अमेरिकन आनुवंशिकीविज्ञ हेरमान म्यूलर ( २१ डिसेंबर १८९० – ५ एप्रिल १९६७ ) यांनी १९२७ साली क्ष-किरणांचा वापर करून ड्रॉसोफिला मेलॅनोगॅस्टर (Drosophila melanogaster) या फळमाश्यांमध्ये उत्परिवर्तन करता येते, असे दाखवून दिले. लुई स्टॅडलर (०६ जुलै १८९६ – १२ मे १९५४) यांनी १९२८ साली मका आणि जव (Barley) यांवर क्ष-किरणांचे किरणीयन करून वनस्पतींमध्ये कृत्रिम रीत्या उत्परिवर्तने निर्माण करता येतात हे दाखवून दिले. अशा पद्धतीने निर्माण केलेल्या उत्परिवर्तनांना ‘प्रेरित उत्परिवर्तन’ असे म्हणतात. नंतरच्या संशोधनात असे दाखवून देण्यात आले की, जास्त शक्ती असलेले अतिनील किरण, क्ष किरण, गॅमा किरण ही आयन विकिरणे तसेच आल्फा, बीटा आणि न्यूट्रॉन्स ही कणीय प्रारणे डीएनएपर्यंत पोहोचून त्यावर परिणाम घडवून आणतात.
अवरबख (Auerbach) चार्लोट आणि रॉबसन यांनी १९४१ साली मस्टर्ड वायू (Bis (2-Chloroethyl) sulfide) या रसायनामुळे ड्रॉसोफिलामध्ये उत्परिवर्तने होतात असे दाखवून दिले. त्यानंतर उत्परिवर्तन घडवू शकणाऱ्या अनेक प्रकारच्या कारकांचा शोध लागला. त्यामध्ये अल्कली कारके (अल्किलेटिंग रसायने), ॲमिनो वियोजन कारके ( डीअमिनेटिंग रसायने), अंतर्वेशी कारके ( इंटरकॅलेटिंग रसायने ), क्षारक सदृश अशा अनेक प्रकारच्या कारकांमुळे उत्परिवर्तने होतात. ही कारके डीएनएमधल्या क्षारकांबरोबर अभिक्रिया करतात व डीएनएच्या क्षारकक्रमात बदल घडवून आणतात आणि त्यामुळे उत्परिवर्तन घडून येते.
अशी प्रारणे आणि रसायने वापरून प्रेरित उत्परिवर्तने निर्माण करता येतात. त्यांचा वापर करून अनेक वनस्पती, संशोधनासाठी प्रयोगात वापरण्यात येणारे प्राणी आणि सूक्ष्मजीव यांच्यात प्रेरित उत्परिवर्तने निर्माण करण्यात आली. मूलतः उत्परिवर्तन म्हणजे डीएनएमधील क्षारक क्रमात बदल. परंतु वनस्पतींच्या प्रेरित उत्परिवर्तनाच्या संदर्भात उत्परिवर्तन म्हणजे डीएनए क्षारक क्रमामध्ये बदल किंवा गुणसूत्र स्तरावरील बदल. गुणसूत्राचा एखादा खंड गमावणे किंवा गुणसूत्राचा एखादा खंड विलग होऊन तो मूळ जागा सोडून दुसऱ्या जागी समाविष्ट होणे अशा घटनांमुळे उत्परिवर्तने घडतात.
डीएनएमध्ये ज्या ठिकाणी बदल झाला आहे अशा ठिकाणी महत्त्वाच्या गुणधर्मासंबंधीचा जनुक असेल, तर त्याचे कार्य बिघडून तो गुणधर्म बदलू शकतो किंवा नाहीसा होऊ शकतो. असे उत्परिवर्तन हानिकारक ठरून उत्परिवर्तित वनस्पती समूहातील इतर झाडांच्या तुलनेने कमकुवत ठरून बाद होऊ शकते. क्वचित, उत्परिवर्तनाने झालेला बदल हा त्या झाडाची क्षमता वाढविणारा असू शकतो, असे झाड त्या समूहात वरचढ ठरते.
प्रेरित उत्परिवर्तन सहसा एखादा निश्चित उद्देश नजरेसमोर ठेऊन केलेले असते. या दृष्टिकोनातून पाहता उत्परिवर्तन होणे म्हणजे आधीच्या गुणधर्मापेक्षा काहीतरी उपयुक्त वेगळेपण असणे. हे वेगळेपण वैविध्य आणते, ज्याचा वापर वनस्पती पैदासकार नवे वाण निर्माण करण्यासाठी करतात. नैसर्गिक उत्परिवर्तने हा वैविध्याचा नैसर्गिक स्रोत आहे परंतु नैसर्गिक उत्परिवर्तने दुर्मीळ असतात.
स्टॅडलर यांच्या संशोधनानंतर हव्या त्या वनस्पतीत प्रेरित उत्परिवर्तने निर्माण करण्याचा पर्याय उपलब्ध झाला. या नव्या तंत्रामुळे पिकांचे नवे वाण तयार करण्यासाठी नैसर्गिक उत्परिवर्तनावर अवलंबून राहण्याची गरज राहिली नाही. प्रेरित उत्परिवर्तनाचे तंत्र वापरून उत्परिवर्त मिळवण्याची शक्यता नैसर्गिक उत्परिवर्तनाच्या हजार किंवा त्याहीपेक्षा जास्त पटींनी वाढविता येते. इंटरनॅशनल ॲटॉमिक एनर्जीच्या माहिती साठ्यानुसार जगभरात प्रेरित उत्परिवर्तनाचे तंत्र वापरून विकसित केलेल्या वनस्पतींच्या वाणांची संख्या ३२८१ इतकी आहे. प्रेरित उत्परिवर्तने केंद्रकातील डीएनएमध्ये बदल घडल्याने होतात, तशीच काही तंतुकणिका किंवा हरितलवक यांच्यामध्ये असलेल्या डीएनएमध्ये झालेल्या बदलानेही होतात. अशा उत्परिवर्तनाची आनुवंशिकता पेशीद्रव्यजन्य असते.
प्रेरित उत्परिवर्त वेगवेगळ्या प्रकारच्या गुणधर्मांसाठी उदा., रुपिकीय, शारीरिक, शरीरक्रियासंबंधी किंवा जैव रासायनिक गुणधर्मासाठी मिळविता येतात. एखाद्या गुणधर्माचा आनुवंशिकशास्त्रीय अभ्यास करावयाचा असेल, तर त्या गुणधर्मात आढळणारे वैविध्य उपयोगी पडते; उदा., वाटाण्याच्या बियांचा रंग. या गुणधर्माचा अभ्यास करण्यासाठी मेंडेलने बियांचा पिवळा किंवा हिरवा रंग आणि बियांच्या आकाराचा अभ्यास करण्यासाठी गुळगुळीतपणा किंवा खडबडीतपणा या वैविध्याचा उपयोग केला होता. असे वैविध्य नैसर्गिक स्वरूपात उपलब्ध नसेल, तर ते प्रेरित उत्परिवर्तनाच्या साहाय्याने मिळवावे लागते. मूलभूत संशोधनाच्या प्रयोगांमध्ये बऱ्याचदा विशिष्ट सजीवांचे विशिष्ट गुणधर्मासाठी प्रेरित उत्परिवर्त मिळविणे ही पहिली पायरी असते.
भारतातून ३१६ उत्परिवर्त वाणांची नोंद उत्परिवर्त वाण माहितीसाठ्यात झालेली आहे. उदा., तांदळाचा उत्परिवर्त वाण बीएसएस-८७३ याला जगन्नाथ असे नाव देण्यात आले. हा उत्परिवर्त मूळ वाण टी-१४१ या जास्त उंची असलेल्या आणि दिवसाच्या लांबीला संवेदनशील असलेल्या मूळ वाणावर क्ष-किरणांनी किरणीयन करून मिळविण्यात आला. जगन्नाथ वाणाची उंची कमी असल्याने लोंबी भरल्यावर तो जमिनीवर लोळत नाही. तो दिवसाच्या लांबीला असंवेदनशील आहे, याखेरीज तांदळाच्या दाण्याची प्रत, रोगप्रतिकारशक्ती यांमध्येदेखील तो मूळ वाणापेक्षा सरस आहे. त्याला १९६९ साली मान्यता देण्यात आली आणि आंध्र प्रदेशच्या किनारी भागात लागवडीसाठी शिफारस करण्यात आली. उडिदाचा उत्परिवर्त वाण टीएयू-१ हा भाभा अणुशक्ती केंद्र आणि पंजाबराव कृषी विद्यापीठ, अकोला यांनी संयुक्तपणे विकसित केला. त्यासाठी क्र. ५५ या उडिदाच्या वाणावर गॅमा किरणांनी किरणीयन करून यूएम-१९६ हा मोठ्या आकाराच्या बिया असलेला उत्परिवर्त मिळविण्यात आला. या उत्परिवर्ताचा टी – ९ या वाणाबरोबर संकर करून त्यापासून टीएयू – १ हा वाण मिळविण्यात आला. त्याला १९८५ साली मान्यता मिळाली आणि महाराष्ट्र व कर्नाटक राज्यांमध्ये लागवडीसाठी शिफारस करण्यात आली. मूळ वाणापेक्षा मोठ्या आकाराच्या बिया, जास्त उत्पादकता आणि भुरी रोगाविरुद्ध जास्त प्रतिकारशक्ती ही या वाणाची वैशिष्ट्ये आहेत.
संदर्भ :
- http://www.nasonline.org/publications/biographical-memoirs/memoir-pdfs/stadler-lewis.pdf.
- https://mvd.iaea.org/#!Search?page=219&size=15&sortby=Name&sort=ASC.
- http://www-naweb.iaea.org/nafa/pbg/mutation-induction.html.
- Poehlman M.J.2013. Breeding Field Crops. https://books.google.co.in/books?isbn=9401572712.
- http://www.eplantscience.com/index/genetics/mutations_morphological_level_including_lethal_mutations/range_of_mutations.php.
- https://en.wikipedia.org/wiki/Mutagenesis.
समीक्षक : डॉ.बाळ फोंडके