Lecture-12 Structure and characteristic features of cynobacterial biofertilizers- Anabaena, Nostoc, Hapalosiphon

Structure and characteristic features of cynobacterial biofertilizers- Anabaena, Nostoc, Hapalosiphon (साइनोबैक्टीरियल जैव उर्वरकों की संरचना और विशिष्ट विशेषताएं- एनाबेबीना, नोस्टॉक, हैपालोसाइफॉन):- Cyanobacterial biofertilizers are a group of nitrogen-fixing cyanobacteria (blue-green algae) used in agriculture to improve soil fertility and enhance crop yields. These biofertilizers are eco-friendly alternatives to synthetic fertilizers, offering sustainable solutions for maintaining soil health. 

[साइनोबैक्टीरियल जैव उर्वरक नाइट्रोजन को स्थिर करने वाले साइनोबैक्टीरिया (नीले-हरे शैवाल) का एक समूह है, जो कृषि में मिट्टी की उर्वरता बढ़ाने और फसलों की उपज को सुधारने के लिए उपयोग किए जाते हैं। ये जैव उर्वरक रासायनिक उर्वरकों के पर्यावरण-अनुकूल विकल्प हैं और मिट्टी के स्वास्थ्य को बनाए रखने के लिए एक स्थायी समाधान प्रदान करते हैं।]

i. Anabaena (ऐनाबीना):-

Structure (संरचना):-

Filamentous morphology (फिलामेंटस संरचना):- Anabaena forms unbranched chains of cells called trichomes, enclosed in a mucilaginous sheath.

[ऐनाबीना बिना शाखाओं वाली कोशिकाओं की शृंखला (ट्राइकोम) बनाता है, जो म्यूसीलेजिनस (चिपचिपे) आवरण में बंद होती है।]

Heterocysts (हिटेरोसिस्ट):- Specialized thick-walled cells for nitrogen fixation, typically interspersed between vegetative cells along the trichome.

(मोटी भित्ति वाली विशेष कोशिकाएँ, जो नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए जिम्मेदार होती हैं और ट्राइकोम के बीच-बीच में पाई जाती हैं।)

Akinetes (एकाइनीट्स):- Resting spores produced under unfavorable conditions, aiding in survival and germination when conditions improve.

(प्रतिकूल परिस्थितियों में उत्पन्न होने वाले स्थायी बीजाणु, जो अनुकूल परिस्थितियों में अंकुरित होकर जीवित रहते हैं।)

Cell structure (कोशिकीय संरचना):- Each cell contains thylakoids for photosynthesis, a central nucleoid region, and gas vesicles for buoyancy regulation.

(प्रत्येक कोशिका में प्रकाश संश्लेषण के लिए थाइलेकॉयड, केंद्रीय न्यूक्लियॉइड क्षेत्र, और तैरने में मदद करने के लिए गैस वेसिकल्स होते हैं।)

Characteristic Features (विशेषताएँ):-

Nitrogen fixation (नाइट्रोजन स्थिरीकरण):- Anabaena contains the nitrogenase enzyme within heterocysts, which are impermeable to oxygen, ensuring an anaerobic environment for the enzyme.

(ऐनाबीना हिटरोसिस्ट में नाइट्रोजिनेज एंजाइम का उपयोग करता है, जो ऑक्सीजन रहित वातावरण में काम करता है।)

Symbiosis (सहजीवी संबंध):- Forms mutualistic associations with plants like Azolla (a water fern), enhancing nitrogen availability in paddy fields.

[यह ऐज़ोला (एक जल फर्न) जैसे पौधों के साथ सहजीवी संबंध बनाता है, जो धान के खेतों में नाइट्रोजन उपलब्धता को बढ़ाता है।]

Photosynthesis (प्रकाश संश्लेषण):- Performs oxygenic photosynthesis, producing oxygen as a byproduct.

(ऑक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण करता है, जिसमें ऑक्सीजन का उत्पादन होता है।)

Resilience (सहनशीलता):- Tolerates environmental stress, contributing to its widespread use in rice cultivation.

(पर्यावरणीय तनाव सहने में सक्षम, जो इसे धान की खेती में व्यापक रूप से उपयोगी बनाता है।)

ii. Nostoc (नॉस्टोक):-

Structure (संरचना):-

Colonial and filamentous morphology (कोलोनीय और फिलामेंटस संरचना):- Nostoc forms gelatinous colonies with trichomes embedded in a mucilaginous matrix.

(नॉस्टोक जिलेटिनस उपनिवेश बनाता है, जिसमें ट्राइकोम एक चिपचिपे आवरण में घिरे होते हैं।)

Heterocysts (हिटेरोसिस्ट):- Similar to Anabaena, Nostoc possesses heterocysts for nitrogen fixation.

(ऐनाबीना की तरह, नॉस्टोक में भी नाइट्रोजन स्थिरीकरण के लिए हिटरोसिस्ट होते हैं।)

Akinetes (एकाइनीट्स):- These large, thick-walled cells aid in survival during adverse conditions.

(ये मोटी भित्ति वाली कोशिकाएँ प्रतिकूल परिस्थितियों में जीवित रहने में मदद करती हैं।)

Cell arrangement (कोशिकाओं का क्रम):- Filaments may curve or twist within the colonies.

(तन्तु कॉलोनी में मुड़ सकते हैं या मोड़ खा सकते हैं।)

Characteristic Features (विशेषताएँ):-

Nitrogen fixation (नाइट्रोजन स्थिरीकरण):- Heterocysts facilitate nitrogen fixation, contributing to soil fertility in various ecosystems.

(हिटरोसिस्ट नाइट्रोजन स्थिरीकरण में मदद करते हैं, जिससे विभिन्न पारिस्थितिक तंत्रों में मिट्टी की उर्वरता बढ़ती है।)

Symbiotic associations (सहजीवी संबंध):- Nostoc forms symbiotic relationships with hornworts, liverworts, and certain fungi (lichens), improving nitrogen availability.

[नॉस्टोक हॉर्नवर्ट्स, लीवरवर्ट्स और कुछ कवक (लाइकेन) के साथ सहजीवी संबंध बनाता है, जो नाइट्रोजन की उपलब्धता में सुधार करता है।]

Versatility (विविधता):- Found in diverse habitats, including soils, water bodies, and even extreme environments.

(इसे मिट्टी, जल निकायों और यहां तक कि चरम पर्यावरणीय परिस्थितियों में भी पाया जाता है।)

Photosynthetic efficiency (प्रकाश संश्लेषण दक्षता):- Utilizes light energy to produce organic compounds and contributes to carbon cycling.

(प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके जैविक यौगिक बनाता है और कार्बन चक्र में योगदान देता है।)

iii. Hapalosiphon (हैपालोसाइफॉन):-

Structure (संरचना):-

Filamentous and false-branching morphology (फिलामेंटस और कूट शाखाओं वाली संरचना):- Hapalosiphon exhibits pseudo-branches that arise due to the differentiation of cells in filaments.

(हैपालोसाइफॉन में कूट शाखाएँ होती हैं, जो फिलामेंट की कोशिकाओं के भिन्न होने के कारण बनती हैं।)

Mucilaginous sheath (म्यूसीलेजिनस आवरण):- Surrounds the trichomes, protecting the cells and helping them adhere to substrates.

(ट्राइकोम को ढकता है, कोशिकाओं को सुरक्षा प्रदान करता है और उन्हें सतहों से चिपकने में मदद करता है।)

Cell structure (कोशिकीय संरचना):- Contains thylakoids for photosynthesis and lacks true heterocysts but performs nitrogen fixation.

(इसमें प्रकाश संश्लेषण के लिए थायलेकॉयड होते हैं और क्लासिकल हिटरोसिस्ट की कमी के बावजूद यह नाइट्रोजन स्थिरीकरण करता है।)

Characteristic Features (विशेषताएँ):-

Nitrogen fixation (नाइट्रोजन स्थिरीकरण):- Despite the absence of classical heterocysts, Hapalosiphon can fix nitrogen under specific conditions.

(क्लासिकल हिटरोसिस्ट की अनुपस्थिति के बावजूद, यह विशिष्ट परिस्थितियों में नाइट्रोजन स्थिर करता है।)

Unique branching (अद्वितीय शाखाएं):- The false branching structure aids in identification and adaptation to environmental niches.

(झूठी शाखाएं पहचानने और पर्यावरणीय अनुकूलन में मदद करती हैं।)

Photosynthesis (प्रकाश संश्लेषण):- Similar to other cyanobacteria, it performs oxygenic photosynthesis.

(अन्य सायनोबैक्टीरिया की तरह, यह ऑक्सीजेनिक प्रकाश संश्लेषण करता है।)

Habitat (आवास):- Found in moist soils, freshwater, and other terrestrial environments.

(यह नम मिट्टी, मीठे पानी और अन्य स्थलीय पर्यावरण में पाया जाता है।)