पौधे सहजीवी जीवाणुओं को आयरन की आपूर्ति करके नाइट्रोजन कैसे प्राप्त करते हैं

 फलीदार पौधों पर एक हालिया अध्ययन ने राइजोबियल सिम्बायोसिस के दौरान जड़ नोड्यूल में लोहे के संग्रह को सुविधाजनक बनाने में आयरन मैन (आईएमए) पेप्टाइड्स की भूमिका को उजागर किया है। यह प्रक्रिया नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए महत्वपूर्ण है, जो पौधों की वृद्धि और नाइट्रोजन होमियोस्टैसिस का एक प्रमुख पहलू है। 

फलियों में आईएमए पेप्टाइड्स नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए लौह अधिग्रहण को बढ़ाते हैं, जो टिकाऊ कृषि प्रथाओं में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

फलीदार पौधों में नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया राइजोबिया के माध्यम से नाइट्रोजन को कुशलतापूर्वक प्राप्त करने के लिए एक तंत्र (राइजोबियल सिम्बायोसिस) होता है, जो विकास के लिए एक आवश्यक मैक्रोन्यूट्रिएंट है। रूट नोड्यूल पौधों की जड़ों पर स्थित अंग हैं जो सहजीवी संबंध को सुविधाजनक बनाते हैं। राइजोबिया इन गांठों पर बसता है और हवा से नाइट्रोजन को अमोनिया में परिवर्तित करके नाइट्रोजन को स्थिर करता है। नाइट्रोजन स्थिरीकरण को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइमों के लिए आयरन की आवश्यकता होती है; हालाँकि, लोहे को नोड्यूल तक कहाँ और कैसे पहुँचाया जाता है और नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए उपयोग किया जाता है, यह काफी हद तक अज्ञात है।

आईएमए पेप्टाइड्स की भूमिका की खोज

इस अध्ययन में, फलियां मॉडल पौधे लोटस जैपोनिकस का उपयोग करते हुए , राइजोबियल सिम्बायोसिस प्रक्रिया के दौरान पौधे के शरीर में नाइट्रोजन की स्थिति के आधार पर एक ट्रांसक्रिप्टोम विश्लेषण किया गया था। लगभग 50 अमीनो एसिड से युक्त आयरन मैन (आईएमए) पेप्टाइड्स की पहचान की गई, जो राइजोबियल संक्रमण के बाद नोड्यूल्स में आयरन इकट्ठा करने के लिए व्यवस्थित रूप से (शूट और रूट सिस्टम) कार्य करते हैं।

तुलनात्मक विश्लेषण से अंतर्दृष्टि

इसके अलावा, आईएमए पेप्टाइड्स के कार्य का विश्लेषण एल. जैपोनिकस और एराबिडोप्सिस थालियाना में किया गया था , जो कि राइजोबियल सिम्बायोसिस से रहित पौधा है। दोनों पौधों की प्रजातियों में , आईएमए पेप्टाइड्स ने पौधे के शरीर में बढ़ी हुई नाइट्रोजन सांद्रता के जवाब में आयरन प्राप्त करके नाइट्रोजन होमियोस्टैसिस को बनाए रखा, जिससे पौधों की वृद्धि नियंत्रित होती है।

अनुसंधान समूह ने पहले मिट्टी में नाइट्रोजन की उपस्थिति के जवाब में राइजोबियल सहजीवन को विनियमित करने के लिए एक तंत्र की पहचान की थी। यह अध्ययन नाइट्रोजन के जवाब में लौह अधिग्रहण के अंतर्निहित तंत्र को स्पष्ट करके पिछले अध्ययनों पर आधारित है, जो पर्यावरण के लिए पौधों के अनुकूलन के तंत्र में और अधिक जानकारी प्रदान करता है।

सतत कृषि पद्धतियों में योगदान

ये निष्कर्ष नई प्रौद्योगिकियों के विकास के लिए आशाजनक हैं जो पोषक तत्वों के उपयोग के संदर्भ में माइक्रोबियल सहजीवन के लिए पौधों की क्षमता को अधिकतम करके एक स्थायी समाज में योगदान करते हैं।