Bitkilerde büyümeyi ve gelişmeyi kontrol eden maddeler hakkında bilgi veriniz.
Bitki büyüme ve gelişmesinde en önemli rol oynayan hormonlardan 5 ana hormon grubu bitki bünyesinde mevcut olduğu yapılan araştırmalarda belirlenmiştir. Bunlar; Oxinler, Sitokininler, Gibberellinler ,Etilen ve ABA’dır. Bitki bünyesinde meydana gelen fizyolojik faaliyetlerin çoğunluğu bu hormonların kontrolü altındadır.
Hormonların etkileri daima bir denge içersinde birbirlerini tamamlayıcı veya bir diğerinin etkisini azaltıcı olarak ortaya çıkar. Günümüzde hormonlardan bitkilerde büyümeyi ve gelişmeyi yönlendirici özellikleri dikkate alınarak çok yönlü yararlanılmaktadır.
Çok sayıda kimyasal madde hormon olmadığı halde hormon olarak adlandırılmakta bu ise kavram kargaşasına neden olmaktadır. Bir bileşiğin hormon olarak nitelendirilebilmesi için ;
-Bitki bünyesinde oluşması,
-Oluştuğu yerden başka bir yere taşınabilir olması,
- Taşındığı yerde değişik yaşam olaylarını yönetmesi ve düzenlenmesi,
-Çok düşük konsantrasyonlarda bu etkilerini göstermesi gerekir.
Bitki bünyesinde bulunan bu doğal bileşiklerin yanında bu bileşiklerin kimyasal yapılarına az veya çok benzeyen sentetik bileşiklerde yapılmış ve hormon etkilerinin olup olmadığı araştırılmıştır. Bunlardan birçoğunun bitkide doğal bulunanlardan çok daha aktif oldukları, yani çok daha az kullanıldıklarında benzer etkiler oluşturdukları belirlenmiştir. Bitki bünyesinde bulunmayan bu tip bileşiklerin doğal hormonlarla karıştırılmamaları gerekir. Bitkide mevcut olmadığı halde çok düşük miktarlarda hormon etkisini gösteren bu maddelere sentetik hormon adı verilmektedir. Kavram kargaşasını önlemek amacıyla bitkide hormon etkili tüm maddelere bitki büyüme düzenleyicisi denmektedir.
Hormonlar başlangıçta yalnız tohumların çimlenmesinde, meyve, fidan ve çeliklerin köklendirilmesinde kullanılmıştır. Daha sonra tohumdan hasada kadar geçen devrede verim artışı, ürün kalitesinin yükseltilmesi ve bitkilerin hastalık ve zararlılara karşı dayanıklılığın arttırılması amacıyla ülkemizde ve tüm dünya ülkelerinde kullanılmaya başlanmıştır. Ancak dikkat edilmesi gereken husus diğer kimyasallarda olduğu gibi BGD ‘lerin de yazılı olan tavsiyeye uygun olarak kullanılması gerekmektedir.
Hormonların Kullanım Alanları
-Çelikle çoğalmanın sağlanması,
-Tohum çimlenme gücünün arttırılması,
-Çiçeklerin teşvik edilmesi veya geciktirilmesi
-Soğuğa dayanıklılığın arttırılması,
-Meyve tohumunun arttırılması,
-Meyve iriliğinin arttırılması,
-Periyodisitenin azaltılması,
-Meyve olgunluğunun erkene alınması veya geciktirilmesi,
-Meyve kalitesinin iyileştirilmesi,
-Hasadın kolaylaştırılması,
-Meyve muhafaza süresinin uzatılması
-Meyve renginin iyileştirilmesi,
-Meyve ve yaprak dökümlerinin kontrolü,
-Doku kültürü çalışmaları,
-Islah çalışmaları,
-Bitkilerin hastalık ve zararlılara dayanıklılığının arttırılması,
-Yabancı ot kontrolü.
Ülkemizde hormonlar domates, patlıcan ve kabakta zaman zaman bir kısım üreticiler tarafından kullanılmaktadır.
Bitki Gelişim Düzenleyicilerinin ambalajı üzerinde bulunan etikete uyularak kullanılması gerekmektedir.
Hormonlarla ilgili gereksiz yapılan spekülasyonlar neticesinde sebze fiyatları anormal ölçüde düşmüş ve üretici mağdur olmuştur. Bu konuda en büyük destek basına düşmektedir.
Hormonlar kullanılan sebzelerde kalıntı bırakmadığı gibi sebzelerde bugüne kadar insan sağlığına olumsuz etkileri konusunda da bir kaynağa rastlanmamıştır.
Hormonlar bazı sebzelerde Hollanda, İspanya, İtalya gibi ülkelerde dahil tüm dünyada kullanılmaktadır.
Bitki Gelişimini Düzenleyiciler'in (BGD) varlığına ilişkin ilk bilgiler 19. yüzyılın sonlarına dayanmaktadır. Bu dönemde, 40-50 yıllık süre içinde, bitki fizyolojisi konularında yapıları çalışmalar, BGD' lerin bitki büyüme ve gelişmesindeki rollerini ortaya koymuştur. Bu çalışmaların sonuçlarına göre, BGD'lerin bitkisel üretimde kullanılması verimi artırmakta, üründe kaliteyi yükseltmekte ve daha iyi depolama imkanları sağlayarak, ürünlerin ihracat şansını artırmaktadır. Gereğinden fazla kullanılmaları halinde ise, bitkilerin gelişmesini olumsuz yönde etkilemektedir.
BGD (Hormon) Nedir?
Doğal olarak bitkilerde oluşan, büyüme ile buna bağlı diğer fizyolojik hareketleri kontrol eden ve oluştukları yerden bitkinin başka yerlerine taşınabilen, çok az miktarda bile etkilerini gösterebilen organik maddelere “Bitki Gelişimini Düzenleyiciler (BGD) veya Bitkisel Hormonlar" adı verilir.
BGD' ler, bitki bünyesinde üretildikleri gibi, sentetik olarak da elde edilebilirler. Bir kısmı, bitkilerde uyarıcı veya teşvik edici etki gösteren BGD' lerin, bir kısmı da, büyümeyi kısıtlayıcı veya yavaşlatıcı, hatta durdurucu etki gösterirler. Gelişmeyi teşvik edici ve engelleyici maddeleri birbirinden kesin sınırlarla ayırmak pek mümkün değildir. Çünkü BGD'ler, bitki büyümesinin değişik devrelerinde ve değişik bitki organlarına değişik konsantrasyonlarda uygulandıklarında farklı etkiler gösterebilir.
Diğer bir ifade ile:
- Bir maddenin büyütücü etkisi olup olmadığı, kullanım miktarı yani konsantrasyonu ile anlaşılır. BGD' ler, bir konsantrasyonda teşvik edici özellik gösterirken, başka konsantrasyonda da engelleyici özellik gösterebilirler.
- Bitkinin değişik organları BGD'lere farklı reaksiyonlar gösterirler. Örneğin bir BGD, bir taraftan sürgün büyümesini artırırken, diğer taraftan kök büyümesini engelleyebilir.
- Bitkinin değişik gelişme devrelerinde BGD' lerin etkileri farklı olur. Örneğin, bir BGD vejetatif büyüme devresinde teşvik edici özellik gösterirken, çiçek teşekkülü devresinde engelleyici özellikte olabilir.
- Değişik bitki türlerinin aynı BGD'den etkilenmeleri farklı olabilir. Örneğin uzun gün bitkilerinde çiçek teşekkülü çoğalırken, kısa gün bitkilerinde çiçek teşekkülü azalabilir.
Oksinler
Bitkilerde büyüme ve gelişmeyi etkileyen en önemli gruptur. Bitkinin gelişmesini diğer BGD'lerle birlikte gerçekleştirir. Bitki kökünde doğal olarak az bulunur. Bitkinin boyca büyümesini sağlar. Hücre bölünmesi, büyümesi, hücre ve doku farklılaşmasını düzenler. Bitkinin güneşe yönelmesini sağlar. Çok fazla salgılandığında veya suni olanların fazla uygulanması halinde büyümeyi durdurur. Az salgılandığında yapraklar dökülmeye başlar. Meyva vermede etkindir. Döllenmiş çiçeğin dökülmesini engeller. Ovaryumun gelişmesini ve çekirdeksiz meyva oluşumunu sağlar. ilkbaharda kambiyum gelişimini düzenler. Suni elde edilen oksinler genelde yabancı otların yok edilmesinde kullanılır. Bu kimyasal maddeler şunlardır:
4-CPA (4 -chlorop henoxyacetic acid)
2,4-D (2,4-dichlorop henoxyacetic acid)
2,4-DB [4-(2,4-dichlorophe noxy) butyric acid]
2,4-DEP
Dichlorprop
Fenoprop
IAA (indolacetic acid)
IBA (indolbutyric acid)
IPA (indolpropionic acid)
NAD (naphthalene cetamide)
NAA (? -naphthalene acetic acid)
1-naphthol
BNOA (ß-naphthoxyacetic acid)
NOA (naphthoxyacetic acid)
Potassium naphthenate
Sodium naphthenate
2,4,5-T (2,4,5-trichlorop henoxyacetic acid) (Yasaklanmıştır.)
FOAA (phenoxyacetic acid)
FAA (phenylaceticacid)
2,4,6-trichlorobenzoic acid
2,3,6-trichlorobenzoic acid
4-amino-3,5,6-trichloro picolinic acid
Sitokininler
Hücre bölünmesini ve özelleşmemiş genç hücrelerde farklılaşmayı ilerletir. Sitokininler olarak isimlendirilmelerinin nedeni de sitokinezi (sitoplazma bölünmesi) uyarmasıdır.
Büyük çabalara rağmen ne sitokininleri oluşturan enzimler bitkilerden saflaştırılabilmiş ne de onu kodlayan genler tanımlanabilmiştir. Hatta bir araştırmacı bitkilerin kendi sitokininlerini üretemeyeceklerini ve bu hormonları simbiyotik bazı bakteriler tarafından sentezlendiğini ileri sürmüştür. Gerçekten de bu bakteriler yok edildiğinde bitkilerin üreme süreci yavaşlamaktadır. Ancak bu hipotez hala tartışılmaktadır.
Doku kültürü ortamında oksin/sitokinin oranı yüksekse köklenme, sitokinin/oksin oranı yüksekse sürgün oluşumu görülür. Bu iki hormonun oranı dengelenince hücre kütlesi büyümeyi sürdürmekle birlikte farklılaşmaz ve küme oluşturur. Farklılaşmamış bu hücre kümesi kallus olarak isimlendirilir.
Sitokininlerin absisik asit ve giberellin arasındaki etkileşimi tohum dormansisini kontrol eder.
Sitokinin oksinin apikal dormansi etkisini azaltmaktadır. Oksinin tersine yanal tomurcukların gelişimini arttırmaktadır. Sitokininler sadece tohumlu bitkilerde değil kara yosunlarda da sporların çimlenip gelişmesini sağlarlar.
Yapraklar bitkiden koparılarak nemli ve gerekli mineralleri içeren bir ortamda tutulsalar bile dokulardaki klorofil, RNA, lipit ve protein yavaş yavaş azalmaktadır. Bu değişim ölüme neden olan yaşlanma süreci olup senesens (yaşlanma) olarak isimlendirilir. Sitokininler klorofilin ve hücre proteininin bozulmasını yavaşlatıp RNA sentezini arttırarak yaşlanmanın geciktirilmesi ya da azaltılması şeklinde rol oynamaktadırlar. Eğer bir bitkiden alınan yapraklar bir sitokinin çözeltisine daldırılırsa yapraklar uzun süre yeşil kalır. Bu yaşlanmayı önleyici etki nedeniyle çiçek satıcıları kesilmiş çiçekleri taze tutmak için sitokinin spreyleri kullanmaktadırlar
Tomurcuk gelişmesi ve yaprakların geç dökülmesinde etkili olurlar. Hücre bölünmesini uyarırlar. Bazı doğal ve sentetik sitokininler:
Zeatin
Dihydrozeatin
Kinetin
BA (benzyladenine)
IPA (isopentyladenine)
DMA (dimethyladenine)
Methylthiozeatin
PBA (tetrahydropyrinal benzyladenine)
Defoliantlar (yaprak dökücüler)
Calcium cyanamide
Dimethipin
Endothal
Ethephon
Metoxuron
Pentachlorophenol
Thidiazuron
Tribufos
Giberellinler
Bu grup kimyasalı oluşturan Gibberellic acid, gövdenin uzamasını ve meyva büyümesini hızlandırır. Tohumun çimlenmesini uyarır. Yine bitkinin erken veya geç çiçek açmasına neden olur.
Giberellinlerin bitki gelişmesinde en önemli etkisi gövde uzamasını sağlamasıdır. Giberellinler hem hücre bölünmesini uyararak hem de uzamayı sağlayarak gövdenin uzamasına neden olur. Hücre uzamasını sağlayan mekanizma bu nedenle oksinin etkisinden farklıdır. Oksinin neden olduğu etki hücre duvarı asidifikasyonu ile gerçekleşirken, giberellinin uyarımında hücre duvarı asidifikasyonu meydana gelmez.
Giberellinler tohum çimlenmesinde depo nişastasının hidrolizini gerçekleştiren α-amilaz enziminin oluşumunu sağlayarak, nişastanın embriyo tarafından kolaylıkla kullanılabilen şekerlere dönüşümüne yardımcı olur ve çimlenmeyi kolaylaştırır.
Giberellinlerin bitkilerde bazı üreme süreçlerinde de rolü vardır. Özellikle uzun gün bitkilerinde çiçeklenmeyi uyarırlar. Uzun gün bitkilerinin çiçeklenebilmeleri için gerekli uzun ışık periyodunun yerine geçebilmektedir. Birinci yıl vejetatif gelişimini tamamlayarak ikinci yıl çiçeklenen iki yıllık (biannual) bitkilerde giberellin uygulanması ile ilk yıl çiçeklenme elde edilebilmektedir. (Annual= tek yıllık, Perennial= çok yıllık bitki demektir.)
Giberellinler bitkilerin çiçeklenebilmesi için ışık ihtiyaçlarını karşılamada olduğu gibi bazı tohumların çimlenmesi için, bazı bitkilerin de çiçeklenme ihtiyacı duyduğu soğuk periyodunu karşılayabilmektedir.
Eşey belirlenmesi genetik olarak düzenlenir. Fakat fotoperiyot, beslenme durumu gibi çevre faktörlerinden de etkilenmektedir. Bu çevresel etkiler giberellik asit (GA) ile düzenlenebilmektedir.
Giberellinlerin diğer etkileri; yapraklarda ve turunçgil meyvelerinde yaşlanmayı geciktirme ve yaprak görünümünü etkileme olarak sıralanabilir.
Etilenler
Bitkilerde tohumun çimlenmesini, tomurcuk gelişmesini ve meyvanın olgun laşmasını sağlarlar. Bu kimyasal maddeler şunlardır:
CEPA (Ethrel, Ethephon, 2 chloroethylphosphonic acid)
BOH (ß-hydroxyethylhy drazine)
NIA-10-637(ethylhydrogen 1-propylphosphanate)
Ethylenedichloride
Ethylenetrichloride
Ethylbromide
Trichloroethylene
Ethyliodide
Ethylmercaptan
Ethylenethiocyanohydrin
ACC
AVG
Etacelasil
Glyoxime
Doğal ortamlarda yetişen bitkiler rüzgar, yağmur, ve dolu gibi olumsuz çevre koşullarına maruz kalırlar. Bu tür mekanik stresler bitki büyüme ve gelişimini etkilemekte ve bu bitkiler serada yetiştirilen örneklere göre daha kısa ve bodur görünümde olmaktadır. Bu gelişim davranışı etilenin kontrolü altındadır. Artan etilen üretimi ile gövde uzaması engellenmekte, kollenkima ve sklerankima gibi destek sağlayan dokularda hücre duvarı kalınlaşması artmaktadır.
Meyve olgunlaşması sırasında etilen sentez hızı artar. Kuraklık, su baskını, soğuk veya mekanik bir etki olarak rüzgar gibi stres koşulları etilen sentezini arttırır. Etilen özellikle dikotil bitkilerde yaprakların üst kısmındaki parankimatik hücrelerin uzamasına ve yaprağın kalınlaşmasına neden olurken genellikle köklerin ve gövdelerin uzamasını engeller. Bu durumda gövde ve kök daha kalın bir hal alır.
Etilenin neden olduğu kök ve gövde kalınlaşması topraktan çıkan fideler için yaşamsal bir değer taşır. Büyüyen bitki bölümlerinin güçlenmesini ve toprağı yararak çıkmasını sağlar.
Etilen bazı türlerde tohum ve tomurcuk dormansisini kırar. Örneğin buğdaygillerin tohumlarına uygulandığında çimlenmenin başladığı görülür. Bazı türlerde ise tohum çimlenme hızını arttırır.
Yüksek yoğunlukta etilen uygulandığında yapraklarda, gövdelerde ve köklerde adventif kök oluşumunu arttırır.
Etilen birçok türde çiçeklenmeyi durdurmasına karşın ananas gibi bazı bitkilerde çiçeklenmeyi uyarır. Ayrıca etilen monoik bitkilerde (dişi ve erkek çiçekleri ayrı bitkiler) çiçeklerin eşey durumlarını değiştirebilmektedir.
Etilen yaprak absisyonuna ve bitkinin değişik kısımlarında senesense özgü diğer değişikliklere neden olmaktadır. Örneğin domates meyvesinin olgunlaşması sırasında hücre duvarı hidrolizi sonucu meyve yumuşak bir yapı kazanmakta, klorofil kaybı ve karotinoid pigmenti olan likopin sentezlenmesi sonucu meyve rengi yeşilden kırmızıya dönmekte, aynı zamanda koku ve tat verici bileşikler oluşmaktadır.
%5-10 gibi yüksek CO2 yoğunlukları etilenin birçok etkisini inhibe etmekte üretimini azaltmaktadır. Bu durum çoğu zaman meyve ve sebzelerin daha çok olgunlaşmasını önlemekte ve bozulmadan depo edilmelerinde kullanılmaktadır. Bu gibi meyveler gaz bileşimi kontrol edilen odalarda saklanmaktadır. Genellikle CO2 yanında etilen sentezini yavaşlatması için bir miktar O2 de bulunmalıdır.
Absisik Asit (ABA)
Donma, yüksek tuz içerikleri ve kuraklık gibi uygun olmayan koşullarda kalan bitkilerde ortaya çıkan değişimleri kontrol eder. Örneğin tuz stresi osmotin denilen yeni bazı proteinlerin sentezlenmesine neden olur. Çok miktarda biriken osmotinin strese karşı bitkiyi korumada yardımcı olduğu düşünülmektedir. Bazı bitkilerde bu proteinin oluşumunun ABA’in genleri etkilemesiyle gerçekleştiği bilinmektedir.
Bitkilerde embriyo gelişiminin sonlarına doğru depo bileşikler birikir. Bu safhada yüksek ABA miktarı depolama işleminin bu hormon tarafından kontrol edildiğini düşündürmektedir. Absisik asit şekerlerin ve aminoasitlerin taşınmasında, depo maddelerinin sentezinde ya da her ikisinde etkili olabilmektedir. Ayrıca depo proteinlerinin kompozisyonunu ve miktarını da etkilediği gösterilmiştir. ABA tohumdaki depo ürünlerinin hidrolizi için gerekli enzimlerin sentezini engellemektedir. (ABA’in bu etkisi çimlenme sırasında giberellinlerin faaliyetiyle durdurulur.) Ayrıca embriyonun büyümesi için gerekli şartlar sağlanıncaya kadar tohumun uyku halinde kalması da absisik asit sayesinde gerçekleştirilir. Tohumun bu hali (Tohum dormansisi) ABA/GA oranı ile kontrol edilir.
Odunlu bitkilerde kış periyodunda görülen tomurcuk dormansisi, olumsuz kış koşullarından yeni gelişen yaprakların etkilenmemesi için bitkide gelişen önemli bir adaptasyondur. Soğuktan etkilenen dokuda ABA’in azalması buna karşılık uyku halindeki tomurcuklarda birikmesi ABA’in dormansiyi uyaran hormon olduğunu göstermektedir. Tohumda olduğu gibi tomurcuklarda da dormansi çeşitli hormonların miktarları arasındaki denge ile kontrol edilir.
Bitki dokusunda su eksikliği durumunda yapraklardaki ABA miktarı başlangıçtaki değerinin 50 katına ulaşır. ABA stomaların kapanmasına neden olarak terlemeyle (Transpirasyon) kaybedilen suyun azalmasını sağlar. ABA aynı zamanda köklerden suyun alınmasını arttırarak da su kaybına karşı bitkiyi korur.
ABA’in kök ve gövde gelişimiz üzerindeki etkisi bitkinin su durumuna bağlıdır. Su azaldığında gövde gelişimini durdurarak kök gelişimini hızlandırır. Su miktarı yeterli olduğunda ise gövde gelişimini ilerletir.
ABA yaprak yaşlanmasını hızlandırıcı bir etkiye sahiptir. Ayrıca etilen üretimini uyarır ancak bu etkisi yaprak yaşlanması üzerindeki etkisinden bağımsızdır.
BİYOLOJİ ÖDEV YARDIM
-
Mercanlar ve Mercan resifleri hakkında bilgi
-
Kulak Nedir? Kulağın Yapısı ve Görevleri Nelerdir?
-
Göz nedir ? Gözün görevleri nelerdir ? Canlılarda göz ve görme organı
-
Boğaz nedir ? Boğazın kısımları nelerdir ?
-
Omurga, columna vertebralis nedir ? Görevleri nelerdir ?
-
Doğal gübreler nelerdir
-
Kimyasal (yapay) gübreler nelerdir
-
Kortizol Nedir
-
Semantik Nedir ?
-
Karasal Ve Sucul Biyomların Özellikleri Nelerdir ?
-
Kaç çeşit biyom vardır
-
Bitki Ve Hayvanların Yeryüzündeki Dağılımını Etkileyen Faktörler Nelerdir?
-
Bitkisel dokular hakkında bilgi
-
Ekosistemde besin zinciri ve besin ağının önemi nedir ?
-
Genetik Algoritmalar