Somatic embryogenesis

Somatic Embryogenesis (कायिक भ्रूणजनन):-

1. General Introduction (सामान्य परिचय):-

·    Somatic Embryogenesis (कायिक भ्रूणजनन):- The process of the development of a somatic embryo from a somatic cell is called somatic embryogenesis.

(कायिक कोशिका से कायिक भ्रूण के निर्माण की प्रक्रिया को कायिक भ्रूणजनन कहते हैं।)

·    Embryoid (भ्रूणाभ):- In comparison to the zygotic embryo, the somatic embryo is a small and well-organized structure called the embryoid.

(जाइगोटिक भ्रूण की तुलना में कायिक भ्रूण छोटा व सुसंगठित संरचना होता है जिसे भ्रूणाभ कहते हैं।)

2. History (इतिहास):-

·    J. Reinert (1958-59):- He first observed artificial somatic embryogenesis in carrot.

(इसने सबसे पहले गाजर में कृत्रिम कायिक भ्रूणजनन को देखा।)

·    F. C. Steward, M. O. Mapes and K. Mears (1958):- They observed somatic embryogenesis from freely suspended cells in carrot. He explained the importance of coconut water in somatic embryogenesis.

(इन्होने गाजर में स्वतंत्र निलंबित कोशिकाओं से कायिक भ्रूणजनन को देखा। इन्होने कायिक भ्रूणजनन में नारियल पानी(Coconut milk) के महत्व को बताया।)

·    N. S. Rangaswamy (1961):- He studied the somatic embryogenesis in lemon in detail.

(इसने नींबू में कायिक भ्रूणजनन का विस्तार से अध्ययन किया।)

·    R. N. Konar and K. Nataraja (1969):- He studied somatic embryogenesis by taking different floral parts and somatic tissues of Ranunculus sceleratus.

(इन्होने Ranuncu­lus sceleratus के विभिन्न पुष्पीय भागों व कायिक ऊतकों को लेकर कायिक भ्रूणजनन का अध्ययन किया।)

·    P. V. Ammirato (1974):- He studied the effect of abscisic acid on somatic embryos developing from Carum carvi cells.

(इसने Carum carvi की कोशिकाओं से विकसित हो रहे कायिक भ्रूणो पर ऐब्सिसिक अम्ल के प्रभाव का अध्ययन किया।)

3. Principle (सिद्धान्त):-

·    Both zygotic embryos and somatic embryos exhibit similar patterns of development.

(जाइगोटिक भ्रूण व कायिक भ्रूण दोनों परिवर्धन का समान पैटर्न प्रदर्शित करते हैं।)

·    In monocot plants both types of embryos typically pass through the following developmental stages -

(एकबीजपत्री पादपों में दोनों प्रकार के भ्रूण आदर्श रूप से निम्न विकासीय अवस्थाओं से होकर गुजरते हैं –)

i. Globular Stage (ग्लोबुलर अवस्था)

ii. Scutellar Stage (स्कुटैलर अवस्था)

iii. Coleoptilar Stage (कोलिओप्टाइलर अवस्था)

·    In dicot and conifer plants, both types of embryos typically pass through the following developmental stages -

(द्विबीजपत्री व कोनिफर पादपों में दोनों प्रकार के भ्रूण आदर्श रूप से निम्न विकासीय अवस्थाओं से होकर गुजरते हैं –)

i. Globular Stage (ग्लोबुलर अवस्था)

ii. Heart Stage (हिरद्य अवस्था)

iii. Torpedo Stage (टॉरपीडो अवस्था)

iv. Cotyledonary Stage (बीजपत्रीय अवस्था)

·    Embryo development is bipolar. There is one end for shoot formation and the opposite end for root formation.

(भ्रूण विकास द्विध्रुवीय होता है। एक सिरे पर प्ररोह व विपरीत सिरे पर मूल निर्माण के लिए ऊतक होता है।)

·    The initial cell undergo an unequal cell division, forming a small and a large cell. A large cell is vacuolated. The small cell contains dense cytoplasm called embryonic cells.

(प्रारम्भिक कोशिका में एक असमान विभाजन होता है जिससे एक छोटी व एक बड़ी कोशिका बनती है। बड़ी कोशिका रिक्तिकामय होती है। छोटी कोशिका सघन कोशिकाद्रव्य युक्त होती है जिसे भ्रूणजनित कोशिका कहते हैं।)

·    Now embryonic cells can divide in 2 ways-

(अब भ्रूणजनित कोशिका 2 प्रकार से विभाजन कर सकती है-)

i. Callus tissue can be formed by irregular cell divisions.

(अनियमित विभाजनों द्वारा कैलस ऊतक का निर्माण कर सकती है।)

ii. By regular and more organized cell divisions, the somatic embryo can form.

(नियमित व अधिक सुसंगठित विभाजनों द्वारा कायिक भ्रूण का निर्माण कर सकती है।)

·    Later the root apex and shoot apex are formed and the globular stage develops. After this, the embryo goes towards maturity through other stages.

(बाद में मूल शिखाग्र व प्ररोह शिखाग्र बन जाते हैं और ग्लोबुलर अवस्था विकसित हो जाती है। इसके पश्चात अन्य अवस्थाओं से होता हुआ भ्रूण परिपक्वता की ओर बढ़ता है।)

·    In zygotic embryogenesis, the embryo matures and exhibits the following characteristics -

(जाइगोटिक भ्रूणजनन में भ्रूण परिपक्व हो जाता है और निम्न लक्षण प्रदर्शित करता है –)

i. Mature Embryo Morphology

(परिपक्व भ्रूण आकारिकी)

ii. Accumulation of storage carbohydrates, lipids and proteins

(संग्रहित कार्बोहाइड्रेट्स, लिपिड्स व प्रोटीन्स का जमाव)

iii. Reduction in water content

(जल की मात्रा में कमी)

iv. Gradual decline of metabolism

(उपापचयन में क्रमिक कमी)

·    Normally the somatic embryo is not fully mature. Instead, due to environmental factors, the somatic embryo deviates from its normal developmental pattern, which can have 3 fates -

(सामान्यतया कायिक भ्रूण पूर्ण रूप से परिपक्व नहीं होता है। इसकी बजाय वातावरणीय कारकों के कारण कायिक भ्रूण अपने सामान्य विकासीय पैटर्न से विचलित हो जाता है जिसके 3 भविष्य हो सकते हैं –)

i. Callus can be produced.

(कैलस उत्पन्न कर सकता है।)

ii. May perform direct secondary embryogenesis.

(प्रत्यक्ष द्वितीयक भ्रूणजनन कर सकता है।)

iii. May germinate before maturation.

(असामयिक रूप से अंकुरित हो सकता है।)

·    There are two types of somatic embryogenesis-

(कायिक भ्रूणजनन 2 प्रकार से हो सकता है–)

a. Direct Embryogenesis (प्रत्यक्ष भ्रूणजनन)

b. Indirect Embryogenesis (अप्रत्यक्ष भ्रूणजनन)

a. Direct Embryogenesis (प्रत्यक्ष भ्रूणजनन):- When the cells of the explant do not form a callus and develop directly into an embryo, it is called direct embryogenesis. This is rarely seen. Example - In culturing of Orchard grass (Dactylis glomerata), somatic embryos are produced directly from the mesophyll cells.

(जब कर्तोतक की कोशिकाएं कैलस न बनाकर सीधे भ्रूण में परिवर्धित हो जाती हैं तो इसे प्रत्यक्ष भ्रूणजनन कहते हैं। यह बहुत कम देखने को मिलता है। उदाहरण – ओरचार्ड घास (Dactylis glomerata) के संवर्धन में पर्ण मध्योतक कोशिकाओं से सीधे कायिक भ्रूणो का निर्माण होता है।)

b. Indirect Embryogenesis (अप्रत्यक्ष भ्रूणजनन):- When the explant cells first develop into a callus and then the somatic embryo develops from one of the embryonic cell of the callus, it is called indirect embryogenesis. It is most commonly seen.

(जब कर्तोतक की कोशिकाएं पहले कैलस में विकसित होती हैं और फिर कैलस की किसी एक भ्रूणजनित कोशिका से कायिक भ्रूण परिवर्धित होता है तो इसे अप्रत्यक्ष भ्रूणजनन कहते हैं। यह बहुत अधिक देखने को मिलता है।)

4. Importance (महत्व):-

·    Adventitious embryos are produced on a large scale.

(अपस्थानिक भ्रूणो का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जाता है।)

·    The adventitious embryos are bipolar which directly develop into the entire plant. A separate root formation medium is not required.

(अपस्थानिक भ्रूण द्विध्रुवीय होते हैं जो सीधे सम्पूर्ण पादपक का निर्माण करते हैं। अलग से मूल निर्माण माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है।)

·    Somatic embryos do not contain stored food. Artificial synthetic seeds are produced by their encapsulation.

(कायिक भ्रूणो में संग्रहित भोजन नहीं होता है। इनके कैप्सूलिकरण से कृत्रिम संश्लिष्ट बीजों का निर्माण किया जाता है।)

·   In contrast to organogenesis, somatic embryos develop from single cells. Therefore, they are more important in the study of mutation.

(अंगजनन के विपरीत कायिक भ्रूण एकल कोशिकाओं से विकसित हो जाते हैं। इसलिए उतपरिवर्तन अध्ययन में इनका अधिक महत्व है।)

·    Disease-free plants can be produced.

(रोग मुक्त पौधे उत्पन्न किए जा सकते हैं।)