जड़ गाँठ
जड़ गाँठ, जिसे रूट नोड्यूल भी कहा जाता है, पौधों की जड़ों पर पाए जाते हैं, मुख्य रूप से फलियां, जो नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया के साथ सहजीवन बनाती हैं।[1] नाइट्रोजन -सीमित परिस्थितियों में, सक्षम पौधे राइज़ोबिया नामक बैक्टीरिया के एक मेजबान-विशिष्ट तनाव के साथ सहजीवी संबंध बनाते हैं।[2] यह प्रक्रिया फलियों के भीतर कई बार विकसित हुई है, साथ ही रोसिड क्लेड के भीतर पाई जाने वाली अन्य प्रजातियों में भी।[3] फलीदार फसलों में सेम, मटर और सोयाबीन शामिल हैं।
फलीदार पौधों की जड़ों की ग्रंथिकाओं में, वायुमंडल से नाइट्रोजन गैस (N2) अमोनिया (NH3) में परिवर्तित हो जाती है, जिसे बाद में अमीनो एसिड (प्रोटीन के निर्माण खंड), न्यूक्लियोटाइड ( डीएनए और आरएनए के निर्माण खंड और साथ ही महत्वपूर्ण ऊर्जा अणु एटीपी ) और अन्य कोशिकीय घटकों जैसे विटामिन, फ्लेवोन और हार्मोन में आत्मसात कर लिया जाता है।[4] गैसीय नाइट्रोजन को स्थिर करने की उनकी क्षमता फलियों को एक आदर्श कृषि जीव बनाती है क्योंकि नाइट्रोजन उर्वरक की उनकी आवश्यकता कम हो जाती है। दरअसल, उच्च नाइट्रोजन सामग्री गांठों के विकास को अवरुद्ध कर देती है, क्योंकि इससे पौधे को सहजीवन बनाने में कोई लाभ नहीं होता है। नोड्यूल में नाइट्रोजन गैस को विभाजित करने के लिए ऊर्जा पत्ती से स्थानांतरित होने वाली चीनी से आती है ( प्रकाश संश्लेषण का एक उत्पाद)। सुक्रोज के विघटन उत्पाद के रूप में मैलेट जीवाणु के लिए प्रत्यक्ष कार्बन स्रोत है। नोड्यूल में नाइट्रोजन स्थिरीकरण ऑक्सीजन के प्रति बहुत संवेदनशील है। फलीदार पौधों की गांठों में लेगहीमोग्लोबिन नामक लौह युक्त प्रोटीन पाया जाता है, जो पशुओं में पाए जाने वाले मायोग्लोबिन से काफी मिलता-जुलता है, तथा श्वसन में प्रयुक्त ऑक्सीजन गैस के प्रसार में सहायता करता है।[5]
सिम्बायोसिस
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फलीदार परिवार
[संपादित करें]N2 स्थिरीकरण में योगदान देने वाले पौधों में फलीदार परिवार शामिल है – फैबेसी – कुदज़ू, क्लोवर, सोयाबीन, अल्फाल्फा, ल्यूपिन, मूंगफली और रूइबोस जैसे टैक्सा के साथ। इनमें गांठों के भीतर राइजोबिया नामक सहजीवी जीवाणु होते हैं, जो नाइट्रोजन यौगिक उत्पन्न करते हैं, जो पौधे को बढ़ने और अन्य पौधों के साथ प्रतिस्पर्धा करने में मदद करते हैं। जब पौधा मर जाता है, तो निश्चित नाइट्रोजन निकल जाता है, जो इसे अन्य पौधों के लिए उपलब्ध कराता है, और इससे मिट्टी को उर्वर बनाने में मदद मिलती है।[6][7] अधिकांश फलीदार पौधों में यह संबंध पाया जाता है, लेकिन कुछ प्रजातियों (जैसे, स्टाइफ्नोलोबियम ) में यह संबंध नहीं पाया जाता है। कई पारंपरिक कृषि पद्धतियों में, खेतों में विभिन्न प्रकार की फसलों को उगाया जाता है, जिसमें आमतौर पर मुख्य रूप से या पूरी तरह से फलीदार फसल जैसे कि तिपतिया घास शामिल होती है, ताकि इसका लाभ उठाया जा सके।
गैर फलीदार
[संपादित करें]यद्यपि नाइट्रोजन-फिक्सिंग रूट नोड्यूल बनाने में सक्षम अधिकांश पौधे फलीदार परिवार फैबेसी से संबंधित हैं, फिर भी कुछ अपवाद हैं:
- एल्डर और बेबेरी जैसे एक्टिनोराइजल पौधे, फ्रैंकिया बैक्टीरिया के साथ सहजीवी संबंध के कारण, (कम जटिल) नाइट्रोजन-फिक्सिंग नोड्यूल्स बना सकते हैं। ये पौधे 8 पादप परिवारों में वितरित 25 प्रजातियों से संबंधित हैं।[8] 1998 में की गई गणना के अनुसार, इसमें लगभग 200 प्रजातियां शामिल हैं तथा इनमें नाइट्रोजन स्थिरीकरण की मात्रा राइजोबियल सहजीवन के बराबर ही है। एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक अंतर यह है कि इन सहजीवन में बैक्टीरिया कभी भी संक्रमण धागे से मुक्त नहीं होते हैं।[9]
- कैनाबेसी का एक उष्णकटिबंधीय वंश, पैरास्पोनिया भी राइजोबिया के साथ अंतःक्रिया करने तथा नाइट्रोजन-फिक्सिंग नोड्यूल्स बनाने में सक्षम है। चूँकि संबंधित पौधे एक्टिनोराइज़ल हैं, इसलिए यह माना जाता है कि पौधे ने अपने विकास में "भागीदार बदल दिया"।[10]
नाइट्रोजन को स्थिर करने की क्षमता इन परिवारों में सर्वत्र मौजूद नहीं है। उदाहरण के लिए, रोसेसी के 122 वंशों में से केवल 4 वंश ही नाइट्रोजन को स्थिर करने में सक्षम हैं। ये सभी परिवार कुकुरबिटेल्स, फेगेल्स और रोसेल्स ऑर्डर से संबंधित हैं, जो फेबेल्स के साथ मिलकर यूरोसिड्स का नाइट्रोजन-फिक्सिंग क्लैड (एनएफसी) बनाते हैं। इस क्लेड में, फैबेल्स शाखाबद्ध होने वाली पहली वंशावली थी; इस प्रकार, नाइट्रोजन को स्थिर करने की क्षमता मूल नाइट्रोजन-फिक्सिंग पौधे के अधिकांश वंशजों में प्लीसिओमॉर्फिक और बाद में खो गई हो सकती है; हालांकि, यह हो सकता है कि बुनियादी आनुवंशिक और शारीरिक आवश्यकताएं इन सभी पौधों के अंतिम सामान्य पूर्वजों में प्रारंभिक अवस्था में मौजूद थीं, लेकिन उनमें से कुछ में ही पूर्ण कार्य करने के लिए विकसित हुईं:
| परिवार: जेनेरा
बेटुलेसी : अलनस (एल्डर्स) कैनाबेसी : ट्रेमा कैसुअरिनेसी :
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कोरियारिएसी : कोरियारिया डेटिसकेसी : डेटिसका इलियाग्नेसी :
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माइरिकेसी :
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रम्नेसी :
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रोसेसी :
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गैलरी
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विसिया फबा फलों पर कीड़े। -
सोयाबीन की पु. -
रॉबिनिया स्यूडोसिया नंदुरस -
फ़ैबसी पाडप परिवार के विच्छेदितमेडिकागो रूट नंदुर का पास से चित्र। -
फ़ैबसी परिवार की जड़ ग्रंथियां। -
मेडिकागो इटालिका नंदुरस. -
नानुअर का क्रॉस सेक्शन. -
लोबिया(विग्ना अंगुइकुलाटाएफपीपीपी) मूल।
संदर्भ
[संपादित करें]- ↑ Wagner, Stephen C. (2011). "Biological Nitrogen Fixation". Nature Education Knowledge. 3 (10): 15.
- ↑ Wang, Qi; Yang, Shengming (2017). "Host-secreted antimicrobial peptide enforces symbiotic selectivity in Medicago truncatula". PNAS. 114 (26): 6854–6859. Bibcode:2017PNAS..114.6854W. doi:10.1073/pnas.1700715114. PMC 5495241. PMID 28607058.
- ↑ Doyle, Jeff J.; Luckow, Melissa A. (2003). "The Rest of the Iceberg. Legume Diversity and Evolution in a Phylogenetic Context". Plant Physiology (in अंग्रेज़ी). 131 (3): 900–910. doi:10.1104/pp.102.018150. ISSN 1532-2548. PMC 1540290. PMID 12644643.
- ↑ https://gml.noaa.gov/education/lesson_plans/Nitrogen%20Fixation%20in%20Root%20Nodules.pdf
- ↑ https://www.ajol.info/index.php/bajopas/article/view/227707/214937
- ↑ Postgate, John (1998). Nitrogen Fixation (3rd ed.). Cambridge UK: Cambridge University Press. ISBN 9780521648530.
- ↑ Smil, Vaclav (2000). Cycles of Life: Civilization and the Biosphere (in अंग्रेज़ी). Scientific American Library. ISBN 9780716750796.
- ↑ Dawson, J. O. (2008). "Ecology of Actinorhizal Plants". Nitrogen-fixing Actinorhizal Symbioses. Nitrogen Fixation: Origins, Applications, and Research Progress. Vol. 6. Springer. pp. 199–234. doi:10.1007/978-1-4020-3547-0_8. ISBN 978-1-4020-3540-1.
- ↑ Doyle, Jeff J. (1998). "Phylogenetic perspectives on nodulation: evolving views of plants and symbiotic bacteria". Trends in Plant Science. 3 (12): 473–778. doi:10.1016/S1360-1385(98)01340-5.
- ↑ Op den Camp, Rik; Streng, Arend; De Mita, Stéphane; Cao, Qingqin; Polone, Elisa; Liu, Wei; Ammiraju, Jetty S. S.; Kudrna, Dave; Wing, Rod (2011-02-18). "LysM-Type Mycorrhizal Receptor Recruited for Rhizobium Symbiosis in Nonlegume Parasponia". Science (in अंग्रेज़ी). 331 (6019): 909–912. Bibcode:2011Sci...331..909O. doi:10.1126/science.1198181. ISSN 0036-8075. PMID 21205637. S2CID 20501765.