இழையம் வளர்ப்பு மற்றும் தாவர இனப்பெருக்க முறைகள்
ஏன் இது முக்கியம்? ஒரு தாவர செல்லிலிருந்து முழு தாவரத்தை வளர்க்கலாம் என்று கருதுவது ஆச்சரியமாக இருக்கலாம் — இது முழுவாற்றல் (totipotency) என்ற கொள்கை, இது இழையவளர்ப்பின் அடித்தளம்.
நோயற்ற வாழை, அந்தூரியம், ட்ரகன் பழம் ஆகியவற்றை ஆண்டு முழுவதும் லட்சக்கணக்கில் உற்பத்தி செய்வது இந்த தொழில்நுட்பத்தினால் மட்டுமே சாத்தியம்; வித்தின்றி, காலம் பாராமல்.
- இழையவளர்ப்பினதும் (tissue culture) நுண்பெருக்கத்தினதும் (micropropagation) தத்துவத்தையும், அதன் அடிப்படையான முழுவாற்றலையும் (totipotency) விளக்குதல்.
- இழையவளர்ப்பு ஊடகத்தின் (tissue culture medium) கூறுகளையும், இம்முறையின் முக்கியத்துவத்தையும் விபரித்தல்.
- அலங்காரத் தாவரத் துறையில் (floriculture) பயன்படும் இலிங்க (sexual) மற்றும் பதிய (vegetative) இனப்பெருக்க முறைகளை வேறுபடுத்துதல்.
இழையவளர்ப்பும் (tissue culture) நுண்பெருக்கமும் (micropropagation) உயிர்த்தொழில்நுட்பவியலின் (biotechnology) மிக முக்கியமான பிரிவுகளாகும். பொதுவாக இழையவளர்ப்பு என்பது உயிர்வாழும் கலங்களை அல்லது ஒத்த கலக்கூட்டங்களை வளர்ப்புச் செய்வதாகும். குறிப்பான வகையில், இழையவளர்ப்பு என்பது தாவர இழையங்களை — கலங்கள், காலஸ் (callus), மூலமுதலுருக்கள் (protoplasts) — மற்றும் முளையங்கள், அங்குரங்கள், வேர்கள் போன்ற தாவர அங்கங்களை, கிருமியழிக்கப்பட்ட (aseptic), செயற்கைச் சூழலில் (in vitro) வளர்க்கும் நுட்பமாகும். பிறப்புரிமை ரீதியில் ஒத்த அங்கிகளை பெருமளவில் நகலாக்குதல் (cloning) இதன் மிகப் பொதுவான அனுகூலமாகும்.
1. அடிப்படைத் தத்துவம் — முழுவாற்றல் (Totipotency)
Plant tissue culture in vitro
Wikipedia → · CC
இழையவளர்ப்பின் அடிப்படைத் தத்துவம் முழுவாற்றல் (totipotency) அல்லது சர்வவல்லமை என்பதாகும். அதாவது, ஒரு தனிக் கலம் ஒரு புதிய முழுமையான தாவரத்தை உண்டாக்குவதற்கான முழுப் பாரம்பரியத் தகவலையும் (genetic programme) கொண்டிருக்கிறது. இக் கருத்தாக்கம், 1838 இல் மத்தியாஸ் சீல்டனும் (Matthias Schleiden) தியடோர் சுவானும் (Theodor Schwann) கலக்கொள்கையை (cell theory) உருவாக்கியபோது அறிமுகமானது.
2. இழையவளர்ப்பு ஊடகம் (Tissue Culture Medium)
Totipotency — cell to whole plant
Wikipedia → · CC
இழையவளர்ப்பு ஊடகம் பொதுவாக அசேதன உப்புக்கள் (inorganic salts), சேதனப் பதார்த்தங்கள் (organic substances), நீர், ஊடகத்தைத் திண்மமாக்கும் காரணி ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கும்.
- அசேதன உப்புக்கள்: மாபோசணைப் பொருள்களும் (macronutrients) நுண்போசணைப் பொருள்களும் (micronutrients) பொருத்தமான விகிதத்தில் சேர்க்கப்படுகின்றன.
- சேதனப் பதார்த்தங்கள்: காபன் சக்தி மூலமாக பெரும்பாலும் சுக்குரோஸ் (sucrose); தாவரவளர்ச்சிச் சீராக்கிகள் (plant growth regulators) — சைற்றோகைனின்கள் (cytokinins), ஒட்சின்கள் (auxins); விற்றமின்கள்; பல்வேறு பொருள்கள்.
- திண்மமாக்கும் காரணி: ஊடகத்தைத் திண்மமாக்க ஏகார் (agar) பயன்படுகிறது. இந்த ஜெல் மூலத்தாவரப் பகுதிக்குப் (explant) பௌதிக ஆதாரம் தந்து, ஊடகத்தின் காற்றூட்டலை (aeration) அதிகரிக்கிறது.
பல வர்த்தக ஊடகங்கள் உள்ளன; பரவலாகப் பயன்படுவது Murashige and Skoog (MS) medium ஆகும்.
3. இழையவளர்ப்பின் முக்கியத்துவம் (Importance)
- முளைவகைகளது (clones) விரைவான பெருக்கம்.
- குறிப்பான முளைவகைகளது பெருமளவிலான பெருக்கம் (mass propagation).
- சீரான பாரம்பரியத் தன்மை (genetic uniformity).
- பிறப்புரிமையியல் திரிபுகளை (genotype modifications) மேற்கொள்ளக் கூடியமை.
- குறுகிய இடத்தில் பெருமளவு தாவரங்களைப் பெருக்கக் கூடியமை.
- நோய்த்தொற்றற்ற (pathogen-free) தாவரங்களை உருவாக்கக் கூடியமை.
- வருடம் முழுவதும் தாவரங்களைப் பெற்றுக் கொள்ளக் கூடியமை.
- வாழ்தகவுடைய வித்துக்களை உண்டாக்காத தாவரங்களையும் பெருக்கக் கூடியமை.
இழையவளர்ப்பின் மூலம் பெருக்கப்படும் தாவரங்கள்: அந்தூரியம் (Anthurium andreanum), வாழை (Banana), அன்னாசி (Pineapple), ட்ரகன் பழம் (Dragon fruit).
4. வித்துக்கள் மூலமான இலிங்க இனப்பெருக்கம் (Seed / Sexual Propagation)
Seed germination — seedlings
Wikipedia → · CC
தாவரங்களின் மிகப் பொதுவான பெருக்க முறை வித்துக்கள் (seeds) மூலமானதாகும். எனவே, தரமான வித்துக்களின் உற்பத்தி பு+ங்கனியியல் (horticulture) துறையில் முதன்மையானது. வித்துமுளைத்தல் (germination) ஆரம்பிப்பதற்கு மூன்று நிபந்தனைகள் திருப்தி செய்யப்பட வேண்டும்:
- வித்துக்கள் உயிருள்ளவையாக (viable) இருக்க வேண்டும்.
- பொருத்தமான சுற்றாடல் நிபந்தனைகளுக்கு வெளிப்படுத்தப்பட வேண்டும்.
- இருக்கும் உறங்குநிலை (dormancy) கலைக்கப்பட வேண்டும்.
அந்தூரியம் (Anthurium), ஓக்கிட் (Orchid) போன்றவை வித்துக்கள் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படுவது வழமை; எனினும் தற்போது இழையவளர்ப்பும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
5. பதிய இனப்பெருக்க முறைகள் (Vegetative Propagation)
Vegetative propagation — Kalanchoe
Wikipedia → · CC
பதியமுறையில் (vegetative) பெருக்கப்படும் தாவரம் பெற்றோர்த் தாவரத்தைப் பிறப்புரிமை ரீதியில் கிட்டத்தட்ட முற்றிலும் ஒத்திருக்கும். முக்கிய முறைகள் கீழே தரப்பட்டுள்ளன.
| முறை (Method) | விளக்கம் (Description) | எடுத்துக்காட்டுகள் (Examples) |
|---|---|---|
| வேறாக்கல் & பிரித்தல் (Separation & Division) | இயற்கையாகவே தனிப்படுத்தக்கூடிய கட்டமைப்புகள் — வேர்த்தண்டுக் கிழங்குகள் (rhizomes), குமிழ்கள் (bulbs), தண்டுக்கிழங்குகள் (corms); பிரித்தலில் வேரும் தண்டும் கொண்ட பகுதிகளாக வெட்டப்படுகிறது (ஓடிகள்/runners, படரிகள்/stolons). | Alocasia, Gladiolus, Chlorophytum, Mentha |
| வெட்டுத்துண்டங்கள் (Cuttings) | தண்டு, இலை, வேர் அல்லது இலையரும்புத் துண்டு ஒன்று முழுத் தாவரமாக வளரும். இடம்மாறிப்பிறந்த வேர்கள் (adventitious roots) உருவாதல் இன்றியமையாதது. தண்டு/இலையரும்பு வெட்டுக்கு வேர்மட்டும்; வேர்/இலை வெட்டுக்கு அரும்பும் வேரும் தேவை. | Roses, Ficus, Dracaena, Begonia, Sansevieria |
| பதிவைத்தல் (Layering) | தண்டு பெற்றோர் தாவரத்தோடு இணைந்திருக்கும்போதே வேர்கொள்ளச் செய்யப்படுகிறது; வேர் உருவாகும்வரை பெற்றோர் தாவரம் ஊட்டமளிக்கிறது. சில தாவரங்கள் தாமாகவே பதிய ஒட்டுகின்றன. | Roses, Hibiscus, Strawberry, Cynodon |
| ஒட்டுதல் (Grafting) | இரு தாவரங்கள் இணைக்கப்பட்டு ஒரே ஆரோக்கியத் தாவரமாகச் செயற்படுகின்றன. ஒன்று வேர்த்தொகுதியைத் (rootstock/understock) தருகிறது, மற்றொன்று விரும்பிய மேற்பகுதியை (scion) தருகிறது. | Roses |
இலங்கையின் அலங்காரத் தாவரத் துறையில் வெட்டுப்பு+க்களாக (cut flowers) அந்தூரியமும் ஓக்கிட்டுகளும்; இலையழகுத் தாவரங்களாக (foliage plants) Rose, Dracaena, Begonia ஆகியன காணப்படுகின்றன.
Genetic Engineering
Amoeba Sisters
- இருமடியத்தன்மை / Diploidy
- முழுவாற்றல் (totipotency) / Totipotency
- ஒளிச்சேர்க்கை / Photosynthesis
- ஒடுக்கற்பிரிவு / Meiosis
- நீராற்பகுப்பு / Hydrolysis
பதில் / Answer
- கலம் பிரியாமை / Cell cannot divide
- தனிக் கலம் முழுத் தாவரமாக வளரும் வல்லமை / A single cell can grow into a whole plant
- கலம் இரட்டிப்பாதல் / Cell doubling only
- வேர் மட்டுமே உருவாதல் / Forms only roots
- -
பதில் / Answer
- 1838 — சீல்டன் & சுவான் / 1838 — Schleiden & Schwann
- 1859 — டார்வின் / 1859 — Darwin
- 1953 — வாட்சன் & கிறிக் / 1953 — Watson & Crick
- 1865 — மெண்டல் / 1865 — Mendel
- 1900 — டிவ்ரீஸ் / 1900 — de Vries
பதில் / Answer
- திறந்த வயல் / Open field
- கிருமியழிக்கப்பட்ட, in vitro / Aseptic, in vitro
- நீர்-வளர்ப்பு குளம் / Aquaculture pond
- மண் இல்லாத காற்று / Open air only
- -
பதில் / Answer
- கலங்கள், காலஸ், மூலமுதலுருக்கள் / Cells, callus, protoplasts
- மூலமுதலுருக்கள் மட்டும் / Only protoplasts
- விதைகள் மட்டும் / Only seeds
- மகரந்தம் மட்டும் / Only pollen
- -
பதில் / Answer
- புதிய இனங்களை உருவாக்கல் / Creating new species
- பிறப்புரிமை ஒத்த அங்கிகளை நகலாக்கல் / Cloning genetically identical organisms
- விதைகளை அழித்தல் / Destroying seeds
- மண்ணை வளமாக்கல் / Enriching soil
- -
பதில் / Answer
- சுக்குரோஸ் / Sucrose
- மாபோசணை + நுண்போசணைப் பொருள்கள் / Macro- and micronutrients
- ஏகார் / Agar
- ஒட்சின்கள் / Auxins
- விற்றமின்கள் / Vitamins
பதில் / Answer
- குளுக்கோஸ் / Glucose
- சுக்குரோஸ் (sucrose) / Sucrose
- மாப்பொருள் / Starch
- செல்லுலோஸ் / Cellulose
- லிப்பிட் / Lipid
பதில் / Answer
- சைற்றோகைனின்கள் & ஒட்சின்கள் / Cytokinins & auxins
- ஏகார் & நீர் / Agar & water
- உப்பு & சர்க்கரை / Salt & sugar
- நியூக்கிளிக் அமிலங்கள் / Nucleic acids
- -
பதில் / Answer
- சுக்குரோஸ் / Sucrose
- ஏகார் (agar) / Agar
- ஒட்சின் / Auxin
- விற்றமின் / Vitamin
- நீர் / Water
பதில் / Answer
- காபன் மூலம் + சக்தி / Carbon source + energy
- மூலத்தாவரப் பகுதிக்கு ஆதாரம் + காற்றூட்டல் அதிகரிப்பு / Physical support for explant + increases aeration
- ஒளி உறிஞ்சல் / Light absorption
- நோய் தடுப்பு / Disease control
- -
பதில் / Answer
- LB medium
- Murashige and Skoog (MS) medium
- Sabouraud medium
- Nutrient agar
- Potato dextrose agar
பதில் / Answer
- முளைவகைகளது விரைவான பெருக்கம் / Rapid clone multiplication
- நோய்த்தொற்றற்ற தாவர உற்பத்தி / Pathogen-free plant production
- மண் அரிப்பை அதிகரித்தல் / Increasing soil erosion
- சீரான பாரம்பரியத் தன்மை / Genetic uniformity
- குறுகிய இடத்தில் பெருமளவு உற்பத்தி / Mass output in small space
பதில் / Answer
- பெருமளவு தாவரங்களைக் குறுகிய இடத்தில் உற்பத்தி / Mass production in small space
- அதிக நீர் தேவை / Needs more water
- வருடம் ஒருமுறை மட்டும் / Only once a year
- விதை மட்டும் உற்பத்தி / Only seeds
- -
பதில் / Answer
- நெல் / Paddy
- அந்தூரியம் (Anthurium) / Anthurium
- தேயிலை விதை / Tea seed
- கோதுமை / Wheat
- -
பதில் / Answer
- வித்து உயிருள்ளதாக இருத்தல் / Seed must be viable
- பொருத்தமான சுற்றாடல் / Suitable environment
- உறங்குநிலை கலைதல் / Dormancy overcome
- ஒட்டுதல் வெற்றி / Successful grafting
- -
பதில் / Answer
- அலிங்க / Asexual
- இலிங்க (sexual) / Sexual
- பதிய / Vegetative
- நகல் / Clonal
- -
பதில் / Answer
- பெற்றோரிலிருந்து முற்றிலும் வேறுபட்டது / Completely different from parent
- பெற்றோருடன் கிட்டத்தட்ட ஒத்தது / Nearly identical to parent
- இருமடி மாறி / Doubled ploidy
- ஒருமடி / Haploid
- -
பதில் / Answer
- வேர்த்தண்டுக் கிழங்கு, குமிழ், தண்டுக்கிழங்கு / Rhizomes, bulbs, corms
- மகரந்தப்பை / Anther
- மலர் இதழ் / Petal
- விதை மட்டும் / Seed only
- -
பதில் / Answer
- மலர்தல் / Flowering
- இடம்மாறிப்பிறந்த வேர் உருவாதல் (adventitious roots) / Adventitious root formation
- விதை உருவாதல் / Seed set
- ஒளிச்சேர்க்கை நிறுத்தம் / Stopping photosynthesis
- -
பதில் / Answer
- ஆரம்ப வேர் / Primary roots
- இடம்மாறிப்பிறந்த வேர் (adventitious roots) / Adventitious roots
- கிளை வேர் / Lateral roots
- துணை வேர் / Tap roots
- -
பதில் / Answer
- வேர் மட்டும் / Only roots
- அரும்பும் வேரும் இரண்டும் / Both new shoot and root systems
- இலை மட்டும் / Only leaves
- மலர் மட்டும் / Only flowers
- -
பதில் / Answer
- Begonia / பிகோனியா
- ரோஜா விதை / Rose seed
- நெல் / Paddy
- ஒட்டு மா / Grafted mango
- -
பதில் / Answer
- தண்டு வெட்டப்பட்டுத் தனியாக வேர்விடல் / Stem cut off and rooted separately
- தண்டு பெற்றோரோடு இணைந்திருக்கும்போதே வேர்விடல் / Stem rooted while still attached to parent
- விதை மூலம் / Through seed
- மகரந்தச் சேர்க்கை / Pollination
- -
பதில் / Answer
- ஊடகம் / The medium
- பெற்றோர் தாவரம் / The parent plant
- மண்ணுரம் / Fertilizer
- ஒளி / Sunlight alone
- -
பதில் / Answer
- Strawberry / ஸ்ட்ரோபெரி
- நெல் / Paddy
- கடலை விதை / Bean seed
- ஈஸ்ட் / Yeast
- -
பதில் / Answer
- ஒட்டு (scion) / Scion
- வேர்த்தண்டு (rootstock/understock) / Rootstock / understock
- காலஸ் / Callus
- கேம்பியம் / Cambium
- -
பதில் / Answer
- வேர்த்தண்டு / Rootstock
- ஒட்டு (scion) / Scion
- குமிழ் / Bulb
- தண்டுக்கிழங்கு / Corm
- -
பதில் / Answer
- ஒட்டின் கேம்பியம் வேர்த்தண்டின் கேம்பியத்துடன் நெருங்கித் தொடர்பில் இருத்தல் / Scion cambium in close contact with rootstock cambium
- கேம்பியம் அகற்றப்படல் / Cambium removed
- ஒளி தேவையில்லாமை / No light needed
- விதை சேர்த்தல் / Adding seeds
- -
பதில் / Answer
- தைலகாய்டு / Thylakoid
- காலஸ் பாலம் (callus bridge) / Callus bridge
- மலர் / Flower
- குமிழ் / Bulb
- -
பதில் / Answer
- வேறுபடாத பாரன்கைமாக் கலங்களின் திரள் / Mass of undifferentiated parenchyma cells
- முதிர்ந்த உரிய நாளம் / Mature phloem vessel
- மலர் இதழ் / A petal
- ஒளிச்சேர்க்கை நிறமி / A pigment
- -
பதில் / Answer
- அந்தூரியமும் ஓக்கிட்டுகளும் / Anthurium and orchids
- நெல்லும் கோதுமையும் / Paddy and wheat
- தேயிலையும் இறப்பரும் / Tea and rubber
- தென்னையும் பனையும் / Coconut and palmyra
- -
பதில் / Answer
- இழையவளர்ப்பின் அடிப்படைத் தத்துவத்தைப் பெயரிட்டு விளக்குக. / Name and explain the underlying principle of tissue culture. (2)
- இழையவளர்ப்பு ஊடகத்தின் நான்கு முக்கிய கூறுகளைக் கூறுக. / State four main components of a tissue culture medium. (2)
- இழையவளர்ப்பின் மூன்று முக்கியத்துவங்களைக் கூறுக. / Give three importances of tissue culture. (3)
- ஒட்டுதலில் (grafting) கேம்பியத் தொடர்பும் காலஸ் பாலமும் ஏன் முக்கியம்? / Why are cambium contact and the callus bridge important in grafting? (3)
மாதிரி விடை / Model answer
(ஆ) அசேதன உப்புக்கள்; சேதனப் பதார்த்தங்கள் (சுக்குரோஸ் + வளர்ச்சிச் சீராக்கிகள் + விற்றமின்); நீர்; ஏகார் (திண்மமாக்கும் காரணி). (2)
(இ) முளைவகைகளது விரைவான/பெருமளவிலான பெருக்கம்; சீரான பாரம்பரியத் தன்மை; நோய்த்தொற்றற்ற தாவர உற்பத்தி; குறுகிய இடத்தில் வருடம் முழுவதும் உற்பத்தி (ஏதேனும் மூன்று). (3)
(ஈ) ஒட்டின் கேம்பியம் வேர்த்தண்டின் கேம்பியத்துடன் நெருங்கித் தொடர்பில் இருப்பதால்தான் கலப்பிரிவு நடந்து இணைப்பு ஏற்படும்; முதலில் காலஸ் (வேறுபடாத பாரன்கைமாக் கலத்) திரள் பாலம் ஒட்டுக்கும் வேர்த்தண்டுக்கும் இடையே உருவாகி அவற்றை இணைக்கிறது. (3)
அலங்காரத் தாவரத் துறையில் பயன்படும் இலிங்க மற்றும் பதிய இனப்பெருக்க முறைகளை எடுத்துக்காட்டுகளுடன் விபரிக்க. / Describe, with examples, the sexual and vegetative propagation methods used in the floriculture industry.
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• வேறாக்கல்/பிரித்தல் — rhizomes, bulbs, corms, stolons; எ.கா. Alocasia, Gladiolus, Mentha.
• வெட்டுத்துண்டங்கள் — இடம்மாறிப்பிறந்த வேர் அவசியம்; எ.கா. Rose, Ficus, Begonia.
• பதிவைத்தல் — பெற்றோரோடு இணைந்தே வேர்கொள்ளல்; எ.கா. Hibiscus, Strawberry.
• ஒட்டுதல் — scion + rootstock; கேம்பியத் தொடர்பு + காலஸ் பாலம்; எ.கா. Rose.
• இழையவளர்ப்பு — பெருமளவில் சீரான, நோயற்ற தாவர உற்பத்தி.
பதில் / Show answer
- முழுத்திறன் (totipotency) — ஒரு கலம் முழுத் தாவரமாக மாறும்.
- விளக்கப்பகுதி → கல்லஸ் → நாற்று.
- நோயற்ற, ஒரே மாதிரி நகல்கள்; விரைவான பெருக்கம்.