Bilgiustam
Türkiye'nin Bilgi Sitesi

Bitkilerde Vernalizasyon Süreci, İşleyişi ve Önemi

1 1.261

Vernalizasyon terimi, anlamı “ilkbahar” olan “vernus” adlı Latince bir kelimeden gelir. “Bahar gibi” yapmak demektir. Uzun süre soğuk kış veya benzeri koşullara maruz bırakılarak bitkinin çiçeklenme sürecinin başlatılmasıdır. Bitkilerin çiçek ve tohum üretebilmeleri için vernalizasyon adı verilen bir süreçten Bitkilerde Vernalizasyon Süreci, İşleyişi ve Önemigeçmeleri gerekir. Çiçek deyince akıllara hemen bahar mevsimi gelir. Bahar, bitkilerin daha fazla bitki yetiştirmek için tohumlara dönüşecek çiçekleri yetiştirdiği zamandır. İlkbahar geldiğinde, kış donları tehdidi ortadan kalktığında, bitkiler harekete geçer ve sürgünler oluşmaya, çiçekler açmaya başlar. Birçok bitki bunu her yıl yapar. Ancak bienal (iki yıllık) bitkiler olarak adlandırılan bazı bitkiler sadece iki yılda bir çiçek üretir. Bu bitkiler her yıl büyür fakat ilk yıl çiçek değil, sadece kök ve yaprak üretirler. Sonuç olarak, sadece iki yılda bir çiçek açarlar, böylece ilk büyümesi ile çiçeklenme aşaması arasında bir kış geçirirler.

Vernalizasyon Mekanizması

Vernalizasyon, isteğe bağlı ve zorunlu olmak üzere iki şekilde gerçekleşir. Vernalizasyon aşağıdaki adımları içerir:
Tohumların nemlendirilmesi: Önce tohumlar suya batırılır ve daha sonra işleme odasında 10-12 santigrat derecenin altında çimlenmelerine izin verilir.
Soğutma işlemi: Çimlendirilmiş tohumlar istenen süreye kadar düşük sıcaklığa (3-5 santigrat derece) maruz bırakılır.
Kurutma ve ekim: Tohumlar daha sonra kurutulur, yeterli su ve oksijen kaynağı olan bir alana ekilir.
Vernalizasyon mekanizmasını tanımlamak için iki ana hipotez vardır:

1-Fazik Gelişim Hipotezi
Bu hipoteze göre, bitkinin gelişiminde aşamaların organizasyonu vardır. Her aşama sıcaklık, ışık gibi çevresel faktörlerden etkilenir. Sırasıyla, iki ana aşaması vardır:
a-Termo aşama: Sıcaklığa bağlıdır. Hafif çimlendirilmiş tohumların oksijen ve nem varlığında 0-5 santigrat derece düşük bir sıcaklığa maruz kaldığı birincil aşamadır. Bu aşamada vejetatif aşama olarak bilinen gövde, yaprak, kök gibi yapılar gelişir. Tohum uyku halini kaybeder ve çimlenmeye başlar.
b-Foto aşama: Fidelerin doğru fotoperiyot veya 40 santigrat dereceye kadar yüksek sıcaklığa tabi tutulduğu ikincil aşamadır. Fidelerin çiçek ve meyve gibi üreme yapılarını oluşturduğu üreme aşamasını belirtir.

2-Hormonal Tutulum Hipotezi
Bu hipoteze göre vernalizasyon yönteminin iki olasılığı vardır.
Uzun gün bitkilerinde: Soğuk uygulama işlemi vernalin olarak adlandırılan bir çiçek hormonunun gelişimini teşvik eder. Uzun gün bitkilerinde çiçeklenme hormonu olan anthesin, vernalin hormonunu bitkilerde çiçeklenmeyi indükleyen büyüme düzenleyici bir hormon olan giberellik aside dönüştürür. Araştırmalar giberellin uygulanmasının bazı iki yıllık bitkilerde vernalizasyon için soğuk muamelenin yerini aldığını göstermiştir.
Kısa gün bitkilerinde: Bu tür bitkiler vernalini giberellik aside dönüştüren ve böylece çiçeklenmeyi indükleyen bir çiçeklenme hormonu olan anthesin’den yoksundurlar.

Epigenetik SusturmaBitkilerde Vernalizasyon Süreci, İşleyişi ve Önemi

Vernalizasyonun epigenetik bir mekanizma tarafından düzenlendiği düşünülmektedir. Bu mekanizma, kalıtsal olan ancak geri dönüşümsüz olan DNA dizisindeki genetik mutasyonlardan farklıdır. Araştırmalar sonucunda uzun kış soğuğuna maruz kaldıklarında bitkilerin bir “epigenetik susturma” süreci aracılığıyla çiçeklenmeyi baskılayıcı geni kapatabildikleri tespit edilmiştir. FLC (Flowering Locus) olarak bilinen bu gen, çiçeklenme için bir fren görevi görür ve ilkbaharda çiçeklenmeyi sağlamak için soğukta susturulur. Bu susturmanın çiçeklenme süresini aşamalı olarak hızlandırmak için kademeli olarak gerçekleştiği, ancak kış ilerledikçe artan oranda genin kapalı konuma gelmesiyle bireysel gen seviyesindeki bir değişikliği yansıttığı tespit edilmiştir. Laboratuvar deneylerinde vernalizasyon, 0 ila 15 °C arasında ayarlanmış büyüme odalarında sabit sıcaklıklarda gerçekleştirilmiştir. Ancak gerçek kış sıcaklıkları sabit değildir, gündüz ve gece boyunca dışarıdaki günlük dalgalanmalar genellikle mevsimsel ortalama sıcaklıklardaki farkı aşar. Bugüne kadar yapılan deneyler, bitkilerin değişken sıcaklık profillerinden güvenilir bir sinyal çıkarabildiğini göstermektedir. Farklı çalışmalardan vernalizasyonun soğuk kadar sıcak koşullardan ve önceden düşünülenden çok daha geniş bir sıcaklık aralığından etkilendiği bulunmuştur.

Vernalize Bitki Örnekleri

Vernalizasyon tepkisi kışların sert geçtiği ve büyüme mevsiminin nispeten kısa olduğu bölgelere adapte olan bitkilerde gelişmiştir. Bu adaptasyon bitkilerin doğru zamanda çiçek açmasını garanti eder. Sonbaharda çiçek açarlarsa, tohumlar kış başlamadan önce çimlenir veya çimlenip filizlenmek için yeterli zamanları olmaz ve yeni bitkiler ölür. Bu nedenle bu bitkiler sonbaharda çimlenir ve kış aylarında düşük sıcaklıklara maruz kalır. Daha sonra havalar ısındığında çiçek açarlar ve tohum gelişiminin uygun koşullarda gerçekleşmesini sağlarlar. Aslında bazı bitkiler soğuğa maruz kalmadıkça çiçek açmazlar.
Çiçeklenmeyi teşvik etmek veya tohum üretimini arttırmak için bitkiler (veya tohumlar) düşük sıcaklıklara yapay olarak maruz bırakılabilir. Vernalizasyon sürecinde, çiçeklenme, tamamen nemlendirilmiş bir tohuma veya büyüyen bir bitkiye sağlanan soğuk bir muamele ile kolaylaştırılır.
Vernalizasyon gerektirmesi nedeniyle, sarımsak sonbaharda, ağırlıklı olarak kış boyunca ekilir. Sıcaklık belirli bir süre için gerektiği kadar düşük olmaz ise sarımsaklarda yumru şekillenmez, kışlık buğdaylar çiçeklenmez ve sonraki mevsim dane tutmaz. Şeftaliler, elmalar birçok başka meyvenin ağaçları, iyi ürün vermek için her yıl kış ayında minimum soğuk süreye ihtiyaç duyar.
Vernalizasyon süreci gıda olarak kullanılan bitkilerde (buğday, arpa, çavdar vb.), iki yıllık bitkilerde (lahana, havuç, şeker pancarı vb.) ve çok yıllık bitkilerde (kasımpatı gibi) önemli ölçüde kullanılmaktadır. Bazı gıda bitkilerinin bir ilkbahar veya kış çeşidi vardır, bahar çeşidi ilkbaharda, kış çeşidi sonbaharda ekilir. Bu nedenle, çiçekler bu mevsimin sonuna doğru tane ya da tohum üretir. Bununla birlikte, kış çeşidi sonbaharda ekilir, kışın çimlenir, ilkbaharda büyür ve ertesi yaz hasat edilir. Tohumu kısmen çimlendirerek ve ardından ilkbahara kadar 0°C’ye kadar soğutarak, kışlık buğdayın aynı yıl ürün vermesine neden olmak mümkündür. Bienal (İki yıllık) bitkilerin çiçek açması iki yıl sürer. İlk yılda, bitki vejetatif büyümeye maruz kalıp gövde, yaprak ve kökler büyürken, ikinci yılda kış aylarında dormansiye girer, böylece çiçek ve meyve üretir ve sonunda bir sonraki yaz veya ilkbaharda ölür.
Lalelerdeki yanıt klasik vernalizasyon yanıtından biraz farklıdır. Soğuk, lalelerde çiçek gelişimini başlatmak yerine, çiçek sapının büyümesine izin verir. Sapın büyümesi, sıcak yaz günlerinde oluşan çiçek tomurcuğunu yerden yükseltir, böylece çiçek görülebilir.

Devernalizasyon

Sıcaklık, çimlenme, büyüme ve metabolik aktiviteler üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Vernalizasyon, fidenin kış aylarında düşük sıcaklığa tabi tutulmasıdır. Devernalizasyon, vernalize durumdaki tomurcukların veya tohumların daha yüksek sıcaklıklara (yaklaşık 40 santigrat derece) maruz bırakılmasının bir sonucu olarak vernalizasyon sürecinin tersine çevrilmesidir. Soğuk muameleyi hemen yüksek sıcaklık muamelesi takip etmemelidir.

Vernalizasyonu Etkileyen Faktörler

Vernalizasyonu etkileyen faktörler veya vernalizasyon gereksinimleri şunlardır:
Düşük sıcaklık: Vernalizasyon tekniğini kullanarak sağlıklı bitkiler yetiştirmek için genel bir süreç, öncelikle 0-10 santigrat derece arasında değişen düşük bir sıcaklık gerektirir. Bundan sonra, fidelerin 40 santigrat derece yüksek bir sıcaklığa maruz bırakılması gerekir. Soğutma işleminin sıcaklığı bitki türlerine bağlıdır.
Zaman periyodu: Vernalizasyon süresi de bitki türüne bağlıdır ve birkaç saat, gün, hafta hatta birkaç ay arasında değişebilir.
Aktif olarak bölünen hücreler: Vernalizasyon süreci, aktif bir embriyo içeren çimlenen tohumlarda gerçekleşir. Böylece kuru tohumlarda işlem gerçekleşmez. Aktif meristematik hücrelerle nemlendirilmiş tohumlar gerektirir. Metabolik olarak aktif apikal meristemler, çiçeklenmeyi başlatmak için sıcaklık algılama bölgeleridir. Genç yapraklar vernalizasyon ya da soğuklama sürecine daha duyarlıdır. Olgun gövdelerin veya tohumların embriyolarının sürgün ucu, düşük sıcaklık uyarısı alır. Sonuç olarak, bu sürecin uyarısı sadece sürgün uçları, kök ucu, gelişen yapraklar, embriyo uçları vb. gibi meristematik hücreler tarafından algılanır.
Su ve Oksijen: Uygun protoplazmik hidrasyon, fidenin bir uyaranı tanıması için bir ön koşuldur. Vernalizasyon, bitki hücrelerinin içindeki metabolik enerjiyi düzenleyen aerobik bir süreç olduğu için yeterli oksijene ihtiyaç duyar.
Bitkilerin yaşı ve vernalizasyon yeri de süreci etkiler.

Vernalizasyonun ÖnemiBitkilerde Vernalizasyon Süreci, İşleyişi ve Önemi

Aslında her bitkinin büyümeden önce soğutulması gereken belirli bir sayıda saate ihtiyacı vardır. Kışların çok soğuk olması ağaçlar için zararlı hatta zamanla öldürücü olabilir. Temel olarak, bitkiler kışın hayatta kalacaklarını ve bahar geri geldiğinde çoğalabileceklerini garanti altına alacak şekilde adapte olmuşlardır. Bitkilerin yaşamında önemli bir süreç olan vernalizasyon, bitkilerin olgunlaşması için yeterli zaman sağlar ve ayrıca büyüme mevsimi boyunca erken olgunlaşmayı önler. Vejetatif fazı azaltır ve üreme dönemini hızlandırır. Bienal (iki yıllık) bitkilerin tek yıllık bitkiler gibi davranmasını, erken çiçeklenmelerini ve erken meyve tutumunu sağlar. Vernalizasyon, genellikle normalde büyümedikleri bölgelerde büyümelerine izin vererek bitkileri daha uyumlu hale getirir. Sadece ılıman bitkilerin yetiştirilmesi için değil, aynı zamanda buğday, pirinç, darı gibi bazı tropik bitkiler için de geçerlidir. Vernalizasyon sayesinde Tritikale’nin (buğday ve çavdar melezi) tane kırışıklıkları ortadan kaldırılabilir. Bitkilerin verimini, soğuğa ve mantar hastalıklarına karşı direncini yükseltir, mahsulün iyileştirilmesine yardımcı olur.

Kaynakça:
https://byjus.com/neet/vernalization/
https://biologyreader.com/vernalization.html
https://theknowledgeburrow.com/what-is-the-process-of-vernalisation/
https://azbitki.com/meyve-agaclarinin-soguklama-ihtiyaci-ve-vernalizasyon

Yazar: Müşerref Özdaş

Bunları da beğenebilirsin
1 yorum
  1. Murat diyor

    Yazda geldi güzel bilgiler için teşekkürler

Cevap bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

...