वनस्पति–प्रजनन : आधुनिक वनस्पति-प्रजननात मनुष्याला जास्त फायदेशीर असणाऱ्या वनस्पतींची निर्मिती करण्यासाठी आनुवंशिक तत्त्वांचा उपयोग करण्यात येतो. आर्थिक दृष्ट्या किंवा सौंदर्य दृष्ट्या इच्छित गुण असलेल्या झाडांची निवड करण्यात येते. निवडलेल्या झाडांचे लैंगिक प्रजोत्पादन (कृत्रिम संकर) करण्यात येते. फलन झाल्यानंतर निर्माण होणाऱ्या प्रजेतूनही इच्छित गुण असणाऱ्या व्यक्तिगत झाडांची निवड करण्यात येते. अशा क्रियेची पिढ्यान्‌पिढ्या पुनरावृत्ती झाल्यानंतर इच्छित प्रकार निर्माण होऊ शकतो. याची आनुवंशिक रचना पूर्वजांपेक्षा आता वेगळी झालेली असते. वनस्पति-प्रजननाचे उद्देश : (१) जास्तीत जास्त इच्छित गुणांचा समावेश असलेले पिकांचे वाण निर्माण करणे. ह्यात चांगला दर्जा व जास्त उत्पादनाबरोबरच अनिष्ट वनस्पतींच्या व कीटकांच्या विरूद्ध रोगप्रतिकारक्षमता, पर्यावरणाला अनुकूलता दाखविणारे गुण, लागवडीची सुलभता, योग्य आकार, आकारमान व पक्कता काल वगैरे गुणधर्मांकडे लक्ष देतात. यंत्राने कापणी व मळणी सुलभ होण्यासाठी झाडांची एकसारखी उंची, फलांचा सारखा आकार व पक्कता वगैरे गुणधर्मांसाठीही निवड करता येते.

(२) फुलांच्या व शोभिवंत झाडांच्या बाबतीत फुलांची आकर्षकता, दीर्घकाळपर्यंत टवटवीत राहण्याची क्षमता, दीर्घकाळपर्यंत फुले येणे, सबंध झाड फुलांनी भरून जाणे वगैरे इष्ट गुणधर्म असलेले वाण निर्माण करणे.

इतिहास : वनस्पति-प्रजननाचा इतिहास पाहू गेले असता असे दिसते की, मानवी संस्कृतीच्या इतिहासाशी त्याची सांगड आहे. हिमयुगानंतर पाषाण युगातील मानव शिकारीच्या शोधात भटकत असे. त्या अवस्थेत मांसाहार व यदृच्छ्या उगवलेल्या जंगली वनस्पतींचे कंद, मुळे, पाने, फळे, बी इत्यादींचा त्याच्या आहारात समावेश होत असे. त्या वेळी भावी गरजांसाठी अन्नसंग्रह करण्याची प्रवृत्ती नव्हती. भटक्या जीवनातील तात्पुरत्या वसाहतीच्या आसपास खणून, तण काढलेल्या जमिनीत वाढलेल्या खाद्य वनस्पतींचे उत्पादन श्रमांच्या तुलनेत जास्त येते, हे त्यावेळच्या मानवाच्या सहज लक्षात आले असावे म्हणून दगडी किंवा लाकडी अवजारे वापरून प्राथमिक अवस्थेतील शेतीस चालना मिळाली असावी. खाद्य वनस्पतींची त्याप्रमाणे सहेतुक लागवड करताना त्यांच्या नैसर्गिक विविधतेतून उपयोगी गुणांचा समन्वय असलेल्या अनेक जाती व उपजातींची निवड मानवाद्वारे होत गेली व त्यांचे अनेक प्रकार प्रचारात आले. कमीजास्त काळानंतर निरनिराळ्या प्रदेशांतील तत्कालीन मानवी वसाहतींनी स्थानिक रानटी वनस्पतींतून अनेक उपयोगी पिकांची निवड केली.

महत्त्वाच्या पिकांची मूलस्थाने : सध्या प्रचारात असलेल्या प्रत्येक पिकाचे मूलस्थान उपरोक्त कारणांमुळे अनेक देशांत विखुरलेले आहे. काही महत्त्वाच्या पिकांची मूलस्थाने खाली दिली आहेत. 

मूलस्थान 

पिके 

चीन 

कडधान्ये, सोयाबीन. 

इंडो-मलाया 

भात, ऊस, कडधान्ये, आंबा, तीळ, लिंबू, संत्रे, मोसंबे, केळी, देशी कापूस. 

मध्य व पश्चिम आशिया 

गहू, राय, हरभरा, करडई, द्राक्ष. 

आफ्रिका 

गहू, ज्वारी, बाजरी, कारळे. 

दक्षिण यूरोप 

गहू, जवस, सूर्यफूल, द्राक्ष, सफरचंद. 

मध्य व दक्षिण अमेरिका 

मता, बटाटा, भुईमूग, वांगे, टोमॅटो, घेवड्याचे काही प्रकार, मिरची,पपई, तंबाखू, लांब धाग्याचा कापूस इत्यादी. 

कोणत्याही पिकाच्या मूलस्थानाच्या आसपास त्याच्या संबंधित वन्य जाती व उपजाती निसर्गततःच विपुल असतात. वास्तविक त्यावरूनच पिकांच्या मूलस्थानाचा अंदाज करण्यात येतो, कारण अशा रानटी वनस्पतींच्या विविधतेतूनच मानवाने त्या पिकांची निवड केलेली असते. ही क्रिया आजही कमीजास्त प्रमाणात अखंडित चालू आहे.

आधुनिक इतिहास : जरी ॲसिरियन व बॅबिलोनियन संस्कृतीच्या शिला-चित्रासारख्या अवशेषांवरून (इ. स. पू. ७००) खजूराच्या बाबतीत कृत्रिम परागण [परागसिंचन ⟶ परागण] करण्याची पद्धत त्या वेळी अस्तित्वात असावी असे दिसते, तरी वनस्पतींच्या लैंगिक प्रजोत्पादनाचा पुरावा अनेक शतकांनंतर रूडोल्फ कॅमरेअरियस यांनी  १६९४ मध्ये प्रथम सप्रयोग सादर केला. त्यानंतरच वनस्पतींच्या कृत्रिम संकरांच्या (भिन्न नर व मादी यांचे मीलन घडवून आणणे) प्रयोगांना चालना मिळाली. अशा उल्लेखनीय प्रयोगात टॉमस फेअरचाइल्ड (१७१९), जे. जी. कल्रॉइटर (१७६३), टी. ए. नाइट (१७९९) व जॉन गॉस (१८२२) यांनी निर्मिलेल्या कार्नेशन, वाटाणा इ. वनस्पतींच्या संकरज जातींचा (संकराने घडविलेल्या प्रजेचा) समावेश करता येईल. १८६६ साली ग्रेगोर मेंडल यांचा वाटाण्यांच्या प्रकारांचे संकर घडवून आणण्याबाबतचा शोधनिबंध प्रसिद्ध झाला. हा शोधनिबंध म्हणजे आधुनिक आनुवंशिकीचा पाया होय पण दुर्दैवाने त्याची दखल एच्‌. द व्ह्‌रीस, सी. कॉरेन्स व ई. व्ही. चेर्‌माक ह्यांनी स्वतंत्रपणे १९०० साली घेईपर्यंत मेंडेल यांचे संशोधन अंधारातच राहिले. डब्ल्यू. एल्‌. जोहान्‌सन (१९०९) यांनी बियांच्या वजनाचे आनुवंशिकतेसंबंधी केलेले संशोधनही वनस्पतिप्रजननासाठी अत्यंत महत्त्वाचे आहे. मेंडेल यांच्याप्रमाणेच त्यांनीही घेवड्याच्या जातीतील एका स्वयंफलित पिकाच्या बियांच्या वजनाच्या आनुवंशिकतेचा अभ्यास केला. त्यांनी शेतकरी पिकवीत असलेल्या वाणांच्या बियांच्या सरासरी वजनापेक्षा कमी व जास्त सरासरी वजन असलेले प्रकार निवड पद्धती वापरून वेगळे केले व असा निष्कर्ष काढला की, स्वयंफलित वाणातील बियांच्या वजनातील फरक पर्यावरण व वाणातील निरनिराळ्या समयुग्मजी जनुकविधांमुळे [⟶ आनुवंशिकी] असतो. निवड पद्धतीने समयुग्मजी जनुकविधा चटदिशी १-२ पिढ्यांत वेगळ्या होतात व निरनिराळे सरासरी वजन असलेले वाण निर्माण होतात. या संशोधनामुळे निवड पद्धती व प्रजनन पद्धती यांमधील संबंध व निवड पद्धतीने करता येणाऱ्या  सुधारणेची मर्यादा स्पष्ट झाली. पुढे ⇨समष्टि-आनुवंशिकीतील संशोधनाने प्रजनन पद्धती व जनुकविधेतील वैविध्य यांतील संबंध आणखी स्पष्ट झाले. वाल्थर फ्लेमिंग (१८७९) व डब्ल्यू. वाल्डेअर (१८७९) यांनी कोशिका (पेशी), केंद्रक (कोशिकेतील प्रक्रियांवर नियंत्रण ठेवणारा जटिल गोलसर पुंज) तसेच गुणसूत्रे (आनुवंशिक लक्षणे एका पिढीतून पुढील पिढीत नेणारे सुतासारखे सूक्ष्म घटक) यांचे प्राथमिक निदर्शन केले. त्यामुळे कोशिका आनुवंशिकीत प्रगती झाली. या प्रगतीच्या आधारे उपयुक्त वनस्पती व प्राणी ह्यांच्या नैसर्गिक विविधतेतून किंवा कृत्रिम संकरजांच्या विविधतेतून अपेक्षित गुणसमूहांचा समन्वय साधणारी निवड करण्याचे शास्त्र व तंत्र प्रगत झाले. आधुनिक कृषिशास्त्रात पिकांच्या सुधारित जाती निर्माण करण्याकरिता वनस्पति-प्रजननशास्त्र महत्त्वाचे स्थान आहे.

मेंडेल यांचा शोधनिबंध १९०० मध्ये उजेडात आल्यानंतरच वनस्पति-प्रजननाला शास्त्रीय बैठक मिळाली. तेव्हापासून  आतापर्यंत एक गोष्ट ठळकपणे दिसून आली की, वनस्पतिसृष्टीत आनुवंशिक विविधतेची विपुल संपत्ती उपलब्ध आहे आणि वनस्पति-प्रजननकारांना तिचा योग्य तऱ्हेने उपयोग करण्यास खूप वाव आहे. ह्याबाबतीत आता फक्त सुरूवात झाली आहे.


झाडांचे मूल्यमापन : प्रजननकाराला निवड करताना कोणती झाडे वगळली पाहिजेत आणि कोणती झाडे पुढची पिढी निर्माण करण्याकरिता ठेवली पाहिजे, ह्याचे ज्ञान असणे आवश्यक आहे. हे ठरविण्यासाठी पिकातील सूक्ष्म फरकांची माहिती असणे आवश्यक आहे व वनस्पतीचा सर्वांगीण अभ्यास असणे जरूर आहे. प्रजननकाराला ज्या गुणांचा किंवा लक्षणांचा आनुवंशिकतेकरिता विचार करावा लागतो ती मुख्यत्वे परिमाणात्मक लक्षणे आहेत उदा., उंची, थंडी व अवर्षण प्रतिकारता, उत्पादन, पक्कतेचा काल. आर्थिक दृष्ट्या महत्त्वाच्या लक्षणांचा ह्यांत समावेश होत असल्यामुळे त्यांचे ज्ञान आवश्यक आहे. ह्या लक्षणांतील विभिन्नता ते ठरविणारी जनुकविधा व पर्यावरण या दोन्हींवर अवलंबून असते आणि त्यांची आनुवंशिकता बहुजनुकी असते [अनेक जनुकांवर म्हणजे गुणसूत्रांतील आनुवंशिक घटकांच्या एककांवर अवलंबून असते ⟶ जीन ]. ज्या लक्षणांच्या फरकांच्या मर्यादा स्पष्ट असतात, उदा., रंग (पांढरा विरुद्ध रंगीत), शर्कराविरूद्ध स्टार्चयुक्त मक्याचे दाणे इ., त्यांना गुणात्मक लक्षणे म्हणतात. ही लक्षणे असंतत, तर परिमाणात्मक लक्षणे संतत असतात. गुणात्मक लक्षणांच्या आनुवंशिकतेत एक किंवा अत्यंत थोड्या जनुकांचा भाग असतो.

निरनिराळ्या पिकांच्या पैदाशीबाबत प्रजननकाराने लक्षात घ्यावयाचे गुण येणेप्रमाणे : (१) उत्पादनक्षमता, (२) पीक लवकर तयार होणे, (३) आकार, वजन, रंग, स्वाद, रासायनिक घटक वगैरेंबाबतची आकर्षता, (४) रोगप्रतिकारक्षमता, (५) खते (अन्न) ग्रहण करण्याचे सामर्थ्य. यांखेरीज भात, गहू, कडधान्ये, गळिताची धान्ये, कापूस, तंबाखू वगैरे पिकांच्या बाबतीत काही विशेष अपेक्षाही असतात. असे जास्तीत जास्त गुण एकत्रित आणण्यासाठी पिकातील उपलब्ध वाण, संबंधित वन्य जाती, मूलस्थानातील जाती किंवा संकरण होऊ शकले, तर जवळच्या प्रजातींचा संकराकरिता उपयोग करतात.

 

वनस्पति-प्रजननाच्या पद्धती : समागम पद्धती : या पद्धतीचे दोन प्रकार आहेत : (१) स्वपरागित व (२) परपरागित [⟶ परागण ]. गहू, बार्ली (सातू), भात, वाटाणा, घेवडा व टोमॅटो मुख्यत्वे स्वपरागित आहेत तर मका, बाजरी इ. परपरागित आहेत. जर एकाच झाडावरील एका फुलातील परागांचे दुसऱ्या फुलातील किंजल्कावर (स्त्री-केसराच्या टोकावर) स्थानांतर झाले, तर ते स्वपरागण होय म्हणजे त्या बाबतीत स्वफलन घडून येते. याउलट जर एका झाडावरील फुलांतील परागांचे दुसऱ्या झाडावरील फुलातील किंजल्कावर स्थानांतर झाले, तर ते परपरागण (पर-फलन) होय. पहिल्या प्रकारात अंतप्रजनन घडून येते, तर दुसऱ्या प्रकारात बहिप्रजनन होते. समष्टीतील (एकूण समूहातील) जनुकविधा वैविध्य व समयुग्मतेचे प्रमाण समष्टिनिर्मितीत चाललेल्या समागम पद्धतीवर अवलंबून असते. त्यामुळे ही माहिती प्रजनकाराला अत्यंत उपयुक्त आहे. प्रजनन पद्धतीवर नियंत्रण ठेवून प्रजननकार समष्टीतील जनुकविधा वैविध्य आणि समयुग्मतेचे प्रमाण यांवर नियंत्रण ठेवू शकतो.

कृत्रिम रीत्या प्रजनन करीत असताना लक्षात ठेवावयाची महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे स्त्री जनकाच्या किंजल्यावर फक्त इच्छित नर जनकाचेच पराग पोहोचले पाहिजेत. इतर पराग येणार नाहीत ह्याची काळजी घेणे आवश्यक असते. याकरिता स्त्री जनकाच्या फुलातील किंजल्क ग्रहणशील होतो तेव्हा अशी फुले कागदाच्या पिशव्यांनी झाकून टाकतात व त्याआधी ती द्विलिंगी असल्यास परागकोश प्रथम अलगद काढून टाकावे लागतात. यामुळे स्वपरागण व त्यानंतरचे स्व-फलन टळते. त्यानंतर ज्या जातीशी कृत्रिम संकर घडवून आणावयाचा असेल त्या जातीच्या नर जनकाच्या फुलांतील पराग गोळा करून स्त्री जनकाच्या फुलांवरील पिशव्या अलगद काढून किंजल्कावर त्यांचे सिंचन करतात व पुन्हा पिशव्यांनी ती आच्छादतात. अशा फुलात परफलनानंतर मिळालेले बी संकरज आहे किंवा नाही हे दोन मूळच्या जाती वा प्रकार, त्यांची पहिली पिढी व त्यानंतरच्या दोन-तीन पिढ्या यांच्या तुलनात्मक अभ्यासाने सिद्ध केले जाते.

स्वपरागित जातींचे प्रजनन : हे करण्याकरिता ज्या गोष्टींचा अवलंब करण्यात येतो त्या येणेप्रमाणे : (१) सामूहिक निवड, (२) शुद्ध वंशक्रम निवड व (३) संकरण. ह्यात विलग होणाऱ्या पिढ्यांच्या बाबतीत वंशावली पद्धत, स्थूल पद्धत आणि संकर पूर्वज संकरण पद्धतीचा अवलंब करण्यात येतो.

सामूहिक निवड : या निवडित समष्टीतील इच्छित वाटणाऱ्या व्यक्तिगत झाडांचे बी गोळा करण्यात येते. पुढची पिढी निर्माण करण्यासाठी ह्या संग्रहातील मिश्र बी उपयोगात आणतात. सामूहिक निवड बहुधा जे प्रकार शेतकऱ्यांच्या एका पिढीतून दुसऱ्या पिढीत दीर्घकालांतराने हस्तांतरित होतात त्यांना सुधारण्यासाठी विस्तृतपणे वापरतात. पांरपारिक पद्धतीत बियांसाठी उत्कृष्ट झाडे राखण्यात येतात किंवा निकृष्ट झाडे वगळ्यात येतात. चांगल्या झाडांचे बी पुढील हंगामातील पेरणीसाठी साठवण्यात येते. सामूहिक निवडीत आता सुधारणा करण्यात आली आहे. उत्कृष्ट झाडांची कापणी अलगपणे करतात. त्यांच्यापासून निर्माण झालेल्या संततीची तौलनिक पहाणी करण्यात येते व चांगली संतती देणाऱ्या उत्कृष्ट झाडांचे बी लागवडीस वापरतात. कमी आनुवंशिकता असलेल्या परिमाणात्मक लक्षणांच्या बाबतीत दृश्यरूप निवडीपेक्षा संतती निवड सामान्यतः जास्त परिणामकारक असते.  

शुद्ध वंशक्रम निवड : या निवडीत बहुधा तीन कमीअधिक स्पष्ट अशा पायऱ्या असतात : (१) आनुवंशिक दृष्ट्या विभिन्नता दर्शविणाऱ्या  समष्टीतून उत्कृष्ट वाटणाऱ्या अनेक पादपांची (वनस्पतींची) निवड. (२) निवडलेल्या व्यक्तिगत पादपांपासून संततीची निर्मिती आणि बरीच वर्षेपर्यंत तिची पाहणी करून तिचे मूल्यमापन करणे. (३) जेव्हा नुसती पाहणी करून निवड शक्य नसते तेव्हा विस्तृत प्रमाणावर चाचणी करणे आवश्यक ठरते. अस्तित्वात असलेल्या वाणापेक्षा जी उत्कृष्ट संतती ठरेल तिच्यापासून सुधारित वाण तयार होतो व त्याचे लागवडीसाठी वितरण करण्यात येते. 

संकरण : स्वपरागित जातींच्या पैदाशीच्या संबंधात काळजीपूर्वक निवड केलेल्या जनकांच्या मध्ये योजनाबद्ध संकरण घडवून आणण्याची पद्धत विसाव्या शतकात महत्त्वपूर्ण ठरली आहे. दोन किंवा अधिक भिन्न वाणांत असणाऱ्या इच्छित जनुकांचे संयोजन करणे हा संकरणाचा उद्देश असतो. त्यामुळे जनकांपेक्षा बऱ्याच बाबतीत श्रेष्ठ असणाऱ्या व शुद्ध प्रजनन करणाऱ्या संततीची निर्मिती शक्य होते. संकरजाचा उपयोग खाली दिल्याप्रमाणे करतात. 

(१) वंशावली प्रजननात दोन जनुकविधांचा संकर करण्यात येतो. प्रत्येक जनुकविधेत जी एक किंवा अधिक इच्छित लक्षणे असतील त्यांचा दुसऱ्यात अभाव असतो. जर मूळच्या दोन जनकांद्वारे सर्व इच्छित लक्षणे मिळत नसतील, तर पहिल्या पिढीतील संकरजाचे (स) तिसऱ्या  जनकांशी संकरण करण्यात येते. वंशावली पद्धतीत उत्तरोत्तर पिढ्यांतीन श्रेष्ठ प्रकार निवडण्यात येतात आणि जनक-संतती संबंधाची नोंद ठेवण्यात येते.

(२) स्थूल पद्धतीत स पिढीची (दोन स संकरजांत संकरण करून मिळणाऱ्या पिढीची) पेरणी नेहमीच्या पेरणीप्रमाणे मोठ्या भूखंडात करण्यात येते. पीक पक्व झाल्यावर त्याची कापणी मोठ्या प्रमाणावर करतात आणि पुढील पिढीसाठी अशाच मोठ्या भूखंडावर उपयोगात आणतात. स्थूल पद्धतीच्या प्रजननामुळे ज्या पादपांचे अतिजीविता मूल्य अत्यंत कमी आहे ते नैसर्गिक निवडीच्या क्रियेमुळे वगळले जाण्याची प्रवृत्ती निर्माण होते. ह्या पद्धतीचा मुख्य फायदा हा आहे की, प्रजननकाराला अत्यंत कमी खर्चात मोठ्या संख्येने पादप व्यक्तिशः हाताळता येतात.


(३) संकर पूर्वज संकरण पद्धती : लागवडीखालील जनकात एखादा विशिष्ट गुणधर्म आणण्यासाठी संकरण केले असेल (उदा., विशिष्ट रोगाला प्रतिकारक्षमता), तर ही पद्धती वापरतात. यात संकरजाचे लागवडीखालील जनकाशी पुनसंकरण करतात. ते पुढील २-३ पिढ्या चालू ठेवतात. पुनसंकरणामुळे संकरजात लागवडीखालील जनकाचे आवश्यक गुणधर्माचे समयुग्मजन होते आणि दुसऱ्या जनकाकडून घ्यावयाच्या गुणधर्मासाठी दरवेळी निवड करत राहिल्यास हा गुणधर्म ठरविणारे जनुक विषमयुग्मज राहतात आणि नंतर करत राहिल्यास हा गुणधर्म ठरविणारे जनुक विषमयुग्मज राहतात आणि नंतर स्वफलन व निवडीचे तंत्र वापरून या गुणधर्मासाठीचे जनुकासाठी समयुग्मजता मिळवितात.

संकर प्रकाराची निर्मिती व संकऱण ह्यात असा फरक आहे की, पूर्वोक्त बाबतीत फक्त स संकर पादपनिर्मिती हे लक्ष्य असते आणि शुद्धप्रजनन समष्टीच्या निर्मितीकडे लक्ष देण्यात येत नाही. [⟶ संकरज ओज].

आ. १. संकरित मका : दुहेरी संकरण : अ, आ, इ व ई हे चार स्वतंत्र अंतप्रजनित वंशक्रम आहेत. प्रथम अ चे आ शी आणि इ चे ई शी संकरण करण्यात येते आणि मग या दोन संकरणांपासून मिळालेल्या संकरजांचे संकरण करून व्यापारी संकरित बीजाचे उत्पादन करण्यात येते. येथे दर्शविलेल्या झुबका तोडण्याच्या मेहनतीच्या प्रक्रियेऐवजी आता स्वपरागण न होणारे वंशक्रम वापरण्याची पद्धत मोठ्या प्रमाणावर वापरण्यात येते.परपरागित जातींचे प्रजनन : ह्या प्रकाराचे प्रजनन करण्यासाठी ज्या पद्धती अवलंबितात त्यांपैकी महत्त्वाच्या (१) सामूहिक निवड, (२) संकर प्रकार निर्मिती आणि (३) संश्लेषित प्रकार निर्मिती ह्या होत. परपरागित जाती ह्या निसर्गतः पुष्कळ लक्षणांच्या बाबतीत संकर (विषमयुग्मज) असल्यामुळे त्यांची शुद्ध निपज केल्यास ओज हानी होते, म्हणून वरील पद्धतीत विषमयुग्मजतेचे रक्षण करणे किंवा ती पूर्ववत आणण्याचे मुख्य लक्ष्य असते.

सामूहिक निवड : परपरागित जातींच्या बाबतीतही सामूहिक निवडीचे स्वरूप स्वपरागित जातींतील पद्धतीसारखेच असते. उत्कृष्ट दिसणाऱ्या पादपांची बहुसंख्येने निवड करण्यात येते. त्यांची कापणी मोठ्या प्रमाणात करतात. हाती आलेले बी पुढील पिढी निर्माण करण्यासाठी राखून ठेवण्यात येते. गुणात्मक लक्षणे सुधारण्याच्या बाबतीत सामूहिक निवड अतिशय परिणामकारक ठरली आहे. परिमाणात्मक लक्षणे सुधारण्यासाठी मात्र साधी सामूहिक निवड न वापरता निवडलेल्या पादपांच्या प्रजेचा अभ्यास करून इच्छित गुणधर्माच्या आनुवंशिकतेच्या अभ्यासाची जोड देऊन निवड केली, तर परिमाणात्मक लक्षणांत सावकाश सुधारणा होत राहते.

संकर प्रकार : मक्याच्या दोन भिन्न वाणांचा संकर केल्यास स पिढीत ⇨संकरज ओज निर्माण होतो, असे प्रथम जी. एच्‌. शल ह्यांना दिसून आले. त्यावर आधारलेली संकरित मक्याची निर्मिती व पैदास इतकी वाढली की, त्यामुळे अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांच्या आर्थिक संपन्नतेत लक्षणीय वाढ झाली. संकरित मक्याच्या प्रकारनिर्मितीच्या तीन पायऱ्या आहेत : (१) श्रेष्ठ पादपांची निवड. (२) अंतःप्रजनित वंशक्रमाची श्रेणीने निर्मिती करण्यासाठी बऱ्याच पिढ्यांपर्यंत स्वपरागण करणे. हे अंतःप्रजनित वंशक्रम जरी एकमेकांपासून भिन्न असले, तरी ते शुद्ध प्रजनक व पुष्कळ अंशी एकसमान असतात. (३) निवडलेल्या अंतःप्रजनित वंशक्रमांचे संकरण. अंतप्रजनन क्रियेत वंशक्रमाचा ओज शेतातील नैसर्गिक परागणाने निर्माण होणाऱ्या पिकांपेक्षा बराच कमी होतो पण जेव्हा दोन संबंधित नसणाऱ्या अंतःप्रजनित वंशक्रमांचे संकरण करण्यात येते तेव्हा हा ओज पुन्हा पूर्ववत होतो आणि काही वंशक्रमांच्या बाबतीत स संकर निसर्गतः परपरागित पिकांपेक्षा जास्त ओजस्वी असतो.

व्यवहारात पुष्कळसा संकरित मका दुहेरी संकरणाने तयार करतात. यात चार अंतःप्रजनित वंशक्रम वापरतात. त्यांचे जोडीने संकरण करण्यात येते (अ × आ आणि इ × ई). नंतर दोन स१ संकरजांचे संकरण करण्यात येते : (अ × आ) × (इ × ई) ह्यामुळे जास्त उत्पादनक्षम व्यापारी स बी मिळते. (आ. १).

संश्लेषित प्रकार : संयोजनक्षमतेत श्रेष्ठ असलेल्या बहुसंख्य जनुकविधांचे आंतरसंकरण करून संश्लेषित प्रकार तयार करतात. ज्या जनुकविधांमुळे सर्व संयोगांत संकरणानंतर उत्तम संकर मिळतो अशा जनुकविधा निवडतात. संश्लेषित वाणात संकरज ओज असतो. उत्तरोत्तर हंगामांत वापरण्यात योग्य असे बी ते निर्माण करतात. चाऱ्याच्या पिकांच्या प्रजननात संश्लेषित प्रकार मोठ्या प्रमाणावर तयार करण्यात आले आहेत. 

प्रत्यावर्ती निवड : परपरागित जातींच्या प्रजननाकरिता ह्या पद्धतीचा आता मर्यादित उपयोग करण्यात येऊ लागला आहे. प्रत्यावर्ती निवडीचे चार प्रकार सुचविण्यात आले आहेत. दृश्यरूपावर आधारित, साधारण संयोगक्षमतेकरिता, विशिष्ट संयोगक्षमतेकरिता आणि व्युत्क्रमी निवड. या प्रकारांतील कार्यपद्धती समान आहे. फक्त चाचणी जनकाच्या निवडीबाबत ते भिन्न आहेत.

पिकांची अलैंगिक अभिवृद्धी : अलैंगिक रीत्या अभिवृद्धी करण्यात येणाऱ्या पिकांत फार थोडी पिके लैंगिक दृष्ट्या वंध्य आहेत, उदा., केळ. अशा जातींचे लागवडीखालील प्रकार बहुधा विस्तृतपणे मिश्र असलेल्या जनकांपासून निर्माण झालेले असतात. जेव्हा बीपासून त्यांची अभिवृद्धी करण्यात येते (लैंगिक प्रजननानंतर) तेव्हा निर्माण होणारी संतती अतिशय विभिन्न असते. तिचे जनक जगण्याच्या स्पर्धेत ज्या लक्षणाच्या एकत्रीकरणामुळे यशस्वी झाले व जी फायदेशीर ठरली ती लक्षणे तिच्यात क्वचितच टिकून राहतात. बटाटा, सफरचंद यांसारख्या झाडांच्या बाबतीत ही गोष्ट दिसून येते (ह्यांची अभिवृद्धी कलमाने करतात). रासबेरी, द्राक्षे व अननस ह्या फल पिकांनाही हे लागू आहे.


अलैंगिक रीत्या अभिवृद्धी करण्यात येणाऱ्या पिकांच्या प्रकारांत आनुवंशिक दृष्ट्या समान असणाऱ्या पादपांच्या विशाल समूहांचा समावेश होतो. नवीन व सुधारित प्रकार रूजू करण्याचे दोन मार्ग आहेत : (१) लैंगिक प्रजननाद्वारे व (२) कायिक ⇨उत्परिवर्तनाच्या द्वारे, उदा., शेवंतीसारख्या शोभिवंत झाडाच्या बाबतीत.

नवीन वाणाचे वितरण व निगा : सुधारित नवीन प्रकारांचे फायदे पुरेसे बियाणे निर्माण होऊन त्यांचे व्यापारी उत्पादन होईपर्यंत प्रत्यक्षात मिळत नाहीत. प्रजननकार बहुधा सुरूवातीस उपयोगी पडेल असे बियाणे ठेवतो. याला ‘प्रजननकाराचे बियाणे’ म्हणतात. हे बियाणे वापरून प्रजननानंतर जे बियाणे मिळते त्याला ‘पायाभूत बियाणे’ म्हणतात. ह्या बियाण्याची निर्मिती बहुधा कृषी विभाग व कृषी संशोधन संस्था करतात. तिसरी पायरी प्रमाणित बियाणे निर्माण करण्याची आहे. पायाभूत बियाण्यापासून मोठ्या प्रमाणावर हे बियाणे तयार करतात. शेतकऱ्यांबना किंवा बागाईतदारांना ह्याच बियाणाचे वितरण करण्यात येते. प्रमाणीकरण सरकार करते. ह्याकरिता काही मानदंड ठरविण्यात आले आहेत. ह्या बियाण्याची निगा व्यवस्थतिपणे ठेवणे आवश्यक असते. (‘बीज’ या नोंदीतील ‘बीजगुणन व वितरण’ ही माहिती पहावी).

आ. २. कोशिकाद्रव्यीय नर-वंध्यतेचा उपयोग करून संकरित ज्वारीची निर्मिती.संकरित वाणनिर्मितीची विशेष तंत्रे : (१) कोशिकाद्रव्यीय नर-वंध्यता : बऱ्याचशा पिकांच्या जातींत असे प्रकार आढळतात की ज्यांच्यात पराग फलनक्षम नसतात. तथापि ही परागवंध्यता संकरजातनाहीशी करता येते. जेव्हा नर-वंध्य वंशक्रमाचे परागण पुनःस्थापित वंशक्रमाच्या परागाने करण्यात येते तेव्हा स संकरजाचे बियाणे मोठ्या प्रमाणात मिळविता येते. ह्या पद्धतीच्या उपयोगामुळे संकरित पीकनिर्मितीचा बराच खर्च वाचला आहे. ही पद्धती मका, ज्वारी, कांदा व शर्करा-बीट या पिकांचे व्यापारी  प्रमाणावर संकरज निर्माण करण्यासाठी आता उपयोगात आणतात.

(२) बहुगुणित : पिकांच्या बऱ्याच जाती बहुगुणित म्हणजे ज्यांच्या शरीर कोशिकांतील गुणसूत्रांची संख्या प्रजोत्पादक कोशिकांतील गुणसूत्र संख्येच्या तिप्पट वा अधिक पट आढळते अशा आहेत [⟶ बहुगुणन ]. बहुगुणनामुळे पाने, फुले व फळे याची आकारमाने मोठी होऊ शकतात. त्यांतील काही रासायनिक द्रव्यांतही वृद्धी होऊ शकते. बहुगुणनामुळे वंध्यत्वही निर्माण होऊ शकते व त्यामुळे फळे बिनबियांची. बहुगुणनामुळे वंध्यत्वही निर्माण होऊ शकते व त्यामुळे फळे बिनबियांची राहतात. बहुगुणनाच्या ह्या गुणधर्माचा प्रजननकारांनी उपयोग करून घेतला आहे. कॉल्चिसीन ह्या रासायनिक संयुगाद्वारे बहुगुणन प्रवर्तित करता येते. चाऱ्याचे गवत, क्लोव्हर, वॉटरक्रेस (नॅस्टरशियम ऑफिसिनेल) किंवा लुतपुतिया ह्या पिकांची कृत्रिम बहुगुणिते मोठ्या प्रमाणावर लागवडीखाली आहेत. बिनबियांची टरबुजे (कलिंगडे) तयार करण्यासाठी प्रसामान्य द्विगुणित व कृत्रिम बहुगुणित यांच्यात संकरण करतात. निर्माण झालेले संकरज वंध्य असल्यामुळे त्यांच्यात बिया तयार होतत नाहीत.

(३) बहुवंशक्रमीय प्रकार : गव्हासारख्या स्व-परागित जातीतील प्रकाराची झाडे बहुधा आनुवंशिक दृष्ट्या सारखी असतात. बहुवंशक्रमीय प्रकारदेखील आनुवंशिक दृष्ट्या सारखी असतात. बहुवंशक्रमीय प्रकारदेखील आनुवंशिक दृष्ट्या सारख्या असणाऱ्या झाडांनी बनलेले असतात पण त्यांच्यात अनेक वंशक्रम असतात. हे वंशक्रम रोगप्रतिकारक्षमतेच्या बाबतीत मात्र एकमेकांपासून भिन्न असतात. भिन्न भिन्न रोगप्रतिकारक्षमता असलेल्या पादपांचे पूर्वसंकरण करून प्रत्येक घटक वंशक्रम निर्माण करण्यात येतो आणि सर्वसाधारण प्रत्यावर्ती जनक प्रकार तयार करतात. बहुवंशक्रमीय रचना करण्याचा उद्देश हा असतो की, जर एखाद्या घटक वंशक्रमाची रोगप्रतिकारक्षमता ढासळली, तर बाकीच्या प्रतिकार वंशक्रमांच्यामुळे उत्पादन कायम राखता येईल.

(४) अर्धगुणित : सध्या अनेक पीक जातींतील मुख्यतः प्रसामान्य असलेले पादप (बीजुकधारी) म्हणजे ज्यांच्यातील गुणसूत्रांची संख्या अर्धी आहे असे, निर्माण करण्यात शास्त्रज्ञांना यश मिळाले आहे. त्यामुळे ह्या पिकांतील शुद्ध वंशक्रम मिळविणे अतिशय सुलभ झाले आहे. अशा अर्धगुणितांचे नियंत्रित उत्पादन करून कॉल्चिसिनाद्वारे त्यांच्या गुणसूत्रांची संख्या दुप्पट करण्यात येते. त्यामुळे अर्धसूत्रणातील वियोजन पुनःसंयोजनाचे पहिले उत्पाद ताबडतोब स्थिर होतात. स्वपरागित जातीतील संकरजात ह्या पद्धतीमुळे जवळजवळ पूर्णपणे समयुग्मजता व समांगता निर्माण करता येते आणि परपरागित जातीत अंतःप्रजनित वंशक्रमांशी समतुल्य असलेले वंशक्रम तयार करता येतात. परागकोशात किंवा परागांच्या पोषक संवर्धात (उदा., तंबाखू) अर्धगुणिते प्रवर्तित होऊ शकतात किंवा आंतरजातीय संकरणातील एका जनकातील गुणसूत्रांचा संच वगळून (उदा., गहू व बार्ली) अर्धगुणिते मिळविण्यात आली आहेत. ⇨अनिषेकजननाच्या द्वारेही अर्धगुणिते निर्माण करता येतात.

(५) नवीन लैंगिक संकरण : तृणधान्यांच्या जातींमध्ये संकरण घडवून त्या दोन्ही जातींतील उपयुक्त गुण संकरजात आणून नवीन जाती निर्माण करणे शक्य आहे, हे ए. म्यून्टझिंग ह्यांनी गहू व राय ह्यांचे संकरण करून ट्रिटिकेल ही नवीन जाती निर्माण करून दाखविली. आता गहू × ओट, बार्ली × गहू अशी संकरणेही यशस्वीपणे करण्यत आली आहेत. ह्या संकरणात वृद्धि-हॉर्मोनांचा [⟶ हॉर्मोने, वनस्पतींतील] उपयोग करून फलन सुलभपणे करता येते. गर्भाची  वाढ कृत्रिम रीत्या संवर्धात रोपावस्थेपर्यंत करतात.


(६) उत्परिवर्तने : आता पीक पैदाशीच्या कार्यक्रमात प्रवर्तित उत्परिवर्तनांच्या उपयोगाला महत्त्व प्राप्त झाले आहे. प्रारणांच्या [तरंगरूपी ऊर्जांच्या ⟶ प्रारण जीवविज्ञान] किंवा रासायनिक संयुगाच्या द्वारे उत्परिवर्तने प्रवर्तित करता येतात. त्यामुळे अनुवंशिका विविधतेत वृद्धी होते. उपयुक्त गुणांचे पादप मिळण्याचीही शक्यता असते. भारतात तुर्भे येथील ⇨मामा अणुसंशोधन केंद्र, नवी दिल्ली येथील ⇨भारतीय कृषी संशोधन संस्था, काही कृषी विद्यापीठे व संस्था येथे याबाबतीत लक्षणीय कार्य झाले आहे. भाभा अणुसंशोधन केंद्राने भात, गहू, भुईमूग, तीळ, मूग, उडीद, ऊस व ताग ह्या पिकांतील चांगले उत्परिवर्त निर्माण केले आहेत. गॅमा किरणांचा उत्परिवर्तनासाठी उपयोग करून चार नवीन पीक प्रकार या केंद्राने शेतकऱ्यांना उपलब्ध करून दिले आहेत. तुरीचा ट्रॉम्बे-विशाखा–१ हा प्रकार लवकर परिपक्व होतो आणि त्याचे बी आकारमानाने मोठे आहे. मुगाचा टॅप–७ प्रकार अधिक उत्पादन देणारा आहे. तागाच्या टीकेजे–४० या प्रकारापासून तंतूचे जास्त उत्पन्न मिळते. भुईमुगाचा टीजी–१७ प्रकार उन्हाळी लागवडीसाठी आहे. उत्परिवर्तनाच्या तंत्राचा उपयोग करूनच गव्हाचे व भाताचे अर्धठेंगू (निमबुटके) प्रकार निर्माण केले आहेत.

वनस्पतींची रोगप्रतिकारक्षमता त्यांच्यातील विशिष्ट जनुकांमुळे असते. अशी जनुके उत्परिवर्तनामुळे निर्माण होत असून निसर्गातील वनस्पतींत आढळतात. रोगप्रतिकारक्षमता असलेले सुधारित वाण निर्माण करणे हे वनस्पति-प्रजननातील एक महत्त्वाचे क्षेत्र आहे. गव्हाच्या ⇨ तांबेरा (गेरवा) रोगप्रतिबंधक वाणांची निर्मिती या क्षेत्रातील प्रगती दाखविते. खोडावरील तांबेरा रोग निर्माण करणाऱ्या कवकांच्या (बुरशीसारख्या हरितद्रव्यरहित वनस्पतींच्या) सूक्ष्मभेद असलेल्या ३०० हून जास्त शरीरक्रियावैज्ञानिक प्रकार आहेत. त्यांच्या वाढीस प्रतिबंध करणारी जनुकेही अनेक असून त्यांना एसआर (Sr) असे नाव दिले आहे. प्रतिकारक्षमता कवकाच्या विशिष्ट प्रकारापुरती मर्यादित असते. निसर्गातील अशी जनुके असलेल्या गव्हाच्या व गव्हाशी संबंधित असलेल्या वनस्पती शास्त्रज्ञांनी शोधून काढल्या असून त्यांमधील रोगप्रतिबंधक जनुकांचा संकरण आणि निवड पद्धतीने सुधारित वाणात अंतर्भाव करण्याची तंत्रे विकसित केली आहेत. यात लागवडीखालील ओटमधील जनुक (एसआर-२७) तसेच ॲग्रोपायरॉन इलाँगेटम ह्या गवतातील रोगप्रतिबंधक जनुक (एसआर-२६) हे गव्हात आणण्यात मिळविलेले यश उल्लेखनीय आहे. ई. आर्‌. सिअर्स,नॉट, एच्‌. किहारा वगैरे शास्त्रज्ञांनी त्यासाठी महत्त्वाचे काम केले आहे. असा तांबेरा प्रतिकारक वाण निर्माण करण्यासाठी भाभा अणुसंशोधन केंद्रानेही आनुवंशिकीय अभियांत्रिकीचा उपयोग केला आहे. ॲग्रोपायरॉन इलाँगेटममधील एसआर-२६ तसेच रायमधील एसआर-२७ ही जनुके गव्हात आणण्यासाठी त्यांचा व २८ गुणसूत्रे असलेल्या गव्हाचा संकर करून गव्हाचे आणि एसआर-२७ जनुक असलेले रायचे गुणसूत्र असलेली पादपे या राय व गव्हाच्या संकरजातून निवडली. नंतर त्यांची फुले गॅमा किरणांना उद्‌भासित (उघडी) करण्यात आली. यामुळे काही फुलांत रायमधील एसआर-२७ जनुक असलेला गुणसूत्राचा तुकडा गव्हाच्या गुणसूत्रात स्थानांतरित झालेला आढळला. असा बदल झालेल्या परागकणांनी निर्माण केलेली संतती निवडून तीमधून २८ गुणसूत्रे असलेला तांबेरा प्रतिबंधक गहू मिळविण्यात आला व नंतर एसआर-२७ जनुकाचा इतर सुधारित वाणांत अंतर्भाव केला गेला.

सध्या मोठ्या प्रमाणावर लागवडीखाली असलेल्या कल्याण सोनाच्या सुधारित वाणात ही एसआर-२६ व एसआर-२७ या जनुकांचा अंतर्भाव केला आहे. वर दिल्याप्रमाणे अनेक रोगप्रतिबंधक जनुकांचा अंतर्भाव असलेले सुधारित वाण निर्माण करण्यात बरीच प्रगती झाली असली, तरी हे काम सतत चालू ठेवावे लागेल. कारण सध्याच्या प्रतिकार करणाऱ्या जनुकांना न बळी पडणारे कवकांचे प्रकार नैसर्गिक उत्परिवर्तनामुळे निर्माण होत राहतील.

वर दिलेल्या वनस्पति–प्रजननाच्या पद्धती मुख्यत्वे पारंपारिक स्वरूपाच्या आहेत. आता वनस्पति–प्रजननातील प्रगतीची उपलब्धता वाढविण्यासाठी व प्रजननाची उद्दिष्टे सफल करण्यासाठी नवीन मार्ग शरीरक्रियाविज्ञानातील प्रगतीमुळे वापरात येत आहेत. यात मुख्यत्वे (१) ऊतके (समान रचना व कार्य असलेल्या कोशिकांचे समूह) व कोशिका परीक्षानलिकेत वाढवून त्यांपासून नवीन रोपे तयार करणे, (२) परीक्षानलिकेत कोशिका संकरण घडवून संकरित वनस्पती मिळविणे व (३) पुनःसंयोगित डीएनए तंत्र [⟶ रेणवीय जीवविज्ञान ] यांचा उल्लेख करावा लागेल.

आ. ३. परीक्षानलिकेत ऊतक संवर्धन तंत्राने तयार केलेले सागाचे रोप.(१) ऊतकांच्या परीक्षानलिकेत संवर्धनाच्या प्रयोगाला गॉटली व हावरलांट यांनी १९०२ मध्ये सुरूवात केली पण त्यांना फार यश आले नाही. नंतर पी. आर्‌. व्हाइट, आर्‌. जे. गॉथरेट, सी. नोबेकोर्ट इ. शास्त्रज्ञांच्या प्रयोगांना यश येऊन अशा संवर्धनाचे तंत्र निश्चित केले गेले. १९५७ मध्ये एफ्‌. सी. स्ट्यूअर्ड यांनी परीक्षानलिकेत वाढणाऱ्या गाजराच्या ऊतकांची वा कोशिकांची पोषण द्रव्ये बदलली असता त्यांत गर्भ निर्माण झाल्याची नोंद केली. या व अशा प्रयोगांमुळे ऊतक अगर कोशिकेपासून गर्भ व रोपे निर्माण करण्याची तंत्रे उपलब्ध झाली. या तंत्राचा वनस्पति-प्रजननाला पूरक म्हणून वापर चालू झाला आहे. बियांपासून लागवड होणाऱ्या वनस्पतीच्या प्रजननात समयुग्मजता आणणे आवश्यक असते व ती आणण्यासाठी बराच काळ लागतो. त्याऐवजी निसर्गातील उत्तम वाढणाऱ्या व इष्ट गुणधर्म असलेल्या पादपाचे अलैंगिक गुणन केल्यास हे गुणधर्म असलेली संतती लागवडीसाठी निर्माण करता येते. 

ऊतक संवर्धनाच्या तंत्राने पुणे येथील नॅशनल केमिकल लॅबोरेटीने चंद्रपूरच्या जंगलातील उत्कृष्ट सागाची झाडे निवडून त्यांच्या कोंबांच्या ऊतकापासून प्रयोगशाळेत असंख्य समगुणी रोपटी तयार करून ती प्रथम लहान कुंड्यांत काळजीपूर्वक वाढविली व नंतर ती चंद्रपूरच्या जंगलात लागवडीसाठी वापरली. त्यांच्यापासून तयार होत असलेल्या झाडांची वाढ उत्तेजनक आहे. सागाच्या बियांपासून रोपे तयार करण्यातील इतर अडचणीही (फारच थोडे बी दीर्घकाळानंतर रूजणे व लागवडीसाठी रोपे तयार होण्यास ३–४ वर्षांचा काळ लागणे) यामुळे दूर होतील. अशाच तऱ्हेचे प्रयोग परदेशात आफ्रिकन तेल माडावर यशस्वी झाले असून भारतात नारळ, काजू, चंदन, निलगिरी वगैरे पिकांची रोपे या पद्धतीने मिळविण्याचे प्रयत्न चालू आहेत.

परदेशात जवळजवळ २०० व्यापारी संस्था या पद्धतीने शोभिवंत फुलझाडे, स्ट्रॉबेरी, फुलकोबी, सफरचंद इ. पिकांची रोपे तयार करत आहेत. नेदर्लंड्‌समध्ये शोभिवंत झाडांच्या अशा सु. १ कोटी रोपांचा व्यापार होतो. [⟶ ऊतक संवर्धन].

ऊतक संवर्धनाप्रमाणेच कोशिका संवर्धनातही कोशिकाविभाजनाने निर्माण झालेल्या कोशिका एकत्र राहून त्यांचे प्रथम किरणात (ज्यातून नवीन वृद्धिबिंदू विकसित होतात अशा पातळ भित्ती कोशिका–पुंजक्यात) असलेल्या ऊतकात व नंतर गर्भात रूपांतर होते. अशा नाजूक गर्भावर बीजचोल (संरक्षक बीजआच्छादन) नसल्यामुळे लागवडीसाठी त्यांचा उपयोग करणे कठीण असते. यातून कीथ रोडेनबॉग यांनी मार्ग काढून मानवनिर्मित बी तयार केले व ते अजमोदा (सेलरी) या वनस्पतीच्या लागवडीसाठी वापरले गेले आहे. त्यांनी अजमोद्याच्या खोडाच्या कोशिकांचे संवर्धन केले व संश्लेषित हॉर्मोनांचा उपयोग करून किणांच्यापासून गर्भ विकसित केले. या गर्भांना बीजचोलाप्रमाणे आच्छादण्यासाठी जेलीसारखा कार्बनी पदार्थ वापरला व प्रत्येक गर्भ स्वतंत्र रहावा म्हणून जेलीसारख्या पदार्थावर सूक्ष्मजीवांद्वारे ऱ्हास होऊ शकणाऱ्या बहुवारिकाचा (पॉलिमरचा) थर दिला. या आवरणामुळे परीक्षानलिकेतील गर्भ वेगळे ठेवून बियांपासून लागवडीसाठी वापरता आले.

(२) परीक्षानलिकेतील संकरण : पादप कोशिकांच्या भित्ती एंझाइमाच्या (जीवरासायनिक विक्रिया घडून येण्यास मदत करणाऱ्या प्रथिनाच्या) साहाय्याने नष्ट केला असता राहिलेल्या जीवद्रव्यास प्राकल म्हणतात. अशी निरनिराळ्या वनस्पतींची प्राकले परीक्षानलिकेत एकत्र आणून त्यांचे पॉलिएथिलीन ग्लायकॉलाच्या (पी ई जी) साहाय्याने संकरण घडविता येते. या पद्धतीने निरनिराळ्या प्रजातीतील व निरनिराळ्या जातींतील पादपांच्या प्राकलांच्या मीलनाने संकरित कोशिका मिळू शकतात व त्यांपासून काही वेळा नवीन पादप तयार करता येते. या पद्धतीने निकोटियाना ग्लॉका व सोयाबीन, गाजर (डॉकस कॅरोटा) व इगोपोडियम पोडोग्रारिया, ॲराबिडॉप्सिस थॅलियानाब्रॅसिका कँपेस्ट्रिस, बटाटा (सोलॅनम ट्यूबरोजम) व टोमॅटो (लायकोपर्सिकॉन लायकोपर्सिकम) इ. वनस्पतींच्या कोशिकांचे संकरज मिळाले आहेत पण या तंत्रांचे महत्त्व अजून तरी संशोधनाच्या अवस्थेत आहे.

आ. ४. पादप कोशिका संवर्धनात उत्परिवर्ताची निवड करण्याच्या सर्वसाधारण प्रक्रियेचे निरूपण : एकगुणित पादपांपासून कोशिकासंवर्धन प्रस्थापित करून अप्रभावी तसेच प्रभावी उत्परिवर्तनांतून निवड करणे शक्य असते. कोशिका समूहातील आनुवंशिकता संबंधित चलनशीलता उत्परिवर्तन निर्मितीमुळे वाढते व एखादे नवीन प्रवर्तित उत्परिवर्तन लक्षण व्यक्त होण्यासाठी अविवेचक परिस्थितीत कोशिकांचे अंतपोषण करावे लागते. उत्परिवर्तन न झालेल्या कोशिकांपेक्षा (खुल्या वर्तुळांनी दर्शविलेल्या) उत्परिवर्तित कोशिकांच्या (रेषांकित वर्तुळांनी दर्शविलेल्या) वाढीस मदत करणाऱ्या संवर्धन माध्यमात ठेवल्यावर मोठ्या प्रमाणावर वा संपूर्णतः उत्परिवर्तित कोशिकांनी युक्त अशी संवर्धने मिळतात. शेवटी पुनर्जनित पादपाच्या जननक्षमतेसाठी स्वयंस्फूर्त किंवा रासायनिक संस्करणाला प्रतिसाद म्हणून निर्माण झालेले द्विगुणन आवश्यक असते.

जेरेमी बर्जेस (१९८४) यांच्या मते प्राकल संकरण तंत्र वनस्पति-प्रजननात क्रांती घडवून आणण्यात अयशस्वी झाले आहे. मात्र या तंत्राचा पुनःसंयोगित डीएनए मिळविण्यासाठी उपयोग करण्याचे प्रयत्न चालू आहेत. कोशिकांच्या प्राकलांपासून जे. एफ्. शेपर्ड व त्यांचे सहकारी यांनी रसेल बरबँक या प्रकारच्या बटाट्याच्या व टोमॅटोच्या पर्ण कोशिकांच्या प्राकलांच्या मीलनातून टोमॅटोतील रोगप्रतिकारक जनुकांचा समावेश असलेले संकरज मिळविले आहेत. 

कोशिका संवर्धनाच्या इतर उपयोगांत उत्परिवर्तनाच्या वापराने लालऐवजी नारिंगी फळे असलेला टोमॅटोचा प्रकार डेव्हिड एव्हान्झ व विल्यम शार्प यांनी तयार केला. कोशिका संवर्धनाचा उपयोग करून व्हायरसमुक्त प्रजा निर्माण करणेही शक्य होते. याशिवाय वनस्पतीत तयार होणारे उपयुक्त घटक (उदा., औषधी गुणधर्म असलेले घटक, उपयुक्त रंग इ.) परीक्षानलिकेत ऊतक संवर्धनातही तयार होत असून मोठ्या प्रमाणावरील लागवडीऐवजी प्रोयगशाळेत वाढविलेल्या ऊतकापासून ते मिळविण्याचे प्रयत्न चालू आहेत. तसेच वनस्पति-प्रजननकाराला लागणारे समयुग्मजी द्विगुणित पादप पराग संवर्धनामधून मिळणाऱ्या एकगुणित पादपापासून सहज मिळविता येतात. (आ. ४).

(३) पुनःसंयोगित डीएनए व रूपांतरण या तंत्रात (अ) विशिष्ट गुणांसाठी जबाबदार असलेले डीएनए (जनुक), (आ) या डीएनएचा यजमान कोशिकेत प्रवेश होण्यासाठी लागणारे वाहक व (इ) पादपाच्या प्राकलातील डीएनएमध्ये बर्हिजात डीएनएचे निवेशन करून प्राकलापासून पुन्हा नवीन लक्षणांचा अंतर्भाव असलेल्या पादपाची निर्मिती या तीन पायऱ्या येतात. अशा प्रयोगांना विशेषतः एककोशिकीय सजीवांमध्ये बरेच यश आले असून काही सूक्ष्मजंतूंचे विशिष्ट रसायने तयार करणारे सुधारित वाण निर्माण केले गेले आहेत. सुरूवातीच्या प्रयोगांत वनस्पतींत माथा गाठ [⟶ गाठी, वनस्पतींच्या] तयार होण्यास जबाबदार असलेल्या ॲग्रोबॅक्टिरियम ट्युमिफेसियन्स या सूक्ष्मजंतूतील टी प्लास्मिडाचा (गुणसूत्रबाह्य आनुवंशिक घटक असलेल्या कोशिकांगाचा) जनुकवाहक म्हणून उपयोग करण्यात आला. या प्लास्मिडाबरोबर त्याला जोडलेल्या विशिष्ट गुणधर्म ठरविणाऱ्या डीएनएला प्राकलात प्रवेश मिळतो व प्लास्मीड बाजूला राहून या डीएनएचे प्राकलातील डीएनएशी एकात्मीकरण होते. 


अशा प्रयोगासाठी सध्या कडधान्यासारख्या द्विदल धान्याच्या मुळात नायट्रोजन स्थिरीकरण करून ते धान्याच्या पादपाला उपलब्ध करून देणाऱ्या सूक्ष्मजंतूसंबंधी संशोधन चालू आहे. यात अंतिम उद्दिष्ट इतर पिकांची नायट्रोजनाची गरज अशा सूक्ष्मजंतूतील नायट्रोजन स्थिरीकरणाला लागणाऱ्या जनुकांचे स्थानांतरण करून भागविणे हे आहे. या अभ्यासात नायट्रोजनाच्या स्थिरीकरणात लागणारी एंझाइमजटिले माहीत झाल्यास ती निर्माण करण्यासाठी लागणारे डीएनए मिळविणे शक्य होईल. यासाठी क्लेबसिएल्ला म्यूमोनी ह्या सूक्ष्मजंतूवरील अभ्यासात ७ ऑपेरॉन गटातील एकूण १७ जनुके नायट्रोजनाच्या स्थिरीकरणासाठी लागतात, असे दिसून आले आहे. नायट्रोजन स्थिरीकरण करणाऱ्या इतर काही एककोशिकीय सजीवांसंबंधीही असे संशोधन चालू आहे व त्यामुळे कडधान्यासारख्या पिकांच्या मुळातील ऱ्हायझोबियम ह्या सहजीवी सूक्ष्मजंतूंमुळे होणाऱ्या नायट्रोजन स्थिरीकरणाच्या प्रक्रियेबद्दल ज्ञान उपलब्ध होत आहे.

जननद्रव्य परिरक्षण : वनस्पति-प्रजननाद्वारे पिकांचे सुधारित वाण, जाती किंवा संकरज यशस्वीपणे निर्माण करावयाचे असल्यास निरनिराळ्या उपयुक्त लक्षणांच्या वनस्पतींचा उपयोग करावा लागतो. त्यांत वन्य वनस्पतींचाही समावेश आहे. लागवडीखाली असलेल्या पिकांना पुष्कळ रोग बऱ्याचदा होतात कारण त्या विशिष्ट रोगांना प्रतिकार करावयाची त्यांची क्षमता नष्ट झालेली असते. त्यांच्याशी संबंध असणाऱ्या वन्य वनस्पतींत ती बहुधा कायम असते, म्हणून त्यांचा उपयोग रोगप्रतिकार करणाऱ्या जनुकांचे निवेशन होण्यासाठी संकरणात करण्यात येतो. यास्तव अशा वनस्पतींच्या निरनिराळ्या उपयुक्त लक्षणांनी तयार केलेल्या पिकांच्या जननद्रव्याचे परिरक्षण होणे आवश्यक आहे. त्यामुळे कोणत्याही देशातील प्रजननकारांना त्यांच्या प्रयोगासाठी विनासायास अशी साधनसामग्री मिळू शकेल.

वरील गोष्टी विचारात घेऊन १९७४ मध्ये रोम येथे इंटरनॅशनल बोर्ड फॉर प्लँट जेनेटिक रिसोर्सेस (आय बी पी जी आर) ही संस्था स्थापन करण्यात आली. १९८४ पर्यंत अशा प्रकारच्या ३० जनुक पेढ्या (जीन बॅक्स) स्थापन झाल्या. संग्रहित विभेद किंवा वाण संरक्षित व जिवंत राहावेत आणि गरजूंना ते उपलब्ध करून घ्यावेत हा जनुक पेढ्याचा उद्देश आहे. १९८४ साली ह्या जनुक पेढ्यांत मुख्यत्वे तृणधान्यांचे वाण संग्राहित केलेले होते आणि इमारती लाकडाच्या महत्त्वाच्या झाडांचे जननद्रव्य संग्रहित करण्याचे प्रयत्न चालू होते.  

इ. स. १९८३ मध्ये जगातील अन्न पिकांच्या जनुकांची देखभाल करण्यासाठी आंतरराष्ट्रीय यंत्रणा निर्माण झाली. संयुक्त राष्ट्रांच्या अन्न व शेती संघटनेच्या (एफ ए ओ) १५२ सभासद राष्ट्रांपैकी बहुतेकांनी ह्या गोष्टीला तत्त्वतः मान्यता दिली आहे. पादप प्रजनन धनाचा जगभर मुक्तपणे योग्य प्रकारे विनियोग व्हावा ह्या दृष्टीने आंतरशासकीय समित्या बनविण्याचीही शिफारस करण्यात आली आहे. 

जननद्रव्य परिरक्षणाच्या पद्धतीमध्ये आता लक्षणीय प्रगती झाली आहे. पादप ऊतक व कोशिका गोठवून त्यांचे परिरक्षण करता येते. काही जातींच्या प्ररोह विभज्या (सक्रिय वाढ होणाऱ्या कोंबातील स्थानिक विभाजनशील, अविभेदित कोशिकांचा गट) गोठवून द्रव नायट्रोजनामध्ये–१९६ से. तापमानाखाली ठेवतात. ह्या ऊतकांची साठवण केल्यानंतर प्रत्यक्ष उपयोगाच्या वेळी ती लवकर वितळतात आणि आगराच्या पोषण माध्यमावर त्यांची चांगली वाढ होते. तद्‍नंतर त्यांची रोपे जमिनीत लावून त्यांची वाढ करता येते. या पद्धतीमुळे वनस्पति-प्रजननाचे धन, वन्य जाती व पिकांच्या लागवड जातींच्या परिरक्षणाचे काम सुलभ झाले आहे.

पहा : आनुवंशिकी उत्परिवर्तन ऊतक संवर्धन प्रजनन संकरज ओज.

संदर्भ : 1. Allard, R. W. Principles of Plant Breeding, New York, 1960.

           2. Baylirs, M. W. Perspective in Plant Cell and Tissue Culture, New York, 1980.

           3. Brewbaker, J. L. Agricultural Genetics, Englewood Cliffs, N. J., 1964.

           4. Briggs, F. N. Knowles, P. F. Plant Breeding, 1967.

           5. Chandrasckharan, S. N. and others, Cytogeneties and Plant Breeding, Madras, 1960.

           6. Elliot, F. C. Plant Breeding and Cytogenetice, New York, 1958.

           7. Frey, K. J. Plant Breeding Ames, 1966.

           8. Hayes, H. K. Immer, F. R. Smith, C. D., Methods of Plant Breeding, New York, 1955.

           9. Lawrence, W. J. C. Plant Breeding, London, 1968.

           10. Muntzing, A. Genetics : Basic and Applied, Stockholm, 1967.

           11. Poehman, J. M. Breeding Field Crops, New York, 1959.

           12. Richharia, R. H. Plant Breeding Technique in Recent Years, Bangalore, 1959.

           13. Russel, G. E. Plant Breeding for Pesy and Disease Resistance, London, 1968.

           14. Thorpe, J. J. Ed., Frontiers of Plant Tissue Culture, Calagary, 1975.

देवडीकर, गो. बा. ज्ञानसागर, वि. रा.

Close Menu
Skip to content