Rhizobacteria
রাইজোব্যাকটেরিয়া হল শিকড়-সম্পর্কিত ব্যাকটেরিয়া যা উদ্ভিদের বৃদ্ধিতে ক্ষতিকারক (পরজীবী জাত), নিরপেক্ষ বা উপকারী প্রভাব ফেলতে পারে। নামটি এসেছে গ্রীক শব্দ রিজা থেকে, যার অর্থ মূল। শব্দটি সাধারণত ব্যাকটেরিয়াকে বোঝায় যা অনেক উদ্ভিদের (পারস্পরিকতা) সাথে সহজীবি সম্পর্ক তৈরি করে। রাইজোব্যাকটেরিয়াকে প্রায়শই উদ্ভিদের বৃদ্ধি-উদ্দীপক রাইজোব্যাকটেরিয়া বা পি. জি. পি. আর হিসাবে উল্লেখ করা হয়। পি. জি. পি. আর শব্দটি 1970-এর দশকের শেষের দিকে জোসেফ ডব্লিউ. ক্লপার প্রথম ব্যবহার করেছিলেন এবং বৈজ্ঞানিক সাহিত্যে সাধারণত ব্যবহৃত হয়ে আসছে। সাধারণত, রাইজোস্ফিয়ার ব্যাকটেরিয়ার প্রায় 2-5% পিজিপিআর হয়। এগুলি জৈব সার তৈরিতে ব্যবহৃত অণুজীবের একটি গুরুত্বপূর্ণ গোষ্ঠী। বিশ্বব্যাপী ফসলের প্রায় 65 শতাংশ নাইট্রোজেন সরবরাহের জন্য জৈব সার দায়ী। বিভিন্ন প্রজাতির পোষক উদ্ভিদের সঙ্গে পি. জি. পি. আর-এর বিভিন্ন সম্পর্ক রয়েছে। সম্পর্কের দুটি প্রধান শ্রেণী হল রাইজোস্ফেরিক এবং এন্ডোফাইটিক। রাইজোস্ফেরিক সম্পর্কগুলি পি. জি. পি. আর নিয়ে গঠিত যা শিকড়ের পৃষ্ঠকে বা পোষক উদ্ভিদের উপরিভাগের আন্তঃকোষীয় স্থানগুলিকে উপনিবেশ করে, প্রায়শই শিকড়ের নোডুল গঠন করে। রাইজোস্ফিয়ারে পাওয়া প্রভাবশালী প্রজাতি হল অ্যাজোস্পিরিলাম গণের একটি অণুজীব। এন্ডোফাইটিক সম্পর্কের মধ্যে পি. জি. পি. আরগুলি অ্যাপোপ্লাস্টিক স্থানে পোষক উদ্ভিদের মধ্যে বসবাস করে এবং বৃদ্ধি পায়। নাইট্রোজেন স্থিরকরণ রাইজোব্যাকটেরিয়া দ্বারা সম্পাদিত সবচেয়ে উপকারী প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি। নাইট্রোজেন উদ্ভিদের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পুষ্টি উপাদান এবং দুটি পরমাণুর মধ্যে ট্রিপল বন্ড ভাঙতে প্রয়োজনীয় উচ্চ শক্তির কারণে বায়বীয় নাইট্রোজেন (এন2) তাদের জন্য উপলব্ধ নয়। নাইট্রোজেন স্থিরকরণের মাধ্যমে রাইজোব্যাকটেরিয়া বায়বীয় নাইট্রোজেনকে (এন2) অ্যামোনিয়ায় (এন. এইচ. 3) রূপান্তরিত করতে সক্ষম হয় যা এটিকে পোষক উদ্ভিদের জন্য একটি উপলব্ধ পুষ্টি হিসাবে তৈরি করে যা উদ্ভিদের বৃদ্ধিকে সমর্থন ও বৃদ্ধি করতে পারে। পোষক উদ্ভিদ ব্যাকটেরিয়াকে অ্যামিনো অ্যাসিড সরবরাহ করে যাতে তাদের অ্যামোনিয়া শোষণ করার প্রয়োজন না হয়। অ্যামিনো অ্যাসিডগুলি তারপর নতুন স্থির নাইট্রোজেন দিয়ে উদ্ভিদে ফেরত পাঠানো হয়। নাইট্রোজেনেস হল নাইট্রোজেন স্থিরকরণে জড়িত একটি উৎসেচক এবং এর জন্য অ্যানেরোবিক অবস্থার প্রয়োজন হয়। মূলের নোডুলের মধ্যে থাকা ঝিল্লিগুলি এই শর্তগুলি প্রদান করতে সক্ষম। রাইজোব্যাকটেরিয়ার বিপাকের জন্য অক্সিজেনের প্রয়োজন হয়, তাই অক্সিজেন সরবরাহ করা হয় লেগহেমোগ্লোবিন নামক হিমোগ্লোবিন প্রোটিন দ্বারা যা নোডুলের মধ্যে উত্পাদিত হয়। মটরশুটি হল সুপরিচিত নাইট্রোজেন-স্থিরকারী ফসল এবং মাটির স্বাস্থ্য বজায় রাখার জন্য বহু শতাব্দী ধরে ফসল আবর্তনে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। সিম্বায়োটিক সম্পর্ক রাইজোব্যাকটেরিয়া এবং তাদের পোষক উদ্ভিদের মধ্যে সিম্বায়োটিক সম্পর্ক বিনা খরচে হয় না। উদ্ভিদটি রাইজোব্যাকটেরিয়া দ্বারা প্রদত্ত অতিরিক্ত উপলব্ধ পুষ্টি থেকে উপকৃত হতে সক্ষম হওয়ার জন্য, রাইজোব্যাকটেরিয়ার বেঁচে থাকার জন্য একটি স্থান এবং সঠিক অবস্থা প্রদান করতে হবে। রাইজোব্যাকটেরিয়ার জন্য শিকড়ের নোডুল তৈরি এবং রক্ষণাবেক্ষণের জন্য উদ্ভিদের মোট সালোকসংশ্লেষক উৎপাদনের 12-25% এর মধ্যে খরচ হতে পারে। পুষ্টির অনুপলব্ধতার কারণে শিমগুলি প্রায়শই প্রাথমিক পর্যায়ক্রমিক পরিবেশে উপনিবেশ স্থাপন করতে সক্ষম হয়। একবার উপনিবেশ স্থাপন করা হলে, রাইজোব্যাকটেরিয়া উদ্ভিদের চারপাশের মাটিকে আরও পুষ্টিকর করে তোলে, যার ফলে অন্যান্য উদ্ভিদের সাথে প্রতিযোগিতা হতে পারে। সংক্ষেপে, সিম্বায়োটিক সম্পর্ক প্রতিযোগিতার বৃদ্ধি ঘটাতে পারে। পি. জি. পি. আর অনুপলব্ধ ধরনের পুষ্টির দ্রবণীয়করণ এবং সিডেরোফোর উৎপাদনের মাধ্যমে পুষ্টির প্রাপ্যতা বৃদ্ধি করে যা পুষ্টি পরিবহনের সুবিধার্থে সহায়তা করে। ফসফরাস, উদ্ভিদের বৃদ্ধির জন্য একটি সীমিত পুষ্টি, মাটিতে প্রচুর পরিমাণে থাকতে পারে, তবে সাধারণত অদ্রবণীয় আকারে পাওয়া যায়। উদ্ভিদের রাইজোস্ফিয়ারে পাওয়া রাইজোব্যাকটেরিয়া দ্বারা নির্গত জৈব অ্যাসিড এবং ফসফোটেস ফসফরাসের অদ্রবণীয় রূপগুলিকে উদ্ভিদ-উপলব্ধ আকারে যেমন এইচ2পিও4-এ রূপান্তরিত করতে সহায়তা করে। পি. জি. পি. আর ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে রয়েছে সিউডোমোনাস পুটিডা, অ্যাজোস্পিরিলাম ফ্লুরোসেন্স এবং অ্যাজোস্পিরিলাম লিপোফেরাম এবং শিমের সাথে যুক্ত উল্লেখযোগ্য নাইট্রোজেন-ফিক্সিং ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে রয়েছে অ্যালোরিজবিয়াম, অ্যাজোরিজবিয়াম, ব্র্যাডিরাইজবিয়াম এবং রাইজোবিয়াম। যদিও মাইক্রোবিয়াল ইনোকুল্যান্টগুলি ফসলের জন্য উপকারী হতে পারে, তবে এগুলি শিল্প কৃষিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় না, কারণ বড় আকারের প্রয়োগ কৌশলগুলি এখনও অর্থনৈতিকভাবে কার্যকর হতে পারেনি। একটি উল্লেখযোগ্য ব্যতিক্রম হল মটরশুঁটির মতো শিমের জন্য রাইজোবিয়াল ইনোকুলেন্টের ব্যবহার। পি. জি. পি. আর-এর সাথে ইনোকুলেশন দক্ষ নাইট্রোজেন স্থিরকরণ নিশ্চিত করে এবং তারা 100 বছরেরও বেশি সময় ধরে উত্তর আমেরিকার কৃষিতে নিযুক্ত রয়েছে। উদ্ভিদের বৃদ্ধি-প্রচারকারী রাইজোব্যাকটেরিয়া উদ্ভিদ বৃদ্ধি-প্রচারকারী রাইজোব্যাকটেরিয়া (পি. জি. পি. আর) প্রথমে ক্লোইপার এবং শ্রোথ দ্বারা মাটির ব্যাকটেরিয়া হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছিল যা বীজের উপর ইনোকুলেশনের পরে উদ্ভিদের শিকড়ে উপনিবেশ স্থাপন করে এবং যা উদ্ভিদের বৃদ্ধি বাড়ায়। উপনিবেশ স্থাপনের প্রক্রিয়ায় নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্নিহিতঃ বীজের উপর টিকাদান থেকে বেঁচে থাকার ক্ষমতা, বীজের নির্গমনের প্রতিক্রিয়ায় বায়ুমণ্ডলে (বীজের চারপাশের অঞ্চল) বহুগুণিত হওয়া, শিকড়ের পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত হওয়া এবং ক্রমবর্ধমান শিকড় ব্যবস্থাকে উপনিবেশ স্থাপন করা। জমিতে পি. জি. পি. আর-এর অকার্যকরতার জন্য প্রায়শই উদ্ভিদের শিকড়ে উপনিবেশ স্থাপনে তাদের অক্ষমতাকে দায়ী করা হয়। বিভিন্ন ধরনের ব্যাকটেরিয়ার বৈশিষ্ট্য এবং নির্দিষ্ট জিন এই প্রক্রিয়ায় অবদান রাখে, তবে মাত্র কয়েকটি চিহ্নিত করা হয়েছে। এর মধ্যে রয়েছে গতিশীলতা, বীজ এবং শিকড়ের নির্গমনে কেমোট্যাক্সিস, পিলাই বা ফিমব্রিয়ার উৎপাদন, নির্দিষ্ট কোষ পৃষ্ঠের উপাদানগুলির উৎপাদন, শিকড় নির্গমনের নির্দিষ্ট উপাদানগুলি ব্যবহার করার ক্ষমতা, প্রোটিন নিঃসরণ এবং কোরাম সেন্সিং। এই বৈশিষ্ট্যগুলির অভিব্যক্তিতে পরিবর্তিত মিউট্যান্টের প্রজন্ম উপনিবেশ স্থাপনের প্রক্রিয়ায় প্রত্যেকের সুনির্দিষ্ট ভূমিকা সম্পর্কে আমাদের বোঝার ক্ষেত্রে সহায়তা করছে। জিন ফিউশন প্রযুক্তির উপর নির্ভরশীল নিরপেক্ষ স্ক্রিনিং কৌশল ব্যবহার করে নতুন, পূর্বে বৈশিষ্ট্যহীন জিন সনাক্তকরণের অগ্রগতি করা হচ্ছে। এই কৌশলগুলি উপনিবেশ স্থাপনের সময় প্রকাশিত জিনগুলি সনাক্ত করতে রিপোর্টার ট্রান্সপোসন এবং ইন ভিট্রো এক্সপ্রেশন প্রযুক্তি (আইভিইটি) নিয়োগ করে। সবুজ ফ্লুরোসেন্ট প্রোটিন বা ফ্লুরোসেন্ট অ্যান্টিবডিগুলির মতো আণবিক চিহ্নিতকারী ব্যবহার করে, কনফোকাল লেজার স্ক্যানিং মাইক্রোস্কোপি ব্যবহার করে শিকড়ে পৃথক রাইজোব্যাকটেরিয়ার অবস্থান পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব। এই পদ্ধতিটি রাইজোস্ফিয়ারে একটি রাইজোব্যাকটেরিয়াল স্ট্রেনের বিপাকীয় ক্রিয়াকলাপ পর্যবেক্ষণ করার জন্য একটি আরআরএনএ-টার্গেটিং প্রোবের সাথেও মিলিত হয়েছে এবং দেখিয়েছে যে মূল প্রান্তে অবস্থিত ব্যাকটেরিয়া সবচেয়ে বেশি সক্রিয় ছিল। কার্যপ্রণালী পি. জি. পি. আরগুলি প্রত্যক্ষ ও পরোক্ষ উপায়ে উদ্ভিদের বৃদ্ধি বাড়ায়, তবে এর সাথে জড়িত নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াগুলি ভালভাবে চিহ্নিত করা হয়নি। পি. জি. পি. আর দ্বারা উদ্ভিদ বৃদ্ধির প্রচারের প্রত্যক্ষ প্রক্রিয়া উদ্ভিদ রোগজীবাণু বা অন্যান্য রাইজোস্ফিয়ার অণুজীবের অনুপস্থিতিতে প্রদর্শিত হতে পারে, অন্যদিকে পরোক্ষ প্রক্রিয়াগুলি ফসল উৎপাদনের উপর উদ্ভিদ রোগজীবাণুগুলির ক্ষতিকারক প্রভাব হ্রাস করার জন্য পি. জি. পি. আর-এর ক্ষমতাকে জড়িত করে। পি. জি. পি. আরগুলি বিভিন্ন পদ্ধতির মাধ্যমে উদ্ভিদের বৃদ্ধি সরাসরি বৃদ্ধি করে বলে জানা গেছেঃ উদ্ভিদে স্থানান্তরিত বায়ুমণ্ডলীয় নাইট্রোজেনের স্থিরকরণ, সিডেরোফোরের উৎপাদন যা লোহা চিলেট করে এবং উদ্ভিদের মূলে উপলব্ধ করে, ফসফরাসের মতো খনিজগুলির দ্রবণীয়করণ এবং ফাইটোহর্মোন সংশ্লেষণ। পি. জি. পি. আর-এর উপস্থিতিতে শিকড়ের পৃষ্ঠে নির্দিষ্ট আয়ন প্রবাহ বৃদ্ধির কারণে খনিজ গ্রহণের প্রত্যক্ষ বৃদ্ধিও রিপোর্ট করা হয়েছে। পি. জি. পি. আর স্ট্রেনগুলি রাইজোস্ফিয়ারে এই প্রক্রিয়াগুলির এক বা একাধিক ব্যবহার করতে পারে। মাইক্রোবিয়াল এবং উদ্ভিদ মিউট্যান্ট ব্যবহার করে আণবিক পদ্ধতিগুলি নির্দিষ্ট ফাইটোহর্মোন সংশ্লেষ বা প্রতিক্রিয়া করার দক্ষতায় পরিবর্তিত হয়েছে এবং পি. জি. পি. আর দ্বারা উদ্ভিদ বৃদ্ধির বৃদ্ধির সরাসরি প্রক্রিয়া হিসাবে ফাইটোহর্মোন সংশ্লেষণের ভূমিকা সম্পর্কে ধারণা বৃদ্ধি করেছে। পি. জি. পি. আর সনাক্ত করা হয়েছে যা অক্সিন, গিববেরেলিন এবং কাইনেটিন সংশ্লেষিত করে বা উদ্ভিদ ইথিলিন সংশ্লেষণে হস্তক্ষেপ করে। জৈব সার এবং জৈব কীটনাশক হিসাবে পি. জি. পি. আর-এর বিকাশ ফসলের ফলন বৃদ্ধি এবং রোগের প্রকোপ হ্রাস করার একটি অভিনব উপায় হতে পারে, পাশাপাশি রাসায়নিক কীটনাশক এবং সারের উপর নির্ভরতা হ্রাস করতে পারে যা প্রায়শই স্থানীয় বাস্তুসংস্থান এবং পরিবেশের উপর ক্ষতিকারক প্রভাব ফেলতে পারে। চিনি বীট ফসলের উপর পরিচালিত গবেষণায় দেখা গেছে যে কিছু মূল-উপনিবেশকারী ব্যাকটেরিয়া ক্ষতিকারক রাইজোব্যাকটেরিয়া (ডি. আর. বি) ছিল। ডি. আর. বি-র টিকা দেওয়া বিট চিনির বীজ অঙ্কুরোদগমের হার, শিকড়ের ক্ষত, শিকড়ের লম্বা হওয়া হ্রাস, শিকড়ের বিকৃতি, ছত্রাকের সংক্রমণ বৃদ্ধি এবং উদ্ভিদের বৃদ্ধি হ্রাস করেছে। একটি পরীক্ষায় চিনির বীট উৎপাদন 48 শতাংশ কমে যায়। রাইজোব্যাকটেরিয়ার ছয়টি স্ট্রেনকে ডি. আর. বি হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছে। স্ট্রেনগুলি এন্টারোব্যাক্টর, ক্লেবসিয়েলা, সিট্রোব্যাক্টর, ফ্ল্যাভোব্যাকটেরিয়াম, অ্যাক্রোমোব্যাক্টর এবং আর্থ্রোব্যাক্টর গণের মধ্যে রয়েছে। বিপুল সংখ্যক ট্যাক্সোনমিক প্রজাতির বর্ণনা এখনও বাকি থাকায়, সম্পূর্ণ বৈশিষ্ট্যায়ন সম্ভব হয়নি কারণ ডি. আর. বি অত্যন্ত পরিবর্তনশীল। পি. জি. পি. আর-এর উপস্থিতি চিনি বীট শিকড়ে ডি. আর. বি-র উপনিবেশ হ্রাস এবং প্রতিরোধ করতে প্রমাণিত হয়েছে। পি. জি. পি. আর এবং ডি. আর. বি-তে টিকা দেওয়া প্লটগুলির উৎপাদন 39 শতাংশ বৃদ্ধি পেয়েছে যেখানে শুধুমাত্র ডি. আর. বি-তে চিকিত্সা করা প্লটগুলির উৎপাদন 30 শতাংশ হ্রাস পেয়েছে। বায়োকন্ট্রোল রাইজোব্যাকটেরিয়া অন্যান্য ব্যাকটেরিয়া এবং ছত্রাক দ্বারা সৃষ্ট উদ্ভিদ রোগগুলিও নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম। প্ররোচিত পদ্ধতিগত প্রতিরোধের মাধ্যমে এবং অ্যান্টিফাঙ্গাল মেটাবোলাইট উৎপাদনের মাধ্যমে রোগ দমন করা হয়। উদ্ভিদের বৃদ্ধি এবং কৃষি ফসলের রোগ প্রতিরোধের উন্নতির জন্য সিউডোমোনাস বায়োকন্ট্রোল স্ট্রেনগুলি জিনগতভাবে সংশোধন করা হয়েছে। কৃষিতে, ইনোকুল্যান্ট ব্যাকটেরিয়া প্রায়শই বপনের আগে বীজের কোটের উপর প্রয়োগ করা হয়। টিকাবিহীন বীজগুলি শস্যের উপর উল্লেখযোগ্য উপকারী প্রভাব তৈরি করার জন্য রাইজোস্ফিয়ারের মধ্যে যথেষ্ট পরিমাণে রাইজোব্যাকটেরিয়াল জনসংখ্যা স্থাপন করার সম্ভাবনা বেশি। তারা গবাদি পশুর মধ্যে প্যাথোজেনিক জীবাণুগুলির বিরুদ্ধেও লড়াই করতে পারে। বিভিন্ন ঘাস প্রজাতি তাদের নিজস্ব রাইজোস্ফিয়ারকে বিভিন্ন মাত্রায় নিয়ন্ত্রণ করে এবং বিভিন্ন জীবাণুকে সমর্থন করে। কাইসেলকোভা এবং অন্যান্যরা 2015 সালে খুঁজে পেয়েছেন যে স্থানীয় রাইজোব্যাকটেরিয়াকে উৎসাহিত করার জন্য পরিচিত চারণ প্রজাতিগুলি গরুর মল ব্যাকটেরিয়ার অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধকারী জিনের মাটির মধ্যে বিস্তারকে বাধা দেয়। তথ্যসূত্র ব্যাকটেরিয়া মৃত্তিকা জীববিজ্ঞান উদ্ভিদবিজ্ঞান