Chaetomium cupreum
चेटोमियम कपरियम चेटोमियेसी परिवार का एक कवक है। यह निर्मित सेलुलोसिक पदार्थों में क्षय करने में सक्षम है, और मिट्टी के सूक्ष्मजीवों की एक विस्तृत श्रृंखला का विरोध करने के लिए जाना जाता है। यह प्रजाति जैव नियंत्रण एजेंट, केटोमियम, एक वाणिज्यिक जैव कवकनाशी का घटक है। प्राकृतिक रंगों के उत्पादन में उपयोग के लिए भी इसकी जांच की गई है। चेटोमियम कप्रियम मेसोफिलिक है और कठोर वातावरण में होने के लिए जाना जाता है और मिट्टी में कार्बनिक सब्सट्रेट को तेजी से उपनिवेशित कर सकता है। सी. कप्रियम की प्रयोगशाला संस्कृतियों को आम विकास माध्यमों की एक श्रृंखला पर प्रचारित किया जा सकता है, जिसमें आलू का डेक्सट्रोज परिवेश में या परिवेश के तापमान से अधिक होता है, जो लाल रंग के रिवर्स के साथ सूती सफेद कालोनियों का उत्पादन करता है। 1949 में लॉरेंस मैरियन एम्स ने जैव क्षरण के लिए जिम्मेदार जीवों की पहचान करने के लिए एक सैन्य प्रयास के हिस्से के रूप में चैटोमियम कप्रियम का वर्णन किया था। इस परियोजना के दौरान, एम्स ने सी. कप्रियम के रूप में वर्णित संस्कृति एम्स सहित 9 उपन्यास चेटोमियम प्रजातियों का दस्तावेजीकरण किया, जिसे पनामा नहर क्षेत्र में एकत्र की गई बिगड़ती सामग्री से अमेरिकी कृषि विभाग के पॉल मार्श द्वारा उन्हें भेजा गया था। एम्स ने कवक द्वारा उत्पादित वर्णकों के तांबे के रंग के आधार पर प्रजाति उपनाम "कप्रियम" का चयन किया। दूसरा नमूना ग्वाडलकेनाल में जी. डब्ल्यू. मार्टिन द्वारा प्राप्त किया गया था। दोनों उपभेदों को सड़े हुए कपड़ों, तंबू, गद्दे और उपकरणों से अलग किया गया था। सी. कप्रियम की कोशिका भित्ति काफी हद तक चिटिन और ग्लूकन से बनी होती है, जो सी. कप्रियम सी. डी. एन. ए. में पाए जाने वाले बड़ी संख्या में अधिग्रहित जीन एन्कोडिंग वर्ग वी. चिटिन सिंथेस और ग्लूकन सिंथेस में परिलक्षित होती है। वानस्पतिक माइसेलियम प्रचुर मात्रा में शाखाओं वाला, अलग और बहुकोशिकीय होता है; माइसेलियल कोशिकाएं बहुकोशिकीय होती हैं। यह प्रजाति अन्य चेटोमियम प्रजातियों से नाव के आकार के एस्कॉस्पोर्स और तांबे के रंग के अंतिम बालों की उच्च आवृत्ति से अलग है। फल देने वाले निकाय सबस्ट्रेटम की सतह पर होते हैं और अविभाजित प्रकंदों द्वारा जुड़े होते हैं। सी. कप्रियम की परिधि अंडाकार आकार की होती है और तांबे के रंग की होती है जिसका आयाम 110-120 x 120-130 माइक्रोन होता है। पेरिथेसियम की बाहरी सतह पर लंबे, पतले बालों की उपस्थिति चेटोमियम (जी. आर.) की एक विशेषता है। बाल = लंबे बाल)। सी. क्यूप्रियम में, ये बाल कई, पतले, अलग-अलग पार्श्व बाल होते हैं जिनका व्यास 3.0-3.5 माइक्रोन होता है। पेरिथेसियम के शीर्ष पर बाल कठोर, अलग, 4.5-6.0 1-2 सर्पिल के साथ व्यास में माइक्रोन मीटर होते हैं। एपिकल बाल तांबे के छोटे रंग के दानेदार कणों से ढके होते हैं जिनका वर्णक अल्कोहल, ईथर, सेलोसॉल, ज़ाइलोल में घुलनशील होता है लेकिन पानी में अघुलनशील होता है। 38 × 13 माइक्रोन मापने वाले क्लब के आकार के ए. एस. सी. आई. परिधीय के आंतरिक, बेसल भाग में समूहों में विकसित होते हैं। प्रत्येक एस्कस में 8 लाल रंग के एस्कॉस्पोर्स होते हैं जो 10x 5.5μm के आयामों के साथ नाव के आकार के होते हैं। ए. एस. सी. आई. की दीवारें म्यूसिलाजिनस और विघटित होती हैं, जिससे एस्कॉस्पोर्स परिपक्वता पर म्यूसिलाजिनस जेली में एम्बेडेड पेरिथेसियम के अंदर रहते हैं। एस्कॉस्पोर्स और म्यूसिलाजिनस मैट्रिक्स एक पेस्ट बनाते हैं जिसे पेरिथेसियम में एपिकल ओपनिंग के माध्यम से निकाला जाता है जो टूथपेस्ट ट्यूब से निचोड़े गए टूथपेस्ट जैसा "सिरही" का उत्पादन करता है। चेटोमियम कपरियम इन प्रजातियों के बीच मध्यवर्ती हैः सी. ट्राइलेटरेल चिवर्स और सी. ऑरियम चिवर्स। सी. ऑरियम और सी. क्यूप्रियम दोनों विशिष्ट सिरही का उत्पादन करते हैं जबकि सी. ट्राइलेटरेल नहीं करता है। सी. क्यूप्रियम के एस्कॉस्पोर्स समान आकार के होते हैं लेकिन सी. ऑरियम से बड़े होते हैं। अगर संस्कृतियों में सी. ट्राइलेटरेल द्वारा उत्पादित वर्णक पानी में घुलनशील होता है जबकि सी. कप्रियम पर उत्पादित दाने अघुलनशील होते हैं। प्रजनन चेटोमियम कप्रियम को केवल एक यौन प्रजनन प्रजाति के रूप में जाना जाता है और कोई अलैंगिक रूप नहीं बताया गया है। एम्स ने मूल रूप से सी. कप्रियम में एक समस्थानिक संभोग प्रणाली होने की सूचना दी थी, लेकिन बाद में 1955 में Tveit द्वारा इसका खंडन किया गया, जिन्होंने प्रजातियों को विषमस्थानिक होने का निर्धारण किया। सी. कप्रियम में यौन प्रजनन में वनस्पतिजन्य माइसेलियम के पार्श्विक विकास के रूप में उत्पन्न होने वाले एस्कोगोनिया का गठन शामिल है। प्रारंभिक विकासात्मक चरणों में, एस्कोगोनिया कुंडलित और कोएनोसाइटिक होते हैं और एस्कोगोनिया के परिपक्व होने पर सेप्टा बनते हैं। प्रत्येक एस्कोगोनियम की अंतिम कोशिका एक लंबी ट्राइकोजीन बन जाएगी जो ग्रहणशील अंग के रूप में कार्य करती है। पुरुष प्रजनन संरचना, एन्थेरिडिया आमतौर पर चेटोमियम में अनुपस्थित होते हैं। चयापचय सी. क्यूप्रियम का चयापचय जटिल है। 2007 में झांग और यांग द्वारा किए गए एक अभिव्यक्त अनुक्रम टैग (ई. एस. टी.) अध्ययन में सी. कप्रियम ने चयापचय मार्गों से संबंधित जीनों की विविध अभिव्यक्ति का प्रदर्शन किया। उनके अध्ययन में सबसे अधिक दर्शाया गया चयापचय मार्ग ग्लाइकोलाइसिस था जो माइसेलिया कोशिका चयापचय में इसके महत्व को प्रदर्शित करता है। दूसरी सबसे अधिक प्रतिनिधित्व वाली श्रेणी पोर्फिरिन और क्लोरोफिल चयापचय थी, कवक क्लोरोफिल का उत्पादन नहीं कर सकते हैं लेकिन उनके पास एक हेम जैवसंश्लेषक मार्ग है। हेम बायोसिंथेटिक मार्ग में एक आवश्यक एंजाइम, कोप्रोप्रोफिरिनोजेन ऑक्सीडेस को कूटबद्ध करने वाले जीन के साथ-साथ इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला और ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन से जुड़े जीन भी पाए गए। साइट्रिक एसिड चक्र की ऊर्जा चयापचय में भी भूमिका होती है जिसमें 18 प्रतिशत चयापचय जीन टी. सी. ए. चक्र कार्य से संबंधित होते हैं। सैकराइड चयापचय से जुड़े जीन भी चयापचय के लिए पाए गएः गैलेक्टोज, फ्रुक्टोज, मैननोज़, सुक्रोज, स्टार्च, न्यूक्लियोटाइड शर्करा, एमिनो शर्करा, साथ ही ग्लाइकोप्रोटीन और पेप्टाइड-प्रोटीन जैव संश्लेषण। इस प्रजाति में कई जीनों की पहचान की गई है जो प्रोटीन जैव संश्लेषण और प्रोटीयोलिटिक प्रणालियों का समर्थन करते हैं जिनमें शामिल हैंः ग्लूटामेट, मेथियोनीन और ट्रिप्टोफैन चयापचय; फेनिललैनिन, वैलीन, ल्यूसीन और आइसोल्यूसीन क्षरण; वैलीन, ल्यूसीन, आइसोल्यूसीन, टायरोसिन और ट्रिप्टोफैन जैव संश्लेषण। सी. क्यूप्रियम द्वारा उत्पादित प्रोटीज रोगजनक कोशिका भित्ति के टूटने में शामिल होते हैं और इसकी जैव नियंत्रण गतिविधि में योगदान करते हैं। सी. क्यूप्रियम में जैव प्रौद्योगिकी संबंधी रुचि इसके सेल्यूलेज और लैक्केज़ के उत्पादन से संबंधित है। सी. क्यूप्रम कैटेचिन को नीचा दिखाने में सक्षम है। जैव प्रौद्योगिकी सी. कप्रियम में कृषि रुचि पौधों के रोगजनकों द्वारा संक्रमण को दबाने के लिए कुछ उपभेदों की क्षमता के कारण उत्पन्न हुई है। C.cupreum की जैव नियंत्रण क्षमता का श्रेय एंटिफंगल मेटाबोलाइट्स के उत्पादन, हाइड्रोलेस की रिहाई, माइकोपरासिटिस्म और पोषक तत्वों और स्थान के लिए प्रतिस्पर्धा को दिया गया है। चेटोमियम कप्रियम हाइड्रोलाइटिक एंजाइमों का एक विविध समूह पैदा करता है जो इसे अपनी बड़ी स्रावी क्षमता और चयापचय बहुमुखी प्रतिभा के परिणामस्वरूप एक मजबूत बायोडिग्रेडर और सब्सट्रेट उपनिवेशक बनाता है। सी. क्यूप्रियम के ई. एस. टी. विश्लेषण से कई उम्मीदवार बायोकंट्रोल जीन का पता चलाः कोशिका-दीवार क्षरण, प्रोटीयोलिटिक कार्य, एंटिफंगल मेटाबोलाइट उत्पादन और पौधों के रोग प्रतिरोध को बढ़ाने वाले पदार्थों का उत्पादन। चेटोमियम कपरियम में कोशिका भित्ति हाइड्रोलेस को कूटबद्ध करने वाले जीन होते हैं जिनमें शामिल हैंः β 1-3 एक्सोग्लुकेनेस, एंडोग्लुकेनेस IV, β ग्लूकोसिडेस 5 और 6, और चिटीनेस। β 1-3 एक्सोग्लुकेनेस, एंडोग्लुकेनेस IV और β ग्लुकोसाइडेस प्रमुख लाइटिक एंजाइम हैं जो β-1,3-ग्लूकान को तोड़ने के लिए जिम्मेदार कवक कोशिका भित्ति को लक्षित करते हैं। फंगल कोशिका भित्ति घटकों को लक्षित करने वाले ये और अन्य हाइड्रोलेज़ सहक्रियात्मक रूप से कार्य करते हैं और इन्हें माइकोपरासिटिस्म में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए माना जाता है। सी. कप्रियम में मौजूद β-1,3-ग्लूकन बाइंडिंग प्रोटीन विशेष रूप से रोगजनकों की कोशिका भित्ति में β-1,3-ग्लूकन और लिपोटेकोइक एसिड से जुड़ता है जिससे मेजबान और जैव-नियंत्रित कवक कोशिका पहचान और सुरक्षा के लिए आक्रमणकारी कवक का एकत्रीकरण होता है। पादप प्रतिरोध के प्रेरण में ज़ायलेनेस शामिल हैं, ज़ायलेनेस जीन सी. कप्रियम में पाए जाते हैं। रोगजनकों के नवजात चिटिन का विनाश जी. एल. सी. एन. ए. सी युक्त ऑलिगोसेकेराइड्स उत्पन्न करता है जो सी. क्यूप्रियम से एक सामान्य एंटिफंगल प्रतिक्रिया प्राप्त करता है। सी. कप्रियम सी. कप्रियम में पाए जाने वाले सबटिलिसिन जैसे सेरीन प्रोटीज और एस्पार्टिक प्रोटीनेस का भी उत्पादन करता है जो कोशिका भित्ति के क्षरण और रोगजनक एंजाइमों के निष्क्रिय होने में योगदान करते हैं। एंटिफंगल मेटाबोलाइट्स चेटोमियम कप्रियम एंटीफंगल मेटाबोलाइट्स की एक श्रृंखला का उत्पादन करता है जिसमें पॉलीकेटाइड सिंथेस, टेरपेन्स, चेटोमिन, रोटियोरिनोल्स ए-सी, "मल्टीड्रग रेसिस्टेंस प्रोटीन", आइसोपेनिसिलिन एन सिंथेस और संबंधित डाइऑक्सीजिनेस शामिल हैं, जिनमें से कुछ की दवा उपयोग के लिए जांच की गई है। सी. क्यूप्रियम में बीटा-लैक्टामेज़ जैसा प्रमुख सहायक कवकनाशी जैसे विषाक्त यौगिकों के प्रति सहिष्णुता प्रदान करता है। रोटियोरिनोल ए एंड सी, (-)-रोटियोरिन और रुब्रोरोटियोरिन सहित इस प्रजाति द्वारा उत्पादित कई वर्णक रोगजनक खमीर, कैंडिडा एल्बिकन के खिलाफ एंटिफंगल गतिविधि प्रदर्शित करते हैं। सी. कप्रियम द्वारा उत्पादित वर्णक में फाइटोपैथोजेनिक बैक्टीरिया, राल्स्टोनिया सोलानासीरम के खिलाफ इन विट्रो विरोधी गतिविधि होती है। वाणिज्यिक उपयोग सेटोमियम कप्रियम मैग्नापोर्ट ग्रिसिया, राइजोक्टोनिया सोलानी और कोक्लियोबोलस लूनाटस सहित पौधों के रोगजनकों के एक विस्तृत समूह का विरोध करने में सक्षम है। "केटोमियम" कवकनाशक के रूप में पंजीकृत और व्यावसायिक रूप से उपलब्ध, केटोमियम एक जैव कवकनाशक है जिसमें विभिन्न रोगजनकों के रोग नियंत्रण में उपयोग के लिए सी. क्यूप्रम और सी. ग्लोबोसम की 22 नसें शामिल हैं। यह उत्पाद चीन, फिलीपींस, रूस, वियतनाम और थाईलैंड सहित कई भौगोलिक इलाकों में एक जैव नियंत्रण एजेंट के रूप में लागू किया गया है। केटोमियम को रोगजनकों के खिलाफ एक स्थायी सुरक्षा का उत्पादन करने के लिए दिखाया गया है जिनमें शामिल हैंः फाइटोप्थोरा पामिवोरा, फाइटोप्थोरा निकोटियाना, फाइटोप्थोरा कैक्टेरम, फ्यूजेरियम ऑक्सीस्पोरम और एथेलिया रॉल्फसी। ये फाइटोपैथोजेन आर्थिक रूप से महत्वपूर्ण पौधों जैसे ड्यूरियन, काली मिर्च, टेंगेरिन, स्ट्रॉबेरी, टमाटर, मकई और पोमेलो को संक्रमित करने के लिए जाने जाते हैं। वर्णक सी. कप्रियम द्वारा उत्पादित बाह्य कोशिकीय वर्णक पी. एच. जैसे पर्यावरणीय कारकों से प्रभावित होता है जिसमें कम पी. एच. वर्णक को पीला कर देता है और उच्च पी. एच. विशेषता वाले लाल रंग को बहाल करता है। एक प्रकाश-प्रतिक्रिया अध्ययन में शोधकर्ताओं ने वर्णकों के उत्पादन पर दृश्य प्रकाश की परिवर्तनीय तरंग दैर्ध्य के प्रभाव की जांच की। सी. कप्रियम बायोमास और वर्णक उत्पादन 7 दिन की ऊष्मायन अवधि के दौरान उपयोग किए गए प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के आधार पर परिवर्तनशील थे। सफेद उपनिवेशों ने एस्कॉस्पोर्स और एक गहरे लाल, पानी में घुलनशील रिवर्स पिगमेंट का उत्पादन किया। सफेद प्रकाश में ऊष्मायन सबसे बड़े कॉलोनी व्यास की ओर ले जाता है जबकि हरी रोशनी सबसे बड़े वर्णक उत्पादन की ओर ले जाती है। अलग-अलग सांद्रता वर्णक के नुकसान का सुझाव देती है, संभवतः पोषक तत्वों की कमी से प्रेरित वर्णकों के एंजाइमेटिक टूटने से समझाया जाता है-एक सामान्य घटना जहां माध्यमिक चयापचय एंजाइमों द्वारा खराब हो जाते हैं। संदर्भ 1949 में वर्णित कप्रियम कवक