Mikoriza Mantarları ve Tarımsal Açıdan Önemi

Kelime olarak Yunanca’da mantar-kök (mykes-rhiza) anlamına gelen mikoriza terimi (Palta ve ark., 2010), ilk olarak 1885 yılında A.B. Frank isimli bir Alman orman patoloğu tarafından mantar-ağaç ortaklığını tanımlamada kullanılmıştır. O tarihten sonra yeryüzünde çok sayıda bitkinin mantarlarla simbiyotik bir ortaklık oluşturdukları öğrenilmiştir. Herhangi bir cinse bağlı bitki türlerinin %95'inin karakteristik olarak mikoriza oluşturdukları tahmin edilmektedir. Dört yüz milyon yıl öncesine ait fosillerde dahi mikorizal yaşam arkeologlar tarafından tespit edilmiş ve günümüzde de popüler olarak dikkat çeken bu yaşam tarzı, eski çağlardan buyana bitki-mantar arasında devam etmiştir (Dura, 2010).

Doğadaki bitki türlerinin %95’ten fazlasının kök yapıları mikoriza mantarları ile simbiyotik bir yaşam içerisindedir (Daniels, 1981; Bagyaraj, 1991; Ortas, 1996; Ortas, 1997 ve Ortas ve ark., 1999). Bu simbiyotik yaşam gereği bitki mikorizaya enerji kaynağı olarak karbonlu bileşik olan karbonhidrat vermekte, buna karşılık mantar da bitkinin gereksinim duyduğu mineral besin elementleri ve su alımını sağlamaktadır (Smith ve Read, 1997). Konukçu bitki ile mikoriza arasındaki bu simbiyotik ilişki ekosistemdeki besin döngüsü yanında, bitki topluluklarının canlılığının devamını sağlamaktadır (Jeffries ve Dodd, 1991; Ortas, 1997). Bazı bitki türlerinin kök yapısının çok zayıf ve kalın köklü olması sonucu topraktan yeterli düzeyde yararlanamadıkları saptanmıştır. Dolayısıyla bu bitki kökleri toprakla yeterince teması sağlayamamakta ve mevcut absorbe edilmiş olan bitki besin elementlerini yeterli düzeyde alamamaktadırlar. Özellikle bu tür bitkiler için mikorizaların çok daha büyük bir önem taşıdığı düşünülmektedir.

 
Kök Yapılarına Etkileri Bakımından Mikorizalar

Mikoriza sporları yapı, bitkilerdeki infeksiyon şekilleri ve kök içindeki morfolojik ve fizyolojik yapıları itibariyle taksonomik yönden büyük farklılıklar göstermektedirler (Sieverding, 1991; Smith ve Read, 1997). Buna karşın kök yapısına etkileri bakımından Endo mikoriza ve Ekto mikoriza olmak üzere iki büyük gruba ayrılırlar.

Ekto-mikoriza daha çok yüksek yapılı orman ağaçlarının kök yapılarında bulunmakta olup, kök içindeki genel görünümü ve mikorizanın hifleri korteksteki hücreler arası boşlukları doldurması ve doldurulan ortamdaki "harting net" olarak adlandırılan hifler oluşturması ile bilinmektedirler (Harley and Smith, 1983). Kökün dış yüzeyinde oluşan hifler ise topraktaki besin elementlerinin alımını sağlamaktadırlar (Jeffries ve Dodd, 1991).

Endo-mikoriza ise ekto-mikorizanın aksine kortekste hem hücreler arası boşlukta hem de hücre içi boşluklarda oluşmaktadır (Sieverding,1991; Harley and Smith, 1983; Smith ve Read, 1997). Fungus kortekste geliştiği için ortamda lipidce zengin oval görünümlü yapılar oluşturulmaktadır ki bunlar "vesikül" olarak adlandırılır. Vesiküllerin dışarıdan alınan besin elementlerini depo ettiği ve ihtiyaca göre içeriye aktardığı tahmin edilmektedir (Bagyaraj ve Manjunath, 1981; Marschner, 1995). Ayrıca hücre içlerinde ağaçların kök yapılarındaki dallanmayı andıran yapılar oluşmaktadırki bu da "arbüskül" olarak adlandırılır (Marschner, 1995 ve Mossea, 1981). Mikorizanın arbüsküller sayesinde dışarıdan aldığı besin elementlerini bitki dokularına aktardığı düşünülmektedir. Endo-mikorizanın birçok türü olmasına rağmen en yaygın olanları vesiküler ve arbüsküler oluşturmalarından dolayı bu grup mikoriza artık arbüsküler mikoriza (AM) olarak bilinmektedir (Simpson ve Daft, 1990; Ortas ve ark., 1999; Korkmaz, 2005). Arbüskül oluşturan mikorizal mantar türlerinin hepsinin vesikül oluşturmamaları nedeniyle arbüsküler mikoriza deyimi daha çok kullanılmaktadır. Dünyadaki çoğu toprakların ve bitki topluluklarının arbüsküler türü mikoriza ile infekte olmaları sebebiyle günümüzde konu ile ilgili bilim adamları bu mikorizaları arbüskül mikoriza (AM) olarak adlandırmaktadırlar.

Mikoriza Ekolojisi ve Fizyolojisi

Genel olarak mikoriza sporları, birlikte simbiyotik olarak yaşadıkları bitkilerin isteklerine paralel istekler içerisinde bulunmaktadırlar. Mikoriza mantarlarının spor hifleri konukçu bitkinin kökleri ile birleşmesi sonucu infeksiyon gerçekleşmekte ve bunu takiben spor oluşumu meydana gelmektedir. Bitki türüne ve yoğunluğuna göre 1 kg toprakta 10-20 bin kadar spor bulunmaktadır. 

Mikoriza sporları yaşamlarını sürdürebilmesi için belirli kriterlerin uygun şartlar altında olması gerekmektedir. Örneğin yapılan birçok araştırmaya göre mikoriza sporlarının hayatta kalabilmeleri için optimum sıcaklığın 30°C olması gerektiği belirtilmiştir (Schenck ve Schroder, 1974).  Bunun dışında düşük ve yüksek sıcaklıklarda mikoriza sporlarının etkinliğinin azaldığı ifade edilirken mikoriza ile sıcaklık arasındaki ilişkinin bölgeler arasında farklılık gösterdiği de tespit edilmiştir (Bagyaraj, 1991).

Arbusküler mikoriza mantarları yalnızca bitki kökleri kullanılarak çoğaltılabilmektedirler. Bu amaçla saksı kültüründe elde edilen toprak, spor ve kökler inokülüm ortamı olarak kullanılabilmektedir. Buna karşın tarla toprakları çoğu zaman yeterli etkinlikte ve kalitede mikoriza sporları bulundurmamaktadırlar (Morton, 1988, Walker, 1992).

Mikoriza mantarları karbon kaynağını direkt olarak bitkinin fotosentez ürünlerinden aldıkları için, mikoriza oluşumu ve etkinliği tamamen fotosentez ve karbonhidratların kök bölgesine aktarılmasına bağlıdır. İyi bir kök kolonizasyonu için 12 saat veya daha fazla saatteki fotoperiyod miktarı büyük bir öneme sahiptir (Schenck ve Schroder, 1974). Ayrıca ışığın mikoriza üzerine olan etkisi bitki türlerinin fotosentezle olan ilişkisine bağlıdır (Tinker, 1975). Mikorizanın değişik topraklarda değişik bitkiler üzerindeki etkisi de farklı olmaktadır.

Mikorizanın gelişmesi toprak fiziksel özelliklerinden fazlası ile etkilendiğinden farklı toprak fiziksel özeliklerinde bitki gelişimi ve mikoriza etkisi de farklı olmaktadır. Yapılan araştırmalarda mikoriza sporlarının aşağı yukarı tüm toprak reaksiyonlarında çoğalabilmelerine rağmen pH 6-7 arasında maksimum spor gelişiminin olduğu görülmüştür (Siqueira ve ark., 1984).

Mikorizaların Faydaları

Mikoriza bitki köklerini diğer patojenik organizmalara karşı koruduğu gibi çevre faktörlerinin yarattığı ağır metal toksisitesi ve tuzluluk gibi streslere karşı da bitkiyi korumakta ve bitkinin direncini arttırmaktadır (Harley ve Smith, 1983). Ayrıca mikorizal infeksiyon kirletilmiş toprakların bitki bünyesi üzerindeki olumsuz etkilerini azaltabilmektedir (Mosse, 1981). Mikoriza bitki hastalık ve zararlarına karşı da bitkiyi hem iyi besleyerek korur hem de direkt rizosferde diğer organizmalarla mücadele ederek etkin duruma gelir (Dehne ve Schanbeck, 1979). Mikoriza bitkinin kuraklığa karşı dayanıklılığını da artırabilir, bu artış ya direkt hifler aracılığı ile veya mikorizanın bitki fizyolojisi ve morfolojisi üzerinde yaptığı değişikliklerden kaynaklanan kök büyümesi veya kılcal kök oluşumu ile ilgilidir (Davies ve ark., 1992). Çeşitli araştırmacılar bununla ilgili yaptıkları çalışmalar sonunda farklı bitkilerde farklı gelişme artışları olduğunu belirlemişlerdir.

Bu kapsamda doğal bitki kökleri ile simbiyotik ilişki kurarak çoğalabilen sporların çoğaltılması ve tarımda kulanım olanaklarının araştırılması büyük öneme sahiptir.
 
Kaynaklar:
  1. BAGYARAJ, D. J. AND MANJUNATH, A. 1981. Influence of soil inoculation with vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi and phosphate-dissolving bacterium (Bacillus circulans) on plant growth and 32p-uptake. Soil. Biol. Biochem. 13:105-108.
  2. BAGYARAJ, D. J. 1991. Ecology of vesicular-arbuscular mycorrhizae. In .Handbook of Applied Mycology, Soil and Plants, vol. 1, (Eds.) by D.K. Arora., B. R., K.G. Mukerji., and G. R. Knudsen. Marcel Dekker. USA.
  3. DANIELS, B. A. McCOOL, P. M. AND MENGE, J. A. 1981. Comparative inoculum potential of spores of six vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi. New Phytologist 89. 385-391.
  4. DAVIES, F. T. JR., POTTER, J. R., and LINDERMAN, R. G., 1992. Mycorrhiza and Repeated Drought Exposure Affect Drought Resistance and Exraradical Hyphae Development of Paper Plants Independent of Plant Size and Nutrient Content. J. Plant Physiol. 139, 289-294.
  5. DEHNE, H.W., und SCHANBECK, F., 1979. Untersuchungen zum Einfluss der endotrophen Mykorrhiza auf Pflanzenkrankheiten. II. Phenolstoffwechsel und Lignifizierung. Phytopathol. Z.95, 210-216.
  6. DURA, S., 2010. Mikoriza ve Bitki İlişkilerinn Tarıma Yansıması, Antalya, http://bit.ly/1PDeOut [Ziyaret Tarihi: 19 Ekim 2010].
  7. HARLEY, J. L., and SMITH., S. E., 1983. Mycorrhizal  symbiosis. Academic Press. London.
  8. JEFFRIES, P. and DOTT, J. C. 1991. The use of mycorrhizal inoculents in forestry and agriculture. IN: D. K. Arora et al. (Eds.) Handbook of Applied Mycology. Soil and and Plants. Vol. 1. Marcel Dekker. USA.
  9. KORKMAZ, A.A. 2005. Farklı konukçu bitki ve yetiştirme ortamlarının mikoriza üretimi ve kalitesi üzerine etkileri. Yüksek Lisans Tezi. Çukurova Ünv, Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Ana Bilim Dalı.
  10. MARSCHNER, H., 1995. Mineral Nutrition of High Plants. Second edition. Academic Press London.
  11. MORTON, J.B., 1988. Taxonomy of VA mycorrhizal fungi: classification, nomenclature, and identification. Mycotaxon 32, 267-324.
  12. MOSSE, B. 1981.Vesicular-Arbuscular Mycorrhiza Research For Tropical Agriculture. Research Bulletin. Hawaii Institute of Tropical Agriculture and Human Resources. 82p.
  13. ORTAS, I. 1996. The influence of use of different rates of mycorrhizal inoculum on root infection, plant growth, and phosphorus uptake.  Commun.Soil  Sci.Plant  Anal. 27(18-20):2935-2946.
  14. ORTAS, _. 1997. Mikoriza nedir?. TUB_TAK Dergisi. Subat 1997, Sayı 351. Ankara.
  15. ORTAS, _., ERGÜN, B., ORTAKÇI, D., ERCAN, S. ve KÖSE, Ö., 1999. Mikoriza Sporlarının Üretilmesi ve Tarımda Kullanım Olanaklarının _rdelenmesi. Doga Dergisi, sayı 4: 959-968.
  16. PALTA, Ş., DEMİR, S., ŞENGÖNÜL, K., KARA, Ö., ŞENSOY, H., 2010. Arbüsküler mikorizal funguslar (AMF), bitki ve toprakla ilişkileri, mera ıslahındaki önemleri, BOFD, 12(18): 87-98.
  17. SCHENCK, N. C., and SCHRODER, V. N., 1974. Temperature response of Endogone mycorrhiza on soybean roots. Mycologia,66: 600-6005.
  18. SIEVERDING, E. 1991. Vesicular-Arbusculer Mycorrhiza Management in Tropical Agro systems. Technical Co-operation- Federal Republic of Germany SIMPSON, D. AND DAFT. M. J. 1990. Spore production and mycorrhizal development in various tropical crop hosts indicted with Glomus clarum. Plant  and  Soil. 121. 171-178
  19. SIQUEIRA, J. O., HUBBELL, D.H., and MAHMUD, A. W., 1984. Effect of Liming on Spore Germination and Germ tube Growth and Root Colonization by Vesiculer- Arbuscular Mycorrhizal Fungi. Plant and Soil. 76, 115-124.
  20. SMITH, E.S., and READ J.D., 1997. Mycorrhizal Symbiosis. (Ed ) by A. D. Robson. Kluwer Academic Publishers. London.
  21. TINKER, P. B., 1975. The chemistry of phosphorous and effects on plant growth in Endomycorrhizas (Eds. Sanders, F.C., Mosse, B. and Tinker, P.B.). Academic Press, London.
  22. WALKER, C. 1992. Systematics and taxonomy of the arbuscular endomycorrhizal fungi (Glomales).
Görseller:
Yazara aittir.

YORUMLAR

Bu sayfalarda yer alan okur yorumları kişilerin kendi görüşleridir. Yazılanlardan apelasyon.com sorumlu tutulamaz.

Ali Naci Ülkü - 13.11.2018 22:14
Teşekkürler.
Sibel Akbaş - 01.04.2016 01:42
Abim çok açıklayıcı bir yazı olmuş. Devamını dilerim. :)