Kuraklığa ve Sele Karşı Yanıtlar

Su bitkilerin yaşam döngüsünde önemli bir rol oynar. Ancak, yetersiz veya aşırı su zararlı olabilir ve bitkiler için ciddi bir tehdit oluşturmaktadır.

Normal şartlar altında, bitki tarafından alınan su transpirasyon denilen bir süreç içinde yaprak ve diğer parçalardan buharlaşır. Kuraklık stresi zamanlarında, transpirasyon ile buharlaşan su topraktan emilen suyu çok aşar ve bitkilerin solmasını sağlar. Kuraklık stresine genel bitki tepkisi, stomaları kapalı tutan ve terlemeyi azaltan hormon olan absisik asidin sentezidir. Ek olarak, bitkiler yaprakları dökerek aşırı su yetersizliğine cevap verebilir. Bununla birlikte, bu yöntem fotosentezi azaltır ve sonuç olarak bitki büyümesini engeller.

Mikroplar tarafından bitkilerde kuraklık stresinin azaltılması

Kuraklık stresi, kurak ve yarı kurak bölgelerdeki bitkilerin büyümesini ve verimliliğini sınırlar. Bununla birlikte, bitkilerin yakınında bulunan bazı mikroplar, kuraklık koşullarında bitki savunması ile ilgili değişikliklere neden olan fiziksel ve kimyasal sinyalleri serbest bırakabilir. Örneğin, toprak bakterisi Paenibacillus polymyx'in Arabidopsis'te kuraklık toleransına neden olduğu bildirilmektedir. Bu bakterilerin en önemli etkisi, su stresi altında baklagillerin büyümesinde gözlenmiştir. Baklagiller, azot fiksasyonu için toprak rhizobiumuna bağımlıdır, ancak rhizobia, kuraklık stresine karşı son derece hassastır ve bu da çok düşük azot fiksasyonuna neden olur. Bununla birlikte, P. polymyx ile karıştırılmış toprak, rhizobium tarafından azot fiksasyonunun artmasına ve fasulye bitkisinin büyümesinin artmasına neden olmuştur.

Fazla su, bitkiler için su eksikliği kadar zararlıdır. Çok fazla su, topraktaki hava boşluklarını azaltarak bitkileri boğabilir, böylece hücresel solunum için gerekli oksijeni kısıtlayabilir. Bazı odunsu bitki türleri, kök tabanındaki dokuların şişmesi olarak ortaya çıkan hipertrofik büyüme geliştirerek sel koşullarına tepki verir. Bu hipertrofik büyüme, anaerobik metabolizmadan oluşan toksik bileşiklerin (karbondioksit, metan ve etanol) potansiyel havalandırmasının yanı sıra oksijenin aşağı doğru difüzyonuna yardımcı olabilir. Sel stresine karşı diğer adaptif tepkiler arasında adventif köklerin oluşumu, aerenchyma hücreleri adı verilen özel hücreler aracılığıyla kök gözenekliliğinde artış ve oksijen kaybını önlemek için suberize bir ekzodermis bulunur.