Rhizobacteria
ரைசோபாக்டீரியா என்பது வேர் தொடர்பான பாக்டீரியா ஆகும், அவை தாவர வளர்ச்சியில் தீங்கு விளைவிக்கும் (ஒட்டுண்ணி வகைகள்), நடுநிலை அல்லது நன்மை பயக்கும் விளைவைக் கொண்டிருக்கலாம். வேர் என்று பொருள்படும் ரைசா என்ற கிரேக்க வார்த்தையிலிருந்து இந்த பெயர் வந்தது. இந்த சொல் பொதுவாக பல தாவரங்களுடன் (பரஸ்பரம்) சிம்பயாடிக் உறவுகளை உருவாக்கும் பாக்டீரியாவைக் குறிக்கிறது. வேர் தண்டு பாக்டீரியாக்கள் பெரும்பாலும் தாவர வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கும் வேர் தண்டு பாக்டீரியாக்கள் அல்லது பிஜிபிஆர்கள் என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன. பி. ஜி. பி. ஆர் என்ற சொல் முதன்முதலில் 1970 களின் பிற்பகுதியில் ஜோசப் டபிள்யூ க்ளோப்பர் என்பவரால் பயன்படுத்தப்பட்டது, மேலும் இது அறிவியல் இலக்கியங்களில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பொதுவாக, ரைசோஸ்பியர் பாக்டீரியாவில் சுமார் 2-5% பிஜிபிஆர் ஆகும். அவை உயிர் உரத்தில் பயன்படுத்தப்படும் நுண்ணுயிரிகளின் முக்கியமான குழுவாகும். உலகெங்கிலும் உள்ள பயிர்களுக்கு நைட்ரஜன் விநியோகத்தில் சுமார் 65 சதவீதம் உயிர் உரம் ஆகும். பி. ஜி. பி. ஆர்கள் வெவ்வேறு வகையான புரவலன் தாவரங்களுடன் வெவ்வேறு உறவுகளைக் கொண்டுள்ளன. உறவுகளின் இரண்டு முக்கிய வகுப்புகள் ரைசோஸ்பியர் மற்றும் எண்டோஃபைடிக் ஆகும். வேர்க்கோள உறவுகள் பி. ஜி. பி. ஆர்-களைக் கொண்டுள்ளன, அவை வேரின் மேற்பரப்பை குடியேற்றுகின்றன, அல்லது புரவலன் தாவரத்தின் மேலோட்டமான செல்லுலார் இடைவெளிகள், பெரும்பாலும் வேர் முடிச்சுகளை உருவாக்குகின்றன. வேர்க்கோளத்தில் காணப்படும் மேலாதிக்க இனங்கள் அசோஸ்பிரில்லம் இனத்தைச் சேர்ந்த ஒரு நுண்ணுயிரியாகும். எண்டோஃபைடிக் உறவுகள் அப்போபிளாஸ்டிக் இடத்தில் புரவலன் தாவரத்திற்குள் வசிக்கும் மற்றும் வளரும் பி. ஜி. பி. ஆர்களை உள்ளடக்கியது. நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்துவது நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்துவது வேர் தண்டு பாக்டீரியாவால் செய்யப்படும் மிகவும் பயனுள்ள செயல்முறைகளில் ஒன்றாகும். நைட்ரஜன் தாவரங்களுக்கு ஒரு முக்கிய ஊட்டச்சத்து மற்றும் இரண்டு அணுக்களுக்கு இடையிலான மூன்று பிணைப்புகளை உடைக்க அதிக ஆற்றல் தேவைப்படுவதால் வாயு நைட்ரஜன் (என் 2) அவர்களுக்கு கிடைக்காது. ரைசோபாக்டீரியாக்கள், நைட்ரஜன் நிலைப்படுத்தல் மூலம், வாயு நைட்ரஜனை (N2) அம்மோனியாவாக (NH3) மாற்ற முடியும், இது தாவர வளர்ச்சியை ஆதரிக்கும் மற்றும் மேம்படுத்தக்கூடிய புரவலன் தாவரத்திற்கு கிடைக்கக்கூடிய ஊட்டச்சத்தாக அமைகிறது. புரவலன் தாவரம் அமினோ அமிலங்களுடன் பாக்டீரியாவை வழங்குகிறது, எனவே அவை அம்மோனியாவை ஒருங்கிணைக்கத் தேவையில்லை. அமினோ அமிலங்கள் பின்னர் புதிதாக நிலையான நைட்ரஜனுடன் ஆலைக்கு திருப்பி அனுப்பப்படுகின்றன. நைட்ரஜனேஸ் என்பது நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்துவதில் ஈடுபடும் ஒரு நொதி மற்றும் காற்றில்லா நிலைமைகள் தேவைப்படுகிறது. வேர் முடிச்சுகளுக்குள் உள்ள சவ்வுகளால் இந்த நிலைமைகளை வழங்க முடியும். ரைசோபாக்டீரியாவுக்கு வளர்சிதை மாற்றத்திற்கு ஆக்ஸிஜன் தேவைப்படுகிறது, எனவே ஆக்ஸிஜன் லெகீமோகுளோபின் எனப்படும் ஹீமோகுளோபின் புரதத்தால் வழங்கப்படுகிறது, இது முடிச்சுகளுக்குள் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. பருப்பு வகைகள் நன்கு அறியப்பட்ட நைட்ரஜன்-சரிசெய்தல் பயிர்கள் மற்றும் மண்ணின் ஆரோக்கியத்தை பராமரிக்க பயிர் சுழற்சியில் பல நூற்றாண்டுகளாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சிம்பயாடிக் உறவுகள் வேர் தண்டு பாக்டீரியாக்களுக்கும் அவற்றின் புரவலன் தாவரங்களுக்கும் இடையிலான சிம்பயாடிக் உறவு செலவு இல்லாமல் இல்லை. வேர் தண்டு பாக்டீரியாவால் வழங்கப்படும் கூடுதல் ஊட்டச்சத்துக்களிலிருந்து தாவரம் பயனடைய, வேர் தண்டு பாக்டீரியா வாழ ஒரு இடத்தையும் சரியான நிலைமைகளையும் வழங்க வேண்டும். வேர் தண்டு நுண்ணுயிரிகளுக்கான வேர் முடிச்சுகளை உருவாக்குவதற்கும் பராமரிப்பதற்கும் தாவரத்தின் மொத்த ஒளிச்சேர்க்கை உற்பத்தியில் 12-25% க்கு இடையில் செலவாகும். ஊட்டச்சத்துக்கள் இல்லாததால் பருப்பு வகைகள் பெரும்பாலும் ஆரம்பகால தொடர்ச்சியான சூழல்களை குடியேற்ற முடியும். இருப்பினும், காலனித்துவப்படுத்தப்பட்டவுடன், வேர் தண்டு பாக்டீரியாக்கள் தாவரத்தைச் சுற்றியுள்ள மண்ணை அதிக ஊட்டச்சத்து நிறைந்ததாக ஆக்குகின்றன, இது மற்ற தாவரங்களுடன் போட்டிக்கு வழிவகுக்கும். சுருக்கமாக, சிம்பயாடிக் உறவு, அதிகரித்த போட்டிக்கு வழிவகுக்கும். கிடைக்காத ஊட்டச்சத்துக்களின் கரைசல் மற்றும் ஊட்டச்சத்து போக்குவரத்தை எளிதாக்க உதவும் சைடரோபோர்களின் உற்பத்தி மூலம் ஊட்டச்சத்துக்களின் கிடைக்கும் தன்மையை பி. ஜி. பி. ஆர் அதிகரிக்கிறது. தாவர வளர்ச்சிக்கு ஒரு வரம்புக்குட்பட்ட ஊட்டச்சத்தான பாஸ்பரஸ், மண்ணில் ஏராளமாக இருக்கலாம், ஆனால் பொதுவாக கரையாத வடிவங்களில் காணப்படுகிறது. தாவர வேர்க்கோளங்களில் காணப்படும் வேர்க்கோழிகளால் வெளியிடப்படும் கரிம அமிலங்கள் மற்றும் பாஸ்போடேஸ்கள் பாஸ்பரஸின் கரையாத வடிவங்களை H2PO4− போன்ற தாவரத்தில் கிடைக்கும் வடிவங்களாக மாற்றுவதற்கு உதவுகின்றன. பிஜிபிஆர் பாக்டீரியாவில் சூடோமோனாஸ் புடிடா, அசோஸ்பிரில்லம் ஃப்ளோரெசென்ஸ் மற்றும் அசோஸ்பிரில்லம் லிபோஃபெரம் ஆகியவை அடங்கும், மேலும் பருப்பு வகைகளுடன் தொடர்புடைய குறிப்பிடத்தக்க நைட்ரஜன்-சரிசெய்யும் பாக்டீரியாக்களில் அலோரிசோபியம், அசோர்ஹிசோபியம், பிராடிரிசோபியம் மற்றும் ரைசோபியம் ஆகியவை அடங்கும். நுண்ணுயிர் தடுப்பூசி பயிர்களுக்கு நன்மை பயக்கும் என்றாலும், அவை தொழில்துறை விவசாயத்தில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை, ஏனெனில் பெரிய அளவிலான பயன்பாட்டு நுட்பங்கள் இன்னும் பொருளாதார ரீதியாக சாத்தியமாகவில்லை. ஒரு குறிப்பிடத்தக்க விதிவிலக்கு பட்டாணி போன்ற பருப்பு வகைகளுக்கு ரைசோபியல் நோய்த்தடுப்பு மருந்துகளைப் பயன்படுத்துவதாகும். பிஜிபிஆர்களுடன் தடுப்பூசி போடுவது திறமையான நைட்ரஜன் பொருத்துதலை உறுதி செய்கிறது, மேலும் அவை 100 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக வட அமெரிக்க விவசாயத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தாவர வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கும் வேர் தண்டு பாக்டீரியா தாவர வளர்ச்சியை ஊக்குவிக்கும் வேர் தண்டு பாக்டீரியாக்கள் (பி. ஜி. பி. ஆர்) முதன்முதலில் க்ளோப்பர் மற்றும் ஷ்ரோத் ஆகியோரால் மண் பாக்டீரியாக்கள் என்று வரையறுக்கப்பட்டன, அவை விதை மீது தடுப்பூசி போட்டதைத் தொடர்ந்து தாவரங்களின் வேர்களை குடியேற்றுகின்றன மற்றும் தாவர வளர்ச்சியை மேம்படுத்துகின்றன. காலனித்துவ செயல்முறையில் பின்வருபவை மறைமுகமாக உள்ளனஃ விதை மீது தடுப்பூசி போடுவதைத் தக்கவைத்துக்கொள்ளும் திறன், விதை வெளியேற்றங்களுக்கு பதிலளிக்கும் வகையில் வளிமண்டலத்தில் (விதையைச் சுற்றியுள்ள பகுதி) பெருக்குதல், வேர் மேற்பரப்புடன் இணைத்தல் மற்றும் வளரும் வேர் அமைப்பை காலனித்துவப்படுத்துதல். வயலில் பி. ஜி. பி. ஆரின் செயலற்ற தன்மை பெரும்பாலும் தாவர வேர்களை காலனித்துவப்படுத்த இயலாமைக்கு காரணமாக உள்ளது. பல்வேறு வகையான பாக்டீரியா பண்புகள் மற்றும் குறிப்பிட்ட மரபணுக்கள் இந்த செயல்முறைக்கு பங்களிக்கின்றன, ஆனால் ஒரு சில மட்டுமே அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன. இதில் இயக்கம், விதை மற்றும் வேர் வெளியேற்றங்களுக்கு கீமோடாக்சிஸ், பைலி அல்லது ஃபிம்பிரியாவின் உற்பத்தி, குறிப்பிட்ட உயிரணு மேற்பரப்பு கூறுகளின் உற்பத்தி, வேர் வெளியேற்றங்களின் குறிப்பிட்ட கூறுகளைப் பயன்படுத்தும் திறன், புரத சுரப்பு மற்றும் கோரம் உணர்தல் ஆகியவை அடங்கும். இந்த பண்புகளின் வெளிப்பாட்டில் மாற்றப்பட்ட பிறழ்வுகளின் தலைமுறை காலனித்துவ செயல்பாட்டில் ஒவ்வொன்றும் வகிக்கும் துல்லியமான பங்கைப் பற்றிய நமது புரிதலுக்கு உதவுகிறது. மரபணு இணைவு தொழில்நுட்பங்களை நம்பியிருக்கும் பக்கச்சார்பற்ற திரையிடல் உத்திகளைப் பயன்படுத்தி புதிய, முன்பு வகைப்படுத்தப்படாத மரபணுக்களை அடையாளம் காண்பதில் முன்னேற்றம் செய்யப்படுகிறது. இந்த உத்திகள் காலனித்துவத்தின் போது வெளிப்படுத்தப்பட்ட மரபணுக்களைக் கண்டறிய ரிப்போர்ட்டர் டிரான்ஸ்போசான்கள் மற்றும் இன் விட்ரோ எக்ஸ்பிரஷன் தொழில்நுட்பத்தை (ஐவிஇடி) பயன்படுத்துகின்றன. பச்சை ஃப்ளோரசன்ட் புரதம் அல்லது ஃப்ளோரசன்ட் ஆன்டிபாடிகள் போன்ற மூலக்கூறு குறிப்பான்களைப் பயன்படுத்தி, கான்ஃபோகல் லேசர் ஸ்கேனிங் நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி வேரில் தனிப்பட்ட வேர் தண்டு பாக்டீரியாவின் இருப்பிடத்தைக் கண்காணிக்க முடியும். இந்த அணுகுமுறை rRNA-இலக்கு ஆய்வுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது வேர்க்கோளத்தில் ஒரு ரைசோபாக்டீரியல் திரிபுகளின் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாட்டைக் கண்காணிக்கவும், வேர் முனையில் அமைந்துள்ள பாக்டீரியாக்கள் மிகவும் சுறுசுறுப்பாக இருப்பதைக் காட்டுகிறது. செயல்பாட்டு வழிமுறைகள் பி. ஜி. பி. ஆர்கள் நேரடி மற்றும் மறைமுக வழிமுறைகளால் தாவர வளர்ச்சியை மேம்படுத்துகின்றன, ஆனால் சம்பந்தப்பட்ட குறிப்பிட்ட வழிமுறைகள் அனைத்தும் நன்கு வகைப்படுத்தப்படவில்லை. தாவர நோய்க்கிருமிகள் அல்லது பிற ரைசோஸ்பியர் நுண்ணுயிரிகள் இல்லாத நிலையில் பி. ஜி. பி. ஆர்களால் தாவர வளர்ச்சி ஊக்குவிப்பின் நேரடி வழிமுறைகளை நிரூபிக்க முடியும், அதே நேரத்தில் மறைமுக வழிமுறைகள் பயிர் விளைச்சலில் தாவர நோய்க்கிருமிகளின் தீங்கு விளைவிக்கும் விளைவுகளைக் குறைப்பதற்கான பி. ஜி. பி. ஆர்களின் திறனை உள்ளடக்கியது. பிஜிபிஆர்கள் தாவர வளர்ச்சியை பல்வேறு வழிமுறைகளால் நேரடியாக மேம்படுத்துவதாக தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளதுஃ தாவரத்திற்கு மாற்றப்படும் வளிமண்டல நைட்ரஜனை நிலைநிறுத்துதல், இரும்பை செலேட் செய்து தாவர வேர்களுக்கு கிடைக்கச் செய்யும் சைடரோபோர்களின் உற்பத்தி, பாஸ்பரஸ் போன்ற தாதுக்களின் கரைசல் மற்றும் பைட்டோஹார்மோன்களின் தொகுப்பு. பி. ஜி. பி. ஆர்களின் முன்னிலையில் வேர் மேற்பரப்பில் குறிப்பிட்ட அயனி பாய்வுகளின் அதிகரிப்பு காரணமாக கனிம உறிஞ்சுதலின் நேரடி மேம்பாடும் பதிவாகியுள்ளது. பி. ஜி. பி. ஆர் விகாரங்கள் வேர்க்கோளத்தில் இந்த வழிமுறைகளில் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்டவற்றைப் பயன்படுத்தலாம். நுண்ணுயிர் மற்றும் தாவர பிறழ்வுகளைப் பயன்படுத்தும் மூலக்கூறு அணுகுமுறைகள் குறிப்பிட்ட பைட்டோஹார்மோன்களை ஒருங்கிணைக்கும் அல்லது பதிலளிக்கும் திறனில் மாற்றப்பட்டுள்ளன, பி. ஜி. பி. ஆர்களால் தாவர வளர்ச்சி மேம்பாட்டின் நேரடி பொறிமுறையாக பைட்டோஹார்மோன் தொகுப்பின் பங்கு பற்றிய புரிதலை அதிகரித்துள்ளன. ஆக்சின்கள், கிப்பெரெல்லின்கள் மற்றும் கைனெடின்களை ஒருங்கிணைக்கும் அல்லது தாவர எத்திலீன் தொகுப்பில் தலையிடும் பி. ஜி. பி. ஆர் அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளது. உயிர் உரங்கள் மற்றும் உயிர் பூச்சிக்கொல்லிகளாக பி. ஜி. பி. ஆர்களை உருவாக்குவது பயிர் விளைச்சலை அதிகரிப்பதற்கும் நோய் நிகழ்வுகளைக் குறைப்பதற்கும் ஒரு புதிய வழியாகும், அதே நேரத்தில் இரசாயன பூச்சிக்கொல்லிகள் மற்றும் உரங்களை சார்ந்திருப்பதைக் குறைக்கும், இது பெரும்பாலும் உள்ளூர் சூழலியல் மற்றும் சுற்றுச்சூழலில் தீங்கு விளைவிக்கும். சர்க்கரைவள்ளிக்கிழங்கு பயிர்களில் நடத்தப்பட்ட ஆய்வுகளில் சில வேர்-காலனைசிங் பாக்டீரியாக்கள் தீங்கு விளைவிக்கும் ரைசோபாக்டீரியாக்கள் (டி. ஆர். பி) என்று கண்டறியப்பட்டது. டி. ஆர். பி. தடுப்பூசி போடப்பட்ட சர்க்கரைவள்ளிக்கிழங்கு விதைகள் முளைப்பு விகிதங்கள், வேர் புண்கள், வேர் நீளம் குறைப்பு, வேர் சிதைவுகள், அதிகரித்த பூஞ்சை தொற்று மற்றும் தாவர வளர்ச்சியைக் குறைத்தன. ஒரு சோதனையில் சர்க்கரைவள்ளிக்கிழங்கு விளைச்சல் 48 சதவீதம் குறைக்கப்பட்டது. ரைசோபாக்டீரியாவின் ஆறு விகாரங்கள் டி. ஆர். பி என அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளன. இந்த இனங்கள் என்ட்ரோபாக்டர், க்ளெப்சியெல்லா, சிட்ரோபாக்டர், ஃபிளாவோபாக்டீரியம், அக்ரோமோபாக்டர் மற்றும் ஆர்த்ரோபாக்டர் இனங்களில் உள்ளன. இன்னும் விவரிக்கப்படாத ஏராளமான வகைபிரித்தல் இனங்கள் காரணமாக, டி. ஆர். பி மிகவும் மாறுபட்டதாக இருப்பதால் முழுமையான தன்மைப்படுத்தல் சாத்தியமில்லை. பி. ஜி. பி. ஆர்களின் இருப்பு சர்க்கரைவள்ளிக்கிழங்கு வேர்களில் டி. ஆர். பியின் காலனித்துவத்தை குறைப்பதற்கும் தடுப்பதற்கும் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. பி. ஜி. பி. ஆர். க்கள் மற்றும் டி. ஆர். பி. க்கள் மூலம் தடுப்பூசி போடப்பட்ட இடங்களில் உற்பத்தி 39 சதவீதம் அதிகரித்துள்ளது, அதே நேரத்தில் டி. ஆர். பி. களால் மட்டுமே சிகிச்சை அளிக்கப்பட்ட இடங்களில் உற்பத்தி 30 சதவீதம் குறைந்துள்ளது. பயோ கண்ட்ரோல் ரைசோபாக்டீரியாக்கள் மற்ற பாக்டீரியாக்கள் மற்றும் பூஞ்சைகளால் ஏற்படும் தாவர நோய்களையும் கட்டுப்படுத்த முடியும். நோய் தூண்டப்பட்ட முறையான எதிர்ப்பு மற்றும் பூஞ்சை எதிர்ப்பு வளர்சிதை மாற்றங்களின் உற்பத்தி மூலம் அடக்கப்படுகிறது. தாவர வளர்ச்சியை மேம்படுத்துவதற்கும் விவசாய பயிர்களின் நோய் எதிர்ப்பை மேம்படுத்துவதற்கும் சூடோமோனாஸ் உயிரியக்கக் கட்டுப்பாட்டு விகாரங்கள் மரபணு ரீதியாக மாற்றியமைக்கப்பட்டுள்ளன. விவசாயத்தில், நோய்த்தடுப்பு பாக்டீரியா பெரும்பாலும் விதைக்கப்படுவதற்கு முன்பு விதைகளின் விதை மேல்புறத்தில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. தடுப்பூசி போடப்படாத விதைகள் பயிரில் குறிப்பிடத்தக்க நன்மை பயக்கும் விளைவுகளை உருவாக்க ரைசோஸ்பியருக்குள் போதுமான அளவு ரைசோபாக்டீரியல் எண்ணிக்கையை நிறுவ அதிக வாய்ப்புள்ளது. கால்நடைகளில் உள்ள நோய்க்கிருமி நுண்ணுயிரிகளையும் அவை எதிர்த்துப் போராட முடியும். வெவ்வேறு தீவன இனங்கள் தங்கள் சொந்த வேர்க்கோளத்தை வெவ்வேறு அளவுகளில் ஒழுங்குபடுத்துகின்றன மற்றும் பல்வேறு நுண்ணுயிரிகளுக்கு சாதகமாக உள்ளன. கெய்செல்கோவா மற்றும் பலர் 2015 இல், பசு மலம் பாக்டீரியாவின் ஆண்டிபயாடிக் எதிர்ப்பு மரபணுக்களின் மண்ணுக்குள் பரவுவதைத் தடுக்கும் பூர்வீக வேர் தண்டு பாக்டீரியாவை ஊக்குவிப்பதாக அறியப்படும் நடவு தீவன இனங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. குறிப்புகள் பாக்டீரியா மண் உயிரியல் தாவரவியல்