സസ്യങ്ങളിലെ വിവിധ ഉപാപചയ പ്രക്രിയകളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്ന നിരവധി എൻസൈമുകളിൽ സിങ്ക് നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.
ഈ പ്രധാന പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കൊപ്പം, സസ്യങ്ങളെ പൂമ്പൊടി ഉത്പാദിപ്പിക്കാനും,
പ്രകാശസംശ്ലേഷണ പ്രക്രിയകൾ നടത്താനും, കോശ സ്തരങ്ങളുടെ സമഗ്രത നിലനിർത്താനും, രോഗത്തിനെതിരെ പോരാടാനും,
കോശങ്ങളിൽ കൂടുതൽ ഗുണം ചെയ്യുന്ന എൻസൈമുകളും ക്ലോറോഫില്ലും ഉത്പാദിപ്പിക്കാനും സിങ്ക് സഹായിക്കുന്നു (നന്ദലും സോളങ്കിയും, 2021)
. ലോകമെമ്പാടുമുള്ള 3 ബില്യണിലധികം ആളുകൾ ഇരുമ്പിന്റെയും സിങ്കിന്റെയും കുറവുകൾ അനുഭവിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഈ സാഹചര്യം
ധാന്യങ്ങൾ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഭക്ഷണങ്ങളുടെ വൈവിധ്യമില്ലാത്ത ഭക്ഷണക്രമത്തെ വളരെയധികം ആശ്രയിക്കുന്ന പ്രദേശങ്ങളിൽ പ്രത്യേകിച്ചും സാധാരണമാണ്. ലോകജനസംഖ്യയുടെ ഏതാണ്ട് പകുതിയും ഇപ്പോൾ ഗുരുതരമായ സിങ്ക് ക്ഷാമം അനുഭവിക്കുന്നു. വാസ്തവത്തിൽ, സിങ്ക് കുറവുള്ള മണ്ണിൽ കൃഷി ചെയ്യുമ്പോൾ വിളയുടെ കുറഞ്ഞ സിങ്ക് സാന്ദ്രതയിൽ നിന്നാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. ഏകദേശം 50% ഇന്ത്യൻ മണ്ണിലും സിങ്ക് കുറവുണ്ട്, ഇത് മിക്ക വിള ഉൽപാദനക്ഷമതയെയും ബാധിക്കുന്ന ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട പോഷക അവസ്ഥയായി തുടരുന്നു (സിംഗ് തുടങ്ങിയവർ, 2005). 2025 ആകുമ്പോഴേക്കും, തുടർച്ചയായ മണ്ണിന്റെ ഫലഭൂയിഷ്ഠത നഷ്ടത്തിന്റെ ഫലമായി സിങ്ക് കുറവുള്ള ആളുകളുടെ ശതമാനം 42% ൽ നിന്ന് 63% ആയി ഉയരുമെന്ന് പ്രവചിക്കപ്പെടുന്നു. സിങ്ക് ക്ഷാമം നികത്താൻ സസ്യങ്ങളിൽ ബാഹ്യമായി പ്രയോഗിക്കുന്ന സിങ്ക് സൾഫേറ്റ്, മണ്ണിന്റെ pH അടിസ്ഥാനമാക്കി സിങ്ക് (OH), സിങ്ക് (OH2) പോലുള്ള ലഭ്യമല്ലാത്ത രൂപങ്ങളാക്കി മാറ്റാനും കഴിയും. സസ്യങ്ങളുടെ ഏറ്റവും മികച്ച വികാസത്തിന് ആവശ്യമായ പ്രധാന ധാതുക്കളിൽ ഒന്നാണ് സിങ്ക്, ഇത് ഉപാപചയത്തിനും വളരെ പ്രധാനമാണ്. ബാക്ടീരിയകൾ സിങ്കിനെ ലയിപ്പിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഈ പഠനം സസ്യങ്ങളുടെ പോഷണത്തിന് വളരെ പ്രധാനമാണ്, കാരണം സിങ്ക് വിള ഉൽപാദനത്തിന് ഒരു തടസ്സ ഘടകമാണ്.
മണ്ണിൽ സിങ്കിന്റെ സാന്നിധ്യം
മിക്ക മണ്ണിലും വിളകൾക്ക് ആവശ്യമായ സിങ്ക് ഉണ്ട്, എന്നാൽ ചില കൃഷിയിടങ്ങളിൽ ആരോഗ്യകരമായ സസ്യവളർച്ചയ്ക്ക് ആവശ്യമായ സിങ്ക് ഉണ്ടാകില്ല. മണ്ണിന്റെ സിങ്ക് അവസ്ഥയെക്കുറിച്ച് എന്തെങ്കിലും തർക്കമുണ്ടാകുമ്പോൾ, സിങ്കിനുള്ള മണ്ണ് വിശകലനം ഉപയോഗിക്കണം. മേൽമണ്ണ് നീക്കം ചെയ്തതോ, ജൈവവസ്തുക്കൾ കുറവുള്ളതോ, അല്ലെങ്കിൽ വളരെയധികം കുമ്മായം ഉള്ളതോ ആയ മണ്ണിലാണ് സിങ്ക് വളങ്ങൾ പ്രവർത്തിക്കാൻ സാധ്യത. ഫലഭൂയിഷ്ഠവും ആരോഗ്യകരവുമായ മണ്ണിന് അനുയോജ്യമായ സിങ്ക് സാന്ദ്രത കിലോഗ്രാമിന് ആയിരത്തിനും ഇരുന്നൂറിനും ഇടയിലാണ്. മണ്ണിന്റെ രസതന്ത്രം വളരെക്കുറച്ച് ലയിക്കുന്ന സിങ്ക് കോംപ്ലക്സുകളുടെ വികാസത്തെ അനുകൂലിക്കുന്നു, കുറഞ്ഞ സിങ്ക് മണ്ണിൽ ന്യായമായ അളവിൽ സിങ്ക് ഉള്ളടക്കമോ കുറഞ്ഞ സസ്യലഭ്യതാ അനുപാതമോ ഉണ്ടാകാം.
താഴെപ്പറയുന്ന ഘടകങ്ങൾ മണ്ണിലെ സിങ്ക് അളവിലും ലഭ്യതയിലും സ്വാധീനം ചെലുത്തിയേക്കാം:
pH: ഉയർന്ന pH സിങ്ക് കുറയ്ക്കുകയും സിങ്ക് ലഭ്യമാകുന്നത് തടയുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഉയർന്ന ഫോസ്ഫറസ് അളവ് സിങ്കിന്റെ ലഭ്യത കുറയ്ക്കുന്നു.
ജൈവവസ്തു: ഇത് സിങ്ക് ലഭ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും സിങ്ക് ചേർക്കുകയും ചെയ്യും.
നൈട്രജൻ: നൈട്രജന്റെ അപര്യാപ്തമായ അളവ് സസ്യങ്ങളുടെ സിങ്ക് ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള ശേഷിയെ തടസ്സപ്പെടുത്തും.
ഈർപ്പം: വളരെ ഈർപ്പമുള്ള മണ്ണിൽ നിന്ന് സസ്യങ്ങൾക്ക് സിങ്ക് ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല.
ചെമ്പ്: സസ്യങ്ങൾ ചെമ്പും സിങ്കും ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിന് സമാനമായ ഒരു രീതി ഉണ്ടെന്ന് തോന്നുന്നു, അതിനാൽ അവ സമൃദ്ധമായിരിക്കുമ്പോൾ സസ്യങ്ങൾ അത് വേണ്ടത്ര ആഗിരണം ചെയ്യുന്നില്ല.
സിങ്കിന്റെ പ്രവർത്തനം
സസ്യങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ പല വശങ്ങളും സിങ്കിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. അവയിൽ ചിലത് നിർണായക വളർച്ചാ ഹോർമോണായ ഓക്സിൻ ഉൽപാദനമാണ്. പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഉൽപാദനത്തിലും കാർബോഹൈഡ്രേറ്റുകളുടെ നിയന്ത്രണത്തിലും ഉപഭോഗത്തിലും ഉൾപ്പെടുന്ന എൻസൈമുകളെ ഇത് ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നു. അന്നജത്തിന്റെ സമന്വയത്തിനും ആരോഗ്യകരമായ വളർച്ചയ്ക്കും ഇത് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. വിത്തുകളും തണ്ടുകളും എത്ര വേഗത്തിൽ പാകമാകുമെന്നതിനെ സിങ്ക് ബാധിക്കുന്നു (റുഡാനി മറ്റുള്ളവർ, 2008)
. കാർബോഹൈഡ്രേറ്റുകളുടെയും ക്ലോറോഫില്ലിന്റെയും സമന്വയത്തിന് ഇത് അത്യാവശ്യമാണ്. ചെടിയുടെ കലകളിൽ തണുത്ത വായു താപനിലയെ നേരിടാൻ ആവശ്യമായ അളവ് ഉണ്ട്. IAA യുടെ ഉൽപാദനത്തിലും ഇത് ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു (മൗസവി മറ്റുള്ളവരും, 2013)
. ജലം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിലും ഇത് ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. പ്രോട്ടീനുകളുടെ സ്ഥിരതയിലും ഇത് വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. എൻസൈമുകൾക്ക് സിങ്ക് ഒരു സുപ്രധാന ഘടകമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു:
1. കാർബോണിക് അൻഹൈഡ്രേസ്.
2. ആൽക്കഹോളിന്റെ ഡീഹൈഡ്രജനേസ്.
3. സൂപ്പർഓക്സൈഡ് ഡിസ്മുട്ടേസ്.
4. കാർബോക്സി പെപ്റ്റിഡേസ്
5. ആൽഡോലേസ്.
6. പോളിമറേസ് ആർ‌എൻ‌എ.
സിങ്കിന്റെ ഫിസിയോളജിക്കൽ റോളുകൾ
കാർബോഹൈഡ്രേറ്റ് മെറ്റബോളിസം
ഫോട്ടോസിന്തസിസ്: സസ്യ ഇനങ്ങളെയും കുറവിന്റെ അളവിനെയും ആശ്രയിച്ച്, സിങ്ക് കുറവ് മൊത്തം ഫോട്ടോസിന്തസിസ് 50% മുതൽ 70% വരെ കുറയ്ക്കും (മാറ്റിയല്ലോ മറ്റുള്ളവരും, 2015)
. കാർബോണിക് അൻഹൈഡ്രേസ് പ്രവർത്തനത്തിലെ കുറവ് മൂലമാകാം ഈ ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് കാര്യക്ഷമത കുറയുന്നത്. സിങ്ക് കാർബോണിക് അൻഹൈഡ്രേസിന്റെ ഒരു ഘടകമാണെങ്കിലും, ഡൈക്കോട്ടിലിഡോൺ കാർബോണിക് അൻഹൈഡ്രേസ് ഒരു വലിയ തന്മാത്രയാണ്, അതിൽ ഒരു കോട്ട് കാർബോണിക് അൻഹൈഡ്രേസിനേക്കാൾ കൂടുതൽ സിങ്ക് ഉൾപ്പെടുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന് ധാന്യങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്നു). കാർബോണിക് അൻഹൈഡ്രേസ് പ്രവർത്തനവും ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് ആഗിരണം, അല്ലെങ്കിൽ വ്യത്യസ്ത സിങ്ക് പോഷക നിലയുള്ള സസ്യങ്ങളുടെ വളർച്ച എന്നിവ പലപ്പോഴും C3 സസ്യങ്ങളിൽ ബന്ധമില്ലാത്തവയാണ്
(ഹൈൻസ്, 2019)
.
അന്നജത്തിന്റെയും സുക്രോസിന്റെയും രൂപീകരണം: സിങ്ക് കുറവുള്ള സസ്യങ്ങൾക്ക് അന്നജം, അന്നജം സിന്തറ്റേസ് പ്രവർത്തനം, ഓരോ ചെടിയിലും അന്നജത്തിന്റെ ധാന്യങ്ങൾ എന്നിവ കുറവായതിനാൽ, അന്നജത്തിന്റെ ഉപാപചയ പ്രക്രിയകളിൽ സിങ്ക് ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കാം (സുസുക്കി തുടങ്ങിയവർ, 2012)
. സിങ്കിന്റെ കുറവ് കാബേജ് ഇലകളിലെ അന്നജത്തിന്റെയും പഞ്ചസാരയുടെയും അളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ബീൻസ് വേരുകളിലെ കാർബോഹൈഡ്രേറ്റിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഈ സുക്രോസ് കൈമാറ്റം കുറയുന്നതിന്റെ കാരണം പൂർണ്ണമായും അറിയില്ലെങ്കിലും, ജൈവ സ്തരങ്ങളുടെ ഘടനാപരമായ സമഗ്രത നിലനിർത്തുന്നതിൽ സിങ്കിന്റെ പങ്ക് കാരണമാകാം.
പ്രോട്ടീൻ മെറ്റബോളിസം
48 അല്ലെങ്കിൽ 72 മണിക്കൂർ സിങ്ക് സ്വീകരിച്ചതിനുശേഷം, സിങ്ക് കുറവുള്ള പയർ ഇലകളിൽ അമിനോ ആസിഡുകളുടെ സാന്ദ്രത 6.5% ആണ്.
കൺട്രോൾ ഗ്രൂപ്പിലേതിനേക്കാൾ ഇരട്ടി കൂടുതലാണ്, എന്നിരുന്നാലും ഇത് പ്രോട്ടീൻ ഉള്ളടക്കത്തിൽ വർദ്ധനവിന് കാരണമായി. സിങ്ക് റൈബോസോമൽ ആർഎൻഎയെ റൈബോ ന്യൂക്ലീസ് ആക്രമണത്തിൽ നിന്ന് സംരക്ഷിക്കുകയും ആർ‌എൻ‌എ പോളിമറേസ് എൻസൈമിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന് അത്യന്താപേക്ഷിതവുമാണ്.
മെംബ്രൺ സമഗ്രത
യൂണിറ്റിന് കുറഞ്ഞത് 12 മണിക്കൂർ സിങ്ക് പുനഃസ്ഥാപനം ലഭിക്കുമ്പോൾ ചോർച്ച കുറയുന്നു. പ്രോട്ടീനുകളുടെ അടിസ്ഥാന ദിശാബോധവും അയോൺ ഗതാഗത ശൃംഖലകളുടെ പരിപാലനവും കോശ സ്തരങ്ങളുടെ ശക്തി സംരക്ഷിക്കുന്നതിലെ സിങ്കിന്റെ പ്രവർത്തനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കാം. സിങ്ക് കുറവ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന ആദ്യത്തെ ബയോകെമിക്കൽ മാറ്റം മെംബ്രൺ സമഗ്രതയുടെ തകർച്ചയാണെന്ന് വിശ്വസിക്കുന്നവരുണ്ട്. സിങ്ക് കൂടാതെ, കോശ സ്തരങ്ങളുടെ ഗുണനിലവാരം നിലനിർത്താൻ ആവശ്യമായ മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ ഫോസ്ഫറസ്, കാൽസ്യം, ബോറോൺ, മാംഗനീസ് എന്നിവയാണ്.
പുനരുൽപാദനം
ഭൂഗർഭ ക്ലോവറിൽ സിങ്ക് കുറവുള്ള സസ്യങ്ങളെ ചികിത്സിക്കുന്നത് ഉണങ്ങിയ ദ്രവ്യ ഉൽപാദനത്തേക്കാൾ അല്ലെങ്കിൽ വിത്തിന്റെ വലുപ്പത്തേക്കാൾ പൂക്കളുടെ സ്പൈക്കുകളുടെയും വിത്ത് വിളവിന്റെയും എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിച്ചതായി തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. സിങ്ക് കുറവുള്ള ഗോതമ്പിൽ ചെറിയ പരാഗകേസരങ്ങളും അസാധാരണമായ പരാഗകേസരകളും വികസിച്ചതായി നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ചോളത്തിലെ സിങ്ക് കുറവ് പരാഗകേസരങ്ങളുടെയും പരാഗകേസരങ്ങളുടെയും ടാസ്സലുകളുടെയും വളർച്ചയെ എങ്ങനെ ഗണ്യമായി മന്ദഗതിയിലാക്കുന്നുവെന്ന് ഇത് തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട് (കാപ്പോ തുടങ്ങിയവർ, 2024)
അപര്യാപ്തത
ഒരു സസ്യത്തിന് അതിന്റെ വളരുന്ന അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്ന് ഈ നിർണായക ധാതുവിന്റെ മതിയായ അളവ് ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ് സസ്യത്തിന്റെ വളർച്ചാ കഴിവിനെ പരിമിതപ്പെടുത്തുമ്പോഴാണ് സിങ്ക് കുറവ് സംഭവിക്കുന്നത്. നിരവധി തരം ലക്ഷണങ്ങൾ ഇവയാണ്:
1. ഇലയ്ക്ക് ക്ലോറോസിസിന് വിധേയമാകുന്നത്: ക്ലോറോസിസ് അതിന്റെ സാധാരണ പച്ച ക്ലോറോഫിൽ നിറത്തിൽ നിന്ന് ഇളം പച്ച, മഞ്ഞ അല്ലെങ്കിൽ വെള്ള നിറത്തിലേക്ക് മാറും. സിങ്ക് കുറവുള്ള സസ്യങ്ങളിൽ പതിവായി സംഭവിക്കുന്ന ഇന്റർവെയിൻ ക്ലോറോസിസ്, ഏകകോശ സസ്യങ്ങളിൽ (ധാന്യങ്ങളും പുല്ലുകളും) വാരിയെല്ലുകൾക്കൊപ്പം ഡൈക്കോട്ടിലിഡൺ (വിശാലമായ ഇല) സസ്യങ്ങളുടെ സിരകൾക്കിടയിൽ വികസിക്കുന്ന ക്ലോറോസിസിന്റെ പദമാണ്.
2. ഇലകളിലെ നെക്രോറ്റിക് പാടുകൾ: ഇല കലകളുടെ മരണത്തിന്റെ ഫലമായി ചെറുതും, കേന്ദ്രീകരിച്ചതുമായ ക്ലോറോസിസിന്റെ ഭാഗങ്ങളിൽ ഇവ വികസിക്കാം.
3. ഇലകളുടെ മഞ്ഞനിറം: ക്ലോറോട്ടിക് സോണുകളിൽ വെങ്കല നിറം ഉണ്ടാകാം.
4. ലഘുലേഖകളുടെ റോസിംഗ്: ചെറുതാക്കിയ ഇന്റേണുകളുള്ള ഡൈക്കോട്ടിലിഡോണുകളിൽ പലപ്പോഴും സിങ്ക് ഇല്ലാത്തതിനാൽ, ഇലകൾ തണ്ടിൽ ഒന്നിച്ചുകൂടുന്നു.
5. ചെറിയ ഇലകൾ: ചിലപ്പോൾ കുള്ളൻ ഇലകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നു,
പലപ്പോഴും ക്ലോറോസിസ്, നെക്രോറ്റിക് പാടുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ബ്ലസ്റ്ററിംഗ് എന്നിവ കാണിക്കുന്നു.
6. വികൃതമായ ഇലകൾ: അരികുകൾ സാധാരണയായി കൂടുതൽ ഇടുങ്ങിയതായി തരംഗമായിരിക്കും.
സിങ്കിന്റെ പ്രതിരോധവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രവർത്തനങ്ങൾ
പ്രോട്ടീൻ ഡൊമെയ്‌നിൽ സിങ്കിന് പ്രധാന ഘടനാപരമായ പങ്കുണ്ട്
ഇത് മറ്റ് തന്മാത്രകളുമായി ഇടപഴകുകയും നൂറുകണക്കിന് എൻസൈമുകളിൽ ചലനാത്മകവും ഘടനാപരവുമായ പ്രോട്ടീനുകളുടെ സഹഘടകവുമാണ്. പ്രോട്ടീൻ പ്രോട്ടീൻ ഇടപെടലുകളും ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഘടകമായ ഡിഎൻഎ ബൈൻഡിംഗും
‘Zn ഫിംഗർ’ പ്രോട്ടീനുകളാണ് മധ്യസ്ഥത വഹിക്കുന്നത്. ക്രമീകരിച്ച ലോഹ-ബൈൻഡിംഗ് മോട്ടിഫുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സിങ്ക്-ബൈൻഡിംഗ് സൈറ്റുകൾ പ്രവചിക്കാൻ ഇപ്പോൾ ബയോഇൻഫോർമാറ്റിക്
ടെക്നിക്കുകൾ ഉപയോഗിക്കാം (ഷു തുടങ്ങിയവർ, 2008)
.
അധികവും കുറവും ഉള്ള സന്ദർഭങ്ങളിൽ സിങ്ക് ഒരു പ്രോഓക്‌സിഡന്റായി മാറുന്നു. തൽഫലമായി, എല്ലാ ജീവികളിലും വ്യത്യസ്തമായ പ്രോട്ടീൻ സെറ്റുകൾ കോശ സാന്ദ്രതയെ കർശനമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നു കൂടാതെ
മൊബൈൽ സിങ്കിന്റെ വിഭാഗീകരണം, സെൻസിംഗ്, ബഫറിംഗ്, സംഭരണം, ഗതാഗതം എന്നിവയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. മൃഗവ്യവസ്ഥകളിൽ നടത്തിയ പഠനങ്ങൾ നിരവധി സിഗ്നലിംഗ് പാതകളിൽ സിങ്ക് ഒരു ഇൻട്രാ സെല്ലുലാർ സെക്കൻഡ് മെസഞ്ചറാണെന്ന് തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്, അതായത് ഈ മൂലകം ജീവിയുടെ ലോഹ-ന്യൂറോകെമിസ്ട്രിയിൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു (മെയ്‌വാൾഡ് മറ്റുള്ളവരും, 2017)
സിങ്ക് ഹോമിയോസ്റ്റാസിസിൽ കർശനമായ നിയന്ത്രണം ഏർപ്പെടുത്തേണ്ടതിന്റെ ആവശ്യകതയെ പിന്തുണയ്ക്കുന്ന ഒരു വാദമാണിത്. ചില ഗ്ലൂട്ടാമാറ്റർജിക് ന്യൂറോണുകളുടെ സിനാപ്റ്റിക് വെസിക്കിളുകളിലെ സിങ്കിന്റെ ഉള്ളടക്കം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന്റെ ചുമതല സിങ്ക് ട്രാൻസ്പോർട്ടർ ZnT3 ആണ്, കൂടാതെ സിങ്ക് തന്നെ കേന്ദ്ര നാഡീവ്യവസ്ഥയിലെ ഒരു ന്യൂറോമോഡുലേറ്ററായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു (സലാസർ മറ്റുള്ളവരും, 2005). സസ്യ ആശയവിനിമയത്തിൽ ഗ്ലൂട്ടാമേറ്റ് ഒരു പങ്കു വഹിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് അറിയപ്പെടുന്നുണ്ടെങ്കിലും, സസ്യങ്ങളിലെ സിങ്കുമായി ഗ്ലൂട്ടാമേറ്റിനെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് നിലവിൽ തെളിവുകളൊന്നുമില്ല. സസ്യങ്ങൾ രോഗങ്ങളോടും കീടങ്ങളോടും എങ്ങനെ പ്രതികരിക്കുന്നു എന്നതിന് സിങ്ക് അത്യാവശ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, സസ്യങ്ങളിലെ സിങ്ക് പ്രതിരോധവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സംവിധാനങ്ങൾ ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
സൂപ്പർഓക്സൈഡ് ഡിസ്മുട്ടേസ് (സോഡുകൾ)
മെറ്റലോഎൻസൈമുകളുടെ സജീവമാക്കലിനും സ്ഥിരതയ്ക്കും സിങ്ക് അത്യാവശ്യമായതിനാൽ, സസ്യങ്ങളും രോഗകാരികളും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളെ ഇത് സ്വാധീനിക്കുന്നു. സിങ്കിന്റെയും/അല്ലെങ്കിൽ രോഗകാരി ആക്രമണത്തിന്റെയും അപര്യാപ്തമായ ലഭ്യത മൂലമുണ്ടാകുന്ന സമ്മർദ്ദ സാഹചര്യങ്ങളോടുള്ള സസ്യങ്ങളുടെ പ്രതികരണങ്ങളിൽ ഓക്സിഡേറ്റീവ് സമ്മർദ്ദത്തെ നേരിടാനുള്ള കഴിവ് ഒരു പതിവ് ഘടകമാണ്. Zn കുറവുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിൽ സസ്യവളർച്ച അടിച്ചമർത്തലിന്റെ പ്രധാന കാരണം റിയാക്ടീവ് ഓക്സിജൻ സ്പീഷീസുകൾ അഥവാ ROS ആണെന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു (Tewari et al., 2019). കൂടാതെ, അധിക Zn-ന് വിധേയമാകുന്ന സസ്യങ്ങൾ അവയുടെ ആന്റിഓക്‌സിഡന്റ് ശേഷിയിൽ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുന്നതിനൊപ്പം ROS ഉൽപ്പാദനത്തിലെ വർദ്ധനവും അനുഭവിക്കുന്നതായി രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. നേരെമറിച്ച്, രോഗപ്രതിരോധ സംവിധാനം ഓക്‌സിഡേഷനിൽ നിന്നുള്ള കേടുപാടുകൾ വഴിയോ പരോക്ഷമായോ മറ്റ് ഓക്സിഡേറ്റീവ് അല്ലാത്ത സംവിധാനങ്ങളുടെ സജീവമാക്കൽ വഴിയോ അണുബാധകളെ ചെറുക്കാൻ റിയാക്ടീവ് ഓക്സിജൻ സ്പീഷീസുകൾ (ROS) ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, റിസപ്റ്റർ സിഗ്നലിംഗ്, പാറ്റേൺ തിരിച്ചറിയൽ.
ആന്റിഓക്‌സിഡന്റ് എൻസൈമുകൾ ഓക്സിജൻ റാഡിക്കലുകളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു; ഈ പ്രക്രിയയെ സഹായിക്കുന്ന ഒരു തരം എൻസൈമാണ് SOD-കൾ. സൂപ്പർഓക്സൈഡ്
റാഡിക്കലുകളെ ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡാക്കി മാറ്റുന്നു, ഇത് ബയോട്ടിക്, അബയോട്ടിക് സ്ട്രെസ് സിഗ്നലിംഗിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു (ചൗധരി തുടങ്ങിയവർ, 2013). സസ്യഭുക്കുകളോ രോഗകാരികളോ വെല്ലുവിളിക്കുന്ന സസ്യങ്ങളിൽ Cu/Zn-SOD പ്രവർത്തനം സാധാരണയായി കൂടുതലാണ്, എന്നാൽ സിങ്ക് കുറവുള്ള സസ്യങ്ങളിൽ ഇത് കുറവാണ്.
സിങ്ക് ഫിംഗർ പ്രോട്ടീനുകൾ
സിങ്ക് ഫിംഗർ പ്രോട്ടീനുകൾ സസ്യങ്ങളുടെ വളർച്ചയ്ക്കും വികാസത്തിനും സഹായിക്കുക മാത്രമല്ല, ആ സസ്യങ്ങൾ ബയോട്ടിക് സ്ട്രെസ്സറുകളോട് എങ്ങനെ പ്രതികരിക്കുന്നു എന്നതിനെ നിയന്ത്രിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ പ്രോട്ടീനുകളെ ഒരു ചെറിയ, അയഞ്ഞ മടക്കിയ പ്രവർത്തന മേഖലയുള്ളതായി വിശേഷിപ്പിക്കാം, അതിന് അതിന്റെ ഘടന നിലനിർത്തുന്നതിന് ഒന്നോ അതിലധികമോ സിങ്ക് അയോണുകൾ ആവശ്യമാണ്. അവ അവയുടെ ഘടനകളിലും പ്രവർത്തനങ്ങളിലും വ്യാപകമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഫലകം-പ്രേരിത പ്രതിരോധത്തിൽ പങ്കുവഹിക്കുന്ന പ്രശസ്തമായ
സസ്യ-പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള പെപ്റ്റൈഡുകൾ NBS-LRR-കൾക്ക് (ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് ബന്ധിത സൈറ്റുകൾല്യൂസിൻ സമ്പന്നം) സിങ്ക് ഫിംഗർ ബൈൻഡിംഗ് ഡൊമെയ്‌നുകൾ ഉണ്ട്. ഈ പഠനത്തിൽ, വിവിധ വിളകളിൽ നിന്നുള്ള 70
സസ്യ രോഗ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള പ്രോട്ടീനുകൾ ശാസ്ത്രജ്ഞർ പരിശോധിച്ചു. ഈ പ്രോട്ടീനുകളിൽ 37% ത്തിലും സിങ്ക് ഫിംഗർ ഡൊമെയ്‌നുകൾ കാണപ്പെടുന്നു, ഇത് ഹോസ്റ്റിന്റെ അണുബാധകൾക്കെതിരായ പ്രതിരോധത്തിൽ ആ പ്രോട്ടീൻ വിഭാഗത്തിന് ഗണ്യമായ പങ്കുണ്ടെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
മാഗ്നപോർത്ത് ഒറിസ എന്ന ഫംഗസിനെതിരെ ദീർഘകാല സംരക്ഷണം നൽകുന്ന സിങ്ക് ഫിംഗർ ഡൊമെയ്‌നുള്ള ഒരു R-ജീൻ ആയ Pi54, അന്വേഷിച്ച ജീനുകളിൽ ഒന്നാണ് (ദേവന്ന തുടങ്ങിയവർ, 2022). ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഫാക്ടർ റിലേറ്റഡ് ജീനുകളുടെയും (NAC6, MAD ബോക്സ്, Bzip, Dof സിങ്ക് ഫിംഗർ,
WRKY) പ്രതിരോധ പ്രതികരണ ജീനുകളുടെയും (Callose, laccase, PAL, പെറോക്സിഡേസ്) അപ്-റെഗുലേഷൻ ഒരു ട്രാൻസ്ജെനിക് ലൈനിലെ അരിയിൽ കണ്ടു. Pi54 ജീൻ വഹിക്കുന്നു. കൂടാതെ, സിങ്ക്-ബൈൻഡിംഗ് ഗോതമ്പ് പ്രോട്ടീൻ RAR1 വഴി മധ്യസ്ഥത വഹിക്കുന്ന സാലിസിലിക് ആസിഡ് (SA)-ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് ഓക്സിഡേറ്റീവ് ബർസ്റ്റ്, ഹൈപ്പർസെൻസിറ്റിവിറ്റി പ്രതികരണം, വര തുരുമ്പിന് കാരണമാകുന്ന രോഗകാരിക്കെതിരെ പ്രതിരോധം നൽകുന്നു. ഉരുളക്കിഴങ്ങിൽ അമിതമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന രണ്ട് സിങ്ക് ഫിംഗർ ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ വേരിയബിളുകൾ പ്രാണികളുടെ ആക്രമണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു (ലോറൻസ് തുടങ്ങിയവർ, 2014)
.
ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷൻ
മനുഷ്യശരീരങ്ങളെ ശാശ്വതമായി പോഷിപ്പിക്കാനും പട്ടിണി അവസാനിപ്പിക്കാനും കഴിയുന്ന പോഷക സമ്പുഷ്ടമായ വിളകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും സാമ്പത്തികവും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമായ രീതി ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷനാണ്
(മിശ്ര തുടങ്ങിയവർ, 2022). വിവിധ വിളകളുടെ ജൈവിക പ്രക്രിയകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ, സൂക്ഷ്മ പോഷകങ്ങളും വിറ്റാമിനുകളും ധാരാളമായി അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന വിളകളുടെ ജനിതകരൂപങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിലും പുറത്തുവിടുന്നതിലും ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷൻ ഒരു നിർണായക ഉപകരണമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അതുവഴി പൊതുജനങ്ങൾക്ക് ആരോഗ്യകരമായ ഭക്ഷണം നൽകുന്നു. ദീർഘകാലാടിസ്ഥാനത്തിൽ, പ്രധാന വിളകളിലെ പോഷകക്കുറവ് പരിഹരിക്കുന്നതിനുള്ള കൃത്യവും സാമ്പത്തികവും ഒറ്റത്തവണ ഉപയോഗിക്കാവുന്നതുമായ ഒരു രീതി ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷൻ നൽകുന്നു. പോഷകസമൃദ്ധമായ ഭക്ഷ്യയോഗ്യമായ ധാന്യങ്ങളും ദീർഘകാല, സുസ്ഥിര വരുമാനത്തിനായുള്ള കാർഷിക, ജനിതക രീതികളും ഉള്ളതിനാൽ, ദരിദ്രർക്കും ഗ്രാമപ്രദേശങ്ങൾക്കും അനുയോജ്യമായ ഇടപെടലായി ഇത് കാണപ്പെടുന്നു.
കാർഷിക ജൈവവളവൽക്കരണം
വിറ്റാമിൻ, മൈക്രോ ന്യൂട്രിയന്റ് കമ്മി പരിഹരിക്കുന്നതിന് പൊതുജനങ്ങൾക്ക് പോഷകസമൃദ്ധമായ ഭക്ഷണം നൽകുന്നതിനുള്ള ഫലപ്രദവും ലളിതവും വേഗതയേറിയതും കുറഞ്ഞ അധ്വാനം ആവശ്യമുള്ളതുമായ ഒരു രീതിയാണ് കാർഷിക ജൈവവളവൽക്കരണം. ഭക്ഷ്യയോഗ്യമായ സസ്യകലകളിൽ പോഷകങ്ങളുടെ ശേഖരണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് വളങ്ങളോ മറ്റ് ട്രിഗറുകളോ ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ് കാർഷിക ജൈവവളവൽക്കരണത്തിന്റെ ലക്ഷ്യം. സൂക്ഷ്മജീവ കുത്തിവയ്പ്പ് ഉൾപ്പെടെയുള്ള കാർഷിക ജൈവവളവൽക്കരണത്തിലൂടെ പോഷകാഹാരക്കുറവ് പരിഹരിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് സസ്യങ്ങളെ ലഭ്യമായ സൂക്ഷ്മ പോഷകങ്ങളെ നേരിട്ട് ആഗിരണം ചെയ്യാനും വളർച്ചയും ഉൽപാദനവും വർദ്ധിപ്പിക്കാനും മണ്ണ്, ഇലകൾ, പ്രൈമിംഗ്, വിത്ത് പൂശൽ വളപ്രയോഗം എന്നിവയെ അനുവദിക്കുന്നു (ധാലിവാൾ തുടങ്ങിയവർ, 2022).
മണ്ണിലോ ഇലകളിലോ പ്രയോഗിക്കുന്ന ധാതു വളങ്ങളുമായി സൂക്ഷ്മജീവ കുത്തിവയ്പ്പ് സംയോജിപ്പിക്കുന്ന അഗ്രോണമിക് ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷൻ, കാർഷിക ഉൽ‌പാദനം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും, സസ്യങ്ങളുടെ ആഗിരണത്തിനായി പ്രത്യേക പോഷക ലഭ്യത മെച്ചപ്പെടുത്താനും, മെച്ചപ്പെട്ട മനുഷ്യ പോഷകാഹാരത്തിനായി സസ്യങ്ങൾക്ക് അധിക പോഷകങ്ങൾ നൽകാനും കഴിയും.
മിനറൽ ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷൻ
ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഉൽ‌പാദനത്തിനായി സസ്യങ്ങളുടെ സൂക്ഷ്മ പോഷക സാന്ദ്രതയും മണ്ണിന്റെ സ്വഭാവസവിശേഷതകളും വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ആവശ്യമായ ധാതുക്കളാൽ ധാതു വളങ്ങൾ നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. വളരെ ലയിക്കുന്നതും ചലനാത്മകവുമായ ധാതു വളങ്ങൾ മണ്ണിൽ പ്രയോഗിച്ച് ധാതുക്കളിൽ നിന്നുള്ള പോഷകങ്ങളുടെ ലഭ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ധാന്യങ്ങൾ, പയർവർഗ്ഗങ്ങൾ, പച്ചക്കറികൾ തുടങ്ങിയ വിവിധതരം പോഷകങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഭക്ഷണങ്ങൾക്ക്, ധാതു ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷൻ ഗുണകരമാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് കഴിക്കുന്ന ഭക്ഷണങ്ങൾക്ക്.
ലോകമെമ്പാടും, പ്രധാന വിളകളിൽ സൂക്ഷ്മ പോഷകങ്ങൾ ചേർക്കുന്നത് സസ്യ ഭക്ഷ്യ അവയവങ്ങളിൽ സൂക്ഷ്മ പോഷകങ്ങളുടെ അളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രായോഗിക സമീപനമായി കാണുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് വികസനത്തിൽ ഏർപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന രാജ്യങ്ങളുടെ ഉഷ്ണമേഖലാ പ്രദേശങ്ങളിൽ. ലോകത്ത് ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ധാന്യങ്ങൾ ചോളം, അരി തുടങ്ങിയ ധാന്യവിളകളാണ്, പോഷകാഹാരക്കുറവിനെ ചെറുക്കുന്നതിനുള്ള വളരെ ഫലപ്രദമായ കാർഷിക ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷൻ സാങ്കേതികതയായി ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നു (കിരൺ തുടങ്ങിയവർ, 2022)
. സിങ്കിന്റെ അഭാവം ഒരു ചെടിയുടെ വളരാനും വികസിപ്പിക്കാനുമുള്ള കഴിവിനെയും ജൈവ രാസ, ഉപാപചയ പ്രക്രിയകളെയും ബാധിക്കുന്നു, ഇത് ഭക്ഷ്യ സുരക്ഷയെയും പോഷകാഹാരത്തെയും ബാധിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ സിങ്ക് വളർച്ചാ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, സസ്യങ്ങളിൽ സിങ്കിന്റെ അഭാവം സാധാരണയായി രണ്ടോ മൂന്നോ ആഴ്ചകൾക്ക് ശേഷം ഇളം കലകളിലും അഗ്രഭാഗ കലകളിലും പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. മണ്ണിലെ സിങ്കിന്റെ അളവ് കുറയുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു.
പൂമ്പൊടിയുടെ വന്ധ്യതയും മുള വേരുകളുടെ വികാസത്തെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുന്നു, ഇത് ധാന്യ വിളവ് കുറയ്ക്കുന്നു (ജലാൽ തുടങ്ങിയവർ, 2024).
സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ മധ്യസ്ഥത വഹിക്കുന്ന ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷൻ
മണ്ണിലും സസ്യങ്ങളിലും സിങ്ക് ലഭ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ച് താരതമ്യേന കുറച്ച് ഗവേഷണങ്ങൾ മാത്രമേ നടന്നിട്ടുള്ളൂ. ധാന്യങ്ങളിലെ ഫൈറ്റിക് ആസിഡുകളുടെ അളവ് കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ, സൂക്ഷ്മാണുക്കളുമായുള്ള ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷൻ
ഭക്ഷണ ഭക്ഷ്യവിളകളിലെ പോഷകങ്ങളുടെ ജൈവ ലഭ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള വിലകുറഞ്ഞതും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദപരവുമായ മാർഗമാണ്
(ഗുപ്ത തുടങ്ങിയവർ, 2015). കൂടാതെ, പോഷക ലഭ്യതയും ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷനും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിന്, ബാക്ടീരിയകൾ ഓക്സിഡേഷൻ, റിഡക്ഷൻ, ലയിപ്പിക്കൽ, ചേലേഷൻ, അസിഡിഫിക്കേഷൻ തുടങ്ങിയ നിരവധി പ്രക്രിയകളെ പൊരുത്തപ്പെടുത്തുന്നു (ജലാൽ തുടങ്ങിയവർ, 2024). അവ വേരുകളുടെ ശരീരശാസ്ത്രത്തെയും വാസ്തുവിദ്യയെയും മാറ്റുന്നു. മണ്ണിലെ സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ പ്രവർത്തനം സിങ്കിനെ ലയിപ്പിച്ച് സസ്യങ്ങളിലേക്ക് മാറ്റുന്നതിലൂടെ, സിങ്കിന്റെ പോഷക നിലവാരം ഉയർത്തുകയും സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ വർദ്ധിച്ച ധാന്യ Zn-മായി ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ധാന്യവിളകളുടെ ജൈവ ശക്തിപ്പെടുത്തൽ. സസ്യങ്ങളിലെ സിങ്കിന്റെ കുറവ് ഇല്ലാതാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ബദൽ മാർഗ്ഗം സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ ഉപയോഗിച്ച് മണ്ണിൽ ഉറപ്പിച്ച സിങ്കിനെ സസ്യങ്ങളിൽ സിങ്ക് ആക്കി മാറ്റുക എന്നതാണ്. ഉഷ്ണമേഖലാ, ഉപ ഉഷ്ണമേഖലാ കാലാവസ്ഥ പ്രദേശങ്ങളിൽ, അസറ്റോബാക്ടർ, അസിനെറ്റോബാക്ടർ, അസോസ്പൈറില്ലം, ബാസിലസ്, സ്യൂഡോമോണസ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി സസ്യവളർച്ചയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയൽ ജനുസ്സുകളും, അർബസ്കുലർ മൈക്കോറൈസ, ട്രൈക്കോഡെർമ, പിരിഫോർമോസ്പോറ ഇൻഡിക്ക എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള സസ്യവളർച്ചയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്ന ഫംഗസ് ഗ്രൂപ്പുകളും സസ്യങ്ങളുടെ വേരുകളിലെ സൂക്ഷ്മ പോഷകങ്ങളുടെ ലയനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. വേരുകളിലൂടെ സസ്യകലകളിലെ സിങ്ക് ആഗിരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ, മണ്ണിന്റെ വേരുകളുടെ അന്തരീക്ഷത്തിലെ PGPB-കൾക്ക് Zn-ന്റെ ദോഷകരമായ ഫലം കുറയ്ക്കാനും സസ്യാരോഗ്യം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും. സസ്യവളർച്ചയെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയകൾ സൈറ്റോകിനിൻ, ഐഎഎ തുടങ്ങിയ ഫൈറ്റോഹോർമോണുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് വേരുകളുടെ വാസ്തുവിദ്യയെയും ജൈവവസ്തുക്കളെയും ബാധിക്കുന്നു, ഇത് പോഷക ഉപയോഗത്തിന്റെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. മണ്ണിലെ റൈസോസ്ഫിയറിലെ വിവിധ നേരിട്ടുള്ളതും പരോക്ഷവുമായ പ്രക്രിയകളെ ഉത്തേജിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ഈ പിജിപിബികൾ സസ്യങ്ങളുടെ ആരോഗ്യം, പോഷകങ്ങളുടെ ചക്രം, ഹോമിയോസ്റ്റാസിസ് എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. (ഒലാൻരെവാജു തുടങ്ങിയവർ, 2017). രോഗകാരികളുടെ ആക്രമണത്തിനെതിരായ പ്രതിരോധ മാർഗ്ഗമായി സൈഡറോഫോറുകളുടെയും ആൻറിബയോട്ടിക്കുകളുടെയും ഉത്പാദനം ഈ പരോക്ഷ പ്രക്രിയകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു, അതേസമയം ജൈവ നൈട്രജൻ സ്ഥിരീകരണം, പോഷക ഇമൽസിഫിക്കേഷൻ, എൻസൈം സിന്തസിസ് എന്നിവ നേരിട്ടുള്ള സംവിധാനങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
ഈ പ്രക്രിയകളെല്ലാം കാരണം, മണ്ണിൽ നിന്ന് റൈസോസ്ഫിയറിൽ നിന്ന് പ്രത്യേക പോഷകങ്ങളുടെ വിള ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷനും സൂക്ഷ്മ പോഷകങ്ങളുടെ ആഗിരണം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും പിജിപിബികൾ മികച്ച പകര ഉപകരണങ്ങളാണ്.
സസ്യവളർച്ചയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയകളുടെ ഉപയോഗം, Zn ആഗിരണം, ഉപയോഗ കാര്യക്ഷമത എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്. സസ്യങ്ങളിലും സൂക്ഷ്മാണുക്കളിലും വിവിധ ഉപാപചയ പ്രവർത്തനങ്ങളെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിന്, സസ്യങ്ങളുടെ റൈസോസ്ഫിയർ മണ്ണിന്റെയും വേരിന്റെയും ഇടപെടലിനെ ചുറ്റിപ്പറ്റിയുള്ള ഒരു സജീവവും പരിമിതവുമായ അന്തരീക്ഷമാണ്. വൈവിധ്യമാർന്ന ബാക്ടീരിയകളുടെയും വേരുകളുടെ സ്രവങ്ങളുടെയും വ്യത്യാസത്താൽ ഇത് വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു. നൈട്രജൻ ഉറപ്പിക്കൽ, പോഷകങ്ങൾ സമാഹരിക്കൽ, ഫൈറ്റോഹോർമോണുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കൽ, പരിഷ്ക്കരിക്കൽ, സമ്മർദ്ദ സഹിഷ്ണുത വർദ്ധിപ്പിക്കൽ, ബയോറെമിഡിയേഷൻ, ബയോ-കൺട്രോൾ ഏജന്റിന്റെ പങ്ക് വഹിക്കൽ തുടങ്ങിയ നിരവധി പ്രക്രിയകളിലൂടെ റൈസോസ്ഫിയറിന്റെ സൂക്ഷ്മജീവികളുടെ എണ്ണം സസ്യങ്ങളെ സഹായിച്ചേക്കാം. PGPB-കൾ റൈസോസ്ഫിയറിൽ കോളനിവൽക്കരിക്കുന്നു, അവിടെ അവ സസ്യങ്ങളുടെ ആരോഗ്യം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും മെറ്റബോളൈറ്റുകൾ പങ്കിടുന്നതിനും എക്സ്ട്രാ സെല്ലുലാർ മാട്രിക്സ് വേരിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു ബയോഫിലിം രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിനും നേറ്റീവ് മൈക്രോബയോട്ടയുടെ അളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു (പട്നായിക് തുടങ്ങിയവർ, 2019). സിങ്ക് നിലത്ത് ഗതാഗതയോഗ്യമല്ല, വേരിന്റെ കുറവ് മേഖലയിൽ നേറ്റീവ് സമൃദ്ധി കുറവായതിനാൽ സസ്യങ്ങൾ ഇത് കൂടുതലും ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, ബാഹ്യമായ Zn ബീജസങ്കലനം അല്ലെങ്കിൽ.
വേരുകളുടെ വികാസവും ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണവും വർദ്ധിപ്പിച്ച് Zn വേരുകളിലേക്ക് എത്തിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം. ഗോതമ്പ് ധാന്യങ്ങൾ PGPB-കൾ (ആർത്രോബാക്റ്റർ sp., ബാസിലസ് sp.) ഉപയോഗിച്ച് കുത്തിവയ്ക്കുന്നത് വേരിന്റെ കോർട്ടെക്സിനെ കട്ടിയാക്കുകയും വാസ്കുലർ ബണ്ടിലുകളുടെയും പെരി-സൈക്കിളിന്റെയും അളവും വ്യാസവും വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് സിങ്ക് ആഗിരണം, ഗോതമ്പ് ധാന്യ ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷൻ എന്നിവ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഗോതമ്പ് റൈസോസ്ഫിയറിൽ സ്യൂഡോമോണസ്, എന്ററോബാക്റ്റർ sp. ബാക്ടീരിയൽ സ്ട്രെയിനുകൾ എന്നിവ കുത്തിവയ്ക്കുന്നതായി കണ്ടെത്തി, ഇത് എക്സോ-പോളിസാക്കറൈഡുകൾ, സൈഡറോഫോറുകൾ, 1-
അമിനോസൈക്ലോപ്രൊപ്പെയ്ൻ-1-കാർബോക്‌സിലിക് ആസിഡ്, ആന്റിമൈക്കോട്ടിക്
പ്രവർത്തനങ്ങൾ, ഫോസ്ഫറസ് ലയിപ്പിക്കൽ എന്നിവയുടെ ഉത്പാദനത്തിനും Zn മൊബിലൈസേഷനിലേക്കുള്ള പ്രവണതയ്ക്കും കാരണമായി (ജലാൽ തുടങ്ങിയവർ, 2024).
ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ ഗോതമ്പ് ധാന്യങ്ങളുടെ ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷൻ മെച്ചപ്പെടുത്തി.
നിഗമനം
സസ്യവളർച്ചയ്ക്കും ഉൽപാദനക്ഷമതയ്ക്കും സിങ്ക് വിവിധ രീതികളിൽ നിർണായകമാണ്. കൂടാതെ, പ്രോട്ടീനുകളിലും മറ്റ് ജൈവതന്മാത്രകളിലും സിങ്ക് ഉൾപ്പെടുത്താം. ഡിഎൻഎയുടെയും ആർഎൻഎയുടെയും ഘടന നിലനിർത്തുന്നതിനും സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിനും സിങ്ക് അത്യാവശ്യമാണ്. ഡിഎൻഎയെ സമന്വയിപ്പിക്കുന്ന എൻസൈമുകളുടെയും ആർഎൻഎയെ തകർക്കുന്ന എൻസൈമുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തെയും നിയന്ത്രിക്കുന്നവയുടെയും പ്രവർത്തനം. സസ്യവികസനത്തെയും സിങ്ക് ധാതു പോഷണത്തെയും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മാണുക്കൾ തമ്മിലുള്ള ഉഷ്ണമേഖലാ കൃഷിരീതികളിൽ സംഭവിക്കുന്ന നിർണായക പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ പഠനം എടുത്തുകാണിക്കുന്നു. വർദ്ധിച്ച സിങ്ക് ആഗിരണം സുഗമമാക്കുന്നതിനൊപ്പം, പിജിപിബിയും വിളകളും തമ്മിലുള്ള പോസിറ്റീവ് ബന്ധം പോഷകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലും മൊത്തത്തിലുള്ള വിള കാര്യക്ഷമതയിലും കാർഷിക ബയോഫോർട്ടിഫിക്കേഷനിലും കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. വിള പ്രതിരോധശേഷി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെയും പോഷകക്കുറവുകൾ പരിഹരിക്കുന്നതിലൂടെയും ഉഷ്ണമേഖലാ പ്രദേശങ്ങളിൽ ഭക്ഷ്യസുരക്ഷ ഉറപ്പാക്കുന്നതിലൂടെയും, സിങ്കും പിജിപിബിയും തമ്മിലുള്ള സിനർജി സുസ്ഥിര കൃഷിക്ക് വാഗ്ദാനമായ വഴികൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. സിങ്ക് ഹൈപ്പർഅക്യുമുലേറ്റിംഗ് സ്പീഷീസുകൾക്ക് മാത്രമുള്ളതല്ലാത്ത നിരവധി തന്ത്രങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന സസ്യങ്ങളിലെ സിങ്ക് സംവേദനാത്മക പ്രോബുകളുടെയും സസ്യഭുക്കുകളിലും രോഗകാരികളിലും സിങ്ക് വിഷവിമുക്തമാക്കൽ സംവിധാനങ്ങളുടെയും സാന്നിധ്യം സസ്യഭുക്കുകളുടെ സാന്നിധ്യം സൂചിപ്പിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, നിരവധി രോഗങ്ങളും കീടങ്ങളും സസ്യത്തിന്റെ സിങ്ക്-വിഷബാധ തന്ത്രങ്ങൾക്കെതിരെ പ്രതിരോധം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. അതിനാൽ, ഈ പ്രശ്നം കൂടുതൽ സമഗ്രമായി പരിഹരിക്കുന്നതിന്, സസ്യങ്ങൾ, കീടങ്ങൾ, രോഗകാരികളായ ജീവികൾ എന്നിവയിലെ സിങ്ക് ഹോമിയോസ്റ്റാറ്റിക് പ്രക്രിയകളെക്കുറിച്ചും ഈ സംവിധാനങ്ങൾ എങ്ങനെ ഇടപെടുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ചും ഭാവിയിലെ ഗവേഷണങ്ങൾ നമ്മുടെ അറിവിലേക്ക് ചേർക്കണം.
