जड़ सिम्बायोसिस की "माँ जीन" का खुलासा नहीं हुआ

शैली की भर्ती और कार्यात्मक संवर्द्धन के कारण आधुनिक पादप सहजीवन का विकास हुआ

रूट सिम्बायोसिस © पीएनडब्ल्यू
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कई पौधे आपसी लाभ के समुदाय में, कवक या बैक्टीरिया के साथ सहजीवन में रहते हैं। वैज्ञानिकों ने अब यह पता लगा लिया है कि यह सहयोग विकास के माध्यम से कैसे विकसित हुआ है। उन्होंने रूट सिम्बायोसिस के विभिन्न रूपों की सामान्य आनुवंशिक जड़ें भी खोजीं।

लुडविग मैक्सिमिलियन यूनिवर्सिटी (LMU) म्यूनिख के जेनेटिक्स इंस्टीट्यूट के प्रोफेसर मार्टिन पैरनिस्के की अध्यक्षता में एक शोध टीम ने "PLoS Biology" पत्रिका में नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया के पौधे सहजीवन के विकास के दौरान एक आवश्यक आनुवंशिक कदम प्रस्तुत किया। इस सहजीवन में, पौधे की जड़ की कोशिकाओं में बैक्टीरिया हवा से प्रतिष्ठित नाइट्रोजन को बांधते हैं - इस प्रकार अपने मेजबान को एक महत्वपूर्ण पारिस्थितिक लाभ देते हैं।

एक अन्य अध्ययन में, "प्रोसीडिंग्स ऑफ द नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज यूएसए (पीएनएएस)" पत्रिका में एक ही समय में प्रकाशित हुआ, शोधकर्ताओं ने एक फ्रांसीसी टीम के साथ मिलकर बताया कि नाइट्रोजन-फिक्सिंग रूट सिम्बायोसिस के विभिन्न रूपों में सामान्य रूप से सामान्य तत्व होते हैं। उसी विकासवादी मूल के।

एक आनुवंशिक "माँ" के रूप में प्राचीन सहजीवन

तथाकथित Arbuscular Mycorrhiza ग्लोमेरोमाइकोटा के समूह से उच्च पौधों और कवक के बीच दुनिया भर में सहजीवन है। एसोसिएशन का पुराना रूप शायद 400 मिलियन साल पहले बनाया गया था और आज सभी भूमि संयंत्रों के लगभग 80 प्रतिशत द्वारा संचालित है। सहजीवन में, कवक फिलामेंटस कोशिकाओं, हाइप, भंग पोषक तत्वों और खनिजों, विशेष रूप से फॉस्फेट के एक व्यापक मिट्टी के माइकोलियम के माध्यम से अवशोषित करता है, और उन्हें मेजबान संयंत्र के लिए सुलभ बनाता है।

"यह प्राचीन सहजीवन कई पौधों के लिए केंद्रीय है, या यहां तक ​​कि महत्वपूर्ण महत्व का है, " पारनिस्के कहते हैं। "विकासवादी दृष्टिकोण से, यह दिलचस्प है कि विकासवादी-पुरानी Arbuscular Mycorrhiza को व्यापक, रूट सिम्बायोसिस, रूट नोड सिम्बायोसिस के बहुत छोटे रूप के लिए 'आनुवांशिक पालन-पोषण की भूमिका' के रूप में दी गई है।" जो प्लांट सेल के अंदर अपने बैक्टीरियल पार्टनर्स को ले जा सकते हैं। यह, बदले में, इंट्रासेल्युलर आर्बुसकुलर माइकोराइजा के निकट निकटता में अनुमति देता है, विशेष रूप से मेजबान और अतिथि के बीच एक निकट संपर्क और कुशल जन स्थानांतरण। प्रदर्शन

कार्यात्मक विस्तार से इंट्रासेल्युलर सिम्बायोसिस हुआ

हालाँकि, इस विशेष प्रकार के सहजीवन की उत्पत्ति की अनुमति देने वाले आनुवंशिक परिवर्तन अस्पष्ट रहे हैं। यह लंबे समय से संदेह किया गया है कि जीवाणुओं के साथ इंट्रासेल्युलर सिम्बायोसिस के लिए उनके संरक्षित हर्बल कार्यक्रम को उपयोगी बनाने के लिए, एन्बास्क्यूलर माइकोराइजा के जीन को भर्ती करना एक आवश्यक कदम है। इसके लिए एक महत्वपूर्ण संकेत यह है कि कई जीन एक सामान्य आनुवंशिक कार्यक्रम से संबंधित हैं जो AM और नाइट्रोजन-फिक्सिंग रूट नोड्यूल सिम्बायोसिस को जोड़ती है।

इसका एक उदाहरण तथाकथित "सिम्बायोसिस रिसेप्टर किनसे" जीन है, संक्षेप के लिए SYMRK। पर्निस्के कहते हैं, "हमने अब दिखाया है कि SYMRK में विभिन्न पौधों की लाइनों में संरचनात्मक और कार्यात्मक विविधता है, जो ज्ञात सहजीवी जीन के बीच अद्वितीय है।" "हमारे निष्कर्षों से पता चलता है कि SYMRK की कार्यक्षमता का एक विस्तार इंट्रासेल्युलर सहजीवन सहजीवन के विकास में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करता है।"

सामान्य उत्पत्ति की संभावना

SYMRK का एक लंबा संस्करण बैक्टीरियल नोड्यूल सिम्बायोसिस के लिए एएम जीन की भर्ती पर आधारित हो सकता है क्योंकि इसमें कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला है और सभी प्रभावित संयंत्र समूहों में पाया जा सकता है। इनमें फलियां भी शामिल हैं, लेकिन तथाकथित एक्टिनोरहिज़ल पौधे जैसे कि एल्डर और समुद्री हिरन का सींग, जो फ्रैंकिया बैक्टीरिया के साथ सहजीवन में प्रवेश करते हैं। "कुल मिलाकर, दोनों अध्ययनों से निष्कर्ष नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया के साथ इंट्रासेल्युलर जड़ सहजीवन के एक सामान्य विकासवादी मूल की ओर इशारा करते हैं, " पारनिस्के ने कहा। "हमारा काम अब इन परिष्कृत सहजीवन के आनुवंशिक और विकासवादी आधार में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।"

जैव प्रौद्योगिकी के लिए महत्वपूर्ण खोजें

फलियां और गैर-नाइट्रोजन-फिक्सिंग पौधों के बीच आनुवंशिक अंतर भी महान जैव-प्रौद्योगिकीय ब्याज के हैं। प्राकृतिक प्रणालियों में, इस प्रकार का सह-अस्तित्व कुछ मेजबान समूहों तक सीमित है - जो कि, हालांकि, इससे बहुत लाभ होता है।

यह एक आर्थिक रूप से वांछनीय संपत्ति भी है, क्योंकि नाइट्रोजन उर्वरक के उत्पादन में काफी मात्रा में ऊर्जा की खपत होती है और इस प्रकार जीवाश्म ईंधन होता है। पराग बनाने वाले पौधों की आगे की आनुवांशिक ख़ासियत की जांच करने के लिए अभी भी जांच की आवश्यकता है। एक दिन तब यह संभव हो सकता है कि सहजीवी सहजीवी को अन्य पौधों में स्थानांतरित किया जा सके - जैसे अनाज या विश्व अर्थव्यवस्था के अन्य महत्वपूर्ण पौधे।

(म्यूनिख विश्वविद्यालय, 05.03.2008 - NPO)