Mutation Breeding - Methods and Uses

UPDATED ON:- 01-01-2024

उत्परिवर्तन प्रजनन - विधियाँ व उपयोग (Mutation Breeding - Methods and Uses):-

उत्परिवर्तन (Mutation):-

•      परिभाषा (Definition):- जब किसी पौधे के किसी लक्षण में आकस्मिक व वंशागत परिवर्तन होता है तो इसे उत्परिवर्तन कहते हैं।

(When there is an accidental and heritable change in a character of a plant, it is called mutation.)

•      यह 2 कारणों से होती है –

(This occurs due to 2 reasons -)

i. जीन की संरचना में परिवर्तन

(Change in structure of gene)

ii. गुणसूत्रीय अनियमिततायें

(Chromosomal aberrations)

•      शब्द “Mutation”:- Hugo de Vries ने 1910 में दिया।

(Word "Mutation" was given by Hugo de Vries in 1910.)

•      खोज (Discovery):- उत्परिवर्तन की खोज T. H. Morgan ने 1910 में की जब उसने Drosophila का White Eye mutant देखा।

(The mutation was discovered by T. H. Morgan in 1910 when he observe the White Eye mutant of Drosophila.)

अभिलक्षण (Characteristics):-

•      उत्परिवर्तित युग्मविकल्पी अप्रभावी होते हैं।

(Mutated alleles are recessive.)

•      उत्परिवर्तन यादृछित घटना है।

(Mutation is a random event.)

•      संयोग पर निर्भर करती है।

(It depends on coincidence.)

•      अधिकांश उत्परिवर्तन हानिकारक होते हैं। परन्तु केवल 0.1% उत्परिवर्तन लाभदायक होते हैं जिनका पादप प्रजनन में उपयोग संभव है।

(Most mutations are harmful. But only 0.1% mutations are beneficial which can be used in plant breeding.)

प्रकार (Types):-

i. स्वत:उत्परिवर्तन (Spontaneous mutation):-

Ø  प्रकृति में स्वत:उत्परिवर्तन अपने आप होते हैं।

(In nature, spontaneous mutations occur automatically.)

Ø  विभिन्न जीन उत्परिवर्तन की भिन्न दर प्रदर्शित करते हैं।

(Different genes exhibit different rates of mutation.)

Ø  कुछ जीन उच्च उत्परिवर्तन दर प्रदर्शित करते हैं जिन्हें Mutable genes कहते हैं।

(Some genes exhibit high mutation rates known as mutable genes.)

ii. प्रेरित उत्परिवर्तन (Induced mutation):-

Ø  कोशिका चक्र की S – प्रावस्था के दौरान कोशिकाओं को mutagens से उपचारित करके उत्परिवर्तन को प्रेरित किया जा सकता है।

(Mutations can be induced by treating cells with mutagens during the S-phase of the cell cycle.)

Ø  वातावरण भी प्रेरित उत्परिवर्तन की दर को प्रभावित करता है।

(The environment also affects the rate of induced mutation.)

उत्परिवर्तनजन (Mutagens):-

•      परिभाषा (Definition):- ऐसे भौतिक या रासायनिक कारक जो उत्परिवर्तन को प्रेरित करते हैं, उत्परिवर्तनजन कहलाते हैं।

(Physical or chemical factors that induce mutation are called mutagens.)

•      प्रकार (Types):- उत्परिवर्तनजन 2 प्रकार के होते हैं -

(There are 2 types of mutagens -)

a. भौतिक उत्परिवर्तनजन (Physical mutagens)

b. रासायनिक उत्परिवर्तनजन (Chemical mutagens)

a. भौतिक उत्परिवर्तनजन (Physical mutagens):- ये 2 प्रकार के होते हैं -

(These are of 2 types -)

i. आयनकारी विकिरण (Ionizing radiations):- जो परमाणुओं को धनयनों या ऋणायनों में परिवर्तित कर देते हैं।

(Which convert atoms into cations or anions.)

उदाहरण:- X – किरणें, गामा किरणें, न्यूट्रोंस, α – कण, β – किरणें।

(Examples: - X - rays, gamma rays, neutrons, α - particles, β - rays.)

ii. अनायनकारी विकिरण (Non – ionizing radiations):- जो परमाणुओं का आयनीकरण नहीं करते हैं।

(Which do not ionize atoms.)

उदाहरण:- UV किरणें

(Example: - UV rays)

b. रासायनिक उत्परिवर्तनजन (Chemical mutagens):- ये कई प्रकार के होते हैं -

(These are of many types -)

i. एल्किलीकरन कारक (Alkylating agents):- ये रसायन एल्किल समूह को DNA पर स्थानांतरित करते हैं। यह स्थानांतरण गुआनिन के N – वलय पर होता है।

(These chemicals transfer the alkyl group to DNA. This transfer occurs at the N-ring of Guanin.)

उदाहरण (Examples):-

EMS (Ethyl Methane Sulfonate),

MMS (Methyl Methane Sulfonate),

EI (Ethylene Imine)

ii. अंतरविष्टिकरन कारक (Intercalating agents):- इन रसायनों के अणु DNA के दो क्षारकों के बीच की जगह में प्रवेश कर जाते हैं। इस प्रक्रिया को अंतरविष्टिकरन कहते हैं। 

(The molecules of these chemicals enter the space between the any two bases of DNA. This process is called intercalation.)

उदाहरण (Examples):- 

Acriflavin, Proflavin, Acridine orange, EtBr (Ethidium Bromide)

iii. क्षार एनालॉग (Base analogues):- इन रसायनों के अणु संरचना में DNA क्षारकों से एकदम मिलते जुलते होते हैं। अत: DNA replication के दौरान ये आसानी से DNA में समावेशित हो जाते हैं।

(The molecules of these chemicals are very similar in structure to DNA bases. Thus, they are easily incorporated into DNA during DNA replication.)

उदाहरण (Examples):-

5 – BU (5 – Bromo Uracil),

5        – CU (Chloro Uracil)

iv. अन्य रसायन (Other Chemicals):- कुछ अन्य रसायन भी उत्परिवर्तनजन के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

(Some other chemicals are also used as mutagens.)

उदाहरण (Examples):-

नाइट्रस अम्ल (Nitrous Acid) = HNO₂

सोडियम एजाइड (Sodium Azide) = NaN₃

हाइड्रॉक्सिल एमीन (Hydroxyl Amine) = NH₂OH

इष्टतम मात्रा (Optimum Dose):- उत्परिवर्तनजन की वह मात्रा जो पौधों में न्यूनतम मृत्युदर व अधिकतम उत्परिवर्तन दर उत्पन्न करती है, इष्टतम मात्रा कहलाती है।

(The amount of mutagen that produces the lowest mortality and maximum mutation rate in plants is called the optimum dose.)

उदाहरण:- 

LD₅₀ = यह पौधों में 50% मृत्यु दर उत्पन्न करती है। (LD = Lethal Dose)

[LD50 = It produces 50% mortality in plants. (LD = Lethal Dose)]

व्यापीकृत रूपरेखा (Generalized Outline):- उत्परिवर्तन प्रजनन की विधि निम्न प्रकार से प्रदर्शित की जा सकती है –

(The method of mutation breeding can be demonstrated as follows -)