity):- यह मुख्य रूप से अम्लीय मृदा में Al तथा Mn के कारण होती है।
(It is mainly due to Al and Mn in acidic soil.)
• Al आविषालुता के लिए रोधिता निम्न के कारण हो सकती है (Resistance to Al toxicity may be due to):-
i. मूल परिवेश के pH में वृद्धि
(Increase in pH of rhizosphere)
ii. मूल द्वारा अपवर्जन
(Exclusion by root)
iii. जड़ों में प्रकोष्ठन
(Compartmentalization in roots)
iv. पुरानी पत्तियों में संग्रहण
(Storage in old leaves)
v. कोशिकाओं के अन्दर प्रकोष्ठन
(Compartmentalization within cells)
• Mn आविषालुता के लिए रोधिता निम्न के कारण हो सकती है (Resistance to Mn toxicity may be due to):-
i. जड़ों से तने में कम स्थानांतरण
(Less transfer from roots to stem)
ii. Mn2+ का Mn4+ में ऑक्सीकरण
(Oxidation of Mn2 + to Mn4 +)
iii. Mn के लिए सहिष्णुता
(Tolerance for Mn)
• प्रजनन विधियाँ (Breeding Methods):-
i. शुद्धवंशक्रम वरण
(Pure line selection)
ii. संबन्धित जातियों से जीन स्थानांतरण
(Gene transfer from related species)
c. लवण रोधिता के लिए प्रजनन (Breeding for Salinity Resistance):-
• लवणता (Salinity):- मृदा में लवणों की सामान्य से अधिक मात्रा का उपस्थित होना लवणता कहलाता है। लवणता की स्थिति में मृदा विलयन की चालकता 4 ds / m से अधिक होती है।
(The presence of excess amount of salts in the soil than normal amounts, is called salinity. In salinity, the conductivity of the soil solution is more than 4 ds / m.)
• पौधे 2 प्रकार से लवणता से बच सकते हैं-
(Plants can avoid salinity in 2 ways-)
i. लवण प्रभावित मृदा को सुधार कर
(By treating the salt affected soil)
ii. लवण सहिष्णु किस्मों को उगाकर
(By growing salt tolerant varieties)
• प्रजनन विधियाँ (Breeding Methods):-
i. शुद्धवंशक्रम वरण (Pure line Selection):- यह लवणीय क्षेत्रों की स्थानीय किस्मों में एक सफल विधि है।
(It is a successful method in local varieties of salty areas.)
ii. लवण रोधी किस्मों से संकरण (Hybridization with salt resistance varieties):- उदाहरण के लिए KRL 1-4 गेहूँ की एक लवण रोधी किस्म है।
(For example, KRL 1-4 is an salt resistant variety of wheat.)
iii. संबन्धित जातियों से जीन स्थानांतरण (Gene transfer from related species)
iv. कायिक क्लोनीय विविधताएँ (Somaclonal variations):- उदाहरण के लिए अलसी की Andro किस्म
(For example Andro variety of linseed)
ताप रोधिता के लिए प्रजनन (Breeding for Temperature Resistance):-
ताप रोधिता को 2 वर्गों में विभाजित किया गया है –
(Thermal resistance is divided into 2 classes -)
a. शीत रोधिता (Cold Resistance)
b. ऊष्मा रोधिता (Heat Resistance)
a. शीत रोधिता के लिए प्रजनन (Breeding for Cold Resistance):-
• शीत 2 प्रकार की होती है –
(There are 2 types of cold -)
i. द्रुतशीतन (Chilling):- 0° - 10°C तापमान
(0° - 10°C temperature)
ii. हिमीकरण (Freezing):- 0° से कम तापमान
(Less than 0° temperature)
i. द्रुतशीतन रोधिता (Chilling Resistance):-
Ø उष्ण पौधे द्रुतशीतन संवेदी होते हैं जबकि शीतोष्ण पौधे द्रुतशीतन सहिष्णु होते हैं।
(Tropical plants are chilling sensitive while temperate plants are chilling tolerant.)
Ø द्रुतशीतन रोधिता के स्त्रोत (Sources of chilling resistance):-
i. देरी से अनुकूलित प्रजनन समष्टियाँ:- उदाहरण – मक्का
(Late adapted breeding populations: - Example - Maize)
ii. शीतोष्ण पौधों का जर्मप्लाज्म
(Germplasm of temperate plants)
iii. शीत सहिष्णुता के प्रेरित उत्परिवर्तक
(Induced mutants of cold tolerance)
iv. शीत रोधी कायिक क्लोनीय विविध:- उदाहरण – टमाटर
(Cold resistant somaclonal variants: - Example - Tomato)
v. संबन्धित जंगली जातियाँ
(Related wild species)
ii. हिमीकरण रोधिता (Freezing Resistance):-
Ø यह 2 प्रकार की होती है-
(It is of 2 types -)
i. हिमीकरण अपवर्जन (Freezing Avoidance):- कोशिकाओं का जल अतिशीतत हो जाता है तथा बर्फ क्रिस्टल नहीं बनाते।
(The water in the cells becomes super cooled and does not form ice crystals.)
ii. हिमीकरण सहिष्णुता (Freezing Tolerance):- पौधे शीत द्वारा होने वाली क्षति को सहन कर लेते हैं।
(Plants tolerate cold damage.)
उदाहरण (Example):- तंबाकू में उपस्थित रासायनिक रूप से संश्लेषित शीत रोधी जीन ala3.
(The chemically synthesized anti-freezing gene ala3 present in tobacco.)
Ø हिमीकरण रोधिता के स्त्रोत (Sources of Freezing Resistance):-
i. कृष्य जातियाँ (Cultivated Species)
ii. जर्मप्लाज्म वंशक्रम (Germplasm lines)
iii. प्रेरित उत्परिवर्तन (Induced mutation)
iv. संबन्धित जंगली जातियाँ (Related wild species):-
उदाहरण (Example):-
गेहूँ के लिए = Agropyron, राई
(For Wheat = Agropyron, Rye)
जई के लिए = Avena sterilis
(For Oats = Avena sterilis)
v. पारजीन (Transgene):-
उदाहरण (Example):- तंबाकू में उपस्थित रासायनिक रूप से संश्लेषित प्रति हिमीकरण जीन ala3.
(ala3 is a chemically synthesized anti - freezing gene present in tobacco.)
b. ऊष्मा रोधिता के लिए प्रजनन (Breeding for Heat Resistance):-
i. ऊष्मा परिवर्जन (Heat Avoidance):- इसके लिए पौधों में 3 अनुकूलताएं पायी जाती हैं –
(For this, 3 adaptations are found in plants -)
Ø वाष्पत्सर्जन के द्वारा पर्ण की सतह के ताप को कम किया जाता है।
(The surface temperature of the leaf is reduced by transpiration.)
Ø पर्ण की सतह पर उपस्थित रोम पर्ण के द्वारा प्रकाश अवरोधन को घटा देते हैं।
(The hairs on the surface of the leaf reduce light interception through the leaf.)
Ø छाल कुचालन (Bark Insulation):- यह पौधे को गरम होने से रोकता है।
(This prevents the plant from heating up.)
ii. ऊष्मा सहिष्णुता (Heat Tolerance):- इसके लिए पौधों में कई अनुकूलताएं पायी जाती हैं –
(For this, many adaptations are found in plants -)
Ø झिल्ली स्थायित्व (Membrane stability)
Ø PS – II का स्थायित्व (Stability of PS - II)
Ø प्रकाश संश्लेषज स्थानांतरण (Translocation of photosynthate)
Ø तना रिजर्व संचालन (Stem reserve conduction)
Ø परासरण नियमन (Osmoregulation)
Ø HSP प्रोटीनों का निर्माण (HSP = Heat Shock Protein)
[Synthesis of HSP proteins]
यह PS – II के स्थायित्व तथा परासरण नियमन के द्वारा अर्जित की जा सकती है।
(This can be achieved through the osmoregulation and stability of the PS-II.)
उदाहरण (Example):- hsp101 जीन को Arabidopsis thaliana से बासमाती धान में स्थानांतरित करके ऊष्मा सहिष्णु किस्म विकसित की गयी है। hsp101 जीन की अति अभिव्यक्ति के कारण ही बासमाती धान ऊष्मा सहिष्णु होता है।
(The heat tolerant variety has been developed by transferring the hsp101 gene from Arabidopsis thaliana to basmati rice. Basmati rice is heat tolerant due to over-expression of hsp101 gene.)
