2 Most FAQ’s of Strategies for Enhancement in Food Production Chapter in Inter 2nd Year Botany (TS/AP)

8 Marks

LAQ-1 : You are a botanist working in the area of plant breeding. Describe the various steps that you will undertake to release a new variety.

For Backbenchers 😎

Plant breeding involves developing new plant varieties with desired characteristics. This process consists of several key steps including the collection of variability, evaluation and selection of parents, cross-hybridization, selection and testing of superior recombinants, and finally, testing, release, and commercialization of new cultivars.

Collection of Variability: The first step is to gather different varieties of the crop. This involves collecting all the wild relatives of the plant. These diverse plants or seeds make up what is called the germplasm collection. This collection is vital because it carries all the diverse genes of a crop.

Evaluation and Selection of Parents: After collecting diverse varieties, the next step is to assess these plant varieties to find the ones with the most desirable traits. The chosen plants are then multiplied and used for cross-breeding. By using self-pollination, pure lines of these chosen plants are created.

Cross Hybridization among Selected Parents: In this phase, the selected plants are cross-bred to combine their desirable traits. However, cross-hybridization can be a slow and uncertain process, with only one in hundreds of crosses resulting in the desired combination of traits.

Selection and Testing of Superior Recombinants: From the cross-bred plants, those that show the most desired traits are chosen. These plants are better than both of their parent plants. By using self-pollination, these plants are made homozygous, which means that their traits will not segregate or separate in their progeny.

Testing, Release, and Commercialization of New Cultivars: The last step involves testing the newly selected plants for their yield and disease resistance. This is carried out in research fields and compared against the best local crop cultivars. Once the plants have been thoroughly tested and certified, they are ready for release and commercialization.

మన తెలుగులో

మొక్కల పెంపకం అనేది కావలసిన లక్షణాలతో కొత్త మొక్కల రకాలను అభివృద్ధి చేయడం. ఈ ప్రక్రియలో వైవిధ్యాల సేకరణ, మూల్యాంకనం మరియు తల్లిదండ్రుల ఎంపిక, క్రాస్-హైబ్రిడైజేషన్, ఉన్నతమైన రీకాంబినెంట్‌ల ఎంపిక మరియు పరీక్ష మరియు చివరిగా, కొత్త సాగులను పరీక్షించడం, విడుదల చేయడం మరియు వాణిజ్యీకరించడం వంటి అనేక కీలక దశలు ఉంటాయి.

వైవిధ్యం సేకరణ: మొదటి దశ వివిధ రకాల పంటలను సేకరించడం. ఇది మొక్క యొక్క అడవి బంధువులందరినీ సేకరించడం. ఈ విభిన్న మొక్కలు లేదా విత్తనాలు జెర్మ్ప్లాజమ్ సేకరణ అని పిలువబడతాయి. ఈ సేకరణ చాలా ముఖ్యమైనది ఎందుకంటే ఇది పంట యొక్క అన్ని విభిన్న జన్యువులను కలిగి ఉంటుంది.

మూల్యాంకనం మరియు తల్లిదండ్రుల ఎంపిక: విభిన్న రకాలను సేకరించిన తర్వాత, తదుపరి దశలో ఈ మొక్కల రకాలను అంచనా వేయడం అత్యంత కావాల్సిన లక్షణాలను కలిగి ఉన్న వాటిని కనుగొనడం. ఎంచుకున్న మొక్కలను గుణించి, క్రాస్ బ్రీడింగ్ కోసం ఉపయోగిస్తారు. స్వీయ-పరాగసంపర్కాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా, ఈ ఎంచుకున్న మొక్కల యొక్క స్వచ్ఛమైన పంక్తులు సృష్టించబడతాయి.

ఎంచుకున్న తల్లిదండ్రుల మధ్య క్రాస్ హైబ్రిడైజేషన్: ఈ దశలో, ఎంచుకున్న మొక్కలు వాటి కావాల్సిన లక్షణాలను కలపడానికి క్రాస్-బ్రీడ్ చేయబడతాయి. అయినప్పటికీ, క్రాస్-హైబ్రిడైజేషన్ అనేది నెమ్మదిగా మరియు అనిశ్చిత ప్రక్రియగా ఉంటుంది, వందల సంఖ్యలో శిలువలలో ఒకటి మాత్రమే కావలసిన లక్షణాల కలయికకు దారి తీస్తుంది.

సుపీరియర్ రీకాంబినెంట్‌ల ఎంపిక మరియు పరీక్ష: క్రాస్-బ్రెడ్ మొక్కల నుండి, అత్యంత కావలసిన లక్షణాలను చూపించే వాటిని ఎంపిక చేస్తారు. ఈ మొక్కలు వాటి మాతృ మొక్కల కంటే మెరుగ్గా ఉంటాయి. స్వీయ-పరాగసంపర్కాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా, ఈ మొక్కలు హోమోజైగస్‌గా తయారవుతాయి, అంటే వాటి లక్షణాలు వాటి సంతానంలో వేరు చేయబడవు లేదా వేరు చేయబడవు.

కొత్త సాగులను పరీక్షించడం, విడుదల చేయడం మరియు వాణిజ్యీకరించడం: చివరి దశలో కొత్తగా ఎంచుకున్న మొక్కలను వాటి దిగుబడి మరియు వ్యాధి నిరోధకత కోసం పరీక్షించడం ఉంటుంది. ఇది పరిశోధనా క్షేత్రాలలో నిర్వహించబడుతుంది మరియు ఉత్తమ స్థానిక పంట సాగులతో పోల్చబడుతుంది. మొక్కలను క్షుణ్ణంగా పరీక్షించి, ధ్రువీకరించిన తర్వాత, అవి విడుదల మరియు వాణిజ్యీకరణకు సిద్ధంగా ఉన్నాయి.

Introduction

Plant breeding involves developing new plant varieties with desired characteristics. This process consists of several key steps including the collection of variability, evaluation and selection of parents, cross-hybridization, selection and testing of superior recombinants, and finally, testing, release, and commercialization of new cultivars. Let’s delve into each of these steps in detail.

  1. Collection of Variability: The first step is to gather different varieties of the crop. This involves collecting all the wild relatives of the plant. These diverse plants or seeds make up what is called the germplasm collection. This collection is vital because it carries all the diverse genes of a crop.
  2. Evaluation and Selection of Parents: After collecting diverse varieties, the next step is to assess these plant varieties to find the ones with the most desirable traits. The chosen plants are then multiplied and used for cross-breeding. By using self-pollination, pure lines of these chosen plants are created.
  3. Cross Hybridization among Selected Parents: In this phase, the selected plants are cross-bred to combine their desirable traits. However, cross-hybridization can be a slow and uncertain process, with only one in hundreds of crosses resulting in the desired combination of traits.
  4. Selection and Testing of Superior Recombinants: From the cross-bred plants, those that show the most desired traits are chosen. These plants are better than both of their parent plants. By using self-pollination, these plants are made homozygous, which means that their traits will not segregate or separate in their progeny.
  5. Testing, Release, and Commercialization of New Cultivars: The last step involves testing the newly selected plants for their yield and disease resistance. This is carried out in research fields and compared against the best local crop cultivars. Once the plants have been thoroughly tested and certified, they are ready for release and commercialization.

Summary

In summary, developing a new plant variety involves a series of carefully planned and executed steps. From collecting diverse varieties to the final release of a new cultivar, each step is crucial. Although the process can be time-consuming and uncertain, the end result – a new, superior crop variety – can significantly contribute to improved crop yields and sustainable agriculture.


LAQ-2 : Describe the tissue culture technique and what are the advantages of tissue culture over conventional method of plant breeding in crop improvement programmes?

For Backbenchers 😎

Imagine we’re growing baby plants in a science lab instead of in the garden. Here’s how it works:

First, we cook up special plant food called “nutrient culture medium.” This food has all the important stuff plants need to grow, like vitamins and nutrients. We also add some special ingredients to make the baby plants grow the right way.

Now, we’ve got to make sure our plant food is super clean. We use a machine called an autoclave to kill any germs in it. We want our plants to stay healthy!

Next, we take a tiny part of a plant, like a piece of a leaf or stem. We call this tiny part an “explant.” It’s like a plant sample.

We put this explant into the clean plant food in a special, germ-free room. It’s a bit like a space bubble to keep everything clean.

Then, we wait for the plant cells in the explant to grow. They start multiplying and form a little lump we call a “callus.”

With some special stuff we add, we can make this callus grow into a baby plant with roots and shoots. It’s a bit like making a plant baby.

When our baby plant is big enough, we help it get used to normal conditions, like the air and sunlight.

Finally, we plant our baby plant in soil, and it grows into a full-grown plant, just like the ones you see outside.

Tissue culture is great because it lets us make lots of plants really fast. It also keeps them healthy, helps us grow seedless plants, allows us to choose if we want only girl plants, and even helps create new types of plants that we couldn’t make the usual way.

In simple terms, tissue culture is like growing baby plants in a lab, and it’s a cool way to make better plants.

మన తెలుగులో

మేము తోటలో కాకుండా సైన్స్ ల్యాబ్‌లో పిల్లల మొక్కలను పెంచుతున్నామని ఊహించుకోండి. ఇది ఎలా పని చేస్తుందో ఇక్కడ ఉంది:

మొదట, మేము “పోషక సంస్కృతి మాధ్యమం” అని పిలువబడే ప్రత్యేక మొక్కల ఆహారాన్ని వండుకుంటాము. ఈ ఆహారంలో విటమిన్లు మరియు పోషకాలు వంటి మొక్కలు పెరగడానికి అవసరమైన అన్ని ముఖ్యమైన అంశాలు ఉన్నాయి. బేబీ మొక్కలు సరైన విధంగా పెరగడానికి మేము కొన్ని ప్రత్యేక పదార్థాలను కూడా కలుపుతాము.

ఇప్పుడు, మన మొక్కల ఆహారం చాలా శుభ్రంగా ఉందని నిర్ధారించుకోవాలి. అందులోని సూక్ష్మక్రిములను చంపడానికి మనం ఆటోక్లేవ్ అనే యంత్రాన్ని ఉపయోగిస్తాము. మొక్కలు ఆరోగ్యంగా ఉండాలని మేము కోరుకుంటున్నాము!

తరువాత, మేము ఆకు లేదా కాండం ముక్క వంటి మొక్క యొక్క చిన్న భాగాన్ని తీసుకుంటాము. మేము ఈ చిన్న భాగాన్ని “వివరణ” అని పిలుస్తాము. ఇది మొక్కల నమూనా లాంటిది.

మేము ఈ వివరణను ప్రత్యేకమైన, సూక్ష్మక్రిమి లేని గదిలో శుభ్రమైన మొక్కల ఆహారంలో ఉంచాము. ప్రతిదీ శుభ్రంగా ఉంచడానికి ఇది కొంచెం స్పేస్ బబుల్ లాంటిది.

అప్పుడు, ఎక్స్‌ప్లాంట్‌లోని మొక్కల కణాలు పెరిగే వరకు మేము వేచి ఉంటాము. అవి గుణించడం ప్రారంభిస్తాయి మరియు మనం “కాలిస్” అని పిలిచే చిన్న ముద్దను ఏర్పరుస్తాయి.

మేము జోడించే కొన్ని ప్రత్యేక అంశాలతో, మేము ఈ కాలిస్‌ను వేర్లు మరియు రెమ్మలతో ఒక శిశువు మొక్కగా పెంచవచ్చు. ఇది ఒక మొక్క బిడ్డను తయారు చేయడం లాంటిది.

మా బేబీ ప్లాంట్ తగినంత పెద్దదిగా ఉన్నప్పుడు, గాలి మరియు సూర్యకాంతి వంటి సాధారణ పరిస్థితులకు అలవాటుపడటానికి మేము సహాయం చేస్తాము.

చివరగా, మేము మా బిడ్డ మొక్కను మట్టిలో నాటాము మరియు మీరు బయట కనిపించే వాటిలాగే అది పూర్తిగా ఎదిగిన మొక్కగా పెరుగుతుంది.

కణజాల సంస్కృతి చాలా బాగుంది ఎందుకంటే ఇది చాలా మొక్కలను నిజంగా వేగంగా చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఇది వాటిని ఆరోగ్యంగా ఉంచుతుంది, విత్తనాలు లేని మొక్కలను పెంచడంలో మాకు సహాయపడుతుంది, మనకు ఆడపిల్లల మొక్కలు మాత్రమే కావాలా అని ఎంచుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది మరియు మనం సాధారణ పద్ధతిలో తయారు చేయలేని కొత్త రకాల మొక్కలను సృష్టించడంలో కూడా సహాయపడుతుంది.

తేలికగా చెప్పాలంటే, టిష్యూ కల్చర్ అనేది ల్యాబ్‌లో బేబీ ప్లాంట్‌లను పెంచడం లాంటిది మరియు మంచి మొక్కలను తయారు చేయడానికి ఇది ఒక చక్కని మార్గం.

Introduction

Tissue culture is a powerful tool in the field of plant breeding and crop improvement. This technique allows for the growth and cultivation of cells, tissues, and organs in an artificial, controlled environment. We will explore the tissue culture technique and its advantages over traditional methods of plant breeding.

Understanding Tissue Culture Technique

  1. Preparation of Nutrient Culture Medium: A suitable nutrient culture medium is prepared to facilitate plant growth. This medium provides a carbon source, such as sucrose, along with essential nutrients like inorganic salts, vitamins, amino acids, and growth regulators like auxins and cytokinins.
  2. Sterilization of the Culture Medium: To prevent contamination, the nutrient-rich culture medium is sterilized, typically in an autoclave at 121°C and 15 lb pressure for about 15 minutes.
  3. Preparation of Explant: An explant, a living plant tissue used to start a tissue culture, can be a root, stem, or leaf.
  4. Inoculation of Explants: The sterilized explants are transferred to the sterile culture medium in a sterile environment, often in a laminar air-flow chamber.
  5. Incubation for Growth: The cultures are incubated, allowing cells to absorb nutrients, grow, and multiply, forming a callus. The addition of auxins and cytokinins triggers the formation of roots and shoots, a process known as organogenesis. Alternatively, embryoids (somatic embryos) can be produced from an embryonic callus.
  6. Acclimatization of Plantlets and Transfer to Pots: Plantlets generated through organogenesis need to acclimate to environmental conditions before transfer to soil in pots.

Advantages of Tissue Culture

  1. Rapid Multiplication: Allows for the production of a large number of plants in a short time.
  2. Disease Prevention: Shoot-tip cultures can produce virus-free plants.
  3. Propagation of Seedless Plants: Facilitates easy multiplication of seedless plants.
  4. Production of Female Plants: Can selectively produce female plants.
  5. Creation of Somatic Hybrids: Useful for creating hybrids when sexual hybridization is not possible.
  6. Medicinal Plant Cultivation: Enables the cultivation of high-value medicinal plants for medical and industrial use.

Summary

The tissue culture technique is a significant advancement in botany, offering benefits over traditional plant breeding. It enables rapid plant multiplication, disease control, propagation of seedless plants, production of female plants, creation of somatic hybrids, and cultivation of high-value medicinal plants.