Bitki Hastalıkları ve Uzay Koşulları

Giriş

Astronotların uzun süreli uzay görevlerinde sağlıklı bir şekilde yaşamalarını sağlamak için gıda üretimi kritik bir öneme sahiptir. Dünya üzerinde bilinen en güçlü mahsul kaynakları da bitkilerdir.

Bu sebeple, bitkilerin uzayda yetiştirilmesi üzerine yapılan araştırmalar giderek artmaktadır. Ancak, dünya dışı ortamların bitkiler üzerindeki etkilerini anlamak ve yönetmek, karmaşık ve çok yönlü bir çalışma gerektirir.

Uzay koşulları; mikro yerçekimi, yüksek radyasyon seviyeleri ve kapalı ekosistemler gibi faktörler nedeniyle dünyadan oldukça farklıdır. Bu benzersiz koşullar, bitkilerin büyümesi ve gelişmesi üzerinde önemli etkiler yaratabilir ve bitki hastalıklarının ortaya çıkmasına neden olabilir.

Uzayda karşılaşılan bitki hastalıkları; hem biyotik (mikroorganizmalar, zararlılar) hem de abiyotik (radyasyon, mikro yerçekimi stresi) faktörlerden kaynaklanabilir. Bu hastalıklar astronotların sağlığı üzerinde tehdit oluşturabilir.

Bu makalede; uzay koşullarının evrimsel değişikliği nasıl tetiklediğine ve mevcut bitki hastalıklarına değineceğiz. Ayrıca, bu hastalıklarla mücadele yöntemlerini açıklayacağız. Bu konudaki araştırmalar, uzay tarımının sürdürülebilirliği ve uzay keşfinin geleceği açısından büyük önem taşımaktadır.

Değişen Dünya Koşulları ve Uzay

İnsan nüfusunun 2050 yılına kadar katlanarak 9,4 ila 10,2 milyar kişiye ulaşacağı tahmin ediliyor. Sanayileşmenin hızla yayılması ve insan nüfusunun eşi benzeri görülmemiş boyutlara ulaşması ile çevre kirliliği küresel bir sorun haline gelmiştir.

Artan nüfusun taleplerini karşılamak için fosil yakıtların ve toprağın aşırı kullanımı, kontrolsüz ormansızlaşma ve yoğun hayvan yetiştiriciliği gibi insan faaliyetlerinin iklim değişikliğine yol açtığı bilinmektedir.

Bu da Dünya'daki yaşamı olumsuz yönde etkilemektedir. (Resim-1) Hava ve iklimdeki değişiklikler ekosistemler üzerindeki stresi artırır ve istilacı türlerin ortaya çıkmasına neden olabilir.

İklim ısınması bitki büyüme ve gelişimini etkilemenin yanı sıra birçok bitki ve hayvan türünün yok olmasına da neden olmaktadır. İklim değişikliği nedeniyle 2050 yılına kadar türlerin yaklaşık %37'sinin; 2080 yılına kadar da %50'ye varan oranda neslinin tükeneceği tahmin edilmektedir.

Bu, küresel iklim değişikliğinin Dünya'daki yaşamın geleceğini olumsuz etkilediğini açıkça göstermektedir. Bu sorunları hafifletmek ve aynı zamanda uzay keşfi için avantaj sağlamak amacıyla, uzay ortamını kullanarak hızlı bir şekilde mutant suşlar elde etmek potansiyel bir yol olabilir. [1]

Evrimsel Değişiklikleri Tetikleyen Uzay Çevresel Faktörleri

Uzayda yer alan mikro yerçekimi (ağırlıksızlık), yoğun iyonlaştırıcı radyasyon, yüksek vakum, basınç, uzay manyetik alanları ve aşırı sıcaklıklar gibi faktörler organizmaları Dünya’da taklit edilemeyecek şekillerde strese sokan faktörlerdir çünkü bu faktörler Dünya'da meydana gelmez.

Çalışmalar, uzay ortamının genetik, mutasyon oranı, gen ekspresyonu, epigenetik, metabolit üretimi ve metabolik yollar üzerinde belirgin etkiler yarattığını ve organizmaların şeklini, yapısını, fonksiyonunu, fizyolojisini ve büyüme davranışını değiştirdiğini göstermektedir.

Böylece uzay, yeni özelliklere (örneğin yüksek verim, hızlı büyüme, gelişmiş patojen direnci, gelişmiş kuraklık, hastalık toleransı vb.) sahip türlerin ortaya çıkmasına yol açan bir ortamdır.

Yaygın olarak incelenen iki ana uzay çevresel özelliği, mikro yerçekimi ve iyonlaştırıcı radyasyondur. Dünya'da kopyalanamayan bu uzay stres faktörleri, Dünya'daki yabani türlerden daha dayanıklı ve daha üretken organizma türlerinin evrimi için kullanılabilir.

Mikro Yerçekimi

Mikro yerçekimi, özünde, kütlenin ivmelenmesine yol açan fizikteki dört temel kuvvetten biri olan yerçekiminin yokluğudur.

Sedimantasyon, konveksiyon, hidrostatik basınç gibi çeşitli fiziksel olaylar yerçekiminin hızlanma kuvvetine dayanır. Uzaydaki mikro yerçekimi koşullarında katıları, sıvıları ve gazları ayıracak hiçbir ivme kuvveti etki etmediğinden, sedimantasyon ve konveksiyon gibi fiziksel olaylar ihmal edilebilecek kadar azdır.

Mikro yerçekiminde konveksiyonun olmaması nedeniyle metabolitlerin taşınması difüzyon aralığına ve hızına indirgenir. Mikro yerçekiminde su sütununda hidrostatik basınç da yoktur çünkü hidrostatik basınç, ivme kuvvetlerinden dolayı oluşur.

Ayrıca, mikro yerçekiminde kesme kuvvetleri büyük ölçüde azalır çünkü hareketli veya dönen nesneler artık ivme vektörlerine karşı çalışmaz. (Resim-2)

Mikro yerçekimi hücre sistemleri üzerinde ciddi etkiler yaratabilir. Örneğin, mikro yerçekiminde hücre zarlarının akışkanlığı artar, bu da membran kanal iletkenliği gibi membran proteinlerinin işlevselliğini etkiler.

Membran akışkanlığının artması nedeniyle mikro yerçekiminde ilaçların farmakokinetiği (amfipatik ilaçların membranlara dahil edilmesi) değişmektedir.

Ayrıca uzayın mikro yerçekimi koşullarında bakteriyel virülansın, patojenitenin ve antibiyotiklere karşı direncin arttığı da gözlemlenmektedir.  Böylece uzayın benzersiz mikro yerçekimi ortamı, mikropların fizyolojisini ve patogenezini anlamak ve yeni tedavi stratejileri geliştirmek için kullanılabilir.

Yerçekimi etkisi olmadan deneyler yapmak için bu koşullar Dünya'da ortadan kaldırılamaz. Bilimsel deneyler için simüle edilmiş mikro yerçekimi koşulları elde etmenin, süresi, sıklığı ve yerçekimi seviyesinin yanı sıra araştırma türüne göre farklılık gösteren çeşitli yöntemleri vardır.

Simüle edilmiş mikro yerçekimi koşulları sağlayan çeşitli cihazlar; maliyet, kolay erişilebilirlik ve tekrarlanabilirlik avantajıyla geliştirilmiştir. Fakat bu yöntemlerin hiçbiri, yerçekimi korunamadığı veya azaltılamadığı için uzaya benzer gerçek mikro yerçekimi koşullarını sağlayamaz.

Gerçek mikro yerçekimi yalnızca serbest düşme koşullarında elde edilebilir. Düşme kuleleri, sondaj roketleri, parabolik manevra yapan uçaklar, uzay araçları (araştırma uyduları) ve ISS gibi platformlar mikro yerçekimi araştırmaları için kullanılmaktadır. (Resim-3)

Yoğun İyonlaştırıcı Radyasyon

Uzay stres faktörleri arasında iyonlaştırıcı radyasyon muhtemelen organizmaların büyümesi ve insan mürettebatlı uzay görevleri için birincil kısıtlamalardan biridir.

Uzay radyasyonu, galaktik kozmik radyasyon, güneş kozmik radyasyonu ve Dünya'nın manyetosferi tarafından hapsedilen radyasyondan oluşur. Galaktik kozmik radyasyon Güneş ve süpernova kalıntıları tarafından üretilir.

%87'si yüksek enerjili protonlardan, %12'si α parçacıklarından ve %1'i daha ağır çekirdeklerden oluşur. Daha ağır çekirdekler, HZE parçacıkları adı verilen yüksek yüklü ve yüksek enerjili parçacıklardan oluşur.

Güneş kozmik radyasyonu, düşük güneş rüzgarı parçacıklarından güneş enerjisinden kaynaklanan yüksek enerjili yüklü parçacıklara kadar oluşur. Güneş enerjisi parçacığı olayları, güneşin manyetik olarak bozulan bölgelerinden ortaya çıkar ve genellikle birkaç saat sürer.

Yaklaşık %92 proton, %6 helyum iyonu ve %6 HZE iyonu bu yüksek enerjili parçacıkları oluşturur. Dünyanın manyetik alanı, güneş parçacığı olaylarına karşı enleme bağlı koruma sağlar.

Dünyanın manyetik alanı ve atmosferi içinde hapsolmuş galaktik ve güneş kozmik radyasyonu, elektronlar, protonlar ve bazı daha ağır parçacıklardan oluşan Van Allen kuşağını oluşturur.

İç kuşak parçacıkları atmosferle kozmik parçacık etkileşimlerinde üretilen nötronların bozunmasından ortaya çıkarken, dış kuşak esas olarak sıkışıp kalmış güneş parçacıklarından oluşuyor.

ISS'deki ortalama radyasyon dozu yaklaşık 180 μGy gün−1'dir, bu da Dünya'daki doğal radyasyon seviyelerinden 80 kat daha yüksektir. (Resim-4)

Uzay radyasyonunun organizmalar üzerindeki etkisi çok önemlidir. Radyasyonun biyolojik etkileri radyasyonun kalitesine, miktarına ve maruziyetine bağlıdır. Bunlar hücre, doku ve organizmanın gelişim aşaması üzerinde etkili olabilir.

Uzay iyonlaştırıcı radyasyonun önemli bir etkisi de DNA üzerindedir. Hücresel aktiviteyi engelleyen hasarlara (tek veya çift iplik kopmaları) neden olabilir, bu da hücre döngüsünün durdurulmasına ve uygun DNA onarımında hasara yol açan yanıtlara (baz eksizyon onarımı, homolog rekombinasyon veya homolog olmayan uç birleştirme onarımı) sebebiyet verir.

İyonlaştırıcı radyasyonun biyolojik etkilerini değerlendirmek için uzay benzeri radyasyonu simüle eden farklı tesisler mevcuttur. (Resim-5) Ancak uzaydaki iyonlaştırıcı radyasyon Dünya üzerindeki tüm karmaşıklığı ile simüle edilemez.

Uzayda radyasyon, diğerlerinin yanı sıra mikro yerçekimi, uzay boşluğu ve düşük kesme kuvvetleri gibi diğer stres faktörleriyle bağımsız veya sinerjik olarak hareket ederek hücre, doku ve organizma üzerinde önemli etkiler yaratabilir. [1]

Uzay ve Simülasyon Tesislerinde Yapılan Deneyler

Çoğunlukla Rus bilim insanları tarafından 1960'larda yapılan ilk uzay deneyleri, mikro yerçekiminin canlı organizmalar üzerinde kayda değer bir etki yaratmadığını göstermiştir. Ancak uzay ortamında yapılan ileri deneyler, uzaya özgü koşulların hücrelerin biyolojik özelliklerini değiştirdiğini ortaya koymuştur.

Uzay ortamına ve uzay benzeri koşullara yanıt olarak hücrelerin veya organizmaların genetik, gen ekspresyonu, metabolit üretimi ve fonksiyonu ile morfolojisi, büyümesi ve davranışındaki değişiklikler gözlemlenmiştir.

Mikro yerçekiminin öncelikle hücre büyüme kinetiğini ve davranışını değiştirdiği, radyasyonun ise mutasyon oranlarının artmasına katkıda bulunduğu ileri sürülmektedir.

Mikro yerçekiminin bitkiler üzerindeki etkisi: Bütün bitkiler ve bunların parçaları (organlar, dokular, hücreler ve protoplast kültürleri), yerçekimi ile ilgili değişiklikleri açıklamak için uydular, uzay mekikleri ve yörünge istasyonlarında; ayrıca Dünya üzerinde simüle edilmiş mikro yerçekimi koşulları altında çeşitli uzay deneylerinde incelenmiştir.

Bu deneyler, yerçekimindeki değişikliklerin (mikro yerçekimi ve hiper yerçekimi) bitkilerin büyümesini, gelişimini ve fenotipini etkilediğini ve bitkilerde hücre bölünmesi süreçleri, yerçekimi algısı, sinyal iletimi ve yerçekiminin neden olduğu organellerin dağılımı hakkındaki anlayışımızı geliştirdiğini göstermektedir.

Yapılan bir çalışmada, uzayda yetiştirilen karnabahar bitkilerinin kara çürüklüğü hastalığına karşı dirençli olduğu tespit edilmiştir; bu da uzay kaynaklı mutagenezin hastalıklara dirençli suşlar oluşturma potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.

Uzay kaynaklı mutasyon tekniği, yeni bitki çeşitlerinin ortaya çıkmasını desteklemek ve mahsulün verim, kalite, kısa büyüme süresi, patojenlere karşı direnç gibi özelliklerini geliştirmek için yeni bir yöntem olarak kullanılabilir. [1]

İyonlaştırıcı radyasyonun bitkiler üzerindeki etkisi: İyonlaştırıcı radyasyonun bitkiler üzerindeki etkisini analiz etmek ve radyasyona toleransın fizyolojik mekanizmalarını aydınlatmak için uzayda ve Dünya'da çeşitli deneyler yapılmıştır.

İyonlaştırıcı radyasyon bütün bitkilerin, tohumların, meristemlerin ve germ hücrelerinin genetiğini, büyümesini, gelişimini ve fizyolojisini değiştirebilir. Etkinin oranı, radyasyon tipi ve dozu ile bitki türü, çeşit, yaş, fizyoloji, morfoloji ve genom organizasyonu gibi çeşitli faktörlere bağlıdır.

Fenolik bileşiklerle kaplanmış özel kalın ikincil duvarlara sahip bitki hücreleri, iyonlaştırıcı radyasyona karşı yüksek direnç sağlar.

Selüloz ve pektin gibi yapısal bileşenleri iyonlaştırıcı radyasyona karşı artan hassasiyet gösterdiğinden hücre duvarının radyo korunmadaki rolü tam olarak kanıtlanmamıştır.

Kütikülde, trikomlarda ve epidermal tabakaların hücrelerinde oluşan fenolik bileşikler ise fotokoruyucu bir işlev sağlar. Bazı spesifik fenolik bileşikler aynı zamanda antioksidan ajan olarak da görev yapar.

Radyasyonun neden olduğu oksidatif stresin tetiklediği etkili bir anti-oksidatif sistem nedeniyle bitkiler kendilerini daha yüksek radyasyona karşı korur.

Ayrıca poliploid türler, aynı cins içindeki düşük kromozom sayısına sahip türlere göre radyasyona karşı daha yüksek direnç gösterir. Artan yenilenme kapasitesi nedeniyle bitkiler iyonlaştırıcı radyasyona veya diğer çevresel streslere karşı daha toleranslıdır. (Resim-7)

Uzayın iyonlaştırıcı radyasyon faktörü gerçek ve simüle edilmiş ortamlarda; yüksek verim, daha kısa büyüme süresi, çiçek rengi, sıcaklık toleransı, patojen direnci gibi istenilen özelliklere sahip bitkiler oluşturmak için bitki yetiştirme programında yaygın olarak kullanılmaktadır. [1]

Dünya’daki Mevcut Bitki Hastalıklarına Örnekler

• Külleme: Küresel olarak görülen konakçıya özgü bir mantar hastalığıdır. Bitkiler üzerinde toz halinde bir oluşum ile kolaylıkla tanınır.
• Hastalık: Çimenler, meyveler, asmalar, sebzeler ve tahıl bitkileri de dahil olmak üzere hemen hemen her türlü bitkiyi etkileyebilir. Küllemeye neden olan patojenler farklı bitki türlerine göre değişir.

Bu mahsul hastalığından sorumlu en yaygın mantar ırklarından bazıları Erysiphe, Leveillula ve Sphaerotheca'dır. Sıcak ve kuru koşullarda ve bitkinin yaprak kısımlarında iyi gelişir. Ancak mantar yalnızca nemli ortamlarda çoğalabilir.

Külleme için ideal koşullar, sıcaklığın 20 ila 30°C (68 ila 86°F) arasında olduğu ve bağıl nem seviyesinin %95'in üzerinde olduğu, gölgeli veya loş ışıklı alanlarda bulunur.

Hastalığın ilerlemesini etkileyen hava koşullarının ötesindeki faktörler arasında konakçı bitkinin çeşidi, yaşı ve durumu yer alır. Verim düşüşü ve tahıl kalitesinin düşmesi nedeniyle ciddi ekonomik kayıplara yol açabileceğinden özellikle arpa üreticileri için sorun teşkil eden bir hastalıktır. [2]

Hastalıkla mücadele için uygulanan yöntemler kimyasal ve kültürel mücadele olmak üzere temelde ikiye ayrılır. Kimyasal mücadele, ilaç tedavisini içerir. Koruyucu ilaçlama ile bu hastalığın önlenmesini engellemek mümkündür.

Önemli olan, bu ilaçları doğru mevsimde kullanmaktır. Hastalığın bulaşma kaynaklarının azaltılması açısından küllenme patojenleri bulaşmış dökülen yaprakların yok edilmesi gerekir.

Bunu sağlayan uygulamalar, kültürel mücadele olarak tanımlanır. Kültürel önlemler kapsamında budama yapılabilir. Bu sırada, ortamdaki hava sirkülasyonu iyi olmalıdır. Ayrıca bu işlem sırasında bitkilerin güneşlenmesi sağlanmalıdır. [3]

Pas

Sarı Pas (Puccinia striiformis West); Buğday tarlalarında ilkbaharda 10-15°C sıcaklık ve yüksek nem, hastalığın gelişimi için en uygun ortamdır. Yaprakların üst yüzeylerinde makine dikişine benzer şekilde püstüller oluşur.

Bu püstüllerin içinde etmenin yazlık sporları meydana gelir. Püstüller limon veya portakal rengindedir. Sporlar rüzgarla çevreye yayılarak diğer bitkileri enfekte edebilir. [4]

Kahverengi pas (P. recondita tritici Rob. et Desm); Yazlık ve kışlık sporları sarı pasınkine benzer. İlkbaharda yazlık sporlarını oluşturarak çoğalırlar ve rüzgarla yayılan sporlar yüksek nem ve 15-20°C sıcaklık ortamında yeni enfeksiyonlara neden olur. Bu etmenin yaşam çemberine bazen ara konukçuları olarak da sedef otları (Thalictrum spp., Isopyrum spp.) girer. [4]

Kara pas (P. graminis tritici Eriks. et Henn.); Kış dönemini hastalıklı bitki parçacıkları üzerinde kışlık spor formunda geçirir. Hastalık 19-26°C arasında ve yüksek nemde hızlı bir şekilde gelişir.

Kara pasın ara konukçusu olan Hanım tuzluğu (Berberin spp.) veya Sarı boya ağacı (Mahonia spp.) yapraklarına ulaştığında çimlenerek enfeksiyon yapar. Buğdayda pas hastalığından doğan zarar, iklim şartlarına göre değişir ve zaman zaman epidemi yaparak büyük zararlar neden olabilmektedir.

Ürün kaybı; çeşitlerin duyarlılıklarına, çevre koşullarına, etmenlerin ırklarına göre değiştiği gibi, yıldan yıla bölgeden bölgeye farklılıklar göstermektedir. [4]

Septoria Yaprak Lekesi

Zymoseptoria tritici, filamentli bir mantar türüdür. Bu mantar, yapraklar üzerinde nekrotik lekelerle karakterize bir hastalık olan septoria tritici lekesine neden olur. [5]

Zymoseptoria tritici, kontrol edilmesi zor bir mantardır çünkü popülasyonlar son derece yüksek düzeyde genetik değişkenlik içerir ve bir patojen için çok sıra dışı bir biyolojiye sahiptir. [6]

Z. tritici’nin en etkili, ekonomik ve basit yöntemi dirençli çeşitler dikmektir. Mantar ilacı kullanımı genellikle Septoria Yaprak Lekesi için ekonomik değildir. Patojen direncinin fungisitlere karşı hızlı bir şekilde evrilmesi bunun önündeki büyük bir engeldir.

Zymoseptoria tritici için son kontrol yöntemi bakteri kullanan biyolojik kontroldür. Bacillus megaterium’un şu ana kadar yapılan denemelerde hastalık gelişiminde yaklaşık %80'lik bir azalmaya neden olduğu gösterilmiştir. [7]

Botrytis Küfü

Botrytis cinsi funguslar; parazitik ve saprofitik olarak, farklı iklim ve toprak koşullarına adaptasyon yeteneği yüksek, konukçu dizisi geniştir.

Etmenin konidileri, sera içerisinde ani sıcaklık yükselişleri sonucu artan nemle birlikte ortama hızla yayılmaktadır. Duyarlı çeşitlerde konidiler, optimum 15-25°C sıcaklık ve %90-95 nisbi nemde birkaç saat içinde çimlenerek, gri-kahverengi konidiofor ve konidileri içeren, geniş ve sınırları düzensiz lezyonlara neden olmaktadır.

Botrytis cinsi funguslar düşük sıcaklıklarda depolanan sebzelerde de sorun oluşturabilmektedir. Fungus infekte ettiği bitkiye göre yaygın olarak çiçek yanıklığı, meyve çürüklüğü, gövde ve dal çürüklüğü, yaprak lekeleri, kök çürüklüğü ve yumuşak çürüklük gibi simptomlar sergilemektedir.

Bu hastalığın kontrolünde değişik ürün gruplarında yeşil aksam ilaçlamasının yanı sıra, tohum ilaçlaması da önerilmektedir. Hastalığın kimyasal kontrolü çoğu durumda enfeksiyonları önlemede yetersiz kalmakla birlikte, toksisite ve fungisit direnci sorunlarını da beraberinde getirmektedir. [8]

Alternaria Yaprak Lekesi

Alternaria solani isimli fungusun neden olduğu erken yaprak yanıklığı hastalığı dünyanın her tarafına yayılmıştır. Bazı yörelerde patates bitkisinin en önemli hastalığıdır.

Belirtileri arasında kahverengi köşeli nekrotik lekeler yer alır. Lekelerin yaprak sapında ve gövdede gelişmesi daha nadirdir. Büyük yaprak damarları tarafından lekelerin gelişimi sınırlandırıldığı için yaprak lekeleri bazen dairesel olarak gelişir.

Bu lekeler genellikle çiçeklenme döneminde ortaya çıkar. Bitkiler olgunlaşırken lekeler artarak çoğalırlar ve tüm yaprağı kaplayacak şekilde gelişirler. İlk lekeler en alt yapraklarda oluşur.

Nemli havada yaprak üzerindeki lekelerde koyu füme veya koyu yeşil renkli kadifemsi görünüşte olan miselleri oluşur. Bitkilerde sararma, yapraklarda dökülme veya erken ölüm şeklindeki belirtilere sıkça rastlanır.

Yumrularda da hastalık oluşabilir. Yumru üzerinde siyah, çökük, kuru bir leke oluşur. Hassas çeşitler özellikle erken olgunlaşanlar şiddetli şekilde bozulma gösterirler. Geç olgunlaşan çeşitler daha dayanıklı görünebilirler. [9]

Bakteriyel Yanıklık

Hastalık etmeni bir bakteri olup, bulaşık üretim materyali ile bir bölgeden diğerine taşınabilmektedir. Bitkiden bitkiye yağmur, rüzgar ve budama aletleri ile yayılır.

Etmen tomurcuklarda ölüme, yapraklarda ve zuruflarda lekelere, sürgün, dal ve gövdede kanserlere sebep olmaktadır. Bakteri, tomurcuk pullarından giriş yapar ve daha sonra tomurcuğun içine ilerler. Bu tip tomurcuklar genellikle açılamaz. Eğer açılmışlarsa bunlardan gelişen sürgünler hastalıklı olur.

Yapraklarda yuvarlak veya çok köşeli, çapları genellikle 1-2 mm olan lekeler oluşur. Yeni oluşan lekeler başlangıçta donuk, sarımsı yeşil renkte olup, zamanla kırmızımsı kahverengine dönüşebilir.

Sürgünler ve dallarda boyuna çatlaklarla beraber kanserler oluşabilir. Bu belirtileri ayırt etmek zordur. Ancak yakından incelenirse, kabuğun hafifçe çökük ve kırmızımsı mor bir renkte olduğu ve bu bölgelerdeki kabuk kaldırıldığında, altındaki dokunun kırmızımsı kahverengi bir renk aldığı görülebilir.

Yapraklar bu dallar üzerinde kıvrılarak kurur ve asılı kalır. Eğer kanserler genç ağaçlarda gövdeyi kuşatırsa, ağaçların ölümüne sebep olabilir. [10]

Fusarium Solgunluğu

Fusarium oxysporum f.sp.betae yara paraziti olan bir mantardır; Mayıs - Haziran aylarının çok yağışlı ve sıcak geçtiği yıllarda, köklerdeki yaralardan ve kılcal köklerden içeri girerek, köklerin ve tohum dallarının iletim demeti dokularını hastalandırır.

Hastalık, şeker pancarında en erken Mayıs ayı ortasına ve en geç Temmuz ayı sonuna doğru ortaya çıkar. Tarlalardaki hastalık belirtileri, yer yer adacıklar içinde yaprakların geri dönüşümsüz ani solması, kısa zamanda kavrularak kuruması ve toplu bitki ölümleri şeklindedir.

Hastalığın başlangıcında, önce yaşlı yapraklarda ayaların kalın yan damarları arasındaki doku kısımları birden solar ve sararıp kavrularak kurur. Solma ve pörsümeler sırasında, yaprak ayaları orta damarları boyunca yanlarından ikiye katlanıp aşağı sarkmaya ve yaprak sapları ise, yukarıdan aşırtma küçük birer yay çizerek yere yatmaya başlar, iç dokularda çoğu kez iletim demeti halkalarından biri veya tamamı sararıp karararak, sarı, gri-kahverengi veya siyahi bir renk alır.

Zamanla birer birer dümdüz yere serilip yatan yaprak ayalarının tamamı kurur ve baş kısmına çepeçevre bağlı kalır. Yapraklardaki bu semptomlar, hastalığın ilerleyen seyri içinde dıştan içe doğru sırayla, genç yapraklarda da tekrarlanır. Sonunda, bitkiler ölür. [11]

Hastalıklarla Mücadele

Başlıca dünya mahsullerinin zararlılara, hastalıklara ve yabani otlara karşı potansiyel kayıplarının yaklaşık % 70 olduğu tahmin edilmektedir. Bununla birlikte, etkin bitki koruma uygulamaları nedeniyle gerçek kayıplar yaklaşık % 30'dur.

Artan nüfus yoğunluğu ile birlikte mahsul ihtiyacı da artmaktadır. Bu amaca ulaşmak için, tarımsal zararlılara, hastalıklara ve yabani otlara karşı mahsul koruma etkinliğinin iyileştirilmesi veya en azından sürdürülmesi kritik öneme sahiptir.

Geçmişte elde edilen mahsul korumasındaki etkileyici ilerleme, büyük ölçüde sentetik böcek ilacı kullanımına dayanıyordu. Pestisit kullanımının artmasıyla birlikte, kimyasallara dayalı bitki koruma stratejileri de sorgulanmıştır.

Gerçekten de, zararlıların ve parazitlerin faydalı doğal düşmanlarının yok edilmesiyle insan sağlığı, doğal flora ve fauna, hatta tarımsal üretim ve sürdürülebilirlik üzerinde çok sayıda olumsuz etki belgelenmiştir.

Ayrıca, sistematik olarak kullanıldığında, hedeflenen organizmalarda hızlı direnç seçimi nedeniyle kimyasallar etkinliğini kaybeder. [12]

Hastalık etmenlerinin yol açtığı zararları azaltmak için öncelikle patojen ile konukçusu arasındaki ilişkiyi iyi analiz etmek, anlamak gerekmektedir.

Funguslar konukçusunda var olan bariyerleri alt ederek, onu enfekte edebilmek için birtakım proteinler kullanırlar. Efektör adı verilen bu proteinler konukçudaki dayanıklılık mekanizmalarını aktive eder ya da sustururlar.

Bu özelliklerinden dolayı efektörler, pestisitler için de hedef bölge olma potansiyeline sahiptirler. Efektör proteinleri yıkan kimyasalların geliştirilmesi, bir fungusa karşı ilaç geliştirmenin temel basamaklarındandır.

Efektörler bitki dayanıklılığı olgusunun da çok önemli bir parçasıdırlar. Efektörlerin konukçusunda baskıladığı ve bitkide hassasiyete neden olan genlerin belirlenmesi bitki dayanıklılık ıslahı için büyün önem arz etmektedir.

Zira bu genlerden bitkiyi klasik ya da moleküler ıslah yöntemleri ile arındırmak, bitkiyi o patojene karşı dayanıklı hale getirmektedir. Fungal efektörlerin belirlenmesi, onların dayanıklılık ıslahındaki bu kilit rollerinden dolayı büyük önem taşımaktadır.

Tam genom sekans analizlerinin ucuzlaştığı ve yaygınlaştığı son on yıllık süreçte, fungal efektörlerin belirlenmesi için yapılan çalışmalar hız kazanmış farklı organizmalarda birçok efektör protein belirlenmiştir. [13]

Sonuç

Uzay koşulları, özellikle mikro yerçekimi ve radyasyon gibi faktörler, dünya çapında elde edilmesi zor olan değişikliklere neden olur. Bu özel çevresel koşullar, bitkilerin ve mikroorganizmaların adaptasyon ve evrim süreçlerini hızlandırır.

Genetik, fizyolojik, metabolik ve morfolojik düzeylerde önemli değişiklikler meydana gelir. Son yıllarda gelişmiş moleküler araçlar ve analitik teknikler kullanılarak yapılan çalışmalar, uzay ortamında meydana gelen bu değişiklikleri daha iyi anlamamıza olanak tanımıştır.

Uzay ortamının sunduğu benzersiz çevresel faktörler, tarım ve sağlık alanlarında yeni ilaçlar, ürünler ve türler geliştirmek için ticari olarak araştırılmaktadır. Uzayda yetiştirilen bitkilerin hastalıklara karşı direnç kazanması, uzay kaynaklı mutagenezin hastalıklara dirençli suşlar üretme potansiyelini de göstermektedir.

Sonuç olarak uzay koşulları, modern tarım ve biyoteknoloji sektörlerinde büyük potansiyele sahip yeni ve nadir bitki çeşitlerinin geliştirilmesi için harika bir stres kaynağı olabilir. Gelecekteki uzay keşiflerinin başarısı, bu tür araştırmalarla sürdürülebilir olacaktır.

Uzayda bitki yetiştiriciliği ve hastalık direnci üzerine yapılacak daha fazla araştırma, dünya çapında tarımsal üretimi ve gıda güvenliğini önemli ölçüde artıracaktır.