ప్ర‌శ్న‌లు - జ‌వాబులు

 అతి స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

1. 'కనిపించని ఆకలి' (Hidden Hunger) అంటే ఏమిటి?

జ: సూక్ష్మమూలకాలైన ప్రొటీన్, విటమిన్ల లోపాల వల్ల మనుషులు వ్యాధుల బారిన పడటం, వారి జీవితకాలం కుదించుకు పోవడం, మానసిక సామర్థ్యం దెబ్బ తినడం లాంటి లక్షణాలు కనిపిస్తాయి. ఈ పరిస్థితినే 'కనిపించని ఆకలి' అంటారు.

2. భారతదేశంలో అభివృద్ధి చేసిన పాక్షిక వామన (Semi-Dwarf) వరి రకాలను తెలపండి.

జ: వరిలో మంచి దిగుబడినిచ్చే పాక్షిక వామన రకాలైన జయ, రత్నలను భారతదేశంలో 1966లో ప్రవేశపెట్టారు.

3. భారతదేశంలోకి ప్రవేశపెట్టిన గోధుమ రకాలకు అధిక దిగుబడి, వ్యాధి నిరోధకత ఉండే రెండు ఉదాహరణలను ఇవ్వండి.

జ: సొనాలికా, కల్యాణ్ సోనా అనే అధిక దిగుబడి, వ్యాధి నిరోధకత చూపే గోధుమ రకాలను 1963లో భారతదేశంలోని అన్ని ప్రదేశాల్లో ప్రవేశపెట్టారు.

4. శాశ్వత కణజాలాలతో పోల్చినప్పుడు విభాజ్య కణజాలాలను (Meristems) వర్థనం చేయడం చాలా తేలిక. ఎందువల్ల?

జ:  విభాజ్య కణజాలంలోని కణాలు చురుకుగా విభజన చెందే దశలో ఉంటాయి. కాబట్టి, వీటికి అనుకూల పరిస్థితులు కల్పించినప్పుడు సులభంగా విభజన చెందుతాయి.  శాశ్వత కణాలు విభజన సామర్థ్యాన్ని కోల్పోయి ఉంటాయి. వర్థనంలో ఇవి తిరిగి పునర్విభేదన చెంది విభాజ్య కణాలుగా మారతాయి.

5. సూక్ష్మవ్యాప్తి (Micropropagation) ద్వారా ఏర్పడే మొక్కలను 'క్లోన్‌'లు అనడం తప్పా? వివరించండి.

జ: కాదు. సూక్ష్మవ్యాప్తి (Micropropagation) వల్ల ఉత్పత్తి అయ్యే మొక్కలు జన్యుపరంగా అసలైన తల్లి (మూలాధార మొక్క)ని పోలి ఉంటాయి. కాబట్టి వీటిని 'సోమాక్లోన్‌'లు అంటారు.

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు 

1. కణజాల వర్థనం ద్వారా పెంపొందే మొక్కలు 'తల్లిమొక్క ద్వారా ఏర్పడే క్లోన్‌లు'. ఈ మొక్కల ఉపయోగాల గురించి చర్చించండి.

జ: * సూక్ష్మవ్యాప్తి (మైక్రోప్రోపగేషన్) ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే మొక్కలు జన్యుపరంగా అసలైన తల్లి మొక్క (మూలాధార మొక్క)ను పోలి ఉంటాయి. అందువల్ల వీటిని 'సోమాక్లోన్‌'లు అంటారు.

 * సోమాక్లోన్ పద్ధతి ద్వారా వ్యాధిగ్రస్థ మొక్కల నుంచి ఆరోగ్యకర మొక్కలను తిరిగి పొందవచ్చు. మొక్కకు వైరస్ సోకినా, విభాజ్య కణజాలంలో (అగ్ర లేదా గ్రీవ) వైరస్ అనేది ఉండదు. కాబట్టి, ఈ విభాజ్య కణజాలాన్ని తీసుకుని పరస్థానిక వర్థనం ద్వారా పెంచి, వైరస్ లేని మొక్కలు పొందవచ్చు.

 * ఆర్థిక ప్రాముఖ్యం ఉండే టొమాటో, అరటి, ఆపిల్, టేకు, యూకలిప్టస్, వెదురు లాంటి మొక్కల్లో సోమాక్లోన్‌లను వాణిజ్య ఉత్పత్తికి ఉపయోగిస్తున్నారు.

 * ఇవి త్వరితంగా పెరుగుతాయి. అధిక దిగుబడినిస్తాయి.

 * ఆహారధాన్యాల ఉత్పత్తిలో మంచి పరిణతి చూపుతాయి.

 * ఇవి వ్యాధినిరోధక, గుల్మనాశక నిరోధకత, ఒత్తిడి తట్టుకోవడం లాంటి లక్షణాల్లో పురోగతి చూపుతాయి.

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు 

1. మీరు మొక్కల ప్రజనన విభాగంలో పనిచేసే ఒక వృక్షశాస్త్రవేత్త. ఒక కొత్త రకాన్ని విడుదల చేసే క్రమంలో మీరు పాటించే వివిధ దశలను గురించి వివరించండి.

జ: జన్యుపరంగా ఒక కొత్త పంట రకాన్ని ప్రజననం ద్వారా పెంపొందించడంలోని దశలు..

వైవిధ్యశీలత సేకరణ:

 * ఏ ప్రజనన కార్యక్రమంలోనైనా జన్యు వైవిధ్యశీలత అనేది మూలాధారం.

* సాధారణంగా సస్యమొక్కలకు ముందు నుంచి ఉన్న వన్య సంబంధీకుల జన్యువైవిధ్యశీలత లభిస్తుంది.

* వివిధ వన్యరకాలను, జాతులను వాటి ద్వారా సాగుచేసే సంబంధీకులను సేకరించడం, భద్రపరచడం అనేది వృక్ష జనాభాలో ప్రకృతిపరంగా లభించే జన్యువులను చక్కటి రీతిలో గుర్తించి, ఉపయోగించుకునేందుకు ముందుగా అవసరమయ్యే కార్యక్రమం.

* ఈ మొత్తం సేకరణలో ఒక నమూనా సస్యంలోని వివిధ రకాల యుగ్మవికల్పాలకు సంబంధించిన అన్ని జన్యువులు ఉంటే దాన్ని బీజ పదార్థ సేకరణ అంటారు.

విశ్లేషణ, జనకుల ఎంపిక:

 * బీజ పదార్థాన్ని సరైన రీతిలో విశ్లేషించడం ద్వారా ఉపయోగకరమైన లక్షణాలున్న మొక్కలను గుర్తించవచ్చు.

* ఇలా ఎంపిక చేసిన మొక్కలను వృద్ధి చేసి, సంకరణ ప్రక్రియలో ఉపయోగిస్తారు.

* అవసరమైన, సాధ్యమైన చోట్ల శుద్ధవంశక్రమాల్ని సృష్టిస్తారు.

ఎంపిక చేసిన జనకుల మధ్య సంకర సంకరణ:

* వాంఛనీయ లక్షణాలున్న రెండు వేర్వేరు మొక్కలనే సాధారణ సంకరణం చేయాలి.

* ఉదాహరణకు ఎక్కువ ప్రొటీన్ నాణ్యత ఉండే ఒక జనకాన్ని, వ్యాధి నిరోధకత కలిగిన మరొక జనకంతో సంకరణం చేసే అవసరం ఉంది.

* ఇది చాలా సమయం తీసుకుంటుంది. శ్రమతో కూడిన ప్రక్రియ. ఎందుకంటే వాంఛనీయమైన పురుష జనకునిగా ఎంచుకున్న మొక్క నుంచి పుప్పొడి రేణువులను సేకరించి, స్త్రీ మొక్కగా ఎంచుకున్న మొక్కల్లోని పుష్పంలోని కీలాగ్రంపై ఉంచాలి.

* ఈ రెండు జనకుల మధ్య సంకరణం జరిపినప్పుడు ఉత్పత్తి అయ్యే సంకర మొక్కలోనే ఈ రెండింటి జన్యు లక్షణాలు కలిసి ఉండే అవకాశం ఉంది.
 

వరణం, మేలైన పునఃసంయోజనాలను పరీక్షించడం:
*  ఈ దశలో, ఏర్పడిన సంతతి సంకరమొక్కల్లో, వాంఛనీయ లక్షణాలు ఉన్న మొక్కలను ఎన్నుకుంటారు.
* ఈ వరణ ప్రక్రియ ప్రజనన లక్ష్యాన్ని సాధించడంలో కఠినతరమైంది. సంతతి మొక్కల శాస్త్రీయ విశ్లేషణలో చాలా జాగ్రత్త అవసరం.
* ఈ దశలో మొక్కలు రెండు జనకుల కంటే మేలైనవిగా ఏర్పడతాయి.
* వీటిని అనేక తరాలు ఆత్మపరాగ సంపర్కంతో అవి సమానత్వ స్థాయికి చేరుకునే వరకు జరిపి, తద్వారా సంతాన మొక్కల్లో లక్షణాల పృథక్కరణ జరగకుండా చూస్తారు.

పరీక్షించడం, విడుదల, కొత్త సాగురకాల వ్యాపారీకరణ:
*  వరణం ద్వారా ఎంపిక చేసిన కొత్త క్రమాలను, అధిక దిగుబడి, ఇతర సాగుబడి చేసే వ్యవసాయ లక్షణాలైన నాణ్యత, వ్యాధి నిరోధకత మొదలైన వాటి కోసం విశ్లేషిస్తారు.
* ఈ విశ్లేషణ వీటిని పరిశోధన క్షేత్రాల్లో సాగు చేయడం ద్వారా జరుగుతుంది. ఆదర్శమైన ఎరువుల వాడకం, నీటిపారుదల, ఇతర సస్య నిర్వహణ పద్ధతుల ద్వారా వీటి నిర్వహణ సమర్థతను భద్రపరుస్తారు.
* పరిశోధన క్షేత్రాల్లో విశ్లేషణ తర్వాత ఈ పదార్థాలను రైతుల పొలాల్లో కనీసం సాగుబడి చేసే మూడు రుతువుల్లో వివిధ ప్రదేశాలు సూచిస్తున్న అంటే ఈ సస్యం సాధారణంగా పెరిగే వాతావరణ మండలాల్లో పరీక్షిస్తారు.
* ఈ పదార్థాలను సాగుబడి చేసే ఉత్తమమైన స్థానిక సస్యంతో - ఒక గుర్తు లేదా సూచనగా పోల్చి చూసి విశ్లేషిస్తారు.

2. కణజాల వర్థనం అనే సాంకేతిక విజ్ఞానం గురించి వివరించి, సంప్రదాయ పద్ధతిలో మొక్కల ప్రజననం, సస్యాభివృద్ధి కార్యక్రమాల కంటే కణజాల వర్థనం వల్ల వచ్చే లాభాలు ఏమిటి?
జ: మొక్కలోని ఏ భాగాన్నైనా తీసుకుని, దాన్ని ఒక పరీక్ష నాళికలో సూక్ష్మజీవరహిత పరిస్థితుల్లో ప్రత్యేక పోషకాహార యానకంపై ప్రవేశపెట్టి, పెంచుతారు. దాన్నుంచి సంపూర్ణ మొక్కలు ఉత్పత్తి అవుతాయి. ఈ ప్రక్రియను 'కణజాల వర్థనం' అంటారు.  ఇలా ఏదైనా ఒక కణం పూర్తి మొక్కగా పునరుత్పత్తి చెందగలిగే శక్తిని 'టోటిపొటెన్సీ' అంటారు. 

దీనిలోని దశలు 
1) పోషక యానకం తయారు చేయడం: వివిధ రకాల ఖనిజ లవణాలు, అమైనో ఆమ్లాలు, విటమిన్లు, కర్బన మూలం (సుక్రోజ్) ఉన్న యానకాన్ని పోషక యానకం అంటారు. వీటిని శుద్ధ జలంతో కలిపి  = 5.6 - 6.0 ఉండేలా చూస్తారు. యానకానికి ఆక్సిన్లు, సైటోకైనిన్లు వంటి ఫైటోహార్మోన్లను కలుపుతారు. దీన్ని పరీక్ష నాళికల్లోకి తీసుకుని వాటిని దూది బిరడాలతో మూతలా బిగించాలి.

2) సూక్ష్మ జీవరహితం చేయడం: యానకంలో చక్కెర పదార్థాలుండటంవల్ల సూక్ష్మజీవులు ఆకర్షితమై, యానకం పంకిలమై చెడిపోతుంది. అందువల్ల సూక్ష్మజీవులను నశింపజేయడం కోసం యానకాన్ని ఆటోక్లేవ్‌లో 15 పౌండ్ల పీడనం, 120ºC వద్ద 15 నిమిషాలు ఉంచాలి.
3) ఎక్స్‌ప్లాంట్ తయారీ: మొక్క దేహంలో ఏదైనా ఒక భాగాన్ని తీసుకుని, ద్రవ రూప డిటర్జెంట్‌లో, మంచి నీటితో, సోడియం హైపోక్లోరైడ్‌తో, శుద్ధజలంతో శుద్ధి చేయాలి.
4) ప్రవేశపెట్టడం (అంతర్నివేశనం): ఎక్స్‌ప్లాంట్‌ను వర్థన పాత్రలో సూక్ష్మజీవరహిత పోషక యానకం మీద ప్రవేశపెట్టడాన్ని అంతర్నివేశనం అంటారు. దీన్ని పూర్తిగా అసంక్రామిక వాతావరణంలో జరుపుతారు.
5) ఇంక్యుబేషన్: వర్థనాలు 3-4 వారాలు ఇంక్యుబేట్ చేసిన తర్వాత, ఎక్స్‌ప్లాంట్ కణాలు పోషక పదార్థాలను గ్రహించి పెరిగి, అనేక విభజనలు చెంది, అవయవ విభేదనం చెందిన కణాల సమూహమైన 'కాలస్‌'ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. వివిధ గాఢతల్లో ఉండే ఆక్సిన్‌లు, సైటోకైనిన్ల కలయికతో ఉన్న యానకంపై కాలస్ వర్థనం చేసినప్పుడు వేర్లు, కాండాలు ఏర్పడతాయి. దీన్ని అవయవోత్పత్తి అంటారు. కాలస్ నుంచి ఏర్పడే పిండాల లాంటి నిర్మాణాలను 'శాఖీయ పిండాభాలు' అంటారు. వీటి పై సోడియం ఆల్జినేట్‌ను పూతగా పూసి 'కృత్రిమ విత్తనాలు' తయారు చేయవచ్చు.
6) వాతావరణ అనుకూలత చెందించి, కుండీల్లోకి మార్చడం: కణజాల వర్థన ప్రక్రియ ద్వారా రూపొందించిన మొక్కలను నీటితో శుభ్రపరచి, ఎరువులున్న కుండీల్లోకి మార్చి, తాత్కాలికంగా నీడ కల్పించాలి. ఒక వారం తర్వాత వాటిని పొలాల్లోకి మార్చాలి.
 

ఉపయోగాలు:
* కణజాల వర్థనం ద్వారా ఉత్పత్తి అయిన మొక్కలు జన్యుపరంగా అసలైన తల్లి మొక్క లేదా మూలాధార మొక్కను పోలి ఉంటాయి. అందువల్ల వీటిని 'సోమాక్లోన్‌లు' అంటారు.
ఉదా: టొమాటో, అరటి, ఆపిల్, టేకు, యూకలిప్టస్, వెదురు.
* ఇవి త్వరితంగా అభివృద్ధి చెందుతాయి.
* వృక్షకణం నుంచి పూర్తి మొక్క ఏర్పడుతుంది.
* ఆర్కిడ్స్, నెపంథిస్‌ల విత్తనాలు మొలకెత్తి, పెరిగే అవకాశాలు తక్కువగా ఉండటంవల్ల, వాటి విత్తనాల నుంచి కొత్త మొక్కలు ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.
* విభాజ్య కణజాల వర్థనం ద్వారా వైరస్ రహిత మొక్కలను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. వీటిని ఉద్యాన వనాల్లో, వ్యవసాయంలో నేరుగా ఉపయోగించవచ్చు. ఉదా: అరటి, చెరకు, బంగాళాదుంపల అభివృద్ధి.
* కణజాల వర్థనాల ద్వారా తక్కువ సమయంలో, ఎక్కువ మొక్కలు ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. దీన్ని 'సూక్ష్మవ్యాప్తి' అంటారు.

 

అభ్యాసాలు

1. బయోఫోర్టిఫికేషన్ అంటే ఏమిటి?
జ. సస్యాల్లో విటమిన్లు, లవణాల స్థాయులను అధికం చేయడం లేదా అధిక ప్రొటీన్, ఆరోగ్యవంతమైన కొవ్వు లాంటి అంశాలపై దృష్టి సారించడం, ముఖ్యంగా సమాజ ఆరోగ్యస్థితిని పెంపొందించడం లాంటి అంశాలతో చేసే ప్రజనన విధానాన్ని 'బయోఫోర్టిఫికేషన్' అంటారు.
 

2. 'వైరస్ లేని మొక్కలు' తయారు చేయడానికి మొక్కలోని ఏ భాగం చక్కగా సరిపోతుంది? ఎందువల్ల?
జ. విభాజ్య కణజాలం (అగ్రవిభాజ్య, గ్రీవ)లో వైరస్ ఉండదు. కాబట్టి, ఈ విభాజ్య కణజాలాన్ని తీసుకుని పరస్థానిక వర్థనం ద్వారా పెంచడం వల్ల వైరస్ రహిత మొక్కలను పొందవచ్చు.
ఉదా: అరటి, చెరకు, బంగాళాదుంప రకాల్లో వైరస్ రహిత మొక్కలను ప్రవేశపెట్టారు.
 

3. 'సూక్ష్మ వ్యాప్తి' ద్వారా ఉత్పత్తి చేసే మొక్కల స్థూల ప్రయోజనం ఏమిటి?
జ. 'సూక్ష్మ వ్యాప్తి' ద్వారా ఉత్పత్తి చేసే సోమాక్లోన్‌లు అన్ని విధాలా (జన్యు, దృశ్యరూప లక్షణాల్లో) తల్లి మొక్కను పోలి ఉంటాయి.
* దీనివల్ల తక్కువ సమయంలో ఆవశ్యక లక్షణాలున్న మొక్కలను పొందవచ్చు.
ఉదా: టొమాటో, అరటి, ఆపిల్, టేకు, యూకలిప్టస్, వెదురు లాంటి ఆర్థిక ప్రాముఖ్యత ఉన్న మొక్కలను ఉత్పత్తి చేశారు.

4. పరస్థానిక వర్థనంలో (in vitro) ఒక ఎక్స్‌ప్లాంట్ వ్యాప్తికోసం ఉపయోగించే యానకంలోని వివిధ అనుఘటకాలు ఏమిటో తెలపండి.
జ. పోషక యానకంలో కర్బన యోగికాలైన సుక్రోజ్, గ్లూకోజ్, అసేంద్రియ లవణాలు, విటమిన్లు, అమైనో ఆమ్లాలు, నీరు, అగార్-అగార్, వృద్ధి నియంత్రకాలు (ఆక్సిన్లు, సైటోకైనిన్లు) ఉంటాయి.
 

5. భారతదేశంలో అభివృద్ధి చేసిన ఏవైనా అయిదు సంకర సస్యమొక్కల రకాలను పేర్కొనండి.
జ: a) గోధుమ - సొనాలిక, కల్యాణ్ సోనా
    b) వరి - జయ, రత్న
    c) కాలిఫ్లవర్ - పూసా శుభ్ర, పూసా స్నోబాల్ K-1
   d) బొబ్బర్లు - పూసా కోమల్
   e) వెడల్పు చిక్కుడు - పూసా సెమ్ 2, పూసా సెమ్ 3
 

6. 'వాంఛనీయమైన లక్షణం' అనే పదం, వివిధ మొక్కల్లో వివిధ రకాలుగా అర్థాన్ని సూచిస్తుంది. ఈ వాక్యాన్ని సరైన ఉదాహరణలతో సమర్థించండి.
జ. వివిధ రకాల మొక్కలు వివిధ రకాలుగా వాంఛనీయ లక్షణాలతో ఉంటాయి.
ఉదా:
a) వరిలో అధిక దిగుబడి, వాతావరణ పరిస్థితులకు నిరోధకత చూపే పాక్షిక వామన రకాలు.
b) చెరకులో అధిక దిగుబడి, మందమైన కాండాలు, ఎక్కువ చక్కెర.

c) చిరుధాన్యాలు (మొక్కజొన్న, జొన్న, సజ్జ) - నీటి ప్రతిబలానికి నిరోధకత ఉండి అధిక దిగుబడిని ఇచ్చే రకాలు.
d) హిమ్‌గిరి - గోధుమ రకం - పత్ర, చారకుంకుమ తెగులుకు నిరోధకత చూపుతుంది.
e) పూసా స్వర్ణిం - బ్రాసికా - తెల్లటి కుంకుమ తెగులుకు నిరోధకత చూపుతుంది.
f) బీటాకెరొటిన్ ఉన్న వరి రకాన్ని (బంగారు వరి) ఉత్పత్తి చేస్తారు.
 

7. వృక్ష కణజాల వర్థన ప్రయోగాల ద్వారా సాధించిన ఎక్కువ ప్రగతికి, నిర్విభేదనాల (dedifferentiation) మధ్య ఏదైనా సంబంధం ఉందా?
జ. కణజాల వర్థన ప్రయోగాల్లో విభేదనం చెందని కణాల సమూహం ఏర్పడుతుంది. దాన్ని కాలస్ అంటారు. దీనిపై ఆక్సిన్లు, సైటోకైనిన్లు చల్లితే పునర్విభేదనం చెంది నారు మొక్కలు ఏర్పడతాయి. దీన్ని బట్టి కణజాల వర్థనంలో సాధించిన ప్రగతికి నిర్విభేదనానికి సంబంధం ఉందని చెప్పవచ్చు. ఇవి ఒకదానిపై ఒకటి ఆధారపడిన అంశాలు.
 

8. 'ఒక మొక్కలోని ఏదైనా ఒక కణం నాకు ఇవ్వండి. నేను మీకు అదే రకానికి చెందిన కొన్ని వేల మొక్కలను ఇవ్వగలను'. ఇది కేవలం ఒక దీక్షా (Slogan) వాక్యమా? ఇది విజ్ఞానశాస్త్ర పరంగా సాధ్యమా? మీ ఉద్దేశాలను రాస్తూ, వాటిని సమర్థించండి.
జ. ఇది విజ్ఞానశాస్త్రపరంగా సాధ్యమే.
* ఒకకణం లేదా ఎక్స్‌ప్లాంట్ తనలోని అంతర్గత సామర్థ్యంతో పూర్తి మొక్క పునరుత్పత్తి చెందడాన్ని 'టోటిపోటెన్సీ' అంటారు.

* మొక్కల కణజాల వర్థనం అనే ప్రక్రియ మొక్క కణం టోటిపొటెన్సీ ధర్మంపైనే ఆధారపడింది. ఎక్స్‌ప్లాంట్‌ను పోషక యానకంపై, అనుకూల పరిస్థితుల్లో పరస్థానిక వర్థనం చేసినప్పుడు కాలస్‌ను పొందవచ్చు. దాని నుంచి అవయవోత్పత్తి ద్వారా కావలసిన మొక్కలను పొందవచ్చు.
* దీన్ని సూక్ష్మ వ్యాప్తి అంటారు.
* మొక్క దేహంలోని ప్రతికణానికి కొత్తమొక్కగా ఎదగగల శక్తి ఉండటం దీనికి కారణం.
 

9. జీవ పదార్థ కలయిక ప్రయోగంలో, ఒక కణం భౌతిక అవరోధాలు ఏమిటి? ఈ అవరోధాలను ఏ విధంగా జయించవచ్చు?
జ. జీవ పదార్థ కలయిక ప్రయోగాల్లో కణ కవచాలు ప్రధాన భౌతిక అడ్డంకులు.
* హైడ్రోలైజింగ్ ఎంజైమ్‌లైన సెల్యులోజ్, పెక్టినేజ్‌లను ఉపయోగించి కణకవచాలు జీర్ణం చేసి, జీవ పదార్థాలను (నగ్న కణాలు) పొందవచ్చు.