Patojenlerin Bitkiyi Enfeksiyon Mekanizması ve Bitkide Oluşan Savunma Reaksiyonları

Hücre duvarın genel yapısı esas alındığında; orta lamel, primer hücre duvarı ve sekonder hücre duvarı olmak üzere 3 bölgeye ayrılmaktadır ve bu üç bölge arasındaki sınır belirgin değildir. Kütiküla bunun altında yer alan epidermal hücre duvarından bir orta lamel vasıtasıyla ayrılır. Orta lamellin esas maddesi pektindir. Primer hücre duvarının büyük bir kısmıda pektinden oluşmakla birlikte selüloz de  içermektedir. Sekonder hücre duvarı ise selülozdan ibarettir. Hücre duvarı genç dokularda polisakkarit ve glikoprotein’lerden meydana gelirken bazı yaşlı dokularda lignin oluşumu görülmektedir. Hücre duvarının polisakkarit kısmı pektin substratlara, hemiselüloz ve selüloza ayrılmaktadır.

Hücre duvarında orta lamellin esas maddesi pektindir.

Bitki patojenleri genellikle çok küçük mikroorganizmalardır. Sadece bazı funguslar, parazitik yüksek bitkiler ve nematodlar bitki yüzeyine mekanik basınç uygulayarak penetrasyon yaparlar.

Fungus tarafından salgılanan kütinaz aktivitesini engelleyecek maddeler bitki tarafından salgılandığı takdirde patojen bitkiye giriş yapamayabilir. Monilinia fructicola’nın neden olduğu taş çekirdeklilerde kahverengi çürüklük hastalığında fungal kütinaz aktivitesi genç meyvelerin epidermal hücrelerinde bol miktarda bulunan kafeik asit ve klorogenik asit gibi fenolik maddeler ile büyük ölçüde engellendiği için meyve, enfeksiyona dayanıklıdır.

Bitki hücre duvarının yapı maddelerinden olan pektini parçalayan birkaç enzim vardır ve bunlar pektinaz veya pektolitik enzimler olarak bilinir.

Solanaceae familyası bitkilerinde Ralstonia solanacearum’un neden olduğu bakteriyel solgunlukta, etmen tarafından üretilen pektolitik enzimler hastalık gelişiminde başlıca etkendir. Bakterinin agresivitesinde artış ve kolonizasyonunda hızlanmaya neden olurlar. Pektinin parçalanması sonucunda dokuda erime, yumuşama ile bitki dokularındaki hücrelerin tek tek ayrılması ve ölüm görülür.

Fitopatojenik fungusların bazıları hemiselülaz üretmektedir. Bunlar; ksilanaz, galaktanaz, glukanaz, arabinaz ve mannaz’dır.

Bitki patojeni bazı bakteri ve funguslar konukçularında ve yapay ortamda toksin üretirler ki bunlara fitotoksin adı verilmektedir.

Fitotoksinler son yıllarda konukçuya özelleşme durumuna göre iki grupta incelenmektedir;

• Konukçuya spesifik toksinler; patojenin ürettiği metabolitler yalnızca konukçusu olan bitkilerde toksik etki göstermektedir.
• Konukçuya spesifik olmayan toksinler; patojenin ürettiği toksinler birden fazla konukçuyu etkilemektedir.

Detoksifikasyon: Toksinin parçalanarak toksik olmayan başka bileşikler haline dönüşmesi.

Toksinler bitkide;
• Büyüme düzenleyicileri
• Enzim aktiviteleri
• Fotosentez
• Hücre zarı
• Mitokondrium üzerinde etkide bulunmaktadır.

Konukçuya spesifik toksinler (HST) düşük molekül ağırlıkta, farklı yapısal özelliklere sahip, patojenisiteden sorumlu olan ve konukçusu olan bitkiye karşı yüksek derecede biyolojik aktivite gösteren yani sadece konukçusu olan bitkilere toksik olan bileşiklerdir. Diğer bitkilerde toksitesi yoktur veya çok azdır.

Epinastri: Yaprakların aşağıya doğru sarkması.

Sitokininler hücre büyümesi ve farklılaşması için zorunlu olan büyüme faktörleridir. Bazı bakteriyel ve fungal etmenler tarafından üretildiği gibi bitkiler tarafından da üretilmektedir. Bu maddeler hücre bölünmesini ve büyümesini teşvik eder, DNA sentezini artırır, yaşlanmayı geciktirir, absisik asitin engelleyici etkisini bozarlar. Bunların yanı sıra belli bitki hastalıklarının belirtilerinin meydana gelmesine de yardım ederler. Sitokininler bezelyede fassiasyon, gall ve aşırı büyüme, yeşil alan formasyonuna neden olmaktadır.

Yaprak dökülmesi belli patojenler ile enfeksiyona karşı bitkinin karakteristik bir tepkisidir. Bunun nedeni büyüme düzenleyicilerinin dengesindeki değişimle ilgilidir. Yaprak dökülmesi, IAA miktarının azalması, absisik asit miktarının artması ve etilen düzeyindeki değişimle ilişkili olmaktadır.

Konukçu çeşidi ve hastalık etmenlerinin ırkları arasındaki interaksiyon göz önüne alarak Van der Plank dayanıklılığı tarlada görünüşüne göre ikiye ayırmıştır.
• Vertikal Dayanıklılık (Irka Spesifik Dayanıklılık): Bir konukçu çeşidinin, patojenin belli ırklarına karşı dayanıklı olmasıdır.
• Horizontal Dayanıklılık (Irka Spesifik Olmayan Dayanıklılık): Bir patojen türünün tüm ırklarına veya tüm üyelerine karşı konukçu bitki çeşidinin dayanıklı olmasıdır. Burada daha genel bir dayanıklılık söz konusudur.

Bitkilerde patojenlere karşı engelleyici görev yüklenen bazı birleşikler, bitkiler tarafından dışarıya salgılandığında hastalık etmenlerinin gelişmesini önlemektedirler. Bitkide doğal olarak bulunan bu kimyasalları 6 grupta toplayabiliriz; saponinler, siyanogenik glikositler, glukosinolatlar, doymamış laktonlar, fenol ve kinonlar, proteinler.

Bitkide doğal olarak bulunan yapısal faktörler ve patojeni engelleme şekilleri;
• Kütiküla tabakasının kalın olması direk penetrasyon yapan patojenler için bir engel teşkil etmektedir.
• Epidermis hücrelerinin dış duvar kalınlığı ve sağlamlığı da yine direk giriş yapan patojenlerin girişini zorlaştırır.
• Yaprak veya meyve yüzeyinin mum tabakası ile kaplı olması patojen sporlarının çimlenmesi için her zaman uygun ortamı yaratan suyun yaprak yüzeyinde tutunmasını engeller dolayısıyla burada patojen sporlarının birikimi ve çimlenmesi engellenir.
• Yaprakta yoğun şekilde tüylerin bulunması da aynı şekilde işlev yapmaktadır.
• Hastalık etmenlerinin giriş kapılarından biri olan stomaların kapalı veya açık kalma süreleri ve stoma açıklıklarının büyüklüğü penetrasyonu etkilemektedir. Eğer hastalık etmenlerinin penetrasyonu için uygun olan saatlerde stomalar kapalı ise hastalık başlatılamaz. Stoma açıklığı küçük olduğu takdirde büyük sporlu funguslar veya büyük hücre yapısına sahip bakteriler giriş yapamazlar.

Hücre duvarında meydana gelen değişimleri 3 alt başlıkta toplayabiliriz; lignifikasyon, hidroksiprolince zengin glikoprotein sentezi, papilla oluşumu.

Histolojik savunma yapıları; mantar tabakası oluşumu, ayırma tabakası oluşumu, zamk birikmesi, tylose oluşumudur.