जड़ गाँठ

अंगूठाकार|पौधे और जड़ ग्रंथिकाओं में सहजीवी जीवाणुओं (सियान) के बीच संबंध का सरलीकृत आरेख 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।Wagner Stephen C. 2011 Biological Nitrogen Fixation https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/biological-nitrogen-fixation-23570419 Nature Education Knowledge 3 10 15 नाइट्रोजन -सीमित परिस्थितियों में, सक्षम पौधे राइज़ोबिया नामक बैक्टीरिया के एक मेजबान-विशिष्ट तनाव के साथ सहजीवी संबंध बनाते हैं।Wang Qi Yang Shengming 2017 Host-secreted antimicrobial peptide enforces symbiotic selectivity in Medicago truncatula PNAS 114 26 6854–6859 2017PNAS..114.6854W 10.1073/pnas.1700715114 5495241 28607058 free यह प्रक्रिया फलियों के भीतर कई बार विकसित हुई है, साथ ही रोसिड क्लेड के भीतर पाई जाने वाली अन्य प्रजातियों में भी।Doyle Jeff J. Luckow Melissa A. 2003 The Rest of the Iceberg. Legume Diversity and Evolution in a Phylogenetic Context https://archive.org/details/sim_plant-physiology_2003-03_131_3/page/900 Plant Physiology en 131 3 900–910 10.1104/pp.102.018150 1532-2548 1540290 12644643 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।https://gml.noaa.gov/education/lesson_plans/Nitrogen%20Fixation%20in%20Root%20Nodules.pdf 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।https://www.ajol.info/index.php/bajopas/article/view/227707/214937 सिम्बायोसिस अंगूठाकार|नाइट्रोजन पौधों में सबसे अधिक सीमित करने वाला पोषक तत्व है। फलीदार पौधों में इस कमी को पूरा करने के लिए, उनकी जड़ों की ग्रंथिकाओं में नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले जीवाणुओं, विशेष रूप से सहजीवी राइजोबिया जीवाणुओं का उपयोग किया जाता है। राइजोबिया बैक्टीरिया नाइट्रोजन गैस ( N2 ) को नाइट्रोजन फिक्सेशन नामक प्रक्रिया में अमोनिया ( NH3 ) में परिवर्तित करते हैं। इसके बाद अमोनिया को न्यूक्लियोटाइड्स, अमीनो एसिड, विटामिन और फ्लेवोन में परिवर्तित कर दिया जाता है जो पौधे की वृद्धि के लिए आवश्यक होते हैं। पौधों की जड़ कोशिकाएं शर्करा को कार्बनिक अम्ल में परिवर्तित कर देती हैं, जो बदले में राइजोबिया को आपूर्ति करता है, इस प्रकार राइजोबिया और फलियों के बीच एक सहजीवी संबंध बनता है। फलीदार परिवार 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।Nitrogen Fixation Postgate John Cambridge University Press 1998 9780521648530 3rd Cambridge UKCycles of Life: Civilization and the Biosphere https://archive.org/details/cyclesoflifecivi0000smil Smil Vaclav Scientific American Library 2000 9780716750796 en 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 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।Nitrogen-fixing Actinorhizal Symbioses Dawson J. O. Springer 2008 978-1-4020-3540-1 Nitrogen Fixation: Origins, Applications, and Research Progress 6 199–234 Ecology of Actinorhizal Plants 10.1007/978-1-4020-3547-0_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।Doyle Jeff J. 1998 Phylogenetic perspectives on nodulation: evolving views of plants and symbiotic bacteria Trends in Plant Science 3 12 473–778 10.1016/S1360-1385(98)01340-5 free 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"।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 https://www.science.org/doi/10.1126/science.1198181 Science en 331 6019 909–912 2011Sci...331..909O 10.1126/science.1198181 0036-8075 21205637 20501765 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 : एलोकासुरीना कैसुरीना सेउथोस्टोमा जिम्नोस्टोमा......कोरियारिएसी : कोरियारिया डेटिसकेसी : डेटिसका इलियाग्नेसी : एलेग्नस (सिल्वरबेरी) हिप्पोफे (समुद्री हिरन) शेफर्डिया (भैंस)......माइरिकेसी : कॉम्पटोनिया (स्वीटफर्न) मोरेला मिरिका (बेबेरी)......रम्नेसी : सीनोथस कोलेटिया डिस्केरिया केंट्रोथैमनस रेटानिला ताल्गुएना ट्रेवोआ......रोसेसी : सेरकोकार्पस (पहाड़ी महोगनी) चमेबेटिया (पहाड़ी दुख) ड्रायस पुर्शिया /कोवनिया (बिटरब्रश/क्लिफ़रोज़) गैलरी संदर्भ बाहरी लिंक जीवन वृक्ष वेब परियोजना में फलीदार पौधों की जड़ की गांठें https://web.archive.org/web/20121023164723/http://tolweb.org/notes/?note_id=3948 23 अक्तूबर 2012 सफेद तिपतिया घास की जड़ ग्रंथिकाओं पर वीडियो और टिप्पणी श्रेणी:सहजीवन श्रेणी:नाइट्रोजन चक्र