Agricultural biotechnology
कृषि जैव प्रौद्योगिकी, जिसे एग्रीटेक के रूप में भी जाना जाता है, कृषि विज्ञान का एक क्षेत्र है जिसमें वैज्ञानिक उपकरणों और तकनीकों का उपयोग किया जाता है, जिसमें आनुवंशिक इंजीनियरिंग, आणविक मार्कर, आणविक निदान, टीके और ऊतक संवर्धन शामिल हैं, ताकि जीवित जीवोंः पौधों, जानवरों और सूक्ष्मजीवों को संशोधित किया जा सके। फसल जैव प्रौद्योगिकी कृषि जैव प्रौद्योगिकी का एक पहलू है जिसे हाल के दिनों में बहुत विकसित किया गया है। वांछित विशेषताओं को फसल की एक विशेष प्रजाति से पूरी तरह से अलग प्रजाति में निर्यात किया जाता है। इन ट्रांसजीन फसलों में स्वाद, फूलों का रंग, वृद्धि दर, कटाई किए गए उत्पादों के आकार और रोगों और कीटों के प्रतिरोध के मामले में वांछनीय विशेषताएं होती हैं। इतिहास किसानों ने वांछित लक्षण बनाने के लिए दशकों से हजारों वर्षों तक चुनिंदा प्रजनन के माध्यम से पौधों और जानवरों में हेरफेर किया है। 20वीं शताब्दी में, प्रौद्योगिकी में वृद्धि के परिणामस्वरूप उपज में वृद्धि, कीट प्रतिरोध, सूखा प्रतिरोध और जड़ी-बूटी प्रतिरोध जैसे लक्षणों के चयन के माध्यम से कृषि जैव प्रौद्योगिकी में वृद्धि हुई। जैव प्रौद्योगिकी के माध्यम से उत्पादित पहला खाद्य उत्पाद 1990 में बेचा गया था, और 2003 तक, 70 लाख किसान जैव प्रौद्योगिकी फसलों का उपयोग कर रहे थे। इनमें से 85 प्रतिशत से अधिक किसान विकासशील देशों में स्थित थे। फसल संशोधन तकनीक पारंपरिक प्रजनन पारंपरिक संकर प्रजनन का उपयोग सदियों से फसल की गुणवत्ता और मात्रा में सुधार के लिए किया जाता रहा है। माता-पिता के वांछित लक्षणों के साथ एक नई और विशेष विविधता बनाने के लिए संकर प्रजनन दो यौन रूप से संगत प्रजातियों को जोड़ता है। उदाहरण के लिए, हनीक्रिस्प सेब अपने माता-पिता के संकर प्रजनन के कारण एक विशिष्ट बनावट और स्वाद प्रदर्शित करता है। पारंपरिक प्रथाओं में, एक पौधे के पराग को दूसरे के मादा भाग पर रखा जाता है, जिससे एक संकर होता है जिसमें दोनों मूल पौधों से आनुवंशिक जानकारी होती है। पादप प्रजननकर्ता उन लक्षणों वाले पौधों का चयन करते हैं जिन पर वे गुजरना चाहते हैं और उन पौधों का प्रजनन जारी रखते हैं। ध्यान दें कि संकर प्रजनन का उपयोग केवल उसी या निकट से संबंधित प्रजातियों के भीतर किया जा सकता है। उत्परिवर्तन किसी भी जीव के डी. एन. ए. में यादृच्छिक रूप से हो सकता है। फसलों के भीतर विविधता पैदा करने के लिए, वैज्ञानिक यादृच्छिक रूप से पौधों के भीतर उत्परिवर्तन को प्रेरित कर सकते हैं। उत्परिवर्तन वांछित विशेषता पर ठोकर खाने की उम्मीद में यादृच्छिक उत्परिवर्तन को प्रेरित करने के लिए रेडियोधर्मिता का उपयोग करता है। वैज्ञानिक डी. एन. ए. के भीतर यादृच्छिक उत्परिवर्तन बनाने के लिए ईथाइल मेथेनेसल्फोनेट या रेडियोधर्मिता जैसे उत्परिवर्तित रसायनों का उपयोग कर सकते हैं। परमाणु उद्यानों का उपयोग फसलों को परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। एक रेडियोधर्मी कोर एक गोलाकार बगीचे के केंद्र में स्थित होता है और आसपास की फसलों को विकिरण करने के लिए जमीन से बाहर उठाया जाता है, जिससे एक निश्चित त्रिज्या के भीतर उत्परिवर्तन पैदा होता है। विकिरण के माध्यम से उत्परिवर्तन रूबी लाल अंगूर के उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया थी। पॉलीप्लॉयडी को फसल में गुणसूत्रों की संख्या को संशोधित करने के लिए प्रेरित किया जा सकता है ताकि इसकी प्रजनन क्षमता या आकार को प्रभावित किया जा सके। आमतौर पर, जीवों में गुणसूत्रों के दो समूह होते हैं, जिन्हें अन्यथा द्विगुणन के रूप में जाना जाता है। हालांकि, या तो प्राकृतिक रूप से या रसायनों के उपयोग के माध्यम से, गुणसूत्रों की संख्या बदल सकती है, जिसके परिणामस्वरूप फसल के भीतर प्रजनन क्षमता में परिवर्तन या आकार में संशोधन हो सकता है। बीजहीन तरबूज इस तरह से बनाए जाते हैं; एक 4-सेट गुणसूत्र तरबूज को 2-सेट गुणसूत्र तरबूज के साथ पार किया जाता है ताकि गुणसूत्रों के तीन सेटों के साथ एक जीवाणुरहित (बीजहीन) तरबूज बनाया जा सके। प्रोटोप्लास्ट संलयन प्रजातियों के बीच लक्षणों को स्थानांतरित करने के लिए कोशिकाओं या कोशिका घटकों का जुड़ना है। उदाहरण के लिए, पुरुष बांझपन की विशेषता को प्रोटोप्लास्ट संलयन द्वारा मूली से लाल पत्तागोभी में स्थानांतरित किया जाता है। यह पुरुष बांझपन पादप प्रजननकर्ताओं को संकर फसलें बनाने में मदद करता है। आर. एन. ए. हस्तक्षेप आर. एन. ए. हस्तक्षेप (आर. एन. ए. आई. आई.) वह प्रक्रिया है जिसमें जीन को दबाने के लिए कोशिका के आर. एन. ए. से प्रोटीन तंत्र को बंद या बंद कर दिया जाता है। आनुवंशिक संशोधन की यह विधि प्रोटीन के संश्लेषण को रोकने के लिए संदेशवाहक आर. एन. ए. के साथ हस्तक्षेप करके काम करती है, प्रभावी रूप से एक जीन को शांत करती है। ट्रांसजेनिक्स में मूल जीव में नए जीनों को पेश करने के लिए दूसरे जीव के डी. एन. ए. में डी. एन. ए. के एक टुकड़े को डालना शामिल है। एक जीव की आनुवंशिक सामग्री में जीन का यह जोड़ वांछित लक्षणों के साथ एक नई विविधता पैदा करता है। डी. एन. ए. को तैयार किया जाना चाहिए और एक परीक्षण नली में पैक किया जाना चाहिए और फिर नए जीव में डाला जाना चाहिए। जीन गन/बायोलिस्टिक्स के साथ नई आनुवंशिक जानकारी डाली जा सकती है। जीन गन ट्रांसजेनिक का एक उदाहरण इंद्रधनुष पपीता है, जिसे एक जीन के साथ संशोधित किया जाता है जो इसे पपीता रिंगस्पॉट वायरस के प्रति प्रतिरोध देता है। जीनोम संपादन कोशिका के भीतर सीधे डीएनए को संशोधित करने के लिए एक एंजाइम प्रणाली का उपयोग है। किसानों को खरपतवारों को नियंत्रित करने में मदद करने के लिए जड़ी-बूटी प्रतिरोधी कैनोला विकसित करने के लिए जीनोम संपादन का उपयोग किया जाता है। बढ़ती जनसंख्या की जरूरतों को पूरा करने के प्रयास में विभिन्न फसलों की पोषण सामग्री में सुधार के लिए कृषि जैव प्रौद्योगिकी का उपयोग किया गया है। जेनेटिक इंजीनियरिंग विटामिन की उच्च सांद्रता वाली फसलों का उत्पादन कर सकती है। उदाहरण के लिए, सुनहरे चावल में तीन जीन होते हैं जो पौधों को ऐसे यौगिकों का उत्पादन करने की अनुमति देते हैं जो मानव शरीर में विटामिन ए में परिवर्तित हो जाते हैं। इस पौष्टिक रूप से बेहतर चावल को दुनिया के अंधेपन के प्रमुख कारण-विटामिन ए की कमी से निपटने के लिए बनाया गया है। इसी तरह, केले 21 परियोजना ने युगांडा में सूक्ष्म पोषक तत्वों की कमी से निपटने के लिए केले में पोषण में सुधार करने के लिए काम किया है। विटामिन ए और आयरन युक्त केले को आनुवंशिक रूप से संशोधित करके, केले 21 ने अफ्रीका में एक मुख्य भोजन और प्रमुख स्टार्च स्रोत के पात्र के माध्यम से सूक्ष्म पोषक तत्वों की कमी के समाधान को बढ़ावा देने में मदद की है। इसके अतिरिक्त, फसलों को विषाक्तता को कम करने या हटाए गए एलर्जी कारकों के साथ किस्मों का उत्पादन करने के लिए इंजीनियर किया जा सकता है। फसलों के लिए रुचि के जीन और लक्षण कृषि संबंधी लक्षण कीट प्रतिरोध एक अत्यधिक मांग वाला लक्षण कीट प्रतिरोध है। यह विशेषता कीटों के प्रति फसल के प्रतिरोध को बढ़ाती है और उच्च उपज के लिए अनुमति देती है। इस विशेषता का एक उदाहरण ऐसी फसलें हैं जो मूल रूप से (बैसिलस थुरिंगियेंसिस) में खोजे गए कीटनाशक प्रोटीन बनाने के लिए आनुवंशिक रूप से इंजीनियर हैं। बेसिलस थुरिंगियेंसिस एक जीवाणु है जो कीट विकर्षक प्रोटीन का उत्पादन करता है जो मनुष्यों के लिए गैर-हानिकारक हैं। इस कीट प्रतिरोध के लिए जिम्मेदार जीन को अलग किया गया है और कई फसलों में पेश किया गया है। बीटी मकई और कपास अब आम हैं, और मटर, सूरजमुखी, सोयाबीन, टमाटर, तंबाकू, अखरोट, गन्ना और चावल सभी का अध्ययन बीटी के संबंध में किया जा रहा है। जड़ी-बूटी सहिष्णुता खरपतवार हजारों वर्षों से किसानों के लिए एक मुद्दा साबित हुआ है; वे मिट्टी के पोषक तत्वों, पानी और सूरज की रोशनी के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं और फसलों के लिए घातक साबित होते हैं। जैव प्रौद्योगिकी ने जड़ी-बूटी सहिष्णुता के रूप में एक समाधान पेश किया है। रासायनिक जड़ी-बूटियों को सीधे पौधों पर छिड़का जाता है ताकि खरपतवारों को मारा जा सके और इसलिए प्रतिस्पर्धा हो और जड़ी-बूटी प्रतिरोधी फसलों को फलने-फूलने का अवसर मिलता है। रोग प्रतिरोधी अक्सर, फसलें कीटों (जैसे एफिड्स) के माध्यम से फैलने वाली बीमारी से पीड़ित होती हैं। फसल के पौधों के बीच बीमारी फैलाने को नियंत्रित करना अविश्वसनीय रूप से कठिन है और पहले केवल प्रभावित फसल को पूरी तरह से हटाकर प्रबंधित किया जाता था। कृषि जैव प्रौद्योगिकी का क्षेत्र आनुवंशिक रूप से इंजीनियरिंग वायरस प्रतिरोध के माध्यम से एक समाधान प्रदान करता है। जी. ई. रोग प्रतिरोधी फसलों के विकास में अब कसावा, मक्का और शकरकंद शामिल हैं। तापमान सहिष्णुता कृषि जैव प्रौद्योगिकी भी अत्यधिक तापमान स्थितियों में पौधों के लिए एक समाधान प्रदान कर सकती है। उपज को अधिकतम करने और फसल की मृत्यु को रोकने के लिए, जीन को इंजीनियर किया जा सकता है जो ठंड और गर्मी सहिष्णुता को नियंत्रित करने में मदद करता है। उदाहरण के लिए, तंबाकू के पौधों को आनुवंशिक रूप से गर्म और ठंडी स्थितियों के प्रति अधिक सहिष्णु होने के लिए संशोधित किया गया है, जिसमें मूल रूप से कैरिका पपीता में पाए जाने वाले जीन हैं। अन्य विशेषताओं में जल उपयोग दक्षता, नाइट्रोजन उपयोग दक्षता और नमक सहिष्णुता शामिल हैं। गुणवत्ता लक्षण गुणवत्ता लक्षणों में पोषण या आहार मूल्य में वृद्धि, खाद्य प्रसंस्करण और भंडारण में सुधार, या फसल के पौधों में विषाक्त पदार्थों और एलर्जी का उन्मूलन शामिल है। आम जी. एम. ओ. फसलें वर्तमान में, संयुक्त राज्य अमेरिका में खरीद और खपत के लिए केवल आनुवंशिक रूप से संशोधित फसलों की एक छोटी संख्या उपलब्ध है। यू. एस. डी. ए. ने सोयाबीन, मकई, कैनोला, चीनी चुकंदर, पपीता, स्क्वैश, अल्फाल्फा, कपास, सेब और आलू को मंजूरी दी है। जी. एम. ओ. सेब (आर्कटिक सेब) गैर-भूरे रंग के सेब हैं और विरोधी भूरे रंग के उपचार की आवश्यकता को समाप्त करते हैं, भोजन की बर्बादी को कम करते हैं, और स्वाद लाते हैं। भारत में बी. टी. कपास का उत्पादन आसमान छू गया है, 2011 में पहली बार 1 करोड़ हेक्टेयर में लगाया गया, जिसके परिणामस्वरूप कीटनाशकों के उपयोग में 50 प्रतिशत की कमी आई है। 2014 में, भारतीय और चीनी किसानों ने 15 मिलियन हेक्टेयर से अधिक में बी. टी. कपास की खेती की। सुरक्षा परीक्षण और सरकारी नियम अमेरिका में कृषि जैव प्रौद्योगिकी विनियमन तीन मुख्य सरकारी एजेंसियों के अंतर्गत आता हैः कृषि विभाग (यूएसडीए), पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए), और खाद्य और औषधि प्रशासन (एफडीए)। यू. एस. डी. ए. को किसी भी नए जी. एम. ओ. को जारी करने की मंजूरी देनी चाहिए, ई. पी. ए. कीटनाशक के विनियमन को नियंत्रित करता है, और एफ. डी. ए. बाजार में भेजी गई किसी विशेष फसल की सुरक्षा का मूल्यांकन करता है। औसतन, एक आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव को बाजार में आने में लगभग 13 साल और 130 मिलियन डॉलर का शोध और विकास लगता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में विनियमन प्रक्रिया में 8 साल तक का समय लगता है। जी. एम. ओ. की सुरक्षा दुनिया भर में बहस का विषय बन गई है, लेकिन एफ. डी. ए. के काम के अलावा जी. एम. ओ. के सेवन की सुरक्षा का परीक्षण करने के लिए वैज्ञानिक लेख आयोजित किए जा रहे हैं। ऐसे ही एक लेख में, यह निष्कर्ष निकाला गया था कि बीटी चावल पाचन पर प्रतिकूल प्रभाव नहीं डालते थे और क्षैतिज जीन हस्तांतरण को प्रेरित नहीं करते थे। संदर्भ मोमोह जेम्स ओसामेडे (2016)। नाइजीरिया में फसल जैव प्रौद्योगिकी। स्नातकोत्तर कार्यशाला के लिए प्रक्रिया, UNIBEN, नाइजीरिया 27 अप्रैल 2016। बेनिन सिटी, नाइजीरिया जैव प्रौद्योगिकी जैव प्रौद्योगिकी जीवन विज्ञान उद्योग