BAHÇE BİTKİLERİ BİYOLOJİSİ
BAHÇE BİTKİLERİNİN BİYOLOJİSİ Generatif gelişmeyi düzenleyen çiçek, meyve ve tohumların morfolojik, biyolojik, sitolojik ve fizyolojik özelliklerinin bilinmesi büyük önem taşımaktadır. Çiçeklerin oluşumu ve gelişimi, meyve ve tohum oluşumunda tozlanma ve döllenmenin ilke ve mekanizmalarının bilinmesi, kültürel işlemlerin bilinçli bir şekilde yapılmasını sağlayarak, verim ve kalitenin artmasına yardımcı olmaktadır.
BAHÇE BİTKİLERİNİN BİYOLOJİSİ Çiçeğin orijini: Çiçekler generatif organlardır ve asıl görevleri bitkilerin neslini devam ettirmektir. Bahçe bitkisi türlerinin ilk çiçek oluşturmalarına kadar belli bir süre (otsu bitkilerde 1-2 yıl; odunsu bitkilerde 2-7 yıl) verimsiz geçer. Bu süre gençlik kısırlığı olarak isimlendirilir. Generatif olgunluğa gelen bitkilerde vejetatif tomurcuklardaki meristemler generatif (çiçek) meristemlerine dönüşürler. Bitki bünyesinde bir takım fizyolojik ve biyokimyasal olayların etkisiyle gerçekleşen ve gözle görülmeyen bu safhaya fizyolojik ayrım safhası adı verilir.
BAHÇE BİTKİLERİNİN BİYOLOJİSİ Vejetatif tomurcukların generatif safhaya geçmesi anlamına gelen fizyolojik ayrımın ardından çiçek tomurcuklarında gözle görülebilir bir farklılaşma başlayarak büyüme konisi genişlemeye ve düzleşmeye başlar. Morfolojik yapıda görülen bu ilk farklılaşmaya morfolojik ayrım safhası denir. Morfolojik ayrım safhasından sonra çiçek tablası üzerinde dıştan içe doğru, çanak yapraklar, taç yaprak, erkek organ ve dişi organ taslakları oluşmaktadır. Fizyolojik ayrım safhası zamanı türlere göre değişiklik gösterir. Bu zamandan önce uygulanan kültürel işlemler ve hormon uygulamaları ile çiçek tomurcuğu sayısını artırmak ya da azaltmak mümkündür.
BAHÇE BİTKİLERİNİN BİYOLOJİSİ Basit tomurcuk: Çiçek tomurcuğunda yalnızca çiçek taslağı olan tomurcuklardır. Bir basit tomurcukta yalnızca bir çiçek bulunabildiği (kayısı, şeftali badem) gibi, birden fazla çiçek (2-4 çiçek) de (erik, kiraz vişne) bulunabilir. Karışık tomurcuk: Çiçek tomurcuğundan çiçekle birlikte sürgün oluşan tomurcuklardır. Çiçek ve yaprak taslakları aynı tomurcukta bulunan karışık tomurcuk yapısında ayvada olduğu gibi bir tek çiçek olabileceği gibi, birden fazla çiçek de (elma,armut, kivi) bulunabilir. Çiçek tomurcukları elma, armut, ayva ve cevizde (dişi çiçek) tepe tomurcuğundan, diğer meyve türlerinde ise yan tomurcuklardan meydana gelmişlerdir. Asmalarda tomurcuk yapıları meyvelerden farklıdır. Asmalarda göz yapıları vardır. Gözler birden fazla sürgün yatağı taşıyabilirler. Sürgün yatağı üzerinde hem çiçek hem yaprak taslakları yer almaktadır. Tomurcuklar tek bir sürgün yatağından meydana gelmiştir. Asmalarda gözler bulundukları yer ve sürme zamanlarına göre kış gözleri, aktif tomurcuk, adventif göz ve/veya tomurcuk pasif tomurcuk olarak sınıflandırılır.
Tomurcuk yapıları Basit Tomurcuk Karışık Tomurcuk Yaprak Tomurcuğu Çiçek Tomurcuğu T Yaprak taslağı Büyüme ucu Yan tomurcuk
Basit tomurcuk erik kiraz badem
Karışık tomurcuk armut elma üzüm ayva
BAHÇE BİTKİLERİNİN BİYOLOJİSİ Çiçek Yapısı Çiçekler yapı, büyüklük, renk ve koku yönünden farklıdır. Bir çiçekte genel olarak çiçek sapı, çiçek tablası ve onun üzerinde dıştan içe doğru çanak yapraklar, taç yapraklar, erkek organlar ve dişi organ/organlar yer alır.
BAHÇE BİTKİLERİNİN BİYOLOJİSİ Çanak yaprak (sepal): Çiçek tablasının en dışında bulunan küçük yaprak benzeri yapılardır. Çanak yaprakların oluşturduğu halkaya calyx denir. Taç yaprak (petal): Çanak halkasının iç tarafında 2. halkada yer alan, daha iri, gösterişli ve parfüm bezleri ile çekici kokuya sahip çiçek organıdır. Bu özellikleri ile arı ve bazı böcekleri çekerek tozlanmada rol oynarlar. Taç yaprakların bir arada oluşturduğu yapıya corolla adı verilir ve corolla çoğunlukla döllenmeden sonra dökülür. Asmalarda taç yapraklar küçük ve gösterişsiz olup, açılmamış çiçeği bir külah gibi sararlar. Çiçekler açıldığında külah ayrım noktasından koparak atılır. Taç Yaprak (Petal) Anter Filament Yumurtalık (Ovaryum) ÇİÇEK ORGANLARI Çanak Yaprak (Sepal) Tohum Taslağı Corolla Asma çiçeği
Erkek organ (stamen): BAHÇE BİTKİLERİNİN BİYOLOJİSİ Çiçeğin en önemli organlarından birisidir. Görevi erkek eşey hücrelerini üretmektir. Erkek organ başçık (anter) ve başçığı çiçek tablasına bağlayan sapçık (filament) olmak üzere iki kısımdan oluşur. Başçıklar ikişer adet çiçek tozu (polen) kesesi içeren iki teka dan oluşmuştur. Polen keselerinde erkek eşey hücrelerini oluşturacak çiçek tozu ana hücreleri (microsporocyte) oluşmaktadır. Bir çiçeğin tüm erkek organlarına androecium denir. Erkek organların sayı, şekil ve büyüklükleri türlere göre değişiklik gösterir. Zeytinlerde yalnızca 2 adet, elmalarda 15-50, armutlarda 20-30 adet erkek organ vardır.asmada 5-6 adet erkek organ bulunur. Rüzgarla tozlanan türlerde erkek organ sayısı çok daha fazladır. Böceklerle tozlanan türlerde genellikle erkek organla taç yaprak arasında nektar çıkaran bezler vardır.
BAHÇE BİTKİLERİNİN BİYOLOJİSİ Dişi organ (pistil): Çiçeğin en önemli organıdır. Ancak dişi organı olan çiçekler meyve ve tohum üretebilirler. Bu nedenle çiçeğin en korunaklı merkez kısmında yer alır. Dişi organ tepecik (stigma), dişicik borusu (style) ve yumurtalık (ovary) olmak üzere üç kısımdan oluşur. Stigma dişicik borusunun az veya çok gelişmiş pürüzlü en uç kısmıdır. Dişicik borusu tepecik ile yumurtalığı bağlayan ve çiçek tozu çim borusunun geçişini sağlayan kanallı bir yapıya sahiptir. Yumurtalık, dişi organın en önemli kısmıdır. Bir yada birden fazla karpelden oluşmuştur. Yumurtalığın iç yüzeyinde tohum taslakları (ovule) bulunur. Yumurta hücresinin oluştuğu embriyo kesesi tohum taslaklarında meydana gelir. Bitkilerdeki dişi organ sayısı çok farklıdır. Domates, biber, bezelye, kayısı, erik ve kirazda yalnız bir tane, çilek, ahududu ve böğürtlende ise çok sayıda dişi organ bulunur. Çiçekteki dişi organların hepsine birden gynoecium denir. Bir yumurtalıktaki karpel sayısı ve her karpeldeki tohum taslağı sayısı da farklılık gösterir. boyuncuk (style) tepecik (stigma) yumurtalık (ovaryum)
Stigma Anter Filament Yumurtalık Nektar Çanak Yaprak Çiçek Tablası ASMA ÇİÇEĞİ
ÇİÇEKLERDE CİNSİYET Dişi Çiçek (Pistillat ç.) Erkek Çiçek (Staminat ç.) Hermafrodit Çiçek Eksik çiçek Tam çiçek
Domates Çiçeği ÇİÇEKLERDE CİNSİYET Elma Çiçeği Çanak yaprak, taç yaprak, erkek ve dişi organların hepsine sahip çiçeklere tam ve ya eksiksiz (complete) çiçek; bunlardan bir veya birkaçı olmayan çiçeklere de eksik (incomplete) çiçek denir. İki Eşeyli Çiçek (erdişi, erselik, hermafrodit): Hem erkek, hem de dişi organlara sahip kusursuz çiçeklerdir. Örnekler: Meyveler: Elma, Armut, Şeftali, Erik, Portakal Sebzeler: Domates, Biber, Patlıcan, Fasülye Asmalar: Farklı çiçek yapılarına sahip olmakla birlikte Vitis vinifera L. türünde çiçek yapısı %99 erdişi (erselik) dir..
Tek Eşeyli Çiçek: Eşey organlarından yalnızca birisine sahip olan çiçeklerdir Bunlar erkek çiçek (staminate) ya da dişi çiçek (pistillate) olarak adlandırılır. Tek eşeyli çiçekler aynı bitki üzerinde yada farklı farklı bitkiler üzerinde olabilir. Erkek ve dişi çiçekler aynı bitki üzerinde ise bir evcikli (monoik) bitkiler (fındık, ceviz, kestane, dut; kavun, karpuz, hıyar) Erkek ve dişi çiçekler ayrı bitki üzerinde ise iki evcikli (dioik) bitkiler (antepfıstığı, incir, hurma, kivi; ıspanak, kuşkonmaz) denir. Monoik: Fındık, Ceviz, Pikan, Kestane, Dut, Huş, Göknar, Kabaklar, Kavun, Hıyar, Kızılağaç, Sedir, Servi, Çam, Ladin, Meşe, Sequoia (Mamut ağacı), Mazı Dioik: Antep fıstığı, Kivi, İncir, Hurma, Dişbudak, Meşe, Cennet ağacı (Ailanthus), Trabzon hurması, Ginkgo, Kavak, Ardıç, Ateş dikeni, Salkım söğüt, Kuşkonmaz
ÇİÇEKLERDE CİNSİYET 1. Hermafrodit 2. Monoecious (Monoik: Bir evcikli 3. Dioecious (Dioik: İki evcikli 1 2 3
Çiçek Durumu (Inflorescence): Çiçeklerin ana dal veya yan dallar üzerindeki diziliş şeklidir. Çiçek durumları ikiye ayrılır: Rasemöz (Salkım)- Ana eksen yan dallardan daha uzundur ve çiçekler dıştan merkeze doğru açılır (Kiraz, vişne, erik, üzüm,ahududu, dut, kivi, havuç, turp, soğan). Kimoz (Talkım)- Ana eksen yan dallardan daha kısadır ve ana eksendeki çiçekler yan dallardakinden önce açarlar (elma, çilek). Çiçek durumu (inflorescence), 1-12 Salkım durumu (racemous), 13-17 talkım durumu (cymeous)
Orkide Süs bitkilerinde çiçekler ve hatta meyveler çok önemli güzellik unsurlarıdır. Bu yüzden tek yıllık ya da çok yıllık otsu süs bitkileri çiçek olarak adlandırılır. Gerbera Gül Karanfil Kasımpatı
Mikrosporlardan olgun polenlerin oluşumu ve çimlenmiş polen GAMETLERİN OLUŞUMU Dişi organın yumurtalığında (ovaryum) tohum taslağı (ovul), embriyo kesesi ve gamet hücrelerinin oluşumu Döllenmeye hazır ebriyo kesesi
DÖLLENME BİYOLOJİSİ Tozlanma: Olgun çiçek tozlarının (polen) dişicik tepesine (stigma) ulaşmasıdır. Döllenmenin ön koşulu tozlanmadır. Tozlanma böceklerle (entomophyl) ya da rüzgarla (anemophyl) gerçekleşir. Gösterişli çiçeklere sahip elma, armut, kiraz, şeftali, kayısı, erik, vişne, nar, badem, incir gibi meyveler ile domates, patlıcan, biber gibi sebzeler arılar ile tozlanırken; asma gibi çiçekleri küçük ve gösterişsiz bitkilerin yanı sıra; tek eşeyli (monoik) fındık, ceviz, kestane, dut ve iki eşeyli (dioik) antepfıstığı ve hurma gibi türler rüzgarla tozlanır.
TOZLANMA Rüzgarla tozlanma Böceklerle tozlanma
A Kendine tozlanma: Dişi organın kendi çiçek tozları ile tozlanması Yabancı tozlanma:dişi organın aynı türe (veya başka türe) ait başka bir çeşidin çiçek tozları ile tozlanması Başarılı bir tozlanma için gerekli koşullar: Sıcaklık ve nem uygun olmalıdır. Bitkilerin çiçeklenme zamanları uyumlu olmalıdır. Çiçeklerin biyolojik olarak KISIRLIK veya UYUŞMAZLIK sorunları olmamalıdır.
Tozlanmanın ilk koşulu erkek ve dişi gametlerin aynı zamanda olgunlaşmış olmaları ise de yeterli tozlanma için çevre koşullarının da uygun olması gerekir. Çiçeklenme zamanı havanın çok serin, nemli, çok kuru, yağışlı, sisli, çok durgun (rüzgarsız) veya aşırı rüzgarlı olması, tozlayıcı böceklerin (arılar vb.) cins ve miktarı tozlanma üzerine olumlu veya olumsuz etki yapmaktadır. - Karadeniz bölgesinde sisli yıllarda içi boş fındık - Güneydoğuda aşırı kuru havalarda içi boş antepfıstığı vb.
Tozlayıcı çeşitte bulunması gerekli özellikler 1. Çimlenme yeteneğinde çok sayıda çiçek tozu oluşturmalıdır. 2. Ana çeşit ile çiçeklenme zamanları uygun olmalıdır. 3. Çiçeklerinin biyolojik olarak kısırlık veya uyuşmazlık sorunu olmamalıdır. 4. Ekonomik öneme sahip olmalıdır. Rüzgârla tozlanan meyve türlerinden ceviz (üstte) ve Antep fıstığında (altta) erkek çiçekler
Döllenme: Erkek ve dişi gametlerin birleşmesidir. Olgun dişi organ üzerine konan polenler çimlenir. Polen tüpü embriyo kesesine girer ve generatif çekirdekleri boşaltır. Erkek gametlerden biri yumurta hücresi ile birleşir ve diploid (2n) zigot oluşur. Diğer erkek gamet polar çekirdekle birleşerek triploid (3n) endospermi oluşturur.
Kendine Döllenme (Tozlanma) Bir çeşidin, kendi çiçek tozu ile döllenebilmesidir. Meyveler: Turunçgiller, Fındık, Kayısı, Şeftali- Nektarin, Vişne, Ayva Sebzeler: Fasülye, Domates, Bezelye, Bamya Asmalar: Vitis vinifera L. çeşitlerinin %99 u
Yabancı Döllenme (Tozlanma) Bir çeşidin, bir başka çeşidin/çeşitlerin çiçek tozları ile döllenebilmesidir. Bahçe bitkilerine ait çeşitlerin çoğu yabancı döllenir. Meyveler: Elma, Armut, Kiraz, Erik, Badem, Zeytin, Ceviz, İncir, Hurma, Avokado, Antepfıstığı, Ahududu, Böğürtlen, Çilek Sebzeler: Karpuz, Lahana, Soğan, Ispanak, Havuç, Kereviz, Turp, Kabak, Marul, Brokkoli, Kuşkonmaz Asmalar: Vitis vinifera L. türünün bazı çeşitleri (Çavuş, karagevrek, tahannebi, hönüsü, fesleğen, erolan)
Kısırlık Çiçeklerde erkek ve dişi gametlerin, oluşum ve gelişmelerindeki kusurlar nedeniyle tozlanma ya da döllenme yeteneğine sahip olmamalarına kısırlık denir. Morfolojik kısırlık: Eşey organlarının yapısal noksanlıkları veya yetersizlikleri nedeniyle oluşan kısırlık. Örnek:Şeftali (Hale), Portakal (Washington Navel ), Çilek (Osmanlı) Genetik ve sitoplazmik kısırlık (erkek kısırlığı): Domates, Fasülye ve Soğan çeşitleri
Eşey Uyuşmazlığı Erkek ve dişi gametler normal yapıda oldukları halde, genetik yapıdan ve/veya çiçek tozu ile dişicik borusu arasındaki olumsuz etkileşmelerden kaynaklanan döllenmenin gerçekleşmemesi olayıdır. Çiçek tozları çimlenemez ve/veya çim borularının dişicik borusu içindeki gelişmeleri engellenir. Bu durumda döllenme gerçekleşemez. Kendiyle Uyuşmazlık veya Birbiriyle Uyuşmazlık söz konusu olabilir (Kiraz, Elma, Badem).
Tohum: İçinde embriyoyu taşıyan tohum taslağına tohum denir. Döllenmiş çiçeklerde triploid endosperm çekirdeği mitozla bölünerek hücresel olarak gelişir ve embriyo kesesini doldurur. Zigot, endospermin (besin dokusu) gelişmesi sırasında dinlenir, daha sonra ondan beslenerek embriyoyu oluşturur. Embriyo minyatür bir bitkidir. Sürgün ucu (plumule), kök ucu (radicle) ve bu iki kısmı birbirine bağlayan çenek yaprak denen kotiledon (cotyledon) kısımları bulunur. Tohum taslağı gelişirken, yumurta zarları (integüment) tohum kabuğunu (testa) oluşturarak tohumun gelişmesi tamamlanır.
Meyve Gerçek meyve: Dişi organ yumurtalığının gelişmesi ile oluşan meyve (Kayısı, Şeftali, Domates). Yalancı meyve: Çiçeğin diğer organlarının (çiçek sapı, çiçek tablası ve çiçek örtüsü) yumurtalık ile birleşmesi sonucu oluşan meyve (Elma, Armut, Ayva, Çilek, İncir).
Partonekarpi: Döllenme olmaksızın tohumsuz meyve oluşumuna partenokarpi, bu şekilde oluşan meyvelere de partenokarp meyve denir. Örnek:Muz, Armut (Williams), Portakal (Washington), Trabzon Hurması, Üzüm (Korinth), Hıyar, Patlıcan Stenospermokarpi: Asmalarda görülen bir çekirdeksizlik tipidir. Meyve tutumu için döllenme gereklidir. Ancak daha sonra zigot gelişerek embriyoyu oluşturamamaktadır. Başta Sultani olmak üzere tüm sofralık çekirdeksiz üzüm çeşitleri. Apomiksiz: Döllenme olmaksızın gametik veya somatik hücrelerden tohum oluşumudur. Turunçgiller ve Ahududular.
Asmalarda tohum taslaklarının anatomik yapısı ve erkek organların morfolojik yapısına göre 3 farklı tipte çekirdeksiz meyve tutum mekanizması vardır. Bunlar: Stimülatif partenokarpi: Embriyo kesesinin kusurlu olması nedeniyle görülen çekirdeksiz meyve tutumudur. Siyah Korint üzümlerinde görülür. Çiçek tozları yüksek çimlenme kabiliyetinde olduğu için meyve tutumunda çiçek tozlarının uyarıcı (stimülatif) etkisi bulunmaktadır. Vejetatif partenokarpi: Beyaz ve kırmızı Korint üzümlerinde görülen par. Meyve tutum mekanizmasıdır. Tohum taslakları tamamen kusurludur ve embriyo kesesi gelişmemiştir. Bu çeşitlerde kastrasyonla tozlanma engellendiğinde de çekirdeksiz meyve tutumu görüldüğünden stimülatif partenokarpiden farklı olarak polen tozlarının uyarıcı etkisine gerek duyulmadığını göstermektedir. Fakültatif partenokarpi: Normal embriyo kesesine sahip olduğu halde, çiçek yapıları anormal ve polen tozu çimlenme kabiliyetleri düşük asma çeşitlerinde rastlanan bir durumdur. Tozlanma ve döllenme eksikliği nedeniyle çekirdeksiz tanelerin oluşumudur.