Bitki stresinin nedenlerini hiç düşündünüz mü? Bu sorunun cevabı, insanlardaki stresin kaynağı, insanlara hastalık veya zarar verebilecek canlı çevre organizmaları olduğu gibi, aynı şey bitkiler için de geçerlidir. Bu yazımızda bitkilerde stresin ne olduğu ve neden olduğu hakkında bilgiler yer almaktadır.
İçindekiler
Bitkilerde stres nedir?
Bitkiler, mahsul verimini azaltan çeşitli çevresel streslere maruz kalır. Bitkilerde iki tür çevresel stres vardır ve bunlar abiyotik stres ve biyotik stres olarak sınıflandırılabilir. Abiyotik stres, dünya çapında başlıca mahsul bitkilerinin kaybına neden olur ve radyasyon, tuzluluk, seller, kuraklık, aşırı sıcaklık, ağır metaller vb. içerir. Öte yandan, mantarlar, bakteriler, mantarlar, nematodlar ve otçullar gibi çeşitli patojenlerin saldırıları biyotik streslere dahildir. Bitkiler doğaları gereği sessiz olduklarından, bu çevresel ipuçlarından kaçma şansları yoktur. Bitkiler, biyotik ve abiyotik stres tehditleriyle başa çıkmak için farklı mekanizmalar geliştirmiştir. Dış stres ortamını algılarlar, uyarılırlar ve ardından uygun hücresel tepkiler üretirler. Bunu, hücre yüzeyinde veya sitoplazmada bulunan sensörlerden aldıkları ve çeşitli sinyal iletim yollarının yardımıyla çekirdekte bulunan transkripsiyonel mekanizmaya ileten uyaranlar aracılığıyla yaparlar.
Bu, bitkiyi strese dayanıklı yapan transkripsiyonel değişikliklere yol açar. Sinyal yolları bir bağlantı görevi görür ve stres ortamını algılama ile uygun bir biyokimyasal ve fizyolojik tepki üretme arasında önemli bir rol oynar. Bu, bitkiyi strese dayanıklı yapan transkripsiyonel değişikliklere yol açar. Sinyal yolları bir bağlantı görevi görür ve stres ortamını algılama ile uygun bir biyokimyasal ve fizyolojik tepki üretme arasında önemli bir rol oynar. Bu, bitkiyi strese dayanıklı hale getiren transkripsiyonel değişikliklere yol açar. Sinyal yolları bir bağlantı görevi görür ve stres ortamını algılama ile uygun bir biyokimyasal ve fizyolojik tepki oluşturma arasında önemli bir rol oynar.
stres nedenleri
baskılar
Su stresi bitkileri etkileyen en önemli abiyotik streslerden biridir. Bitkinin optimum düzeyde hayatta kalabilmesi için belirli bir miktarda suya ihtiyacı vardır; Çok fazla su (sel basıncı) bitki hücrelerinin şişmesine ve patlamasına neden olabilir; Kuraklık stresi (çok az su) bitkinin kuruma olarak adlandırılan kurumasına neden olabilir. Her iki durumda da bitki için ölümcül olabilir.
sıcaklık stresi
Termal stresler bir bitkiye zarar verebilir. Herhangi bir canlıda olduğu gibi, bir bitki de büyümek ve en iyi performansı göstermek için en uygun sıcaklık aralığına sahiptir. Sıcaklık bitki için çok soğuksa, soğuma stresi olarak da adlandırılan soğuk stresine yol açabilir. Şiddetli soğuk stresi formları donma stresine yol açabilir. Soğuk sıcaklıklar, su ve besin alımının miktarını ve oranını etkileyerek hücre dehidrasyonuna ve açlığa neden olabilir. Aşırı soğuk koşullar altında hücre sıvıları donarak bitki ölümüne neden olabilir.
Sıcak hava da bitkileri olumsuz etkileyebilir. Aşırı ısı, bitki hücre proteinlerinin denatürasyon adı verilen bir süreçle parçalanmasına neden olabilir. Hücre duvarları ve zarları, zarların geçirgenliğini etkileyen aşırı yüksek sıcaklıklarda da eriyebilir.
Diğer hayati olmayan stresler
Diğer abiyotik stresler daha az belirgindir ancak aynı derecede ölümcül olabilir. Sonuç olarak, çoğu abiyotik stres, bitki hücrelerini su stresi ve ısı stresiyle aynı şekilde etkiler. Rüzgar stresi bitkiye doğrudan zarar verebilir veya yaprak stomalarından geçen rüzgar suyun terlemesini etkileyerek kurumaya neden olabilir. Bitkileri doğrudan ateşle yakmak, hücre yapısının erime veya denatürasyon yoluyla çökmesine neden olur.
Tarımsal sistemlerde, gübreler ve böcek ilaçları gibi çok fazla veya çok az tarım kimyasalları eklemek, bitkilerde abiyotik strese neden olabilir. Bitki beslenme dengesizliği veya toksisiteden etkilenir. Bir bitkinin aldığı çok fazla tuz, hücrelerin kurumasına neden olabilir, çünkü bitki hücresinin dışındaki daha yüksek tuz seviyeleri, ozmoz adı verilen bir işlemle suyun hücreyi terk etmesine neden olur. Uygun şekilde formüle edilmemiş lağım çamuru ile gübrelenmiş toprakta büyüdüğünde, bitkilerin ağır metal alımı meydana gelebilir. Bitkilerdeki yüksek ağır metal içeriği, fotosentez gibi temel fizyolojik ve biyokimyasal faaliyetlerde komplikasyonlara yol açabilir.
Stresin canlılığı
Biyotik stresler, bakteriler, mantarlar, yabani otlar ve böcekler dahil olmak üzere canlı organizmalar yoluyla bitkilere zarar verir. Virüsler yaşayan organizmalar olarak kabul edilmemelerine rağmen bitkilerde biyotik strese neden olurlar.
Mantarlar, bitkilerde diğer biyotik stres faktörlerinden daha fazla hastalığa neden olur. 8.000’den fazla mantar türünün bitki hastalıklarına neden olduğu bilinmektedir. Öte yandan, Ohio State University Extension yayınına göre, yalnızca yaklaşık 14 bakteri bitkilerde ekonomik açıdan önemli hastalıklara neden oluyor. Çok fazla bitki patojenik virüs yoktur, ancak yayınlanan tahminlere göre dünya çapındaki mantarlara eşdeğer mahsul hasarına neden olacak kadar ciddidirler. Böcekler, yapraklar, gövdeler, kabuklar ve çiçekler dahil olmak üzere bitkilere ciddi fiziksel zararlar verebilir. Böcekler ayrıca enfekte bitkilerden sağlıklı bitkilere virüs ve bakteri vektörü olarak hareket edebilir.
İstenmeyen ve kârsız bitkiler olarak kabul edilen yabani otların, ekinler veya çiçekler gibi arzu edilen bitkilerin büyümesini engellemesinin yolu, arzu edilen bitkilerle yer ve besin için rekabet etmektir, doğrudan zarar vermek değil. Yabani otlar hızla büyüdükleri ve bol, canlı tohumlar ürettikleri için çevreyi bazı arzu edilen bitkilerden daha hızlı ele geçirebilirler.
Poliaminler: strese karşı bitki tepkisi
Doğası gereği uyuyan bitkiler, uygun fizyolojik, gelişimsel ve biyokimyasal değişikliklerle çevredeki sürekli dalgalanmalara maruz kalmalıdır. Ürün kaybının ana nedeni olan dünya çapındaki abiyotik stresler nedeniyle verimde %50’den fazla düşüş. Streslere karşı koymak için bitkiler çok çeşitli savunma mekanizmaları ile donatılmıştır. Çeşitli uyumlu çözünen madde sınıfları arasında, poliaminler şiddetli çevresel strese karşı en etkili olanlardan biridir. Poliaminler, fizyolojik pH’ta pozitif yüklü düşük moleküler ağırlıklı alifatik nitrojen bileşikleridir. Moleküler düzeyde bitki poliaminleri üzerine yapılan araştırmalar, farklı bitki türlerinden poliamin biyosentetik enzimlerini kodlayan birkaç genin izolasyonuna yol açmıştır. Son yıllarda, poliamin biyosentezinde enzim aktivitesi değişmemiş veya hiç değişmemiş mutantlar ve transgenik bitkiler üzerinde yapılan moleküler ve genetik çalışmalar, poliaminlerin bitkilerdeki biyolojik fonksiyonlarının daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunmuştur.
Poliaminler ve abiyotik strese karşı bitki tepkisi
Hücresel poliaminlerdeki stres kaynaklı değişiklikler, stres üzerindeki potansiyel etkileri hakkında ipuçları sağlar, ancak stres tepkisindeki rolleri hakkında ipuçları vermez. Endojen poliamin seviyeleri, stres öncesinde veya sırasında yaşanan eksojen poliaminlerin uygulanmasıyla arttırılabilir. Poliaminin harici uygulaması, bitki hücre zarı bütünlüğünü koruyabilir, stres kaynaklı büyüme inhibisyonunu azaltabilir, ozmotik duyarlı genlerin ılımlı ekspresyonunu azaltabilir ve antioksidan enzimlerin aktivitelerini artırabilir. Başka bir yaklaşımda, biyosentez inhibitörleri ile tedavi, strese duyarlı fenotiplerle sonuçlanan endojen poliaminleri azaltabilir. Ancak bu etki, eksojen poliaminin birlikte uygulanmasıyla tersine çevrilir. Stres tepkisinde poliamin metabolizmasının biyolojik fonksiyonlarını analiz etmek için kullanılan bir diğer genetik yöntem, poliamin biyosentezinde eksik olan mutantların kullanılmasıdır.
Poliaminler ve biyotik strese bitki tepkisi
Mikobakteriyel, viral ve fungal patojenlerle etkileşime giren bitkilerde içgörü değişikliklerine yanıt veren bitki hücrelerinde poliamin metabolizmasının bozulmaya başladığı bilinmektedir. Hem patojen bitkilerde hem de mantarlarda bulunduğundan, etkilenen organlarda poliamin birikiminin katkısını belirlemek zordur. Poliamin biyosentezinin spesifik inhibisyonu ile fungal bitki hastalıklarını kontrol etme olasılığı, gelişmeye ulaşmak için en heyecan verici ve en etkili olanıdır.
Önümüzdeki 50-100 yılda küresel sıcaklığın 3-5°C artması bekleniyor. Sürekli sıcaklık artışı ve düzensiz yağışlar olduğu için sel ve kuraklık değişimleri her zaman dikkate alınır. Aşırı gübreleme, yanlış sulama ve maden kaynaklarının kullanımı gibi insan faaliyetleri büyük oranda tuz stresine neden olabilir. Bu koşullar altında, bitkiler sıklıkla biyotik ve abiyotik streslerle aynı anda karşılaşma olasılığı yüksektir. Çiftçiler için gıda güvenliğini ve güvenliğini sağlamak için strese dayanıklı çeşitler geliştirmek bitki ıslahçılarının görevidir. Bitkileri çeşitli stres koşullarından koruyacak mekanizmaların geliştirilmesi için genetik düzeyde moleküler çalışmalar yapılacaktır.
kaynak:
https://www.researchgate.net/publication/336535346_Biotic_and_Abiotic_Stresses_in_Plants
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]