Lecture-11 Structure and characteristic features of bacterial biofertilizers- Azospirillum, Azotobacter, Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium and Frankia

Structure and characteristic features of bacterial biofertilizers- Azospirillum, Azotobacter, Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium and Frankia (जीवाणु जैव उर्वरकों की संरचना और विशिष्ट विशेषताएं- एज़ोस्पाइरिलम, एज़ोटोबैक्टर, बैसिलस, स्यूडोमोनास, राइजोबियम और फ्रैंकिया):- 

Biofertilizers are living microorganisms that enhance soil fertility by fixing atmospheric nitrogen, solubilizing phosphorus, or stimulating plant growth through the synthesis of growth-promoting substances. 

(जैव उर्वरक जीवित सूक्ष्मजीव होते हैं जो वायुमंडलीय नाइट्रोजन का स्थिरीकरण, फॉस्फोरस का घुलनशीलकरण, या पौधों की वृद्धि को बढ़ावा देने वाले पदार्थों के संश्लेषण के माध्यम से मिट्टी की उर्वरता को बढ़ाते हैं।)

i. Azospirillum (एजोस्पाइरिलम):-

Structure (संरचना):-

> Gram-negative, rod-shaped, or spiral bacteria.

(ग्राम-निगेटिव, छड़ (रॉड)-आकार या सर्पिल बैक्टीरिया।)

> Motile with polar flagella.

(ध्रुवीय फ्लैजेला के साथ गति करते हैं।)

Characteristic Features (मुख्य विशेषताएं):-

Nitrogen Fixation (नाइट्रोजन स्थिरीकरण):- Fixes atmospheric nitrogen in a free-living state or in association with plant roots, especially in grasses (e.g., wheat, maize, rice).

(वायुमंडलीय नाइट्रोजन को स्वतंत्र अवस्था में या पौधों की जड़ों के साथ संबंध बनाकर स्थिर करता है, विशेष रूप से घास जैसे गेहूं, मक्का, चावल में।)

Associative Symbiosis (सहजीवी संबंध):- Forms loose associations with plant roots, colonizing the rhizosphere.

(पौधों की जड़ों के साथ ढीला संबंध बनाता है और राइजोस्पीयर को कोलोनाइज़ करता है।)

Plant Growth Promotion (पौधों की वृद्धि):- Produces growth-promoting substances like auxins, gibberellins, and cytokinins.

(ऑक्सिन, जिबरेलिन और साइटोकिनिन जैसे वृद्धि को बढ़ावा देने वाले पदार्थ बनाता है।)

Habitat (आवास):- Found in soil, especially in tropical and subtropical regions.

(मिट्टी में पाया जाता है, विशेष रूप से उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में।)

ii. Azotobacter (एजोबैक्टर):-

Structure (संरचना):-

> Gram-negative, oval or spherical bacteria.

(ग्राम-निगेटिव, अंडाकार या गोल बैक्टीरिया।)

> Large, non-motile or motile with peritrichous flagella.

(बड़े, गति करने वाले या बिना गति के, पेरीट्राइकस फ्लैजेला के साथ।)

Characteristic Features (मुख्य विशेषताएं):-

Nitrogen Fixation (नाइट्रोजन स्थिरीकरण):- Free-living nitrogen fixer, contributing to soil nitrogen enrichment.

(स्वतंत्र रूप से नाइट्रोजन स्थिर करता है, जो मिट्टी में नाइट्रोजन की वृद्धि में योगदान देता है।)

Protective Mechanisms (सुरक्षात्मक तंत्र):- Produces cysts under unfavorable conditions for survival.

(प्रतिकूल परिस्थितियों में सिस्ट बनाता है।)

Growth Stimulation (वृद्धि उत्तेजना):- Synthesizes plant hormones like auxins, cytokinins, and gibberellins.

(ऑक्सिन, साइटोकाइनिन और जिबरेलिन जैसे पौधों के हार्मोन का संश्लेषण करता है।)

Phosphate Solubilization (फॉस्फेट का घुलनशीलकरण):- Converts insoluble phosphates into forms accessible to plants.

(अघुलनशील फॉस्फेट को पौधों के लिए उपलब्ध रूपों में परिवर्तित करता है।)

Habitat (आवास):- Found in neutral to alkaline soils.

(तटस्थ से क्षारीय मिट्टी में पाया जाता है।)

iii. Bacillus (बैसिलस):-

Structure (संरचना):-

> Gram-positive, rod-shaped bacteria.

(ग्राम-पॉजिटिव, छड़ (रॉड)-आकार वाले बैक्टीरिया।)

> Capable of forming endospores for survival under harsh conditions.

(प्रतिकूल परिस्थितियों में जीवित रहने के लिए एंडोस्पोर्स बनाते हैं।)

Characteristic Features (मुख्य विशेषताएं):-

Plant Growth Promotion (पौधों की वृद्धि):- Produces growth-promoting substances and enzymes like cellulase and protease.

(वृद्धि को बढ़ावा देने वाले पदार्थ और सेलुलेज, प्रोटीएज जैसे एंजाइम बनाता है।)

Phosphate Solubilization (फॉस्फेट का घुलनशीलकरण):- Enhances phosphorus availability to plants.

(फॉस्फोरस की उपलब्धता को बढ़ाता है।)

Antimicrobial Activity (एंटीमाइक्रोबियल गतिविधि):- Produces antibiotics to protect plants from pathogens.

(पौधों को रोगजनकों से बचाने के लिए एंटीबायोटिक्स का उत्पादन करता है।)

Nitrogen Cycling (नाइट्रोजन चक्रण):- Participates in nitrogen transformation in the soil.

(मिट्टी में नाइट्रोजन परिवर्तन प्रक्रियाओं में भाग लेता है।)

Habitat (आवास):- Commonly found in soil, water, and decaying matter.

(मिट्टी, पानी और सड़ी-गली चीज़ों में पाया जाता है।)

iv. Pseudomonas (स्यूडोमोनास):-

Structure (संरचना):-

> Gram-negative, rod-shaped bacteria.

(ग्राम-निगेटिव, छड़ (रॉड)-आकार वाले बैक्टीरिया।)

> Motile with a single or multiple polar flagella.

(एकल या बहु ध्रुवीय फ्लैजेला के साथ गति करते हैं।)

Characteristic Features (मुख्य विशेषताएं):-

Phosphate Solubilization (फॉस्फेट का घुलनशीलकरण):- Converts insoluble phosphorus into soluble forms.

(अघुलनशील फॉस्फोरस को घुलनशील रूपों में परिवर्तित करता है।)

Biocontrol Agent (जैव-नियंत्रण एजेंट):- Produces secondary metabolites like siderophores, antibiotics, and hydrogen cyanide, which suppress plant pathogens.

(साइडरोफोर, एंटीबायोटिक्स और हाइड्रोजन सायनाइड जैसे द्वितीयक मेटाबोलाइट्स का उत्पादन करता है, जो पौधों के रोगजनकों को दबाते हैं।)

Plant Growth Promotion (पौधों की वृद्धि):- Produces phytohormones and enzymes that stimulate root growth.

(जड़ वृद्धि को उत्तेजित करने वाले फाइटोहार्मोन और एंजाइम बनाता है।)

Stress Tolerance (तनाव सहनशीलता):- Enhances plant tolerance to abiotic stresses like salinity and drought.

(लवणता और सूखे जैसे अजैविक तनावों को सहन करने में पौधों की सहायता करता है।)

Habitat (आवास):- Found in soil, water, and plant surfaces.

(मिट्टी, पानी और पौधों की सतहों पर पाया जाता है।)

v. Rhizobium (राइजोबियम):-

Structure (संरचना):-

> Gram-negative, rod-shaped bacteria.

(ग्राम-निगेटिव, छड़ (रॉड)-आकार वाले बैक्टीरिया।)

> Non-spore-forming; motile with polar flagella.

(गैर-स्पोर बनाने वाले, ध्रुवीय फ्लैजेला के साथ गति करने वाले।)

Characteristic Features (मुख्य विशेषताएं):-

Nitrogen Fixation (नाइट्रोजन स्थिरीकरण):- Forms symbiotic relationships with legumes, fixing nitrogen in root nodules.

(लेग्यूम पौधों के साथ सहजीवी संबंध बनाकर जड़ों में नाइट्रोजन स्थिर करता है।)

Symbiosis (सहजीवी संबंध):- Involves the exchange of signals (e.g., flavonoids and Nod factors) for nodule formation.

(नोड फैक्टर और फ्लेवोनोइड जैसे संकेतों का आदान-प्रदान करता है।)

Nitrogenase Activity (नाइट्रोजिनेज सक्रियता):- Converts atmospheric nitrogen (N₂) to ammonia (NH₃) for plant use.

[वायुमंडलीय नाइट्रोजन (N₂) को अमोनिया (NH₃) में परिवर्तित करता है।]

Specificity (विशिष्टता):- Specific to host plants; e.g., Rhizobium leguminosarum for peas.

(परपोषी पौधों के लिए विशिष्ट; जैसे, राइजोबियम लेग्युमिनोसेरम मटर के लिए।)

Habitat (आवास):- Found in the rhizosphere and nodules of leguminous plants.

(लेग्यूम पौधों की जड़ों और नोड्यूल्स में पाया जाता है।)

vi. Frankia (फ्रैंकिया):-

Structure (संरचना):-

> Gram-positive, filamentous actinobacteria.

(ग्राम-पॉजिटिव, तंतुमय एक्टिनोबैक्टीरिया।)

> Forms hyphae and vesicles for nitrogen fixation.

(नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए कवक तन्तु और वेसिकल्स बनाता है।)

Characteristic Features (मुख्य विशेषताएं):-

Nitrogen Fixation (नाइट्रोजन स्थिरीकरण):- Forms symbiotic relationships with non-leguminous plants (e.g., Casuarina, Alnus).

[गैर-लेग्यूम पौधों (जैसे, कैजुराइना, एल्नस) के साथ सहजीवी संबंध बनाता है।]

Vesicle Formation (वेसिकल निर्माण):- Specialized structures for nitrogenase protection from oxygen.

(नाइट्रोजिनेज को ऑक्सीजन से बचाने के लिए विशेष संरचनाएं बनाता है।)

Growth Promotion (वृद्धि को बढ़ावा देना):- Produces plant hormones and enhances soil fertility.

(पौधों के हार्मोन बनाता है और मिट्टी की उर्वरता को बढ़ाता है।)

Stress Tolerance (तनाव सहनशीलता):- Thrives in acidic, saline, or nutrient-poor soils.

(अम्लीय, लवणीय, या पोषणहीन मिट्टी में भी जीवित रहता है।)

Habitat (आवास):- Found in soil or as symbionts in root nodules of actinorhizal plants.

(मिट्टी या एक्टिनोराइजल पौधों की जड़ों में पाया जाता है।)