Stres Koşulları ve Bitkilerin Tepkisi

Transkript

1 Stres Koşulları ve Bitkilerin Tepkisi

2 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.

3 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.

4 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 CO 2 düzeyi, tuzlanma

5 Stres Faktörlerine Verilen Yanıtlar Organ düzeyinde verilen yanıtlar: Stresin etkisini azaltma Hücresel düzeyde verilen yanıtlar: Stresin etkisini ortadan kaldırma

6 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

7 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

8 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.

9 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.

10 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

11 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.

12 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

13 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

14 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

15 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

16 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.

17 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.

18 Stres Çeşitleri Hava Kirliliği Stresi 1. Ağır metaller 2. Zehirli gazlar 3. Partiküller ve tozlar