*TÜRKÇE BAHÇE BİTKİLERİNDE ABİYOTİK STRES FAKTÖRLERİNE KARŞI MİKROORGANİZMALARIN KULLANIM İMKANLARI VE GELECEK PERSPEKTİFİ

Özet

Küresel iklim değişikliği, son yıllarda tarımsal üretim sistemleri üzerinde giderek artan baskılar oluşturmakta; özellikle çevresel koşullara yüksek duyarlılık gösteren bahçe bitkileri üretiminde önemli verim ve kalite kayıplarına sebep olmaktadır. Artan sıcaklık dalgalanmaları, düzensiz yağış rejimleri, kuraklık, tuzluluk, su baskını ve ağır metal birikimi gibi iklimsel kaynaklı abiyotik stres faktörleri; bitkilerde hücresel homeostazın bozulmasına, fotosentetik aktivitenin azalmasına, oksidatif stresin artmasına ve metabolik süreçlerin sekteye uğramasına yol açmaktadır. Bu durum, sürdürülebilir üretim modellerinin geliştirilmesini zorunlu hale getirmiş; çevre dostu biyolojik yaklaşımlar arasında yer alan faydalı mikroorganizmalar, stres yönetiminde önemli bir araştırma alanı olarak öne çıkmıştır. Bu derleme makalede, bahçe bitkilerinde abiyotik stres faktörlerine karşı mikroorganizmaların kullanım imkânları ve geleceğe yönelik potansiyeli kapsamlı biçimde değerlendirilmiştir.

Makalenin ilk bölümünde küresel iklim değişikliğinin bahçe bitkileri üretim sistemleri üzerindeki etkileri ile abiyotik streslerin bitki fizyolojisinde meydana getirdiği morfolojik, biyokimyasal ve moleküler bozulmalar ele alınmıştır. Sonrasında kuraklık ve su baskınına bağlı su stresi, tuzluluk ve ozmotik stres, yüksek ve düşük sıcaklık kaynaklı termal stresler ile ağır metal toksisitesi ve besin elementi dengesizlikleri gibi temel abiyotik stres faktörleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Değerlendirme çalışmasında ayrıca bitki gelişimini teşvik eden rizobakteriler (PGPR), arbusküler mikorizal funguslar (AMF), endofitik mikroorganizmalar ve Trichoderma türleri gibi farklı mikrobiyal grupların stres toleransındaki işlevleri değerlendirilmiştir. Derlemede, mikroorganizmalar aracılığıyla indüklenen tolerans mekanizmaları; kök mimarisinin iyileştirilmesi, stoma regülasyonu, su kullanım etkinliğinin artırılması ve mineral besin alımının desteklenmesi gibi morfolojik ve fizyolojik adaptasyonlar çerçevesinde ele alınmıştır. Bunun yanında prolin, glisin betain ve çözünür şekerler gibi ozmolitlerin akümülasyonu, antioksidan savunma sistemlerinin aktivasyonu ve lipid peroksidasyonunun azaltılması gibi biyokimyasal değişimlerin stres toleransına katkıları değerlendirilmiştir. Özellikle ACC deaminaz aktivitesi aracılığıyla stres kaynaklı etilen düzeylerinin azaltılması, ABA ve oksin sinyalizasyonunun düzenlenmesi ile HSP, ERF, WRKY ve DREB gibi stres yanıt genlerinin ekspresyonundaki değişimler moleküler düzeyde açıklanmıştır.

Makalenin uygulama odaklı bölümünde sebze yetiştiriciliği, meyve türleri, bağcılık ve süs bitkilerinde gerçekleştirilen mikrobiyal uygulama örnekleri incelenmiş; bu uygulamaların verim, kalite ve stres toleransı üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Ayrıca son yıllarda önem kazanan çoklu suş içeren mikrobiyal konsorsiyumlar, metagenomik ve transkriptomik temelli omics teknolojileri, nano-formülasyon sistemleri ve “designer microbiota” yaklaşımları güncel literatür çerçevesinde tartışılmıştır. Bununla birlikte laboratuvar sonuçlarının saha koşullarında tekrarlanabilirliği, çevresel faktörlerin mikrobiyal kolonizasyon üzerindeki etkileri, formulasyon stabilitesi ve biyolojik preparatların tescil süreçlerine ilişkin sorunlar mevcut sınırlamalar kapsamında ele alınmıştır.

Sonuç olarak faydalı mikroorganizmaların, iklim değişikliği koşullarında bahçe bitkilerinde abiyotik stres yönetimine yönelik sürdürülebilir ve yenilikçi biyolojik araçlar sunduğu; gelecekte mikrobiyom mühendisliği, yapay zekâ destekli veri analizleri ve bölgeye özgü mikrobiyal konsorsiyumların geliştirilmesiyle bu alandaki uygulamaların daha etkin hale geleceği öngörülmektedir.