TRM207U-FİTOPATOLOJİ
Ünite 3: Konukçu Bitkide Meydana Gelen Yapısal ve Fizyolojik Değişimler
Giriş
Patojenler tarafından bitkinin işgal edilmesiyle ortaya çıkan patolojik reaksiyonlar sonucunda bitkide morfolojik ve fizyolojik değişimler gözlemlenir. Bu simptomların doğru saptanması bitki hastalık durumundan ortaya çıkabilecek ürün kayıplarının engellenmesi bakımından oldukça önemlidir. Bitkinin tamamında veya herhangi bir bölümünde görülen dış simptomlara morfolojik simptomlar, hücrelerinde ve dokularında görülen simptomlara ise sırasıyla sitolojik ve histolojik simptomlar denir.
Hasta Bitkideki Yapısal Değişimler
Nekrotik Simptomlar
Hücre içindeki canlı kısımların (proplast) bozulması sonucunda hücre ve dokularda ölümlerle gerçekleşir. Koyu renkli ölü alanlara nekroz denir. Nekrozlar bitkinin her alanında gelişebilir. En yaygın görülen hastalık simptomlarındandır. Nekrozlu kısımlar kahverengi görünümdedir. Nekrotik simptomların değişik çeşitleri vardır. Bunlar;
• Sararma • Solgunluk • Sulanma • Yanıklık • Lekeler • Kanser yaraları • Çökerten • Çürüklük • Akıntılar • Geriye doğru ölüm
Sararma (kloroz), klorofil oluşturan kloroplastların bozulmasıyla bitki doku ve organlarının sarı renge dönmesidir. Bitki patojenleri ve bitki besin maddesi eksiklikleri de bazen kloroz oluşturabilir.
Solgunluk, bitkilerin kaybettiği suyu kökleri vasıtasıyla yerine koyamaması sonucu hücreler turgorunu kaybeder ve pörsüme gerçekleşir, bu durum solgunluğa neden olur. Solgunluk durumu yaratan diğer sebepler ise iletim demetlerinin tıkanması, iletim demetlerinin bakteri veya fungusların ürettiği enzim ve toksinler tarafından zarar görmesidir.
Sulanma (hidrosis), hücre içi sıvısının hücre arasındaki boşluklara dolmasıdır. Hidrosisli yerler yağ lekesi veya şeffaf görünümündedir. Hidrosis enfeksiyonlar, ani sıcaklık düşüşü gibi durumlarda hücre zarının zarar görmesi sonucu oluşur.
Yanıklık, bitkinin hastalık etmenleri nedeniyle su kaybedip kurumasıyla gerçekleşir. Yanıklık, patojenlerin hızlı saldırısı sonucu bitkiler su kaybettiğinde veya yaz aylarında gerçekleşen aşırı su kaybıyla görülür.
Lekeler, bitkilerin değişik organlarında görülür. Açıklı koyulu belirgin sınırları olan nekrotik alanlardır.
Bakteriler köşeli, funguslar yuvarlak ve virüsler mozaik, halka ve zigzag şekillerinde sarı lekeler oluştururlar.
Kanser yaraları, bitki kök ve gövdesindeki korteks ve kabuk dokularında çeşitli etkilerle oluşan sınırlı nekrozlara kanser adı verilir. Nekrotik yara dokuları genellikle farklılaşmış hücre yığınlarıyla (kallus) çevrilidir ve sağlıklı dokudan ayırt edilebilir görüntüdedir. Bitki kanserlerinde kallus dokusunun oluşturduğu iç içe şişkinlikler şeklinde olan açık ve derin kanser yaraları gözlenir.
Çökerten (damping off), genç bitkinin gövdesinin toprakla birleştiği kısımlardaki nekrozlar sonucu bitkinin solup toprağa düşmesidir. Özellikle sebze fide firmalarında yetiştirilen fidelerde sıklıkla gözlenir. Ekonomik kayıplara neden olmaktadır.
Çürüklük, bitkinin değişik organlarındaki dokuların dağılmasıyla gözlenir. Funguslar kuru çürük oluştururken bakteriler yaş çürüklük oluşturur. Bazı fungus ve bakteriler ise yumuşak ve sulu çürük oluşturur. Meyve hastalıklarının bazılarında mumyalaşma adı verilen meyvenin çürürken su kaybetmesi ve büzüşüp kuruması gözlenir.
Akıntılar, bitki dokularının zarar görmesi sonucu dokulardan sıvı çıkmasıyla gözlenir. Bu sıvılara akıntı denir. Akıntılara, hücre zarlarının erimesiyle hücre öz suyunun akması neden olur. Ayrıca, yaralı bitki dokularına nüfuz etmiş bakterilerin oluşturduğu krem renkli maddeler neden olabilir. Bazı fizyolojik bozukluklardan dolayı şekerli maddeler içeren akıntılar da meydana gelebilmektedir. Akıntılarda funguslar gelişirse siyah renkli fumajinler oluşur. Fumajinli meyveler ekonomik kayıplara neden olurlar.
Geriye doğru ölüm çok yıllık bitkilerde görülür. Sürgünlerin ucundan başlar ve aşağıya doğru geniş nekrozlar görülür. Buna geriye doğru ölüm denir. Nedenleri arasında bazı patojenler ve kuraklık gösterilebilir.
Hipoplastik Simptomlar
Bitki organ ve dokuları normal görünüşlerinden daha küçük ve açık renkli olmasına ya da bitkinin tam olarak gelişememesine sebep olan simptomlarla kendini belli eder. Hipoplastik simptomlar şunlardır:
• Cüceleşme • Rozetleşme • Durgunluk • Beyazlaşma (Albinism) • Sarılık (Hipoplastik Kloroz) • Etiolasyon
Cüceleşme, besin noksanlığı, fungus veya bakteri gibi faktörler sonucu bitkinin normal boyutlardan daha küçük kalması veya normal büyüklüğe ulaşamaması durumudur.
Rozetleşme, bitkilerdeki boğum aralarının uzamayıp birbirine yaklaşması sonucu oluşan şekil bozukluğudur.
Çiçek, yaprak ve sürgün dallarında rastlanılan rozetleşmeye virüsler ve herbisitlerin toksik etkileri neden olmaktadır. Bitki besin elementlerinin eksikliği de rozetleşmeye neden olabilmektedir.
Durgunluk, bazı organların tam olarak gelişememesi durumudur. Olumsuz çevre şartları ve patojenler durgunluğa neden olmaktadır.
Beyazlaşma (Albinizm) patojenler veya ultraviyole ışınları nedeniyle kloroplastların zarar görüp görevini yapamaz hale gelmesiyle oluşur. Kloroplastlar klorofil yapamadığı için bitki renksiz hale gelir.
Sarılık (hipoplastik kloroz) klorofil yapımındaki aksaklıklara bağlı olarak yeterince klorofil oluşmamasıyla ortaya çıkar. Bitki besin elementlerini gerektiği kadar alamaz ve sararır.
Etiolasyon yeterli ışıklandırmanın olmadığı ortamlarda görülür. Bitkinin yaprakları olması gerekenden küçük, renkleri daha açık yeşil ve sararmış, gövdesi ise uzun ve incedir.
Hiperplastik Simptomlar
Bitkinin organlarında normalden fazla bir gelişme görülmesi veya şekil değişikliğinin görülmesi durumudur. Bir dokudaki anormal hücre artışı hiperplasya olarak adlandırılır. Bitkinin organının hiperplasya sonucu aşırı büyümesine de hipertrofi denir. Hiperplastik simptomlar şunlardır:
• Aşırı büyüme (gigantizm) • Anormal renklenme • Bazı dokuların zamanından önce gelişmesi • Dokularda anormal gelişme
Aşırı büyüme (gigantizm) bitkinin hücrelerinde, dokularında veya organlarında görülen aşırı büyümedir. Patojenler bitkinin kök ve gövdesinde ur veya gal adı verilen şişkinlikler oluşturur. Bu şişkinlikler gövdede besin maddelerinin birikmesi sonucu oluşur. Tüm bitki organlarını içeren lokalize şişkinliklere tumefakşın adı verilir.
Fasikülasyon, cadısüpürgesi ve saçak köklülük gibi hastalıklarda ikincil gövde ve kökte salkım-demet şekilleri görülür.
Odun dokularının aşırı büyümesi kallus olarak adlandırılır. Kalluslar yaralanma ve patojen saldırılarına bağlı olarak gelişir. Kanserli dokuların etrafını saran kalluslar zararlı etkenlerin çevredeki sağlıklı hücrelere yayılmasını engeller.
Enasyon yaprak damarları üzerindeki kulak şeklindeki çıkıntılara denir. Enasyonlara virüsler neden olur. Yaprak, meyve gibi yapıların epidermis ve altındaki dokularda normalden daha fazla gelişmiş pürüzlü ve sert yapılar görülür. Uyuz olarak adlandırılan bu yapılar fungus ve bakteriler tarafından oluşturulmaktadır.
Anormal renklenme, bitki dokularının fazla klorofili üretilmesine bağlı olarak mavi-yeşil renge bürünmesidir. Bitkide antosiyonin pigmentleri fazla olduğunda ise kırmızı veya mor renk oluşur. Ayrıca, azot fazlalığı mavi- yeşil renge, fosfor eksikliği ise morumsu renge neden olur.
Bazı dokuların zamanından önce oluşması, patojenlerin etkisiyle veya çevre koşullarının olumsuz olmasından ileri gelir. Bitkide yaprak ve meyve saplarında yağ asitleri ve gliserinden oluşan molekül zincirinin (süberin) erken oluşması sonucu yaprak ve meyve dökümünün görülmesidir.
Dokularda anormal gelişme ise çiçeklerin yapraklara dönüşmesi, tohumların farklı yerde oluşması veya olgun bitkilerde küçük yaprak oluşumu gibi şekillerde görülür.
Hasta Bitkideki Fizyolojik Değişimler
• Fotosentezdeki değişiklikler • Solunumda meydana gelen değişiklikler • Su ve besin maddesi taşınımındaki değişiklikler • Hücre membranının geçirgenliği üzerine olan etkileri • Transkripsiyon ve translasyon üzerine etkileri
Fotosentezdeki Değişiklikler
Patojenlerin bitkilerde oluşturduğu zararlar fotosentez üzerine etki yapar. Hastalık etkenleri, yanıklıklar ve yaprak lekeleri yaprakların dokusunu bozarak dökülmesine yol açar. Bitkinin fotosentez yapabildiği yüzey azaldığı için fotosentez de azalır. Ayrıca funguslar ve bakteriler yapraklardaki klorofilin azalmasına neden olurlar. İleri derecedeki hastalıklarda fotosentez ¼ oranında azalır. Fotosentez azaldığında bitkilerde solgunluk ve sararma gözlenir.
Solunumda Meydana Gelen Değişiklikler
Patojenler bitkileri etkilediği anda ortaya çıkar ve bitkilerin solunum oranı artmaya başlar. Patojen saldırısına uğrayan dokular bünyelerinde daha çok karbonhidrat biriktirmeye başlarlar. Böylece patojenlerin üretimi sürekli artmış olur ve simptomların ortaya çıkma sürecinde kısalma gözlenir. Hasta bitkilerin solunumlarının artması pentoz döngüsünün artmasını sağlar. Bu durum bitkilerin yaşlanması ve sağlıklı bitkilerden farklılaşmasına neden olur.
Su ve Besin Maddesi Taşınımındaki Değişiklikler
Patojenlerin bitkide yarattığı değişiklikler arasındadır. Birçok patojen bitki köklerinin işleyişini bozarak bitkideki su ve besin maddesi taşınmasını etkiler. İletim demetlerini tıkayıp çeşitli maddelerin alınımını azaltan veya engelleyen patojenler de vardır. Bazı patojenler ise yaprak ve stomaları tutar ve bitkinin susuz kalmasına neden olurlar. Sadece bitkinin kökünün yapısını bozup bitkinin toprak üstü elementlerinde hiçbir belirti göstermeyen patojenler de vardır. Kök fonksiyonları bozulan bitkinin kullandığı suyun miktarı azalır. Bazı patojenler de gövde ve kökte gal oluştururlar. Gal oluşumunun aşırı
miktarlarda olması iletim demetlerini tıkar ve su geçişisi engeller. Bunun sonucu olarak iletim demetleri çöker. Patojenlerin bir kısmı da kütiküla ve epidermisin yapısını bozarak su kaybına yol açarlar. Turgor basıncı bozulan bitki giderek solar ve sonunda ölür.
Obligat funguslar bitkide bazı ürünlerin birikimine neden olurlar. Patojenlerin enfeksiyon yarattığı kısımlarda inorganik maddeler birikir. Bu kısımlarda solunum artmakla beraber fotosentez azalır.
Hücre Membranının Geçirgenliği Üzerine Olan Etkileri
Kimyasal ve fiziksel faktörlerin etkisiyle hücre memranının (hücre zarı) bozulması sonucu görülür. Hücre membranı biyolojik maddelerin birçoğunu geçirmeyen çift tabakalı lipid moleküllerinden oluşmuştur. Şeker, amino asit ve diğer maddeler özel kanallar boyunca hareket eder. Çeşitli kimyasal ve fiziksel faktörler nedeniyle hücre membranının geçirgenliği artar. Patojen enzimleri ve toksinler hücre membranının geçirgenliğini bozar ve elektrolit kaybına neden olur. Hücre membranındaki değişimler bitkinin enfeksiyona karşı verdiği ilk tepkidir ve elektrolitlerin kaybı da hücre geçirgenliğindeki değişimin ilk etkisidir.
Transkripsiyon ve Translasyon Üzerine Etkileri
Patojenler enfeksiyonlu hücrelerde hücre DNA’sının yapısını değiştirerek transkripsiyonu etkilerler. Hücresel DNA’nın Messenger RNA’ya transkripsiyonu virüsler ve bazı obligat funguslar tarafından etkilenir. Bazı durumlarda patojenler DNA’nın kromatin yapısını ve kompozisyonunu değiştirerek transkripsiyonu bozabilirler. Bitkilerde translasyon, mRNA’nın proteine dönüştürülmesidir. Enfekteli bitki dokularında patojenlerin saldırıları sonucunda protein üretimi artışı gözlemlenmektedir.