Önizleme - Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

Konak bitki ve patojen arasındaki karşılıklı sinyalizasyon vetanışmada görevli moleküllerin tanımlanması ve karakterizasyonu,son on yıl boyunca araştırmaların odağı olmuştur.Elisitörler tanışmada önemli rol oynadığı düşünülen sinyalmolekülleridir.Elisitör Terimi, bitki savunma mekanizmalarının herhangi biriniuyaran, antimikrobiyal bileşiklerin sentezi ve birikiminiindükleyen bütün uyarıcı molekülleri ifade etmek içinkullanılmaktadır.Karakterize edilen elisitörlere örnekler;- Kitin, Kitosan, Oligogalakturonid- AVR4 ve AVR9- Glukanlar, Elisitinler- Harpin, Cryptogein

• Bitkiler, kaçınılmaz olan patojen saldırılarını algılamak ve karşıkoymak için uygun savunma stratejileri geliştirmişlerdir. Bitkilerpatojen istilasına etkili bir biçimde durdurabilmek için yapılarındavarolan fiziksel ve kimyasal engeller kadar, patojen atağı ile aktiveolan, uyarılabilir savunma tepkilerini de kullanırlar.• Bu savunma mekanizmaları bazı patojenler için caydırıcı bir roloynamasına karşın bazı patojenler için etkisiz kalmaktadır. Bununsonucunda da hastalıklar ortaya çıkmaktadır.

Bitkiler farklı stres faktörlerine karşı aynı veya benzersavunma mekanizmaları geliştirmişlerdir. Bitkiler stresi yatolere etmekte yada ondan kaçınmaktadırlar. Stres faktörleriyapısal ve metabolik hasarlara neden olmaktadırlar. Buhasarlar tersinir ya da geri dönüşümsüz olabilirler. Bu yüzdenbitkiler sekonder metabolitlerin yanısıra başka savunma yollarıgeliştirmişlerdir.(Bu kimyasal maddelerin önceden hiç bir işe yaramadığıbitkiler tarafından üretilen artık maddeler olduğuvarsayılıyordu. Ancak daha sonraları bu maddelerin bitkide;savunma, korunma, ortama uyum, hayatta kalma ve nesillerinidevam ettirmek için bitkiler tarafından geliştirilmiş oldukçakarmaşık mekanizmaların ürünleri olduğu anlaşıldı.)

e-Journal of New World Sciences AcademyEcological Life Sciences, 5A0006, 4, (2), 31-41.Oskay, D. ve Oskay, M

Bitki-Patojen İnteraksiyonlarında Sinyaller ve Yanıtlar (Cetin, 2004)

PR Proteinleri (Pathogen Related Proteins)PR proteinleri bitkilerde patojen enfeksiyon sonucu veya bunabenzer stres koşullarında sentezlenen proteinlerdir. Sistemikdirenç oluşturmaktadırlar. PR proteinleri patojenin saldırısını,yayılmasını, çok yönlülüğünü sınırlandırmakta ve yaralanma,incinme, yüksek osmotik basınç gibi diğer stres koşullarındada oluşmaktadırlar.PR proteinlerinin ilk kez TMV (Tütün Mozaik Virüsü) ileenfekte edilen tütün yapraklarında yapılan çalışmadahipersensitif bir reaksiyon sonucunda meydana geldiği tespitedilmiştir.

SA, JA ve Etilen gibi spesifik bitki hormonları çoğu patojen vezararlı böceklere karşı sentezlenmektedirler. Patojenleenfeksiyon sonucunda savunma mekanizmalarını hareketegeçirecek olan sinyaller oluşmakta ve buna bağlı olarak dalokal ve sistemik antimikrobiyal savunma oluşmaktadır.Üç bitki hormonu SA, JA ve etilen hormonları patojenleenfeksiyon sonrası bitkilerde sinyal olarak görevyapmaktadırlar.

FitoaleksinlerÇoğu fitoaleksin, funguslar tarafından oluşturulaninfeksiyona yanıtta üretilir fakat birkaç bakteri, virüs ve nematodun dafitoaleksin üretimini indüklediği gösterilmiştir (Agrios, 1997).En iyi bilinen fitoaleksinler , fasülyede phaseolin, bezelyede pisatin,yoncada glyceolin, patates ve pamukta rishitin biberde ise capsidiol’dür.

(IPM)BİTKİ HASTALIKLARIYLA ENTEGRE SAVAŞIM(INTEGRATED PEST MANAGEMENT)Tarımsal savaşımda birtakım yöntemler yer almaktadır.Ancak, bu yöntemler içinde en yoğun kullanılanı, tarımilaçlarının yani pestisitlerin kullanıldığı kimyasalsavaşımdır. Çünkü kimyasal savaşım bilinçli ve kontrollü birbiçimde uygulandığında, diğer yöntemlere oranla daha yükseketkililiktedir, daha hızlı sonuç verir, ürünleri özellikle tarlakoşullarında mikotoksin bulaşmalarından koruyabilir ve bitkigelişiminin isteğe uygun biçimde yönlendirilmesinisağlayabilir.Bu avantajları nedeniyle, tüm dünyada pestisit imalatı vetüketimi giderek artmaktadır.

Bütün bu avantajlarına karsın, bilinçsiz ve kontrolsüz biçimdeuygulanan kimyasal savaşım, zararlı organizmalardapestisitlere duyarlılıgın azalmasına, çevre kirliligine, sağlıksorunlarına ve tarım ürünü ihracatının olumsuz etkilenmesineyol açar.IPM ya da kısaca entegre savasım, en basit ve en kısasekliyle, tarımsal savasımda bilinen tüm yöntemleriolabildigince bir arada ve dengeli kullanarak, bitkileri etkinbiçimde hastalık, zararlı ve yabancı otların etkilerindenkorumak, çevre ve insan saglıgına olumsuz etkileri en azaindirmek’ biçiminde tanımlanmaktadır.•

(SAR)SİSTEMİK UYARILMIŞ DAYANIKLILIK(SYSTEMIC ACQUIRED RESISTANCE)Bitkiler fungus, bakteri ve virüsler gibi patojenlerin nedenolduğu bazı hastalıklardan korunmak için bünyelerinde bir dizidoğal savunma mekanizması geliştirmişlerdir.Patojenler bitkiye saldırdığı zaman bitki, hücre duvarı ve mumtabakasının varlığı gibi ya önceden oluşmuş engeller yoluyla,ya infeksiyon bölgesinde hızlı hücre ölümleri ile sınırlanmışsavunma bölgesi oluşturarak, ya da “sistemik olarak aktiveedilmiş dayanıklılık” diğer bir ifade ile “uyarılmışdayanıklılık” kısaca “SAR” savunma mekanizması ilekarşı koymak durumundadır.

Kısaca SAR, bitki hastalıklarına karşı bitkide bulunan doğalsavunma mekanizmasının uyarılması temeline dayanmaktadır.SAR mekanizması üç gruba ayrılarak incelenebilir.İlk olarak bir teşvik edici uygulanır. Bu bir patojen, sentetikkimyasal ve protein gibi metabolik bir ürün olabilir.İkinci olarak, teşvik edici harekete geçer. Son unsur ise SARgenlerinin aktivasyonundan sonra meydana gelen biyolojikhücre değişiklikleridir.

SAR için en iyi bilinen teşvik edici salisilik asittir. ( Aspirininham maddesi)Salisilik asit SAR’da önemli bir rol oynar ve lokal öninfeksiyon sonrası bitkide artar.Salisilik asiti toplayamayan toplayamayan bitkilerde SARbiyolojik olarak uyarılmaz.Bu nedenle salisilik asit SAR’a öncülük eden önemli bir sinyalmolekülüdür.

Bitkide mevcut olan doğal savunma sisteminin hareketegeçirilmesiyle gerçekleşen sistemik kazanılmış dayanıklılığın(SAR) devreye girmesi, bitki koruma için yeni bir teknolojioluşturmaktadır. Bitki koruma için yeni bir kategori olan SARreaksiyonu bitki aktivatörleri sayesinde harekete geçirilerek,hastalıklara karşı daha uzun süre dayanıklılık sağlanmaktadır.

Bitki Aktivatörü Nedir?26 Haziran 2002 Resmi Gazete’de bitki aktivatörlerininruhsatlandırılmasında istenen bilgi ve belgeler açıklanmıştır.Buna göre bitki aktivatörleri “bitkilerin doğal savunmasistemlerini aktive eden, besin maddelerinden daha iyiyararlanmalarını sağlayan, stres koşulları ve benzeri dış etmenve etkenlerden korunması için yardımcı olan ve verimini veürün kalitesini olumlu yönde etkileyen doğal ve/veya kimyasalgüçlendirici, direnç arttırıcı, toprak yapısını düzenleyiciözellikleri olan ve bu özelliklerden birini veya birkaçını birarada taşıyan maddelerdir” diye tanımlanmıştır.

Bitki aktivatörlerinin amaçlarını şöyle sıralayabiliriz: Savaşımı çok güç olan patojenlere karşı bitkilerin savunmasistemini uyarmak (Aşılama). Fungusit etkililiğini arttırmak. Bitkilerde diğer mekanizmaların uyarılması ile daha kaliteli vedaha fazla ürün elde etmek. Ardışıklı kullanım ile daha az pestisit ile daha fazla hastalıkkontrolü sağlamak.

Biyoaktivatörlerin Özellikleri Pek çok çevre tarafından bu maddeler BiyokimyasalPestisitler olarak adlandırılsalar da, tahmin edilenin aksinedirekt olarak hiçbir şeyi öldürmemektedirler. Bunun yerine, konakçı dokusuna patojenin penetrasyonunuönleyerek veya patojenlere karşı savunma mekanizmasınıaktive ederek, konakçı-patojen interaksiyonundaki bellibasamaklara engel olmaktadırlar. Bu dolaylı etkilerine bağlı olarak Hastalık Kontrolü Ajanlarıolarak ta anılmaktadırlar.

Biyoaktivatörler ve biyostimülantlar, hastalık resistansındakiboşluğu dolduracak bir köprü görevi görmekte, bitkiye kendinikoruması için sinyal göndermektedirler. Başka bir deyişleSAR’ın uyarılmasına sebep olmaktadırlar. Bu maddelerin çok az miktarlarda da olsa bitki bünyesineverilmesi; insan bağışıklık sisteminde aşıdan sonra oluşantepkilerin benzerlerinin oluşmasına sebep olur. Bu aktivasyon BİTKİ BAĞIŞIKLIĞI olarak adlandırılır vememelilerdeki bağışıklık sistemiyle kıyaslanabilir. Bu gruptaki maddelerin sağladıkları en önemli avantaj ise dahaseyrek uygulama sonucunda daha uzun süreli resistanssağlamalarıdır.

Bitki aktivatörü bitki savunma mekanizmasını aktif hale getirdiğinde, bitkipatojen saldırılarına karşı başarılı bir biçimde korunmaya başlar. Ancak fungusve bakterilere karşı doğrudan etkisi yoktur. Uygulama zamanı çok önemlidir.Bitki aktivatörleri kullanıldıktan yaklaşık 7 gün sonra tüm savunmamekanizması tam olarak aktive olmaktadır. Bitki aktivatörlerinin diğer biravantajı ise, uygulamadan sonra yeni gelişen tüm yeni bitki kısımlarının dahastalıklardankorunmasıdır.Bitki aktivatörleri sadece koruma sağladığı ve varolan infeksiyonları kontroledemediği için, mutlaka hastalık oluşmadan önce uygulanmasıgerekmektedir.

Dünyada ruhsatlı çeşitli preparatlar vardır. Bu ürünlerdenbazıları:Messenger, Maxicrop, ISR 2000Microfer ,Crop-set, Agrifos-400 Humiforte,Stubble-Aid,Param-A, Apogee gibi.Bitki aktivatörleri çoğunlukla suda çözünenolarak formüle edilmiştir.granül (WG)

Messenger, bitki koruma ve ürün üretimi için kullanılan, doğalyolla oluşan harpinproteini içeren bir bitki aktivatörüdür.Messenger bitkinin büyüme, çoğalma ve savunma sistemleriniuyarır.Toksit değildir, çevreye ve insanlara dosttur.Daha sağlıklı , yüksek verimli ürün sağlar.EDEN tarafından ticari ürünhaline getirilen ilk harpinprotein MESSENGER® dir(Kropp ve ark., 2001).

Harpin proteinin keşfi Bilim adamları 30 yıldır bitkilerin patojenleri nasıl tanıdığı veözellikle bitkilerdeki savunma sistemleri üzerine çalışmalaryapmaktadır. Böyle bir araştırma 1990’larda Cornell Üniversitesi’ndeyürütülmüştür.Bu araştırmada, bilimadamları “Ateş Yanıklığı”etmeni Erwinia amylovora adlı bakteriyi kullanmışlardır. Erwinia amylovora HARPİN PROTEİN adı verilen birproteini doğal olarak sentezlemektedir.

Messenger Nasıl Çalışır?Messenger hedef bitki üzerine püskürtüldükten sonra, Harpinbitkinin reseptörlerine bağlanır ve klasik sistemik uyarılmışdayanıklılığı (SAR) aktive eden kompleks sinyal yollarınıbaşlatır.Messenger uygulamasından sonra, bitki reseptörlerinebağlanan harpinin 10-15 dakika içinde aktive olduğu ve takipeden 3-5 gün içerisinde tam olarak sistemik yanıtın ortayaçıktığı görülür.

MESSENGER uygulamasını takiben, aynı zamanda BitkiBüyüme Sistemleri de aktive olur. Kök gelişiminde, yaprakbiyoması, çiçeklenme ve meyve oluşumunda artış görülür.Bitkinin fotosentez aktivitesi ve besin maddesi depolamadüzeyi artar.Ürün verimindeki artışın yanı sıra hasat edilen ürünün rafömrü uzar.

Maxicrop Maxicrop, bir deniz yosunu özüdür. Kuvvetli kök gelişmesi sağlayarak, bitkilerin topraktan dahafazla besin maddesi ve su almalarını sağlar. Bitkilerde % 30’ a kadar verim artışı sağlar. Ürünlerin depolama dayanıklılığını artırır. Virüslerin çoğalmasını frenler. Nematodların zararını azaltır. Maxicrop, bitkilerin klorofil üretim seviyelerini artırmaksuretiyle onların doğal büyüme ve gelişmesini uyarır.

Bitki Aktivatörlerinin Bitki Verimi ÜzerineEtkileriTahıllarda küllemeye (Erysiphe graminis) karşı bitkiaktivatörlerinin rolü incelenmiştir. Yapılan çalışmalarda bitkiaktivatörü uygulanmış ve uygulanmamış buğday yapraklarıkarşılaştırılmış ve kontrol yapraklarında % 100’ e yakınhastalık gelişimi meydana gelirken, bu oranın aktivatöremaruz kalmış örneklerde oldukça az olduğu görülmüştür.

Sadece bitki aktivatörü uygulaması sonucu tahıllarda,uygulamadan sonra birkaç hafta koruma sağlandığıbelirtilmiştir. Bitki aktivatörü koruma sağlar fakat uygulamasırasında var olan infeksiyonları kontrol edemez bu yüzdenhastalık başlamadan önce uygulama tercih edilmelidir.Ayrıca pirinçte Pyricularia oryzae’ ye karşı uygulanan bitkiaktivatörünün, tahıllardakine benzer olarak uzun süreli birkoruma sağladığı belirtilmiştir (Cetin, 2004)

Seralarda domates ve biber küllemesi, bakteriyel benekhastalığı gibi çeşitli sebze hastalıkları ürünlerde büyükkayıplara sebep olmaktadır. Bu hastalıklara karşı çeşitlifungusit uygulamaları gerçekleşse de bitki aktivatörlerininkullanılması patojenlere karşı dayanıklılığı artırmaktadır. Bukonuda sera sebzeciliği araştırma komitesinin domates, biberve salatalık bitkilerinde yaptığı çalışmalarda hem fitotoksitegözlemlenmemiş hem de hastalık gelişimlerinin azaldığı tespitedilmiştir (Çetin, 2004).

Tosun ve ark. (2006), yaptıkları bir çalışmada ise geç yanıklıkhastalığını kontrol eden Agrifos-400 isimli fungusitin aynızamanda iyi bir bitki aktivatörü olduğunu kanıtlamışlardır.Tütünde önemli bir sorun olan Peronospora tabacina'ya karşıAmerika ve Avrupada farklı tütün çeşitlerinde yapılançalışmalar sonucu bitki aktivatörünün tek başına kullanımıdurumunda önemli bir koruma sağladığı saptanmıştır. AyrıcaAvrupada yapılan çalışmalarda bitki aktivatörünün metalaxyl-M ile olan karışımının uygulanması durumunda hastalığınbüyük ölçüde önlendiği belirtilmiştir . (Cetin, 2004)

Bitki aktivatörlerinin tek başlarına veya cyprodinil, fenpropidingibi fungisitlerle karışım halinde uygulanması buğdayda ürüngelişimini sağlamaktadır. Ayrıca bitki aktivatörlerinin düzenliolarak uygulanması ürün artışını neden olmaktadır. Buğdaydabitki aktivatörünün yalnız uygulanması durumunda %9'luk birürün artışı sağlanırken bu oran bitki aktivatörü ve fenpropidiniçin %13, bitki aktivatörü ve cyprodinil karışımlarında ise %17olarak bulunmuştur.

Yapılan çalışmalar bitki aktivatörlerinin fungusitkombinasyonları sayesinde daha etkili olduklarını göstermiştir.Fungusitler erken hastalık kontrolü sağlarken bitkiaktivatörü sonradan devam edecek enfeksiyonlara karşı uzunsüreli koruma sağlar. (Cetin, 2004)

SONUÇBitki aktivatörleri tarımsal savaşımda bugüne kadar tercihedilen klasik mücadele yöntemleri dışında yer almakta ve bitkikoruma için yeni bir teknoloji oluşturmaktadır.Fungal, bakteriyel ve viral kaynaklı enfeksiyonlara karşısadece serada değil, tarla koşullarında da uzun süreli korumasağlayan bitki aktivatörlerinin düzenli olarak kullanılması ürünartışına sebep olmaktadır.

Bitki hastalıklarına karşı etkili koruma sağlayan bitkiaktivatörleri uygulamadan sonra yeni gelişen tüm bitkikısımlarını hastalıklardan korumakta ve bu sayede bitkilerdaha az duyarlı olmaktadır. Çevre ve üretici dostu olmasınedeniyle kullanımı günden güne artmaktadır.Bitki aktivatörlerinin tarım ürünlerinin ihracatında pestisitkalıntıları nedeniyle yaşanan olumsuzlukların da en azaindirilmesindeki rolü açısından üreticiler arasında gelenekselkontrol metodlarına alternatif olarak daha çok tercih edildiğigörülmektedir.

KaynaklarAgrios, G.N., 1997. Plant Pathology. Fourth Edition. Academic Press., San Diego, CA USA. 93-112, 192-193.Aktaş L. Ve Güven A., 2005 Bitki Savunma Sistemlerinde Hormonal Sinyal Moleküller ve Çapraz-İletişimleri Çankaya Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi,Journal of Arts and Sciences SayI:3Arıcı Ş. Yardımcı N., 2001 Bitkilerde Uyarılmış Dayanıklılık Atatürk Üniv. Ziraat Fak. Derg. 32(1), 83-86.Ben-Shalom N, R. Ardi, R.Pinto, C.Akı, E. Fallik, 2003. “Controlling Gray Mould Caused by Botrytis cinerea in Cucumber Plants by Means of Chitosan”, Crop Protection,Vol.22 (2), pp 285-290.Ben-Shalom, N, C. Akı, R. Ardi, R. Pinto. 2002 “Elicitation Effects of Chitin Oligomers and Chitosan Sprayed on the Leaves of Cucumber (Cucumis sativus) and Bean(Phaseolus vulgaris) Plants”, Israel Journal of Plant Science, Vol. 50 (3), pp 199-206.Çetin N. 2004. Domatesin (Lycopersicon esculentum Mill.) Biyolojik Preparatlar ile Uyarılarak Total Protein ve Peroksidaz Seviyelerinin Değişen Elisitasyon TepkisininSaptanması. (Yüksek Lisans Tezi) Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, Çanakkale, Türkiye.Cetin N. 2004. Organik Tarım, Bitkilerde Bağışıklık Sistemi, SAR ve IPM. Yüksek Lisans Semineri. Ç.O.M.Ü Fen-Edebiyat Fakültesi. Biyoloji Bölümü s: 14 ÇanakkaleDereboylu A. ve Tort N. 2009. Bazı Aktivatör ve Fungisit Uygulamalarının Cucumis sativus L. (Hıyar) Bitkisinde Verim-Kalite Üzerine EtkisiKoç E. ve Üstün A., 2008 Patojenlere Karşı Bitkilerde Savunma ve Oksidanlar Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 24 (1-2) 82 - 100Tosun N. Ergün A., 2002 Bitkisel Üretimde ve Tarımsal Savaşımda Yeni Bir Yaklaşım Olarak Bitki Aktivatörlerinin Rolü. TAYEK/TYUAP 2002 Yılı Tarla Bitkileri GrubuBilgi Alışveriş Toplantısı Bildirileri. Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü. Yayın No: 109. 248-263.Tosun N, N.Ü.Karabay, H.Türküsay, C.Akı, İ.Türkan, R.L. Schading. 2003. “The Effect of Harpin Ea as Plant Activator in Control of Bacterial and Fungal Diseases ofTomato”,5th World Congress on the Processing Tomato, 8th ISHS Symposium on Processing Tomato. İstanbul.Tör M. 1998 Bitkilerde Moleküler Konukçu-Patojen İlişkilerindeki Son Gelişmeler Tr. J. of Biology 22 271-285 © TÜBITAKTör M, 1998. Bitkilerde Moleküler Konukçu-Patojen İlişkilerindeki Son Gelişmeler. Tr. J. of Biology, TÜBİTAK, 22: 271-285http://www.oncutarim.com/aktivitor.htmlhttp://www.maxicrop.comhttp://www.tarimsalbilgi.org/forums/bitkisel_uretimde_ve_tarimsal_savasimda_yeni_bir_yaklasim_olarak_bitki_aktivator-t2815.0.html;wap2http://www.growlightexpress.com/blog/2010/07/harpin-proteinhttp://www.scribd.com/doc/13890509/BTK-SEKONDER-METABOLTLERNN-BYOTEKNOLOJK-ONEM/

DİNLEDİĞİNİZ İÇİNTEŞEKKÜRLER