Bitki Patolojisi
Bitkilerde hastalığın oluşabilmesi için öncelikle bir patojenle veya abiotik bir faktörle bitkinin karşı karşıya gelmesi gerekir. Bu karşılaşma anında yada sonrasında çevre koşullan uygun değilse; çok soğuk, çok sıcak ve kurak koşullarda hastalık etmeni canlı çoğalamayacağı için, hastalık oluşamaz. Hastalığın oluşabilmesi için bitkinin dispozisyonu uygun olmalı, bitki immun yani bağışık olmamalı, hastalık etmeninin virülensi yüksek olmalı, yani hipovirülent olmamalı ve çevre koşulları da hastalık oluşumuna uygun olmalıdır Bu üç faktörün etkileşimi bir üçgen halinde gösterilir ve buna "hastalık üçgeni" denir. Bu üç faktör ne kadar uygun olursa, hastalık o kadar şiddetli olur.
1. Hastalıkların Gelişim Devreleri
Bitkilerde hastalığın oluşumu belirli evrelerde gerçekleşir. Bu olaylar zincirine "hastalık çemberi" denir. Hastalık çemberi bazen patojenin hayat çemberine bağlı olarak gelişir. Hastalık çemberindeki başlıca olaylar; inokulasyon, penetrasyon, enfeksiyon, inkubasyon ve fruktifikasyon 'dur. "inokulasyon" herhangi bir patojenin konukçu bitkiye temasıdır. Konukçu dokuları üzerine ulaşarak bitki ile temasa geçen patojenlere veya patojenlere ait spor, misel parçası gibi parçacıklara "inokulum" denir, inokulum, konukçu üzerinde çimlenerek enfeksiyonu başlatır. Bakteri, mikoplasma, virüs ve viroidlerde inokulum mikroorganizmanın tamamıdır; fakat, funguslarda bir spor, misel parçası, sklerot gibi çimlenerek fungusu oluşturabilecek herhangi bir yapıl olabilir, inokulum çeşitli çevresel faktörler yardımıyla taşınarak konukçu bitkiye ulaşır. Bitki yüzeyine ulaşan inokulumun bitki dokuları içine girmesine F "penetrasyon" denir. Patojenlerin bitki dokuları içine girişi yaralardan, doğal açıklıklardan veya doğrudan doğruya epidermisten olabilir. Bazen penetrasyonda vektörler rol oynayabilir. Penetrasyon mutlaka enfeksiyonlaI sonuçlanmaz. Konukçu bitki dayanikhysa, penetrasyon gerçekleşse bile bitki hastalanmayabilir, patojen hastalığı oluşturamadan ölür.
Penetrasyondan sonra patojenin hassas konukçu hücre ve dokularına ulaşarak burada beslenmeye başlamasına ve gelişerek çoğalmasına "enfeksiyon" denir. Başarılı enfeksiyonlar konukçu dokularında belirtilerin ortaya çıkmasına neden olur. Ancak bazı enfeksiyonlarda bir süre belirti oluşmayabilir. Bu süre "latent dönem" olarak adlandırılır. Birçok hastalıkta belirtiler inokulasyondan birkaç gün veya birkaç hafta sonra oluşmaktadır.
* Bazen bu süre birkaç yıl kadar da sürebilmektedir. İnokulasyondan feelirtilerin ortaya çıkmasına kadar geçen bu süreye "inkubasyon dönemi" denir. Enfeksiyondan sonra patojen konukçu dokularına veya organlarına yayılarak gelişmeye devam eder. Bazı patojenler hücreler arasında, bazıları hücre içinde, bazıları da iletim demetlerinde çoğalır ve yayılırlar. Birçok enfeksiyon lokaldir; yani, patojen konukçunun bir yada birkaç hücresinde veya bitki üzerindeki küçük bir alanda etkili olur. Bazı enfeksiyonlar ise sistemiktir; yani, patojen girdiği noktadan bitkinin tüm hassas hücre ve dokularına yayılır. Enfeksiyonlar sonucunda patojenlerin bitki dokuları içinde gelişerek, eşeyli veya eşeysiz çoğalma yapılarını oluşturmalarına "fruktifikasyon" veya "sporulasyon" denir. Koşullar hastalık oluşumuna uygun devam ettiği sürece hastalık çemberi tekrarlanır. Koşullar uygunsuz hale gelince patojenler dayanıklı yapılarını oluşturarak bitki artıklarında veya toprakta canlılıklarını sürdürür ve ertesi yıla bu şekilde geçerler. Patojenlerden bazıları hastalık çemberini bir yılda (monocyclic), bazıları birkaç yılda (polyetic) tamamlayabilir. Bazı hastalık etmenleri ise bir yıl içinde birkaç döl verebilir, defalarca hastalık çemberini tekrarlar ve inokulum miktarlarını kat kat artırırlar (polycyclic).
2. Patojenlerin Hastalık Oluşturma Mekanizmaları
Tüm canlılar gibi bitkiler de hücrelerden oluşurlar. Çevreleri ile temasta olan yüzeyleri; köklerin epidermis hücrelerinde ve yaprak parankima hücrelerinin hücreler arası boşluklarında selülozdan, toprak üstü kısımlarında ise epidermis duvarını kaplayan kutikuladan ibarettir. Özellikle genç dokularda kutikulanın dışında mum tabakası bulunur. Patojenler bitki hücrelerini istila edebilmek için öncelikle bu dış tabakayı aşmak zorundadırlar.
Funguslar ve parazit bitkiler genellikle appressorium oluşturarak mekanik bir basınçla kutikulayı ve hücre duvarını aşarlar. Fakat yine de patojenlerin bitki bünyesi içindeki faaliyetleri esasen kimyasaldır. Bitkilerde hastalıkların oluşumunda patojenler tarafından salgılanan enzim, toksin, büyüme düzenleyicisi ve polisakkaritlerin önemli rolleri vardır. Yumuşak çürüklüklerde enzimler, tütünlerde vahşi ateş hastalığında toksinler, kök uru oluşumunda ise büyüme düzenleyicileri yani hormonlar rol oynar Patojenlerden sadece virüsler ve viroidler bu maddeleri salgılayamazlar. Fakat bunlar, bitki hücrelerinde doğal olarak oluşan bazı maddelerin, bitkilere zarar verecek düzeyde salgılanmasını teşvik ederler. Enzimler bitki hücrelerindeki yapı maddelerini eritir, hücredeki ana gıda maddelerini parçalar yada doğrudan protoplasti etkileyerek işlevini engellerler. Toksinler doğrudan protoplasmayı etkiler, stoplasma zarının geçirgenliğini ve fonksiyonunu bozarlar. Hormonlar hücre bölünmesi yada hücre boyutları üzerinde etkili olurlar. Polisakkaritler ise sadece iletim demeti hastalıklarında rol oynar, su ve mineral maddelerin taşınmasını etkileyerek zararlı olurlar.
3. Bitkilerdeki Savunma Mekanizmaları
Bitkiler patojenlerin saldırısına karşı kendilerini savunurlar. Savunmada bitkinin yapısal özellikleri yada bitki bünyesinde gerçekleşen biyokimyasal reaksiyonlar rol oynar. Savunma mekanizmalarının bir kısmı bitkide doğal olarak bulunur, bazıları ise patojenle temastan sonra oluşturulur.
Bitkilerde doğal olarak bulunan savunma mekanizmalarından ilkini bitkinin yüzeysel yapısı oluşturmaktadır. Epidermis üzerinde mum tabakasının veya tüylerin olup olmaması yada bunların yoğunluğu, kütikulanın kalınlığı, stomaların açık kalma süresi, sayıları ve yapıları, bitkilerdeki morfolojik dayanıklılık unsurlarından bazılarıdır. Bitkilerde doğal olarak bulunan bazı kimyasal bileşiklerin de savunmada önemli rolleri vardır. Bir bitki türünde bazı kimyasal maddelerin bulunup bulunmaması yada bunların miktarları, bitkinin patojenlere karşı dayanıklı veya duyarlı olmasında etkili olur. Örneğin konukçuda polisakkarit, protein veya glikoprotein (lektin) yapısında maddelerin bulunması, patojenlerin konukçu bitkiyi tanıyarak appressorium yada enzimlerini oluşturmasını sağlar. Bitki bünyesinde patojenlerin gelişebilmesi için gerekli besin maddelerinin olup olmaması ve bunların konsantrasyonları da hastalık oluşumunda önem taşımaktadır. Bitkilerde doğal olarak bulunan ve patojenlerin gelişmesini önleyen kimyasal maddeler arasında, fenolik bileşikler ve taninler sayılabilir. Bunlar genç yaprak ve meyve hücrelerinde yüksek konsantrasyonlarda bulunan bileşiklerdir. Patojenlerin pektolitik enzimlerinin işlevini önleyerek etkili olurlar. Bitki dokuları yaşlandıkça hücrelerin içerdiği inhibitör madde miktarı ve buna bağlı olarak dayanıklılık azalır. Ayrıca bitkilerde bulunan bazı enzimler (glukanaz, kitinaz) patojenlerin hücre duvarının yapısını bozmak suretiyle savunmada rol oynarlar.
Bitki bünyesinde doğal olarak bulunan savunma yapılarına ve kimyasal bileşiklere rağmen, bazı patojenler konukçularına penetrasyonu gerçekleştirerek değişik seviyelerde enfeksiyona neden olurlar Bitkilerde ise enfeksiyondan sonra, yani bitki patojen saldırısına uğradıktan sonra değişik savunma mekanizmaları devreye girer. Patojenin geliştiği bitki hücrelerinin yakınındaki hücrelerde birtakım değişiklikler ortaya çıkar. Bu hücrelerde dokusal savunma yapıları oluşur. Bazı bitkilerde enfeksiyon noktasının hemen ilerisinde, patojen tarafından salgılanan maddelerin teşvikiyle, birkaç tabaka halinde mantar hücreleri meydana getirilir. Mantar tabakası patojenin ve onun oluşturduğu zararlı bileşiklerin ilerideki sağlıklı hücrelere ulaşmasını önlemektedir. Ayrıca sağlıklı hücrelerden patojenin bulunduğu kısma besin maddelerinin geçişini de engelleyerek onun besinsiz kalmasına neden olur. Bazen, özellikle sert çekirdekli meyve ağaçlarının genç, gelişmekte olan yapraklarında, enfeksiyondan sonra, enfekte olan hücrelerin etrafında ayırıcı doku oluşturulur. Bunun sonucunda lekeli kısım koparak uzaklaşır. Böylece patojen uzaklaştırılarak yaprakların diğer kısımları sağlıklı kalmış olur. Enfeksiyondan sonra oluşan savunma yapılarından biri de bitkilerin iletim demetlerinde içe doğru meydana gelen ve "tylose" adı verilen çıkıntılardır. Bunlar iletim demetine komşu parankima hücrelerinin protoplastlarının aşırı büyümesi sonucu oluşur ve iletim demetini tamamen tıkayabilirler. Böylece patojen burayı aşıp yukarı doğru ilerleyemez. Enfeksiyondan sonra çok hızlı bir şekilde tylose oluşturan bitkiler solgunluk hastalıklarına dayanıklı olurlar. Bazı bitkiler ise enfeksiyondan sonra, zarar gören dokuların çevresine zamk salgılarlar. Zamk salgısı enfeksiyon noktasının etrafındaki hücrelerin içini ve hücreler arası boşlukları doldurarak, patojenin aşamayacağı bir engel oluşturur.
Bitkilerde enfeksiyondan sonra hücresel bazı değişiklikler de söz konusudur. Patojenle karşılaşan parankima hücrelerinin duvarlarının dış tabakası şişkinleşir, hücre duvarı kalınlaşır veya yine hücre duvarının iç yüzeyinde "papilla" denilen çıkıntılar oluşur. Bunlar bazen appresoriumun hücre içine girişini önleyerek penetrasyonu geciktirirler. Bitki hücrelerinin protoplazmasının yoğunlaşarak tanecikli bir yapı kazanması özellikle fungal patojenlerin misellerinin hücre içinde gelişmesini önler. Patojenle karşı karşıya geldikten sonra bitkilerde ortaya çıkan savunma mekanizmalarından biri de aşırı duyarlılık reaksiyonudur (hypersensitive reaksiyon). Patojen hücre duvarından girdikten sonra hücre çekirdeğinin ve protoplazmasının yapısı hızlı bir şekilde bozularak hücre ölür. Böylece patojenin orada gelişerek çevredeki hücreleri etkilemesi önlenmiş olur.
Patojenle karşılaştıktan sonra bitki bünyesinde bazı kimyasal bileşiklerin oluşması veya normalde bulunan bazı bileşiklerin miktarlarının artması, savunmada önemli rol oynar. Enfeksiyondan sonra birçok bitkide klorogenik asit, kafeik asit, skopoletin gibi fenolik bileşiklerin miktarlarının arttığı belirlenmiştir. Bunlar patojen enzim ve toksinlerinin işlevini önler, yüksek konsantrasyonları ise patojenlere toksik etki yapar. Daha önce bitkide bulunmayan, enfeksiyondan sonra oluşan ve patojenlere toksik etki yapan kimyasal bileşiklere ise "fitoaleksin" denir. Bunlar patojenlerin bitkiye girişinden sonra, kimyasal yada mekanik zararın başlangıcında oluşurlar. Patojenlerin hücre duvarında bulunan glukan, kitosan, glikoprotein ve polisakkaritler, bitkilerde fitoaleksin oluşumunu teşvik ederler. Fitoaleksinler, oluştukları bitki türüne göre isimlendirilmişlerdir, örnek olarak, fasulye bitkilerinde oluşan phaseolin, bezelyelerde pisatin ve pamukta gossypol verilebilir.
Botanik
-
Bitkisel Hormonlar Nelerdir?
-
Bitkisel Hormonları Nelerdir? Auxinler - Oksin Bitki Büyüme Hormonlarının Görevleri Nelerdir?
-
Pinus cembra - İsviçre Fıstık Çamı
-
Pinus banksiana - Banks çamı
-
Pinus aristata (Higori çamı)
-
Palinoloji – Polen Bilimi Hakkında Bilgi
-
Kaktüsgiller - Cactaceae Hakkında Bilgi
-
Papatyagiller - Asteraceae Hakkında Bilgi
-
Karanfilgiller - Caryophyllaceae Hakkında Bilgi
-
Periyant Nedir ? Periant (Çiçek Örtü Yaprakları)
-
Bitki Yaprak Tipleri Ve Görevleri - Yaprak Çeşitleri
-
Bitkilerde Gövde Çeşitleri ve Gövdenin Görevleri Nelerdir ?
-
Opuntia ficusindica - "Dikenli İncir"
-
Bitkilerde Bulunan Doğal Renk Maddeleri
-
Bitki Stresi: Abiyotik ve Biyotik Faktörler