Synthetic seed-Concepts, necessity, procedure and requirements for production of synthetic seeds
1. सामान्य परिचय (General Introduction):-
· परिभाषा (Definition):- जब कायिक भ्रूण या प्ररोह शिखाग्र या कोशिकाओं के समूह का जैल के द्वारा कैप्सूलिकरण किया जाता है तो इस प्रकार बनी संरचना को संश्लिष्ट बीज कहा जाता है। इसे कृत्रिम बीज (Artificial Seed) भी कहते हैं। इन बीजों में सम्पूर्ण पौधे के निर्माण की क्षमता पायी जाती है।
(When the somatic embryo or shoot apex or group of cells is encapsulated by gel, the structure thus formed is called a synthetic seed. It is also called artificial seed. These seeds have the ability to produce the entire plant.)
· प्राकृतिक बीज की कुछ सीमाएं होती हैं –
(Natural seeds have some limitations -)
i. आनुवंशिक विविधता का अनुरक्षण कठिन होता है।
(Genetic diversity is difficult to maintain.)
ii. अनेक फल पौधे कठिनाई से बीज उत्पन्न करते हैं।
(Many fruit plants show difficulty to produce seeds.)
iii. एकलिंगाश्रयी पौधों में बीज निर्माण के लिए मादा पौधे कठिनाई से मिलते हैं।
(In dioecious plants female plants available with difficulty for seed formation.)
iv. बीज जनित रोगों व कीटों का खतरा रहता है।
(There is a risk of seed borne diseases and pests.)
v. कुछ बीजरहित फल बीजों के द्वारा प्रवर्धित नहीं किए जा सकते।
(Some seedless fruits cannot be propagated by seeds.)
v. बीज प्रसुप्तावस्था की समस्या रहती है।
(There is a problem of seed dormancy.)
· संश्लिष्ट बीजों के उपयोग से उपरोक्त सभी सीमाओं को खत्म किया जा सकता है।
(All the above limitations can be overcome by the use of synthetic seeds.)
· सबसे पहले संश्लिष्ट बीज 1970 में बने थे।
(The first synthetic seeds were made in 1970.)
· Embling:- संश्लिष्ट बीजों से उत्पन्न पौधों के लिए embling शब्द का प्रयोग किया जाता है।
(The term embling is used for plants developed from synthetic seeds.)
· Hays and Garber, 1919:-
इन्होने सबसे पहले मक्का में व्यवसायिक खेती के लिए संश्लिष्ट किस्मों के उपयोग का सुझाव दिया था।
(He first suggested the use of synthetic varieties for commercial cultivation in maize.)
· संश्लिष्ट बीज छोटे आकार के होते हैं इसलिए इनका संग्रहण, देखभाल करना व परिवहन करना आसान होता है।
(Synthetic seeds are of small size, so they are easy to store, handle and transport.)
2. सिद्धान्त (Principle):-
· संश्लिष्ट बीज में कायिक भ्रूण के चारों ओर जैल की परत चढ़ाई जाती है।
(In synthetic seeds, a layer of gel is applied around the somatic embryo.)
· जैल में भ्रूण के लिए आवश्यक पोषक, वृद्धि नियामक, कवकनाशी, कीटनाशी व प्रतिजैविक उपस्थित होते हैं।
(Gel contain nutrients, growth regulators, fungicides, insecticides and antibiotics required for the embryo.)
· जैल जैव अपघटनीय होता है। मृदा में जैल आसानी से अपघटित हो जाता है।
(Gel is bio-degradable. The gel easily decomposes in the soil.)
· जैल कायिक भ्रूण को देखभाल व परिवहन के दौरान यांत्रिक क्षति बचाता है।
(Gel protect embryo from mechanical damage during handling and transport.)
· जैल की प्रकृति के आधार पर संश्लिष्ट बीज 2 प्रकार के होते हैं –
(Depending on the nature of the gel, there are 2 types of synthetic seeds -)
i. डेसीकेटड संश्लिष्ट बीज (Desiccated Synthetic Seeds)
ii. हाइड्रेटड संश्लिष्ट बीज (Hydrated Synthetic Seeds)
i. डेसीकेटड संश्लिष्ट बीज (Desiccated Synthetic Seeds):-
ऐसे संश्लिष्ट बीज जिनमें कायिक भ्रूण के चारों ओर Polyoxyethylene Glycol की परत चढ़ाई जाती है, डेसीकेटड संश्लिष्ट बीज कहलाते हैं। ऐसे बीज शुष्कता सहिष्णु पादप जातियों में उत्पन्न किए जाते हैं।
(Synthetic seed in which a layer of Polyoxyethylene Glycol surrounds the somatic embryo is called desiccated synthetic seed. Such seeds are produced in drought tolerant plant species.)
ii. हाइड्रेटड संश्लिष्ट बीज (Hydrated Synthetic Seeds):-
ऐसे संश्लिष्ट बीज जिनमें कायिक भ्रूण के चारों ओर हाइड्रोजैल की परत चढ़ाई जाती है, हाइड्रेटड संश्लिष्ट बीज कहलाते हैं।
(Synthetic seed in which a layer of hydrogel surround the somatic embryo is called hydrated synthetic seed.)
हाइड्रोजैल (Hydrogel):-
Ø सोडियम एल्जिनेट (Sodium alginate)
Ø पोटेशियम एल्जिनेट (Potassium alginate)
Ø कैराजीनान (Carrageenan)
Ø सोडियम पैक्टेट (Sodium pectate)
3. विधि (Procedure):- कायिक भ्रूणो के कैप्सूलिकरण के लिए अधिकतर Dropping method (ड्रौपिंग विधि) का उपयोग किया जाता है।
(The Dropping method is mostly used for encapsulation of somatic embryos.)
· यह बहुत अधिक उपयोगी विधि है।
(This is a very useful method.)
· एक बीकर में 2% सोडियम ऐल्जिनेट का विलयन लेते हैं।
(Take 2% sodium alginate solution in a beaker.)
· अब इस विलयन में कुछ ग्लोबुलर या टॉरपीडो अवस्था वाले कायिक भ्रूण डाल देते हैं। ऐसा करने से इन कायिक भ्रूणो के चारों ओर सोडियम ऐल्जिनेट का आवरण बन जाता है।
(Now in this solution, some globular or torpedo-stage somatic embryos are added. By doing this, a cover of sodium alginate is formed around these somatic embryos.)
· अब इन्हें ड्रौपिंग पिपेट के द्वारा एक एक करके केल्सियम क्लोराइड या केल्सियम नाइट्रेट के विलयन में गिराते हैं तथा 30 मिनट के लिए इसी विलयन में छोड़ देते हैं।
(Now drop them one by one by a drooping pipette into a solution of calcium chloride or calcium nitrate and leave them in this solution for 30 minutes.)
· 30 मिनट के इस समय में सोडियम आयनों को केल्सियम आयनों के द्वारा विस्थापित कर दिया जाता है। इस प्रकार प्रत्येक भ्रूण के चारों ओर केल्सियम ऐल्जिनेट का आवरण बन जाता है। इस प्रकार 4 – 6 mm आकार के कायिक भ्रूण युक्त पारदर्शी मनके बन जाते हैं जिन्हें संश्लिष्ट बीज कहते हैं।
(During this time of 30 minutes, sodium ions are displaced by calcium ions. In this way, the layer of calcium alginate is formed around each embryo. In this way 4 to 6 mm transparent bead contain embryonic embryos are formed which are called synthetic seeds.)
· अब इस विलयन को नायलॉन की छलनी छानते हैं जिससे संश्लिष्ट बीज पृथक हो जाते हैं।
(Now filter this solution through a nylon sieve, which separates the synthetic seeds.)
· अब इन बीजों को 10 मिनट के लिए विआयनीकृत जल में खंगालते हैं।
(Now these seeds are rinsed in deionized water for 10 minutes.)
· अब इन बीजों की 20 मिनट के लिए 121°C ताप पर ऑटोक्लेविंग करते हैं।
(Now autoclave these seeds at 121 ° C for 20 minutes.)
· अब 25 ± 1°C ताप पर 3 – 4 सप्ताहों के लिए अंधेरे में भंडारित करते हैं।
(Now store the synthetic seeds in dark for 3 - 4 weeks at 25 ± 1 ° C temperature.)
4. महत्व (Importance):-
i. पौधों में बीजों का निर्माण लैंगिक जनन की जटिल प्रक्रिया के द्वारा जनन अवस्था के अंत में होता है। एक पादप जनन अवस्था तक पहुँचने के लिए कम या अधिक समय ले सकता हैं। इसलिएपौधे से बीज प्राप्त करने लिए हमें जनन अवस्था के अंत तक प्रतीक्षा करनी पड़ती है। परन्तु कृत्रिम बीज एक महीने के अन्दर ही उपलब्ध हो जाते हैं। इस प्रकार हमें लंबे समय तक इंतजार करने की आवश्यकता नहीं पड़ती है।
(Seeds in plants are produced at the end of the reproductive stage through a complex process of sexual reproduction. A plant may take less or more time to reach reproductive stage. Therefore, we have to wait till the end of reproductive stage to get seeds from the plant. But synthetic seeds are available within a month. Thus we do not have to wait for long time.)
ii. पौधे वर्ष की एक विशेष मौसम में ही पुष्प व बीज उत्पन्न करते हैं। परन्तु कृत्रिम बीज उत्पादन समय व मौसम पर निर्भर नहीं करता है। वर्ष के किसी भी समय व मौसम में किसी भी पौधे के कृत्रिम बीज प्राप्त किए जा सकते हैं।
(Plants produce flowers and seeds in a particular season of the year. But synthetic seed production does not depend on time and season. Synthetic seeds of any plant can be obtained at any time and season of the year.)
iii. कुछ पौधों के बीजों में लम्बी प्रसुप्तावस्था पाये जाने के कारण इन पर कार्य देरी से हुआ है। कृत्रिम बीज़ बनाकर इस लम्बी अवधि को कम किया जा सकता है। कृत्रिम बीजों के उपयोग से एक पौधे के जीवन चक्र को छोटा किया जा सकता है।
(Due to the long dormancy found in the seeds of some plants, work on them has been delayed. This long duration can be reduced by producing synthetic seeds. The life cycle of a plant can be shortened by the use of synthetic seeds.)
iv. कायिक भ्रूणजनन लगभग सभी पादपों में संभव हैं। इसलिए कृत्रिम बीज़ का निर्माण सभी फसली पौधों में सफलतापूर्वक किया जा सकता है। कुछ उदाहरण हैं – गाजर, मक्का, कपास आदि।
(Somatic embryogenesis is possible in almost all plants. Therefore, synthetic seeds can be produced successfully in all crop plants. Some examples are carrots, maize, cotton etc.)
v. कृत्रिम बीजों का उपयोग बड़े पैमाने पर एकल संवर्धन उत्पन्न करने मिश्रित जीनप्रारूप पादप लगाने के लिए किया जाता है।
(Synthetic seeds are extensively used to plant mixed genotype plants to produce a single culture.)
vi. कृत्रिम बीज़ उत्पादन अर्धसूत्री रूप से अस्थायी व विशिष्ट जीनप्रारूपों को सुरक्षा प्रदान करता है।
(Synthetic seed production provides protection to meiotically unstable and specific genotypes.)
vii. कृत्रिम बीज में लाभकारी एडजुवैंट्स को बनाए रखने तथा प्रदान करने की क्षमता पायी जाती है जैसे –
(Synthetic seeds have the ability to maintain and provide beneficial adjuvants such as -)
Ø वृद्धि प्रेरित Rhizobacteria (Growth inducing Rhizobacteria)
Ø पादप पोषक (Plant Nutrients)
Ø वृद्धि नियंत्रक एजेंट्स (Growth Regulator agents)
Ø पेस्टिसाइड्स (Pesticides)
Viii. कृत्रिम बीज बीजचोल के निर्माण में भ्रूणपोष के योगदान के अध्ययन में सहायता करता है।
(Synthetic seeds help in the study of the contribution of embryos to the formation of seed coat.)