Bitki Patojenik Mantarların Özellikleri
Mehtap SADAK - Cordoba Üniversitesi, Araştırmacı, Kilis 7 Aralık Üniversitesi Yüksek Lisans Öğrencisi.
Mantarlar, (Latince: fungus: mantar, fungi: mantarlar) genellikle lifli, dallı, spor oluşturan ökaryotik organizmalardır. Mantarlar iskelet bileşeni olarak kitin ve glukan içeren ancak selüloz içermeyen hücre duvarlarına sahiptir. Bunlar bir polisakkarit ve glikoprotein matrisine gömülüdür. Oomycota, oomisetler olarak adlandırılan bir grup mantar benzeri organizma gerçek mantarlar olarak kabul edilir. Bir kaç kitin içeren istisnası hariç oomisetlerin büyük çoğunluğunda glukanlar ve az miktarda selülozdan oluşan, ancak kitin içermeyen hücre duvarları bulunur. Oomycota Mantarlar yerine Chromista krallığının üyeleridir. Bitkilerde hastalığa neden olmaları gibi diğer birçok benzerlikleri nedeniyle mantar olarak muamele görmeye devam etmektedir.
Bilinen 100.000'den fazla mantar türünün çoğu saprofitiktir yani besinlerini cansız materyallerden ve basit organiklerden temin ederler. Bunların bazıları insanlarda çoğu hayvanlarda, bununla birlikte, 10.000'den fazla mantar türü bitkilerde hastalığa neden olabilir. Mantarlar tek tür saldırı şekline sahiptir fakat parazitler farklı saldırı şekli olabilir. Zorunlu parazitler olarak bilinen türler sadece yaşamları boyunca konakçı bitkileri ile birlikte kalarak büyüyebilir ve çoğalabilirler. Zorunlu olmayan parazit türleri ise yaşam döngülerinin bir kısmı için konakçı bitkiye ihtiyaç duyarlar ancak ölü organik madde üzerinde döngülerini tamamlayabilirler.
Morfoloji
Mantarların çoğunda miselyum adı verilen lifli vejetatif bir vücut bulunur ve bunlar her yöne doğru uzanır. Miselyumun ayrı dallarına hif denir. Yaklaşık olarak 2 ile 10 mikrometra çapındadır bazı mantarlarda 100 mikrometreden daha kalın olabilir. Miselyum uzunlukları mantarlarda mikrometre ve metre uzunluğu olarak değişkenlik gösterir. Miselyum hücre başına bir veya iki çekirdek içeren hücreden oluşurken bazılarında çapraz duvarlar (septa) ile bölünebilen veya bölünmeyen birçok çekirdek içerir. Hifanın uçlarında miselyum büyümesi gerçekleşir bazı mantarlar gerçek miselyumlardan yoksundur bunun yerine oldukça farklı ve sürekli değişen çaplı bir iplik sistemi oluşan rizomyceliumları vardır.Önceden ilkel mantarlar olarak düşünülen bazı mikroorganizmalar (miksomikota, plazmodiofromycetes) şimdi miselyum yerine Protozoalara ait olduğu düşünülen çok çekirdekli bir vücut üretirler.
Üreme
Mantarlar sporlar şeklinde ürerler. Sporlar bir veya birkaç hücreden oluşan üreme organlarıdır. Eşeyli veya eşeysiz olarak oluşturulabilir. Bazı mantarlar sparangium adı verilen bir kese içerisinde eşeysiz spor üretebilir. Bu sporların bazıları kamçı ile yüzebilir ve zoosporlar olarak adlandırılır. Diğer mantarlar, özel hiflerden spor üretebilirler. Eşeyli üreme çoğu mantar grubunda görülür. Zygomycetes'te, benzer büyüklükte iki hücre (gamet) birleşir ve zygospor adı verilen zigot üretir. Chytridiomycetes'te eşit veya eşit olmayan boyutta kaynaşmış hareketli gametler mayoz için birleşir. Bazı mantarlar da gamet üretilmez uyumlu miselyumlar birleşir.
Bitki patojeni mantarlar da (Ascomycetes, Basidiomycetes) eşeyli ve eşeysiz üremenin her ikisine sahip komplek yaşam döngüleri vardır (Şekil 1). Farklı enfekte, vejetatif ve üreme yapılarının oluşumunu içerir. Bitki mantar etkileşimi birlikte bulunup tanımlanmasına bağlıdır. Bu etkileşim mantarlarda bulunan hastalığa neden olma yeteneğine(virülans) ve bitki patojeni etkisine dayanır. Bitkide ise pasif, önceden oluşmuş indükleyici mekanizmalarna bağlıdır. Mantarların moleküler ve fungal mekanizmaları onların patojenitesine, virülansına hücre duvar yapısındaki proteinlere ve toksin sentezindeki enzimlere dayanmaktadır. Kompleks yaşam döngüsüne sahip patojenik bir mantar besin maddesini sağlamak için bitkiye bir dizi hücre dışı protein ve metobolitler salgılayarak konağı istila edebilirler.
Ekoloji
Bitki patojenik mantarlar yaşamlarınının bir kısmını ev sahibi bitkilerde bir kısmını toprakda veya topraktaki bitki kalıntılarında geçirirler. Bazı mantarlar biotroftur (Blumeria graminis) tüm yaşamlarını konakçıya harcarlar ve sadece sporlar, tekrar büyüyüp çoğaldıkları yeni bir konakçıya taşınana kadar inaktif oldukları yerde toprağa inebilirler. Diğerleri hemibiyotraflardır (Colletotrıchum destructivum) doğada yaşam döngülerini tamamlamak için yaşamların bir kısmı parazitler olarak ve aynı konağın ölü dokularında yer alan saprofitler olarak geçirirler. İster canlı ister ölü olsun konakçı doku ile sürekli ilişkilidir ve doğada başka herhangi bir organik madde üzerinde gelişmez. Fakültatif saprofitler; konaklarında parazit olarak büyürler ancak ölümünden sonra konakçının ölü dokularında yaşamaya büyümeye ve çoğalmaya devam ederler veya diğer bitkilere de geçebilirler. Bunlar genelde toprak patojenidir ve konağı yokken de uzun yıllar toprak da hayatta kalabilirler. Son olarak da bazı mantarlar fakültatif parazitlerdir bunlar toprakta saprofit olarak uzun yıllar yaşayabilir ancak doğru şekilde bitki ile temasa geçerse parazit yapma ve bitkide hastalığa sebep olma özelliğine sahiptir.
Parazit faz sırasında mantarlar bitki hücre ve dokularında çeşitli pozisyonlara bürünür. Mantarlar bitki üzerinde büyür ancak beslenme organlarını (haustoria) bitkinin epidermal hücrelerine gönderir. Mantar Venturia; kütikül ve epidermal hücreler arasında büyür. Fusarium mantarlar; enfekte olmuş bitkilerin ksilem damarlarının içinde büyürler. Endofitik mantarlar; çoğunlukla semptomsuz bitkilerde büyür, çeşitli bitki organlarında hücreler arası olarak bulunur. Zorunlu parazitler; sadece canlı hücrelerle ilişkili olarak büyüyebilir ölü hücrelerle beslenmezler. Bazı düzensiz parazitlerin miselyumları canlı bitki hücresi ile temas etmez çünkü enzimleri veya toksinleri miselyumlardan önce bitki hücresini öldürür.
Miselyumların konakçı dokularına bakılmaksızın, mantar üreme organlarının (sporlar) hızlı ve verimli yayılımı için konağın yüzeyinde veya yakınında üreyebilir. Bitki patojen mantarlarının hayat da kalması sıcaklık, nem ve ortamda ki suyun varlığına bağlıdır. Serbest miselyum sadece belirli bir sıcaklık aralığında (-5 ile 45 °C) konakçı içinde ve dışında nemli yüzey ile temas halin de hayat da kalır. Bunun yanı sıra çoğu spor türü daha geniş sıcaklık ve nem de daha geniş aralıklara dayanabilir, mantarı düşük kış sıcaklığına ve kuru yaz aylarına taşıyabilir.
Yayılma
Mantarlar spor şeklinde yayılır. Zoosporlar kendi başlarına hareket edebilen tek mantar yapılarıdır. Bitki patojenik mantarlarının büyük çoğunluğu, bitkilerden bitkiye ve aynı bitkinin rüzgar, su, kuşlar, böcekler, diğer hayvanlar ve insanlar gibi ajanların hiflerin büyüme veya dağılımı üzerindeki etkisi ile farklı yayılmalarına bağlıdır.
Mantar Patojenlerin Önemi
Mantar patojenleri bitkiler üzerinde göz ardı edilemeyecek öneme sahiptir. Çiçek, meyve ve baklagillere verdiği zararla tarım da ciddi ürün kaybına neden olur. Patojenik döngü ve virulans faktörlerinin bilinmesi bitki koruma stratejileri, dirençli bitki gelişimi, genetik mühendisliği ve mantar ilaçları gibi birçok alan için önemlidir. Mantar patojenleri ve bitkilerle etkileşimleri üzerine yapılan çalışmalar hücre biyolojisi, genetik ve biyokimya çalışmalarının yanı sıra modern, yüksek verimli teknolojier, proteomiks ve spesifik alanlar ile ilerlemektedir. Araştırmacılar kompleks yaşam döngüsüne sahip patojen mantarlarda iyi bir mantar proteomu oluşturmayı amaçlamaktadır.
Kaynakçalar
1.Gonzalez-Fernandez, R., & Jorrin-Novo, J. V. (2012). Contribution of proteomics to the study of plant pathogenic fungi. Journal of proteome research, 11(1), 3-16. 2.González-Fernández, R., Prats, E., & Jorrín-Novo, J. V. (2010). Proteomics of plant pathogenic fungi. BioMed Research International, 2010. 3.Agrıos,G.(1936).Plant Pathology.Plant diseases caused by fungi (pp 386-390). Departman of Plant Pathology University of Florida