परंपरागत रूप से रूढ़िवादी बीजों वाले फसल जर्मप्लाज्म का बाह्य स्थान संरक्षण, नमी की मात्रा को कम करके और शून्य से कम तापमान (आमतौर पर –20° सेल्सियस) पर भंडारण के माध्यम से बीज जीन बैंक में संरक्षण किया जाता है। हालांकि, कई आर्थिक रूप से महत्वपूर्ण पौधों की प्रजातियां बीज (शुष्कन और ठंड के प्रति संवेदनशील) का उत्पादन करती हैं या मुख्य रूप से वानस्पतिक रूप से उगाई जाती हैं। इस प्रकार इन समूहों के जर्मप्लाज्म का संरक्षण गंभीर समस्याएं उत्पन्न करता है। पौधों के प्रजनकों में नमी की मात्रा अधिक होने की स्थिति के कारण वानस्पतिक रूप से प्रचारित प्रजातियों का संरक्षण बीज जीनबैंक में संभव नहीं है। वैकल्पिक रूप से, इन समूहों के जर्मप्लाज्म को क्लोनल रिपॉजिटरी/फील्ड जीनबैंक में बनाए रखा जा सकता है। इन समूहों के जर्मप्लाज्म का खेत में संरक्षण जोखिम भरा होता है, क्योंकि कीटों, रोगों, प्रतिकूल मौसम की स्थिति के कारण मूल्यवान जर्मप्लाज्म का नुकसान हो सकता है। इसके अलावा इन समूहों के जर्मप्लाज्म के संग्रहण का रखरखाव श्रमसाध्य और महंगा भी होता है।
जैव प्रौद्योगिकी में प्रगति ने आनुवंशिक संसाधनों के संरक्षण और क्रायोजेनिक तापमान (क्रायोप्रिजर्वेशन) पर पौधों की सामग्री के उपयोग और रखरखाव के लिए नए अवसर उत्पन्न किए हैं, जो अब दीर्घकालिक भंडारण के लिए एक उपयुक्त विकल्प हैं। इसी तरह अपने विशिष्ट लाभों के साथ ऊतक संवर्धन का उपयोग अल्पकालिक संरक्षण के लिए भी किया जाता है लेकिन यह दीर्घकालिक संरक्षण के लिए काम नहीं करता है। दीर्घकालिक संरक्षण के लिए क्रायोप्रिजर्वेशन केवल आर्थिक और व्यवहार्य रूप से अपनाया जाने वाला तरीका है। इस प्रकार, क्रायोप्रिजर्वेशन केवल सीमित स्थान की आवश्यकता और संदूषण से सामग्री की रक्षा करने के अलावा बादाम, शहतूत और अखरोट जैसे महत्वपूर्ण जर्मप्लाज्म की आनुवंशिक स्थिरता को भी सुनिश्चित करता है।
उत्तर-पश्चिमी हिमालयी राज्यों में शीतोष्ण फल और अखरोट की खेती सदियों से की जा रही है और अधिकांश रोपण ऐसे क्षेत्रों में उगाए जाते हैं जहां बहुत कम उत्पादकता होती है। इन वनस्पतियों की सुषुप्त कलियों के दीर्घकालिक संग्रहण के लिए क्रायोप्रिजर्वेशन अन्य विकल्पों में सबसे आगे है क्योंकि यह सरल, सस्ता और विश्वसनीय तरीका है। इससे जर्मप्लाज्म की क्लोनल अखंडता को बनाए रखा जाता है और ग्राफ्टेड वृक्षों को जल्दी फलने के लिए तैयार किया जा सकता है। क्रायोजेनिक तापमान पर, कोशिका विभाजन और सभी चयापचय गतिविधियां अपरिवर्तित रहती हैं, जिससे किसी भी आनुवंशिक परिवर्तन की आशंका कम हो जाती है।
जैविक सामग्री के लिए क्रायोप्रिजर्वेशन की तकनीकों को अपनाना, तकनीकी व्यवहार्यता और संरक्षण प्रक्रिया और लागत और लाभों के बीच संबंध पर निर्भर करता है। वानस्पतिक रूप से प्रचारित पौधों को बनाए रखने के लिए विशेष फसल की आवश्यकताओं के आधार पर क्षेत्र, ग्रीनहाउस और स्क्रीनहाउस सुविधाओं की एक प्रणाली की आवश्यकता होती है। बीज-प्रचारित फसलों के विपरीत, जहां बीजों को प्रतिस्थापित किया जा सकता है और एक द्वितीयक स्थल पर आसानी से संरक्षित किया जा सकता है। क्लोनल वनस्पति फसलों के लिए अधिक भूमि और श्रम या वैकल्पिक भंडारण तकनीकों की आवश्यकता होती है। क्लोनल फसलों के लिए क्रायोप्रिजर्वेशन तकनीकों का विकास वर्ष 1970 के दशक के अंत में शुरू हुआ। इन तकनीकों में तरल नाइट्रोजन (एलएन) में डुबकी लगाने के बाद नियंत्रित-दर शीतलन का उपयोग किया गया था और उन्हें ऐसे प्रोटोकॉल में विकसित किया गया था जो बढ़ते प्ररोह सिरे को स्थिर करें और पुन: प्राप्त करने के लिए सफलतापूर्वक उपयोग किए गए।
अध्ययन में, हिमालयी शहतूत, बादाम और अखरोट जैसे शीतोष्ण/पर्णपाती लकड़ी वाले वृक्षों की प्रजातियों के हिमपरिरक्षण के लिए सुषुप्त कलियों का उपयोग किया। सुषुप्त कलियों का हिमपरिरक्षण केवल उन प्रजातियों के लिए उपयुक्त है जो एक सुषुप्त अवस्था से गुजरती हैं। यह सर्दियों के मौसम में कुछ कम तापमान की अवधि हो सकती है। इस प्रक्रिया के लिए उपयुक्त आकार (1 वर्ष पुरानी पतली टहनी, आमतौर पर 4 से 8 मिमी व्यास) की सुषुप्त टहनी की आवश्यकता होती है, जिसमें 1-2 सें.मी. लंबे नोडल खंड होते हैं, एवं आमतौर पर एक या दो कलियां होती हैं। तरल नाइट्रोजन वाष्प में डुबकी लगाने से पहले, सुषुप्त कलियों और नोडल खंडों को लगभग 12 से 25% नमी की मात्रा तक सुखाया जाना चाहिए। तरल नाइट्रोजन में –196°C तापमान पर डुबकी लगाने से पहले तापमान को क्रमिक रूप से –5° सेल्सियस/दिन पर –30° सेल्सियस के टर्मिनल तापमान तक कम करके द्वि-चरणीय ठंड को प्राप्त किया जा सकता है। सूखी कलियों को 1.0 मि.ली. पॉलीप्रोपाइलीन क्रायोवियल्स में पैक किया गया। इन क्रायोवियल्स को क्रमिक रूप से 5°C, –5°C, –10°C, –15°C, –20°C और –25°C, और –30°C प्रत्येक तापमान पर न्यूनतम 24 घंटे के लिए स्थानांतरित किया गया। क्रायोवॉयल को 48 घंटों के लिए –30°C पर रखा गया और फिर –196°C पर सीधे तरल नाइट्रोजन में डुबोया गया।
क्रायोप्रिजर्वेशन के बाद अलग-अलग अवधि के लिए नम मॉस ग्रास में डार्क इनक्यूबेशन और रिहाइड्रेशन जैसी रिकवरी वाली स्थिति से सामान्य से अधिक अंकुरण प्रतिशत प्राप्त हुआ। इस प्रकार पुनर्जीवन, तरल नाइट्रोजन में भंडारित कोशिकाओं को पुनर्जीवित करने में मदद करता है। इस नई तकनीक के शोध द्वारा शहतूत की सुषुप्त कलियों में उच्च पुनर्प्राप्ति वाली सफलता देखी गई है, जबकि बादाम और अखरोट की सुषुप्त कलियों में आंशिक प्रारंभिक सफलता देखी गई।
कलियों का क्रायोप्रिजर्वेशन: प्रसुप्त कलियों के क्रायोप्रिजर्वेशन के लिए प्ररोह सिरे या किसी अन्य कृत्रिम परिवेशीय सामग्री का उपयोग करने की तुलना में कम संसाधनों की आवश्यकता होती है। वर्तमान में, शीतोष्ण वृक्षों और झाड़ियों की केवल कुछ प्रजातियों की सुषुप्त कलियों के नियमित क्रायोस्टोरेज की सूचना प्राप्त है। यह मुख्य रूप से जीनस या प्रजाति-विशिष्ट प्रसंस्करण प्रोटोकॉल की कमी के कारण, टहनी की कटाई और प्रसंस्करण के लिए आवश्यक गहरी सुषुप्त अवस्था की छोटी अवधि, या सटीक पोस्ट-क्रायोप्रिजर्वेशन व्यवहार्यता परीक्षण तकनीकों की कमी जो ग्राफ्टिंग की जगह ले सकती है। विभाज्य ऊतक प्ररोह सिरे और सुषुप्त कलियों के प्रसार दोनों के अपने फायदे और नुकसान हैं। शूट टिप्स (प्ररोह सिरे) का उपयोग वर्ष के किसी भी समय किया जा सकता है, लेकिन उनके प्रसंस्करण के लिए एक टिशू कल्चर प्रयोगशाला और सड़न रोकने वाली तकनीक, माइक्रोस्कोपी कौशल एवं एक स्थापित इन विट्रो प्लांट रिकवरी सिस्टम की आवश्यकता होती है। यहां एक पूर्ण वृक्ष और एक विकसित झाड़ी पर फल लगने में 3 से 5 वर्ष लग सकते हैं। हालांकि, सुषुप्त कलियों का क्रायोप्रसंस्करण तेज और प्ररोह सिरे के क्रायोप्रिजर्वेशन की तुलना में लगभग दस गुना कम खर्चीला है।
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