Frankia alni
ફ્રેન્કિયા અલની એ એક્ટિનોમાઇસેટ ફિલામેન્ટસ બેક્ટેરિયમની ગ્રામ-પોઝિટિવ પ્રજાતિ છે જે જીનસ એલનસમાં એક્ટિનોરિઝલ છોડ સાથે સહજીવનમાં રહે છે. તે નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ બેક્ટેરિયમ છે અને એલ્ડર વૃક્ષોના મૂળ પર ગાંઠો બનાવે છે. વિતરણ ફ્રેન્કિયા અલની માત્ર એલનસ જાતિના વૃક્ષો સાથે સહજીવી સંબંધ બનાવે છે. આ ઉત્તરીય ગોળાર્ધના સમશીતોષ્ણ પ્રદેશોમાં વ્યાપકપણે ફેલાયેલા છે. એક પ્રજાતિ, એલનસ ગ્લુટિનોસા, આફ્રિકામાં પણ જોવા મળે છે અને બીજી, એન્ડિયન એલ્ડર, એલનસ એક્યુમિનાટા, મધ્ય અને દક્ષિણ અમેરિકાના પર્વતીય કરોડરજ્જુમાં આર્જેન્ટિના સુધી વિસ્તરે છે. પુરાવા સૂચવે છે કે ઈંકાઓ દ્વારા આ એલ્ડરનું શોષણ કરવામાં આવ્યું હોઈ શકે છે અને તેનો ઉપયોગ જમીનની ફળદ્રુપતા વધારવા અને તેમની ઉંચાણવાળી ખેતી પ્રણાલીઓમાં ટેરેસ માટીને સ્થિર કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હોઈ શકે છે. એક્ટિનોમાઇસેટોટા, ફ્રેન્કિયા અલનીની જેમ, ગતિશીલ થવા માટે ફ્લેજેલમની જરૂર છે, પરંતુ એફ. અલની પાસે તે નથી, અને તે સ્થિર છે. એલનસ પ્રજાતિઓ વસવાટોની વિશાળ શ્રેણીમાં ઉગે છે જેમાં હિમનદીઓ, રેતીની ટેકરીઓ, પાણીના પ્રવાહોના કિનારા, ધુમ્મસ, સૂકા જ્વાળામુખી લાવા પ્રવાહ અને રાખની કાંપનો સમાવેશ થાય છે. ચેપ પ્રક્રિયા ફ્રેન્કિયા અલની દ્વારા ચેપનું પ્રથમ લક્ષણ એ છે કે જેમ જેમ બેક્ટેરિયમ અંદર જાય છે તેમ તેમ એલ્ડરના મૂળના વાળની શાખાઓ અને વળાંક આવે છે. બેક્ટેરિયમ છોડના કોષની દિવાલમાંથી મેળવેલી સામગ્રી સાથે આવરિત થાય છે અને યજમાનના કોષ પટલની બહાર રહે છે. આવરણ પટલમાં પેક્ટિન, સેલ્યુલોઝ અને હેમિસેલ્યુલોઝ હોય છે. હાયપોડર્મિસ અને આચ્છાદનમાં કોષ વિભાજન ઉત્તેજિત થાય છે, જે "પ્રીનોડ્યુલ" ની રચના તરફ દોરી જાય છે. બેક્ટેરિયમ પછી મૂળના આચ્છાદનમાં સ્થળાંતર કરે છે જ્યારે નોડ્યુલ બાજુના મૂળની જેમ જ વિકાસ કરવાનું ચાલુ રાખે છે. નોડ્યુલ લોબ પ્રાઈમોર્ડિયા પ્રિનોડ્યુલના વિકાસ દરમિયાન પેરીસાઇકલ, એન્ડોડર્મિસ અથવા કોર્ટેક્સમાં વિકસે છે અને અંતે બેક્ટેરિયમ નવા નોડ્યુલને ચેપ લગાડવા માટે તેના કોષોમાં પ્રવેશ કરે છે. નાઇટ્રોજન ફિક્સેશન નાઇટ્રોજન-મુક્ત સંવર્ધનમાં અને ઘણીવાર સહજીવનમાં, ફ્રેન્કિયા અલની બેક્ટેરિયા પોતાને "વેસિકલ્સ" માં ઘેરી લે છે. આ આશરે ગોળાકાર સેલ્યુલર માળખાં છે જેનો વ્યાસ બે થી છ મિલીમીટર હોય છે અને તેમાં લેમિનેટેડ લિપિડ પરબિડીયું હોય છે. વેસિકલ્સ ઓક્સિજનના પ્રસરણને મર્યાદિત કરવા માટે કામ કરે છે, આમ એન્ઝાઇમ નાઇટ્રોજનઝ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત ઘટાડાની પ્રક્રિયામાં મદદ કરે છે. આ ઉત્સેચક નાઇટ્રોજનના દરેક અણુને ત્રણ હાઇડ્રોજન પરમાણુ સાથે જોડે છે, જેનાથી એમોનિયા (NH3) બને છે. પ્રતિક્રિયા માટેની ઊર્જા એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ (ATP) ના હાઇડ્રોલિસિસ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં અન્ય બે ઉત્સેચકો પણ સામેલ છે, ગ્લુટામાઇન સિન્થેટેઝ અને ગ્લુટામેટ સિન્થેઝ. પ્રતિક્રિયાઓનું અંતિમ ઉત્પાદન ગ્લુટામેટ છે, જે આમ સામાન્ય રીતે કોષ કોષરસમાં સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં મુક્ત એમિનો એસિડ હોય છે. આ પ્રક્રિયાની આડપેદાશ વાયુયુક્ત હાઇડ્રોજન છે, જેનો એક અણુ એમોનિયામાં ઘટાડેલા નાઇટ્રોજનના દરેક અણુ માટે ઉત્પન્ન થાય છે, પરંતુ બેક્ટેરિયમમાં એન્ઝાઇમ હાઇડ્રોજેનેઝ પણ હોય છે, જે આમાંની કેટલીક ઊર્જાનો બગાડ થતો અટકાવે છે. આ પ્રક્રિયામાં, એટીપી પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે અને ઓક્સિજનના અણુઓ પ્રતિક્રિયામાં અંતિમ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનાર તરીકે કામ કરે છે, જે આસપાસના ઓક્સિજનના સ્તરમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. આ નાઇટ્રોજનના ફાયદા માટે છે, જે ફક્ત એનારોબિક રીતે કાર્ય કરે છે. ફ્રેન્કિયા સાથેના તેમના પરસ્પર ફાયદાકારક સંબંધોના પરિણામે, એલ્ડર વૃક્ષો જે જમીનમાં ઉગે છે તેની ફળદ્રુપતામાં સુધારો કરે છે અને તેને અગ્રણી પ્રજાતિ માનવામાં આવે છે, જે જમીનને વધુ ફળદ્રુપ બનાવે છે અને આમ અન્ય અનુગામી પ્રજાતિઓને સ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ બનાવે છે. પ્રસરણ સંવર્ધનમાં અને કેટલાક મૂળ ગાંઠોમાં, ઘણા બીજકણ ધરાવતા મલ્ટીલોક્યુલર સ્પોરેંજિયા ઉત્પન્ન થાય છે. સ્પોરેંજિયા બિન-ગતિશીલ હોય છે પરંતુ બીજકણ નવા યજમાન છોડને ચેપ લગાડવા સ્થળાંતર કરી શકે છે. એક સ્વીડિશ અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે ગ્રે એલ્ડર, એલનસ ઈન્કાનાના ટ્રાન્સપ્લાન્ટ કરેલા રોપાઓ પર મૂળ ગાંઠો વિકસિત થાય છે, જે ઘાસના મેદાનની જમીનમાં વાવેતર કરવામાં આવે છે જેણે લગભગ સાઠ વર્ષથી એક્ટિનોરિઝલ છોડ ઉગાડ્યા ન હતા. પીટના ઊંડા સ્તરોમાં રોપાઓ રોપવાનો એક સમાન પ્રયોગ જ્યાં સપાટીનું સ્તર દૂર કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યાં ગાંઠ ઉત્પન્ન થઈ ન હતી. એવું લાગે છે કારણ કે પીટમાં ઊંડાણમાં ફ્રેન્કિયા અલનાનો કોઈ ચેપી પ્રસાર થયો ન હતો. ફ્રેન્કિયા અલનીનું હવામાં ફેલાયેલું કોઈ વિખેરણ જોવા મળ્યું ન હતું અને એવું માનવામાં આવતું હતું કે પીટ માટીમાં બેક્ટેરિયાના વિખેરણ માટે પાણીની હિલચાલ જવાબદાર હોઈ શકે છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ફ્રેન્કિયા અને એક્ટિનોરિઝલ છોડ બેકડાઇવ ખાતે ફ્રેન્કિયા અલનીનો પ્રકાર-1866માં વર્ણવેલ બેક્ટેરિયલ ડાયવર્સિટી મેટાડેટેબેઝ એક્ટિનોમાઇસેટીયા બેક્ટેરિયા