Bu içeriğin yayınlandığı kış günlerinde sıcaklık stresini hatırlamak zor olabilir, ancak 2021 yazı şimdiye kadar kayıt edilen en sıcak yaz oldu.
Küresel ısınmanın da etkisi ile beraber son birkaç on yılda, dünya çapında rekor seviyelere sıcaklık artışları görüldü ve bu durum, iklim değişikliğinin bir sonucu olarak görülüyor. İklimlerimiz değişiyor! Yaşadığımız ısı dalgaları daha sık meydana geliyor, daha sıcak ve daha uzun sürüyor. Bu durumdan sadece insanlar ve hayvanlar değil, dünyayı yaşanabilir hale getiren bitkiler için de ciddi sonuçlar doğuruyor.
Bahçe Bitkileri Biyoteknolojisi Profesörü Brigitte Poppenberger, “Isı stresi bitkileri açık tarlada (sera ortamı hariç) olumsuz etkileyebilir ve fizyolojileri bu değişikliklere uyum sağlamaya çalışırken, mahsul hasadını büyük ölçüde azaltarak gıda güvenliğimizi tehdit edebilir” diyor.
Başlıklar
Hücreler, sıcaklık stresinden korunmak için moleküler bir savunma yolunu aktive eder
Bitkiler kısa süreli sıcaklık stresinden korunabilmek için, ısı şoku tepkisi adı verilen moleküler bir yolu aktive eder. Aslında ısı şoku tepkisi tüm canlı organizmalar için ortaktır bir tepkidir. Bu tepki hücreleri, proteinlere zarar veren proteotoksik stresin yol açacağı hasardan korur. Ancak tabi ki bu stres sadece ısıdan kaynaklanmaz, aynı zamanda belirli toksinlere, UV ışığına veya toprak tuzluluğuna maruz kalmaktan da kaynaklanabilir.
Isı şoku tepkisi, hücreleri çeşitli şekillerde koruyabilir; bunlardan biri, yanlış hücre bölünmesini önleyerek proteinleri koruyan moleküler kalkanlar görevi gören ısı şoku proteinlerinin üretimidir.
Brassinosteroidler bitkilerin ısı stresi direncini artırabilir
Bitkiler, ısı şoku faktörlerine ve başka bir moleküler oyuncuyu da aktive ederek sıcaklık stresine tepki verebilirler. Özellikle bu tür durumlarda kimyasal haberciler olarak hormonlar söz konusudur. Bitkilerin ürettiği hormonlar arasında, öncelikle büyümelerini ve gelişmelerinde rol oynayan brassinosteroidler bulunur. Bu hormonun büyümeyi teşvik edici özelliğine ek olarak başka faydalı yetenekleri de vardır. Bu yeteneklerinden biri, bitkilerin ısı stresi direncini artırma yöneliktir ve bilim insanları çok yakın zamanda bu direnç arttıran yeteneğe neyin sebep olduğunu keşfettiler.
Brassinosteroidler, altıncı sınıf olarak kabul edilen bir polihidroksisteroid sınıfıdır. bitki hormonları ve apoptozu indüklemek ve büyümeyi inhibe etmek için endokrin duyarlı kanserler için bir antikanser ilacı olarak kullanılabilir.-Wikipedia
Prof. Brigitte Poppenberger liderliğindeki bir araştırma grubu, model bitki Arabidopsis thaliana’yı kullanarak (Türkçe bilinen ismiyle Fare Kulağı Teresi), belirli bir transkripsiyon faktörünün – Yani DNA’nın belirli bölümlerini açıp kapatmaktan sorumlu özel bir proteinin – brassinosteroidler tarafından nasıl düzenlendiğini gözlemleyebildi. BES1 olarak adlandırılan bu transkripsiyon faktörü, ısı şoku faktörleriyle etkileşime girebilir, böylece genetik bilginin ısı şoku proteinlerinin artan sentezine yönelik hedeflenmesi sağlar. BES1 aktivitesi arttığında bitkiler sıcaklık stresine karşı daha dirençli hale gelirken, azaldığında ise sıcaklığa daha duyarlı hale gelir. Ayrıca araştırmayı yapan insanlar, BES1’in sıcaklık stresi ile aktive olduğunu ve bu aktivasyonun brassinosteroidler tarafından uyarıldığını tespit etmiştir.
Tarımda potansiyel uygulamalar
Prof. Poppenberger, “Bu sonuçlar sadece ısı şoku tepkisine ilişkin anlayışımızı genişletmeye çalışan biyologların ilgisini çekmekle kalmıyor, aynı zamanda tarımsal uygulamalarda pratik olarak uygulama potansiyeline de sahip” diyor.
Brassinosteroid içeren biyo-uyarıcılar mevcuttur ve bitkilerde ısı stresi direncini artırma yetenekleri açısından test edilebilirler. Bu tür maddeler, organik tarım için onaylanmış doğal ürünlerdir ve bu nedenle sorunsuz kullanılabilir. Sıcaklık stresine dayanıklı bitki çeşitleri oluşturmak ve böylece gelecekteki ısı dalgaları gibi stres faktörlerinde istikrarlı verim sağlanabilir.
Kaynaklar
- https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embj.2021108664
- https://www.tum.de/en/
