Bitkiler, Uyaranlar, Hormonlar Fitomorfogenez Fototropizmalar Gravitropizma Tigmotropizma ve Thigmonasti. Turgor Hareketleri Dormansi Ekstrem temperatürlere dayanıklılık Bitki hormonları 1
Fitomorfogenez Işığa bağlı gelişim Kırmızı ve kırmızı ötesi ışık fitokromu etkiler fitomorfogenezi değiştir. Fototropizma Fototropizmada gövde ışığa doğru yönelir. Yapraklar da fototropik davranış gösterirler Oksin bu olayda önemli rol oynar. 2
Gravitropizma bitkilerin yerçekimine verdiği yanıttır. Oksin bu olayda birinci derecede rol oynar. Yerçekimi hücre tarafından algılanır. Signal oluşur. Signal hücre içi ve hücreler arası iletilir. Farklılaşan hücre uzaması olur. Gövdenin alt tarafındaki hücreler üst tarafa göre daha fazla büyür (-). Kökün alt tarafindaki hücreler üst tarafındakilere göre daha fazla büyür (+). Tigmotropizma: dokunulan cisim ile ilişkili olarak büyüme. tendriller 3
Diğer tropizmalar Elektrotropizma elektrik akımına karşı Kemotropizma Kimyasallara karşı Traumatropizma- Yaralanmaya karşı Termotropizma Temperatüre karşı Aerotropizma Oksijen e karşı Skototropizma Karanlığa karşı Geomagnetotropizma - Magnetik alana karşı Turgorcanlı hücrelerde su difüzyonu nedeniyle oluşan basınç hareketidir. Geri dönüşebilir. Sirkadian ritimler endogen hareketlerdir. Dış uyarana bağlı değildirler. 24 saatlik olabilirler Yeniden düzenlenebilirler Isı ile ilişkilidirler Dormansi Büyümeyi azaltıp durgun bir evreye girmek. Dış faktörler önemli donma kuraklık Dormansi çok uzun sürebilir. Ekstrem temperatürde kurtulma Soğuk ve donma olaylarında doymamaış yağ asitleri, antifreeze proteinler önemlidir. heat shock proteinleri yüksek temperatürlerde iş görür. 4
Bitki Hormonları Bitkilerde pek çok iç sinyalde bitki hormonları görev alır. Ufak miktarlarda sentezlenirler ve kullanım noktasına taşınırlar Fizyolojik olayları uyarabilir veya durdurabilirler. Yedi ana bitki hormonu: oksinler, sitokininler, gibberelinler, brassinosteroidler, oligosakkarinler, etilen ve absisik asid. Ayrıca salisilik asit ve jasmonat). Son yıllarda bitkilerde peptid hormonlar da bulunmuştur. 5
Oksin Oksin hücre çeperini etkileyerek uzamayı uyarır. Went (1926) da oksinin hücre büyümesini etkilediğini gösterdi. Oksin Oksin vaskular kambium ve vaskular dokuların aktivitesini uyarır. Meyve gelişmesinde rol oynar. Oksinin sitoplazmadan hücre çeperi boşluklarına aktif hidrogen iyonları transportu yaptığı düşünülmektedir. 6
7
Sentetik oksinler: Ziraat ve bahçecilikte yaygın kullanılırlar. Yaprak absisyonunu engellerler Meyve düşmesini engellerler Çiçeklenme ve meyve oluşumunu uyarırlar Zararlı ot kontrolunda kullanılırlar. 8
Sitokininler Sitokininler oksinlerle birlikte hücre bölünmesini ve farklılaşmayı uyarırlar. Çoğu kök apikal meristemlerinde sentezlenir ve bitki boyunca taşınırlar. Lateral kök oluşumunu engellerler Oksinler sitokinin oluşumunu uyarırlar. Bitki patojenlerine karşı da kullanılırlar. 9
Gibberellinler Gibberellinler ilk kez pirinçte anormal uzamaya neden olan Gibberella fujikuroi mantarından izole edilmişlerdir. Kök ve gövdelerin apikal kısımlarında sentezlenirler. Gövde uzamasında etkilidirler. Bazen tohum çımlenmesini hızlandırırlar. 10
11
12
Brassinosteroidler ve Oligosakkarinler Brassinosteroidler Yaygın fizyolojik etkileri vardır. Çevre koşuları ile etkilenirler. Oligosakkarinler signal yanıtı oluştururlar Bitki büyüme ve gelişimini düzenlerler 13
Etilen Etilen oksin apikal meristemden aşağıya doğru taşınırken sentezlenir. Meyve gelişiminde önemli rol oynar. Toksik kimyasallar, temperature ekstrem koşulları, kuraklık, patogenler ve diğer stres koşulları etilen sentezini arttırır. 14
15
Absisik Asid Absisik asid olgun yeşil yapraklar ve meyvelerde oluşur. Tohum büyümesini engeller, yaprak senesensini arttırır. Stoma açılıp kapanmasında önemli rol oynar. 16
Salisilatlar, Jasmonatlar Aspirin, patogen resistansı, çimlenme, çiçek ömrünü uzatma vb. Jasmonatlarda genelde patojen resistansı ile ilgilidir. Eşeyli çoğalma ve uçucu özellikleri nedeniyle komşu bitkileri etkilerler. Bitki büyümesini de düzenlerler. 17
Sinyal iletimi ve proteazomlar 18
19
Oksin hücre polaritesinin ve hücre kaderinin oluşmasında rol oynar. Oksin hücrede oksin responsive element (auxre) taşıyan genler tarafından algılanır. Oksin response proteinleri (ARF) 22 adettir ve oksinle indüklenmeyen genler tarafından kodlanırlar. Oksin yanıtının alınmasında (auxre) ve (ARF) birlikte görev yaparlar. AUX1 geni oksinin hücre içine alınımında rol oynar mutasyonları 2,4-D ye direnç gösterir. PIN1 geni oksinin hücre dışına çıkışında rol oynar ve mutantları lateral organ kaybına neden olur. Diğer PIN mutantları 2,3,4,7 bitkinin düzenli büyümesi için önemlidir. 20
Hücreler arası iletişim ve polarite Bitkilerde apikal-bazal polarite Bitkilerde apikal-bazal polarite hormon gradientleri ile tayin edilir. Bunlar aktif hücresel transport mekanizmaları ile ilgilidir. Bitki dokularında apikal basal polaritede seçici oksin transportu önemli rol oynar. 21
AUX 1 mutantı (içe alış taşıyıcısı) 2,4-D ye ve oksin değişimlerine tolerans gösterir. Oksin PIN1 mutantı (dışa veriş taşıyıcısı) lateral organların kaybına ve iğne görünümüne yol açar. 22
PIN genleri transmembran taşıyıcı proteinlerdir. PIN1 67 K proteindir ve transmembran 10 bölgesi vardır. Kökün merkezinde hücrelerin basal bölgesinde yerleşir. PIN2 kökün dış kısımlarında apikal bölgelerde yerleşir. Bu genler oksinin oksinin taşınmasında rol alırlar. Yerçekimi yanıtı için de gereklidirler. PIN 1 oksin transporteri asimetrik yerleşim gösterin. Brefaldin A uygulaması PIN 1 lokalizasyonunu bozar. 23
PIN genleri Arabidopsis te çok sayıdadır. PIN 2 mutantları yerçekimine karşı yönelim göstermez. 24
Polar oksin akışı hücre kaderini ve Arabidopsis köklerindeki organizasyonu tayin eder. 25
Hormon trafiği ve alımı bitki gelişimini etkiler GNOM mutasyonlarında ADP ribolizasyon GTP değişim faktörü (ARF GEF) etkilenir. Apikal basal polarite görülmez. GNOM proteini PIN1 in düzgün yerleşimi için gereklidir. 26
Mutasyonlar bitki formunu etkilerler Oksin transportu pattern oluşumu ve bitki vasküler sisteminin gelişimi için de önemlidir. Oksin trafiği mutantlarında vasküler sistem de bozulur. 27
Oksin trafiği hücre polaritesini tayin eder. 28
Transkripsiyon faktörleri arasındaki hücre içi trafik radial organizasyonu kontrol eder. Shortroot (SHR) ve Scarecrow (SCR) genleri olası transkripsiyon faktörleridir ve endodermis ve kortekste radial pattern oluşumunu kontrol ederler. Scarecrow (SCR) mutantları Kökte bir hücre tabakası eksiktir. Gövdede de kusurlar vardır ve yerçekimine yanıt vermezler. Shortroot (SHR) mutantlarında ise Endoderma tabakası bulunmaz. SHR geni SCR geninin transkripsiyonunu aktive eder. 29
30
31