Transgenics and its importance in Crop Improvement
UPDATED ON:- 01-07-2023
पराजीनी और इसका फसल उन्नयन में महत्व (Transgenics and its importance in Crop Improvement):-
पराजीनी पादप (Transgenic Plant):-
• परिभाषा (Definition):- जब किसी पादप के जीनोम में वांछित जीन को समाकलित कर स्थायी रूपान्तरण प्राप्त किया जाता है तो इस पादप को ट्रांसजैनिक पादप कहते हैं।
(Stable transformation is achieved when a desired gene is integrated into the genome of a plant, this plant is called transgenic plant.)
• निम्न उद्देश्यों के लिए इन ट्रांसजैनिक पौधों का निर्माण किया जाता है:-
(These transgenic plants are developed for the following purposes:-)
1. कीट रोधिता (Insect Resistance)
2. वायरस रोधिता (Virus Resistance)
3. बीज प्रोटीन गुणवत्ता (Seed Protein Quality)
4. जीन साइलेंसिंग (Gene Silencing)
5. नर बंध्यता (Male Sterility)
6. जैव रसायनों का उत्पादन (Biochemical Production)
1. कीट रोधिता (Insect Resistance):-
cry जीन स्थानांतरण (cry gene transfer):- Bacillus thuringiensis (Bt) जीवाणु के प्लाज़्मिड में cry जीन पाया जाता है। यह cry जीन Crystal प्रोटीन बनाता है जो कीटनाशक होती है।
(The cry gene is found in the plasmid of Bacillus thuringiensis (Bt) bacteria. This cry gene makes Crystal protein which is insecticidal.)
Ø cry जीन को Bt के प्लाज़्मिड से निकालकर कपास के जीनोम में समाकलित कर ट्रांसजैनिक पौधा बनाया गया जिसे Bt – कपास कहते हैं।
(The cry gene was isolated from the plasmid of Bt and integrated into the cotton genome to form a transgenic plant called Bt-cotton.)
Ø यह Bt – कपास boll worm के प्रति रोधी होती है।
(This Bt - cotton is resistant to boll worm.)
Ø Crystal प्रोटीन लार्वा की आहारनाल को छिद्रित कर देती है जिससे उसकी मृत्यु हो जाती है।
(Crystal protein perforates the larva's alimentary canal leading to its death.)
2. वायरस रोधिता (Virus Resistance):-
cp – जीन स्थानांतरण (cp – gene transfer):-
coat protein जीन को TMV वायरस से निकालकर तंबाकू के पौधे में स्थानांतरित करते हैं।
(The coat protein is transferred from the TMV virus to the tobacco plant.)
Ø cp – प्रोटीन की उपस्थिती में TMV वायरस का RNA बाहर नहीं आ पाता है। जिससे तंबाकू का पौधा मोजेक रोग के प्रति रोधी हो जाता है।
(The RNA of TMV virus is not come out in the presence of cp-protein. Due to which the tobacco plant becomes resistant to mosaic disease.)
Ø अन्य उदाहरण:- टमाटर, Alfalfa, चुकन्दर, आलू
(Other examples: - Tomato, Alfalfa, Beetroot, Potato)
3. बीज प्रोटीन गुणवत्ता (Seed Protein Quality):-
SFA8 जीन स्थानांतरण (SFA8 gene transfer):- सूरजमुखी के बीजों में SFA8 जीन ऐसी प्रोटीन बनाता है जिसमें सल्फर युक्त अमीनो अम्ल मेथिओनिन व सिस्टीन की अधिकता होती है। जबकि मटर के बीजों में उपस्थित प्रोटीन में मेथिओनिन व सिस्टीन अमीनो अम्लों की कमी होती है।
(In sunflower seeds, the SFA8 gene produces a protein that contains an excess of sulfur-rich amino acids methionine and cysteine. While the proteins present in pea seeds lack methionine and cysteine amino acids.)
Ø इसलिए SFA8 जीन को मटर के बीजों में स्थानांतरित किया जाता है।
(Therefore the SFA8 gene is transferred to pea seeds.)
4. जीन साइलेंसिंग (Gene Silencing):-
धीरे पकने वाले टमाटर (Slow ripening tomatoes):-
Ø PG (Poly Galacturonase) एंजाइम पेक्टिन का पाचन करता है। जिससे फल जल्दी नर्म व पिलपिले होकर शीघ्र पक जाते हैं।
[PG (Poly Galacturonase) enzyme digest the pectin. Due to which fruits become soft and fluffy quickly and ripen quickly.]
Ø PG एंजाइम को कोड करने वाले जीन के प्रति Anti-sense जीन बनाकर टमाटर पादप के जीनोम में समाकलित कर देते हैं। जिससे PG जीन की अभिव्यक्ति रुक जाती है और टमाटर का फल देरी से पकता है।
(Anti-sense genes are integrated into the genome of tomato plants against genes that code PG enzymes. This inhibits the expression of PG gene and the tomato fruit ripens late.)
Ø PG जीन के प्रति बना Antisense जीन इसकी अभिव्यक्ति को रोक देता है जिससे टमाटर देरी से पकता है व इसे आसानी से Export किया जा सकता है।
(Antisense gene made against PG gene inhibits its expression, which causes tomato to ripen late and can be easily exported.)
5. नर बंध्यता (Male Sterility):-
नरबंध्यता उत्पन्न करना (Producing male sterility):-
Ø Flavonoid परागकणों के परिपक्वन के लिए अनिवार्य होते हैं। यदि हम इसके निर्माण को रोक दें तो पादप में नर बंध्यता उत्पन्न की जा सकती है।
(Flavonoid are essential for maturation of pollens. If we stop its formation then male sterility can be created in the plant.)
Ø CHS (Chalcone Synthase) एंजाइम Flavonoid संश्लेषण के लिए आवश्यक होता है।
[The CHS (Chalcone Synthase) enzyme is required for flavonoid synthesis.]
Ø CHS को कोड करने वाले जीन के प्रति Anti-sense जीन बनाकर पौधे के जीनोम में समाकलित कर देते हैं।
(Anti-sense genes are integrated into the plant's genome against genes that code CHS.)
Ø Flavonoid नहीं बन पाने से परागकण निष्क्रिय हो जाते हैं। पौधा नर बंध्य हो जाता है।
(Absence of a flavonoid causes pollen to become inactive. The plant becomes male sterile.)
6. जैव रसायनों का उत्पादन (Biochemical Production):-
• PHB (Poly Hydroxy Butyrate):-
इसका निर्माण Acetyl CoA से होता है। इससे जैव अपघटनीय प्लास्टिक बनाई जाती है।
(It is prepared from Acetyl CoA. From this bio-degradable plastic is made.)
• Alcaligenes eutrophus जीवाणु से phb – B व phb – C जीनों को निकालकर Arabidopsis thaliana में स्थानांतरित करके ट्रांसजैनिक पादप बनाया जाता है। इस पौधे से PHB को प्राप्त करते हैं।
(The transgenic plant is developed by isolating the phb - B and phb - C genes from the Alcaligenes eutrophus bacterium and transfer to Arabidopsis thaliana. Now PHB is obtained from this plant.)
सुनहरा धान (Golden Rice):-
• β – carotene को बनाने वाले जीनों को धान के भ्रूण में जीनोम के अंदर समाकलित करके सुनहरा धान बनाया जाता है।
(The genes that form β - carotene are integrated into the embryo of rice within the genome to prepare golden rice.)
• 2 जीन Daffodils पौधे से लेते हैं तथा 1 जीन Erwinia uredovora जीवाणु से लेते हैं।
(2 genes are isolated from Daffodils plant and 1 gene from Erwinia uredovora bacterium.)
• β – carotene पीले रंग का होता है जिससे धान भी पीले रंग का हो जाता है।
(β - carotene is yellow in color, which makes rice yellow.)
• β – carotene विटामिन A का precurssor होता है।
(β - carotene is the precurssor of vitamin A.)