c4 bitkileri

Stres Koşulları ve Bitkilerin
Tepkisi
Stres nedir?
• Olumsuz koşullara karşı canlıların vermiş oldukları tepkiye
stres denir.
• Olumsuz çevre koşulları bitkilerde strese neden olur.
• «Biyolojik Stres»: Yetişme ortamı koşullarının bir bitkinin
normal büyüme ve gelişmesini olumsuz yönde etkileyecek
kadar değişmesidir.
Stres faktörleri (Levitt’e göre)
• Biyotik faktörler: Mantar, bakteri ve virüs enfeksiyonları ile
böcek, nematod gibi zararlılar.
• Fizikokimyasal faktörler: Sıcaklık, su, radyasyon, kimyasal
maddeler, manyetik ve elektriksel alanlar gibi yetişme
ortamından kaynaklanan faktörlerdir.
Stres faktörleri (Lichtenthaler’e göre)
• Doğal faktörler: Yüksek sıcaklık, ışık, donma, doğal tuzlu
alanlar, su noksanlığı ve fazlalığı, mineral eksikliği, böcek ve
patojenler.
• Antropojenik faktörler: Herbisitler, pestisitler, fungusitler, hava
kirleticileri, ozon, fotooksidanlar, asit yağmurları, yüksek azot
yoğunlukları, ağır metaller, UV radyasyonu ve CO2 düzeyi,
tuzlanma
Stres Faktörlerine Verilen Yanıtlar
• Organ düzeyinde verilen yanıtlar: Stresin etkisini azaltma
• Hücresel düzeyde verilen yanıtlar: Stresin etkisini ortadan
kaldırma
Stres Faktörlerine Verilen Yanıtlar
• Organ düzeyinde verilen yanıtlar: Stresin etkisini azaltma
yönünde bir tepkidir. Yapraklardaki morfolojik değişimler,
odundaki değişimler, kök gelişimi, erken tohum oluşturma
gibi…
Stres Faktörlerine Verilen Yanıtlar
• Hücresel düzeyde verilen yanıtlar: Bu yanıt türü stresin
yarattığı etkilerin onarılması ya da ortadan kaldırılması
yönündedir. Üç farklı düzeyde yapılır:
– Submoleküler (elektron) düzeyde
– Moleküler düzeyde
– Subselüler düzeyde
Stres Faktörlerine Verilen Yanıtlar
• Submoleküler (elektron) düzeyinde verilen yanıt: Bu tepki
esnasında «aktif oksijen» üretilir.
– Normal koşullarda hücre için zehirlidir ve üretilmez
– Stres koşullarında yüksek oranda üretilir.
– Savunma mekanizmasını uyarma ve oluşturmada etkindir. Savunma
mekanizmasını harekete geçirir.
– Antimikrobiyal özelliğinden dolayı mikrobik saldırılara karşı bitkiyi
korur.
– Hücre çeperinin kuvvetlenmesi için lignin ve suberin oluşumunu uyarır.
Stres Faktörlerine Verilen Yanıtlar
• Moleküler düzeyde verilen yanıt: Bu tepki esnasında bazı
moleküller sentezlenir:
– Sekonder bileşikler: Bunlar düşük molekül ağırlıklı (alkoloidler, absisik
asit, fenoller, karotenoidler gibi…) ve yüksek molekül ağırlıklı (lignin,
suberin, kitin) sekonder bileşiklerdir.
– Polisakkaritler: Kalloz; hücre çeperi ve hücre zarı arasında biriktirilir ve
bir bariyer olarak işe yarar.
– Proteinler: Stres koşullarında özel proteinler oluşur.
Stres Faktörlerine Verilen Yanıtlar
• Stres proteinleri
–
–
–
–
–
–
–
–
Sıcak şoku proteinleri
Soğuk stres proteinleri
Osmotik stres proteinleri
Su eksikliği stres proteinleri
Metale bağlı proteinler
Anaerobik stres proteinleri
Yaralanma stres proteinleri
Patojenlere karşı stres proteinleri
Stres Faktörlerine Verilen Yanıtlar
• Subselüler düzeyde verilen yanıt
– Hücre çeperleri: Stres uyarısının alınmasından sorumlu olan alıcılar hücre çeperinde
bulunur ve sinyalleri aldığında hücreye ileterek uyartıyı sağlar.
– Hücre zarları: Stres sırasında sinyal molekülleri oluşur ve stres proteinleri uyarılır ve
sonuç olarak zarın kuvvetlenmesi sağlanır.
Stres Faktörlerine Verilen Yanıtların
Bitkideki Düzeyi
Stres faktörü
Hücre çeperi ve zarındaki alıcıların stresi algılaması
Stres için sinyal oluşturulması
Sinyalin aktarılması
Sinyaller ile gen aktifleştirici arasındaki etkileşim
Yanıtın ortaya çıkması
Stres Çeşitleri
1. Su stresi
1. Su stresi ve zarlar
2. Su stresi ve fotosentez
3. Su stresi ve stoma hareketleri
4. Osmotik düzenleme
5. Su stresi ve kök-sürgün büyümesi
2. Sıcaklık stresi
1. Düşük sıcaklık stresi
2. Donma stresi
3. Yüksek sıcaklık stresi
3. Tuz stresi
4. Hava kirliliği stresi
1. Ağır metaller
2. Zehirli gazlar
Stres Çeşitleri
1. Su stresi: Fazlalığı kök
solunumunu azaltır. Eksikliği
kuraklık stresine yol açar
1. Su stresi ve zarlar: Zarlar su
kaybedince plazmoliz olur
ve zarlardaki porların
geçirgenliği artar.
2. Su stresi ve fotosentez: İki
etkisi vardır. İlkinde Kalvin
Döngüsündeki CO2 girişi
azalır. İkinci de suyun
alınamaması nedeniyle
fotosentez sisteminin
bozulmasıdır.
Stres Çeşitleri
1. Su stresi: Fazlalığı kök solunumunu azaltır. Eksikliği kuraklık stresine yol açar
3. Su stresi ve stoma hareketleri: Su noksanlığında stoamalar kapanır.
1. Hidropasif kapanma: Stoma kilit hücresindeki suyun azalmasıyla stomanın
kapanması
2. Aktif kapanma: Metabolik değişimlerden kaynaklanan kapanma. ABA
sentezlenmesi
4. Osmotik düzenleme: Su noksanlığına bağlı olarak hücre içindeki osmotik
basıncın artırılması ya da azaltılması. Madde miktarının artırılması ya da
azaltılması
5. Su stresi ve kök-sürgün büyümesi
Stres Çeşitleri
Sıcaklık stresi
1. Düşük sıcaklık stresi: Sıcak iklim bitkileri düşük, soğuk iklim bitkileri ani
sıcaklarda strese girerler. Düşük sıcaklıklarda suyun akışkanlığı azalır.
2. Donma stresi: Hücrelerdeki şeker miktarının artırılması. Ani donlarda şeker
biriktirilmesi daha az olur ve bitkilerde donma etkisi artar. Ayrıca donmaya
direnç sağlama esnasında ABA salgılanır.
3. Yüksek sıcaklık stresi:
1. Sıvıların akışkanlığını azaltmak için doymuş yağ salgılanır.
2. Morfolojik değişimler olur.
3. Sıcaklık şoku proteinleri salgılanır.
Stres Çeşitleri
Tuz stresi
1. Topraktaki gözenekleri azaltır ve toprak havalanmasını azaltır.
2. Yüksek tuz yoğunluğu toprakta düşük su potansiyeline neden olur ve bu durum
da fizyolojik kuraklığa neden olur.
3. Aşırı tuz (Na ve Cl) zehir etkisine neden olur.
Stres Çeşitleri
Hava Kirliliği Stresi
1. Ağır metaller
2. Zehirli gazlar
3. Partiküller ve tozlar