Chaetomium cupreum
ચેટોમિયમ કપરિયમ એ ચેટોમિયેસી કુટુંબની એક ફૂગ છે. તે ઉત્પાદિત સેલ્યુલોસિક સામગ્રીમાં ક્ષીણ થવામાં સક્ષમ છે, અને જમીનના સુક્ષ્મસજીવોની વિશાળ શ્રેણીનો વિરોધ કરવા માટે જાણીતું છે. આ પ્રજાતિ બાયો કંટ્રોલ એજન્ટ, કેટોમિયમનો ઘટક છે, જે એક વ્યાવસાયિક બાયોફંગિસાઇડ છે. કુદરતી રંગોના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ માટે પણ તેની તપાસ કરવામાં આવી છે. ચેટોમિયમ ક્યુપ્રિયમ મેસોફિલિક છે અને કઠોર વાતાવરણમાં જોવા મળે છે અને જમીનમાં કાર્બનિક સબસ્ટ્રેટ્સને ઝડપથી વસાહત કરી શકે છે. સી. ક્યુપ્રિયમની પ્રયોગશાળા સંસ્કૃતિઓને સામાન્ય વૃદ્ધિ માધ્યમોની શ્રેણી પર પ્રચાર કરી શકાય છે, જેમાં બટાટા ડેક્સટ્રોઝનો સમાવેશ થાય છે, જે આજુબાજુના તાપમાન પર અથવા આસપાસના તાપમાન કરતા વધારે હોય છે, જે લાલ રંગની વિપરીત સાથે કપાસની સફેદ વસાહતો ઉત્પન્ન કરે છે. 1949માં લોરેન્સ મેરિયન એમેસ દ્વારા ચેટોમિયમ ક્યુપ્રિયમને જૈવિક બગાડ માટે જવાબદાર સજીવોને ઓળખવાના લશ્કરી પ્રયાસના ભાગરૂપે વર્ણવવામાં આવ્યું હતું. આ પ્રોજેક્ટ દરમિયાન, એમેસે 9 નવલકથા ચેટોમિયમ પ્રજાતિઓનું દસ્તાવેજીકરણ કર્યું હતું, જેમાં સંસ્કૃતિ એમ્સનો સમાવેશ થાય છે, જેને સી. ક્યુપ્રિયમ તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે, જેને યુએસ કૃષિ વિભાગના પોલ માર્શ દ્વારા પનામા કેનાલ ઝોનમાં એકત્રિત કરવામાં આવેલી બગડતી સામગ્રીમાંથી તેમને મોકલવામાં આવી હતી. એમ્સે ફૂગ દ્વારા ઉત્પાદિત રંગદ્રવ્યોના તાંબાના રંગના આધારે પ્રજાતિ ઉપનામ "ક્યુપ્રિયમ" ની પસંદગી કરી. બીજો નમૂનો ગ્વાડલકેનાલમાં જી. ડબલ્યુ. માર્ટિન દ્વારા મેળવવામાં આવ્યો હતો. બંને જાતોને સડી રહેલા કપડાં, તંબુ, ગાદલા અને સાધનોથી અલગ કરવામાં આવી હતી. વર્ણન સી. ક્યુપ્રિયમની કોષ દિવાલ મોટાભાગે ચિટિન અને ગ્લુકેનથી બનેલી હોય છે, જે સી. ક્યુપ્રિયમ સી. ડી. એન. એ. માં જોવા મળતા વર્ગ વી. ચિટિન સિન્થેઝ અને ગ્લુકેન સિન્થેઝના એન્કોડિંગ જનીનોની મોટી સંખ્યામાં પ્રતિબિંબિત થાય છે. વનસ્પતિજન્ય માયસેલિયમ પુષ્કળ શાખાઓવાળું, અલગ અને બહુકોશિક હોય છે; માયસેલિયલ કોષો બહુકોશીય હોય છે. આ પ્રજાતિ અન્ય ચેટોમિયમ પ્રજાતિઓથી હોડીના આકારના એસ્કૉસ્પોર્સ અને તાંબાના રંગના અંતિમ વાળની ઊંચી આવર્તન દ્વારા અલગ પડે છે. ફળ આપતા પદાર્થો સબસ્ટ્રેટમની સપાટી પર જોવા મળે છે અને અવિભાજિત રાઇઝોઇડ્સ દ્વારા જોડાયેલા હોય છે. સી. ક્યુપ્રિયમની પેરિથેસિયા અંડાકાર આકારની હોય છે અને 110-120 x 120-130 માઇક્રોનના પરિમાણો સાથે તાંબાના રંગની હોય છે. પેરિથેસિયમની બાહ્ય સપાટી પર લાંબા, પાતળા વાળની હાજરી એ ચેટોમિયમની લાક્ષણિકતા છે. χίτη = લાંબા વાળ. સી. ક્યુપ્રિયમમાં, આ વાળ અસંખ્ય, પાતળા, અલગ બાજુવાળા વાળ હોય છે, જેનો વ્યાસ 3.0-3.5 માઇક્રોન વ્યાસનો હોય છે. પેરિથેસિયમની ટોચ પરના વાળ 1-2 સર્પાકાર સાથે કઠોર, અલગ, 4.5-6.0 માઇક્રોન વ્યાસના હોય છે. એપિકલ વાળ નાના તાંબાના રંગના ગ્રાન્યુલ્સથી ઢંકાયેલા હોય છે, જેનું રંગદ્રવ્ય આલ્કોહોલ, ઈથર, સેલોસોલ્વ, ઝાયલોલમાં દ્રાવ્ય હોય છે પરંતુ પાણીમાં અદ્રાવ્ય હોય છે. 38 × 13 માઇક્રોન માપતા ક્લબ-આકારના એ. એસ. સી. આઈ. પેરિથેસિયમના આંતરિક, મૂળભૂત ભાગમાં ક્લસ્ટરોમાં વિકસે છે. દરેક એસ્કસમાં 8 લાલ રંગના એસ્કૉસ્પોર્સ હોય છે જે 10 × 5.5μm ના પરિમાણો સાથે હોડીના આકારના હોય છે. એ. એસ. સી. આઈ. ની દિવાલો મ્યુકિલાજિનસ હોય છે અને વિઘટિત થાય છે, જેના કારણે એસ્કૉસ્પોર્સ પરિપક્વતા સમયે પેરિથેસિયમની અંદર રહે છે, જે મ્યુકિલાજિનસ જેલીમાં જડિત હોય છે. એસ્કૉસ્પોર્સ અને મ્યુકિલાજિનસ મેટ્રિક્સ એક પેસ્ટ બનાવે છે જે ટૂથપેસ્ટ ટ્યુબમાંથી સંકોચાયેલી ટૂથપેસ્ટ જેવી દેખાતી "સિર્રી" ઉત્પન્ન કરતી પેરિથેસિયમમાં એપિકલ ઓપનિંગ દ્વારા બહાર કાઢવામાં આવે છે. ચેટોમિયમ કપરિયમ એ પ્રજાતિઓ વચ્ચે મધ્યવર્તી છેઃ સી. ટ્રાઇલેટરેલ ચિવર્સ અને સી. ઓરેયમ ચિવર્સ. સી. ઓરેયમ અને સી. ક્યુપ્રિયમ બંને સ્પષ્ટ સિર્રી ઉત્પન્ન કરે છે જ્યારે સી. ટ્રાઇલેટરેલ ઉત્પન્ન કરતું નથી. સી. ક્યુપ્રિયમના એસ્કૉસ્પોર્સ સમાન આકારના હોય છે પરંતુ સી. ઓરેયમ કરતા મોટા હોય છે. અગર સંવર્ધનમાં સી. ટ્રાઇલેટરેલ દ્વારા ઉત્પાદિત રંગદ્રવ્ય પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે જ્યારે સી. ક્યુપ્રિયમ પર ઉત્પાદિત ગ્રાન્યુલ્સ અદ્રાવ્ય હોય છે. પ્રજનન ચેટોમિયમ ક્યુપ્રિયમ માત્ર જાતીય પ્રજનન કરતી પ્રજાતિ તરીકે ઓળખાય છે અને કોઈ અલૈંગિક સ્વરૂપ નોંધાયું નથી. એમેસે મૂળરૂપે સી. ક્યુપ્રિયમમાં હોમોથેલિક સમાગમ પ્રણાલી હોવાની જાણ કરી હતી, પરંતુ પાછળથી 1955માં Tveit દ્વારા તેનું ખંડન કરવામાં આવ્યું હતું, જેમણે આ પ્રજાતિને હેટેરોથેલિક હોવાનું નક્કી કર્યું હતું. સી. ક્યુપ્રિયમમાં જાતીય પ્રજનનમાં વનસ્પતિજન્ય માયસેલિયમની બાજુની વૃદ્ધિ તરીકે ઉદ્ભવતા એસ્કોગોનિયાની રચનાનો સમાવેશ થાય છે. પ્રારંભિક વિકાસલક્ષી તબક્કામાં, એસ્કોગોનિયા કોઇલ્ડ અને કોએનોસાઇટિક હોય છે, જેમાં એસ્કોગોનિયા પરિપક્વ થતાં સેપ્ટા રચાય છે. દરેક એસ્કોગોનિયમનો અંતિમ કોષ એક લાંબો ટ્રાઇકોજીન બની જશે જે ગ્રહણશીલ અંગ તરીકે કાર્ય કરે છે. પુરૂષ પ્રજનન માળખાં, એન્થેરિડિયા સામાન્ય રીતે ચેટોમિયમમાં ગેરહાજર હોય છે. ચયાપચય સી. ક્યુપ્રિયમનું ચયાપચય જટિલ છે. 2007માં ઝાંગ અને યાંગ દ્વારા હાથ ધરાયેલા એક્સપ્રેસ્ડ સિક્વન્સ ટેગ (ઇ. એસ. ટી.) અભ્યાસમાં સી. ક્યુપ્રિયમ મેટાબોલિક માર્ગો સાથે સંબંધિત જનીનોની વૈવિધ્યસભર અભિવ્યક્તિ દર્શાવે છે. તેમના અભ્યાસમાં મેટાબોલિક માર્ગનું સૌથી વધુ પ્રતિનિધિત્વ ગ્લાયકોલિસિસ હતું જે માયસેલિયા સેલ મેટાબોલિઝમમાં તેનું મહત્વ દર્શાવે છે. બીજી સૌથી વધુ રજૂ થયેલ શ્રેણી પોર્ફિરિન અને ક્લોરોફિલ ચયાપચય હતી, ફૂગ ક્લોરોફિલ ઉત્પન્ન કરી શકતી નથી પરંતુ તેમની પાસે હેમ બાયોસિન્થેટિક માર્ગ છે. હેમ બાયોસિન્થેટિક માર્ગમાં આવશ્યક એન્ઝાઇમ કોપ્રોપ્રોફિરિનોજેન ઓક્સિડેઝને એન્કોડિંગ કરતા જનીનો તેમજ ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન સાંકળ અને ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરાયલેશન સાથે સંકળાયેલા જનીનો મળી આવ્યા હતા. સાઇટ્રિક એસિડ ચક્ર તેની ઊર્જા ચયાપચયમાં પણ ભૂમિકા ભજવે છે, જેમાં 18 ટકા મેટાબોલિક જનીનો ટી. સી. એ. ચક્ર કાર્ય સાથે સંબંધિત છે. સૅકરાઇડ ચયાપચય સાથે સંકળાયેલા જનીનો પણ ચયાપચય માટે મળી આવ્યા હતાઃ ગેલેક્ટોઝ, ફ્રુક્ટોઝ, મેનોઝ, સુક્રોઝ, સ્ટાર્ચ, ન્યુક્લિયોટાઇડ શર્કરા, એમિનો શર્કરા, તેમજ ગ્લાયકોપ્રોટીન અને પેપ્ટાઇડ-પ્રોટીન બાયોસિન્થેસિસ. આ પ્રજાતિમાં ઘણા જનીનોની ઓળખ કરવામાં આવી છે જે પ્રોટીન જૈવસંશ્લેષણ અને પ્રોટીઓલિટિક પ્રણાલીઓને ટેકો આપે છે જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ગ્લુટામેટ, મેથિઓનાઇન અને ટ્રિપ્ટોફેન ચયાપચય; ફેનીલાલાનાઇન, વેલાઇન, લ્યુસીન અને આઇસોલ્યુસીનનું અધઃપતન; વેલાઇન, લ્યુસીન, આઇસોલ્યુસીન, ટાયરોસિન અને ટ્રિપ્ટોફેન જૈવસંશ્લેષણ. સી. ક્યુપ્રિયમ દ્વારા ઉત્પાદિત પ્રોટીઝ રોગકારક કોષની દિવાલના ભંગાણમાં સામેલ છે અને તેની જૈવિક નિયંત્રણ પ્રવૃત્તિમાં ફાળો આપે છે. સી. ક્યુપ્રિયમમાં બાયોટેકનોલોજીકલ રસ તેના સેલ્યુલાઝ અને લેક્કેઝના ઉત્પાદન સાથે સંબંધિત છે. સી. ક્યુપ્રિયમ કેટેચિનનું અધઃપતન કરવામાં સક્ષમ છે. બાયોટેકનોલોજી સી. ક્યુપ્રિયમમાં કૃષિ રસ છોડના પેથોજેન્સ દ્વારા ચેપને દબાવવાની કેટલીક જાતોની ક્ષમતાને કારણે ઊભો થયો છે. C.cupreum ની બાયોકન્ટ્રોલ ક્ષમતાને એન્ટિફંગલ મેટાબોલાઇટ્સના ઉત્પાદન, હાઇડ્રોલેઝિસના પ્રકાશન, માયકોપરાસિટિસ્મ અને પોષક તત્ત્વો અને જગ્યા માટેની સ્પર્ધાને આભારી છે. ચેટોમિયમ ક્યુપ્રિયમ હાઇડ્રોલાઇટિક ઉત્સેચકોનો વૈવિધ્યસભર સમૂહ ઉત્પન્ન કરે છે જે તેને તેની વિશાળ સ્ત્રાવી ક્ષમતા અને ચયાપચયની વૈવિધ્યતાને પરિણામે મજબૂત બાયોડિગ્રેડર અને સબસ્ટ્રેટ વસાહતી બનાવે છે. સી. ક્યુપ્રિયમના ઇએસટી વિશ્લેષણમાં કોષ-દિવાલનું અધઃપતન, પ્રોટીઓલિટિક કાર્ય, એન્ટિફંગલ મેટાબોલાઇટ ઉત્પાદન અને છોડના રોગ પ્રતિકારને વધારતા પદાર્થોનું ઉત્પાદન સંબંધિત કેટલાક ઉમેદવાર બાયોકન્ટ્રોલ જનીનો બહાર આવ્યા હતા. ચેટોમિયમ ક્યુપ્રિયમમાં જનીનો હોય છે જે કોષ દિવાલ હાઈડ્રોલેઝને એન્કોડિંગ કરે છે જેમાં β 1-3 એક્સોગ્લુકેનેઝ, એન્ડોગ્લુકેનેઝ IV, β ગ્લુકોસિડેઝ 5 અને 6, અને ચિટિનેઝનો સમાવેશ થાય છે. β 1-3 એક્સોગ્લુકેનેઝ, એન્ડોગ્લુકેનેઝ IV અને β ગ્લુકોસિડેઝ એ મુખ્ય લાઇટિક ઉત્સેચકો છે જે β-1,3-ગ્લુકેનને તોડવા માટે જવાબદાર ફૂગના કોષની દિવાલને લક્ષ્ય બનાવે છે. ફૂગના કોષની દિવાલના ઘટકોને લક્ષ્યાંકિત કરતા આ અને અન્ય હાઇડ્રોલેઝ સહક્રિયાત્મક રીતે કાર્ય કરે છે અને માયકોપરાસિટિસ્મમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે તેવું માનવામાં આવે છે. સી. ક્યુપ્રિયમમાં હાજર β-1,3-ગ્લુકેન બંધનકર્તા પ્રોટીન ખાસ કરીને પેથોજેન્સની કોષ દિવાલમાં β-1,3-ગ્લુકેન અને લિપોટીકોઇક એસિડ સાથે જોડાય છે, જે યજમાન અને બાયોકન્ટ્રોલ ફૂગના કોષની ઓળખ અને રક્ષણ માટે આક્રમણકારી ફૂગના એકત્રીકરણનું કારણ બને છે. છોડના પ્રતિકારના પ્રેરણામાં ઝાયલેનેઝનો સમાવેશ થાય છે, ઝાયલેનેઝ જનીનો સી. ક્યુપ્રિયમમાં જોવા મળે છે. પેથોજેન્સના નવજાત ચિટિનનો નાશ જી. એલ. સી. એન. એ. સી. ધરાવતા ઓલિગોસેકરાઇડ્સ પેદા કરે છે જે સી. ક્યુપ્રિયમમાંથી સામાન્ય એન્ટીફંગલ પ્રતિસાદ મેળવે છે. સી. ક્યુપ્રિયમ સી. ક્યુપ્રિયમમાં જોવા મળતા સબટિલિસિન જેવા સેરીન પ્રોટીઝ અને એસ્પાર્ટિક પ્રોટીનેસ પણ ઉત્પન્ન કરે છે જે કોષની દિવાલના અધઃપતન અને રોગકારક ઉત્સેચકોને નિષ્ક્રિય કરવામાં ફાળો આપે છે. એન્ટીફંગલ મેટાબોલાઇટ્સ ચેટોમિયમ ક્યુપ્રિયમ એન્ટીફંગલ મેટાબોલાઇટ્સની શ્રેણી ઉત્પન્ન કરે છે જેમાં પોલિકેટાઇડ સિન્થેઝ, ટેર્પેન્સ, ચેટોમિન, રોટિયોરિનોલ્સ એ-સી, "મલ્ટીડ્રગ રેઝિસ્ટન્સ પ્રોટીન", આઇસોપેનિસિલિન એન સિન્થેઝ અને સંબંધિત ડાયોક્સિજનેઝનો સમાવેશ થાય છે, જેમાંથી કેટલાકની ફાર્માસ્યુટિકલ ઉપયોગ માટે તપાસ કરવામાં આવી છે. સી. ક્યુપ્રિયમમાં બીટા-લેક્ટામેઝ જેવા મુખ્ય સહાયક ફૂગનાશક જેવા ઝેરી સંયોજનોને સહનશીલતા પૂરી પાડે છે. રોટિયોરિનોલ્સ એ એન્ડ સી, (-)-રોટિયોરિન અને રુબ્રોરોટિયોરિન સહિત આ પ્રજાતિ દ્વારા ઉત્પાદિત કેટલાક રંગદ્રવ્યો રોગકારક યીસ્ટ, કેન્ડિડા એલ્બિકન સામે ફૂગપ્રતિરોધી પ્રવૃત્તિ દર્શાવતા હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. સી. ક્યુપ્રિયમ દ્વારા ઉત્પાદિત રંગદ્રવ્ય ફાયટોપેથોજેનિક બેક્ટેરિયમ, રાલ્સ્ટોનિયા સોલાનાસીરમ સામે ઈન વિટ્રો વિરોધી પ્રવૃત્તિ ધરાવે છે. વ્યાવસાયિક ઉપયોગ ચેટોમિયમ ક્યુપ્રિયમ મેગ્નાપોર્ટ ગ્રિસીઆ, રિઝોક્ટોનિયા સોલાની અને કોક્લિઓબોલસ લુનાટસ સહિતના છોડના રોગકારક જીવાણુઓના વિશાળ સમૂહનો વિરોધ કરવામાં સક્ષમ છે. "કેટોમિયમ" માયકોફંગિસાઇડ તરીકે નોંધાયેલ અને વ્યાવસાયિક રીતે ઉપલબ્ધ, કેટોમિયમ એ વિવિધ પેથોજેન્સના રોગ નિયંત્રણમાં ઉપયોગ કરવા માટે સી. ક્યુપ્રિયમ અને સી. ગ્લોબોસમની 22 જાતો ધરાવતું બાયોફંગિસાઇડ છે. આ ઉત્પાદન ચીન, ફિલિપાઇન્સ, રશિયા, વિયેતનામ અને થાઇલેન્ડ સહિત સંખ્યાબંધ ભૌગોલિક વિસ્તારોમાં બાયોકન્ટ્રોલ એજન્ટ તરીકે અમલમાં મૂકવામાં આવ્યું છે. કેટોમિયમ રોગકારક જીવાણુઓ સામે ટકી શકે તેવું રક્ષણ ઉત્પન્ન કરે છે જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ફાયટોપ્થોરા પામિવોરા, ફાયટોપ્થોરા નિકોટિયાના, ફાયટોપ્થોરા કેક્ટોરમ, ફ્યુઝેરિયમ ઓક્સીસ્પોરમ અને એથેલિયા રોલ્ફસી. આ ફાયટોપેથોજેન્સ ડ્યુરિયન, કાળા મરી, ટેંગેરિન, સ્ટ્રોબેરી, ટમેટા, મકાઈ અને પોમેલો જેવા આર્થિક રીતે મહત્વપૂર્ણ છોડને ચેપ લગાડવા માટે જાણીતા છે. રંગદ્રવ્યો સી. ક્યુપ્રિયમ દ્વારા ઉત્પાદિત બાહ્યકોષીય રંગદ્રવ્ય પી. એચ. જેવા પર્યાવરણીય પરિબળોથી પ્રભાવિત હોય છે જેમાં નીચા પી. એચ. રંગદ્રવ્યોને પીળા થવા માટેનું કારણ બને છે અને ઉચ્ચ પી. એચ. લાક્ષણિક લાલ રંગને પુનઃસ્થાપિત કરે છે. ફોટોરેસ્પોન્સ અભ્યાસમાં સંશોધકોએ રંગદ્રવ્યોના ઉત્પાદન પર દૃશ્યમાન પ્રકાશની ચલ તરંગલંબાઇની અસરની તપાસ કરી હતી. સી. ક્યુપ્રિયમ બાયોમાસ અને રંગદ્રવ્યનું ઉત્પાદન 7 દિવસના સેવન સમયગાળા દરમિયાન ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રકાશની તરંગલંબાઇના આધારે પરિવર્તનશીલ હતું. સફેદ વસાહતોએ એસ્કૉસ્પોર્સ અને ઊંડા લાલ, પાણીમાં દ્રાવ્ય વિપરીત રંગદ્રવ્યનું ઉત્પાદન કર્યું હતું. સફેદ પ્રકાશમાં ઊષ્માયન સૌથી મોટા વસાહત વ્યાસ તરફ દોરી જાય છે જ્યારે લીલો પ્રકાશ સૌથી વધુ રંગદ્રવ્ય ઉત્પાદન તરફ દોરી જાય છે. વિવિધ સાંદ્રતા રંગદ્રવ્યની ખોટ સૂચવે છે, જે સંભવતઃ રંગદ્રવ્યોના પોષક અવક્ષય પ્રેરિત ઉત્સેચકીય ભંગાણ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે-એક સામાન્ય ઘટના જ્યાં ગૌણ ચયાપચય ઉત્સેચકો દ્વારા અધોગતિ પામે છે. સંદર્ભો 1949માં વર્ણવેલ કપરિયમ ફૂગ