Etilen, gaz formunda bulunan tek bitkisel hormon olup, özellikle meyve olgunlaşması, organ dökümü, senesens (yaşlanma) ve stres yanıtlarının yönetimi gibi süreçlerde aktif rol oynar. Klimakterik meyvelerde (örneğin elma, muz, domates) etilen üretimi olgunlaşma öncesinde ani bir artış göstererek fizyolojik değişimleri tetikler.
1.Biyosentezi ve Etkileşimleri
Etilen, metiyonin adlı amino asitten sentezlenir. Anahtar öncülleri S-adenosil metiyonin (SAM) ve ACC (1-aminosiklopropan-1-karboksilik asit)’tir. Bitkide yaralanma, kuraklık, aşırı tuz, soğuk, ışık değişimi, meyve hasadı sırasında mekanik hasar gibi faktörler etilen üretimini uyarır. Ayrıca oksin hormonu, etilen sentezini teşvik eden en önemli düzenleyicidir.
2.Bitkideki Fizyolojik Rolleri
Meyve Olgunlaşması: Etilen, nişastaların şekere dönüşümü, aroma bileşenlerinin sentezi, renk pigmentlerinin (antosiyanin, karotenoid) artışı ve hücre duvarı enzimlerinin aktivasyonu yoluyla meyveyi olgunlaştırır.
Yaprak ve Meyve Dökümü: Etilen, abscisyon (düşme) bölgelerinde hücre ayrışmasını teşvik eder. Özellikle sonbaharda yaprak dökümünde aktiftir.
Senesens (Yaşlanma): Hücre proteinlerinin yıkımı, pigment bozulmaları ve yaşlanma süreci etilen tarafından hızlandırılır.
Stres Tepkileri: Bitki yaralandığında, polifenol oksidaz (PPO) enzimi fenolik bileşikleri okside ederek esmerleşmeye neden olur. Bu oksidatif süreç, aynı zamanda reaktif oksijen türlerinin (ROS) birikimine yol açar. PPO enziminin baskılanması, oksidatif stresi azaltarak dolaylı olarak etilen üretimini de sınırlayabilir. Böylece meyvede erken olgunlaşma, renk bozulması ve dokusal yumuşama gibi kalite kayıpları yavaşlatılır. Bu durum, hem meyve kalitesini korur hem de raf ömrünü anlamlı şekilde uzatır. Öte yandan, bitki patojen saldırısı veya aşırı çevresel koşullara (sıcaklık, kuraklık, tuzluluk vb.) maruz kaldığında, etilen biyosentezi hızla artar ve savunma mekanizmaları aktive edilir.
Çimlenme ve Elongasyon: Bazı tohumlarda çimlenmeyi uyarır, özellikle toprağın direncine karşı sürgün gelişimini (triple response) düzenler.
3.Uygulama Alanları
Etilenin tarımsal üretimde ve özellikle hasat sonrası teknolojilerde çok geniş kullanım alanı vardır:
|
Uygulama Amacı
|
Ürün
|
Not
|
|
Olgunlaştırma
|
Ethephon (Ethrel)
|
Özellikle narenciye, elma ve domateste
|
|
Döküm Uyarımı
|
Etefon
|
Yaprak ve meyve dökümü kontrolü
|
|
Raf Ömrü Uzatma
|
1-MCP (SmartFresh, AbgSunn)
|
Etilen reseptörlerini bloke eder,
olgunlaşmayı geciktirir
|
|
Araştırma ve Test
|
ACC uygulamaları
|
Etilen sentez yolu çalışmaları
|
4.Eksiklik ve Fazlalık Belirtileri
Eksiklik:
Klimakterik meyvelerde olgunlaşma gecikir veya eksik kalır.
Aroma, tat ve renk oluşumu yetersiz olur.
Döküm mekanizması çalışmaz; hasat sorunları ortaya çıkar.
Fazlalık:
Aşırı meyve ve yaprak dökümü
Erken yaşlanma (senesens)
Olgunlaşmanın kontrol dışı ilerlemesi
Depolama sırasında kalite kaybı
5.Elma Tarımında Özel Önemi
Elmada etilen, olgunlaşmanın tetikleyici faktörüdür. Özellikle 1-MCP uygulamaları ile kontrollü atmosfer depolarında raf ömrü uzatılabilir.
Hasat zamanı yaklaşan elmalarda etilen düzeyleri hızla artar. Bu süreçte kontrollü etilen yönetimi kalite için kritiktir.
Kırmızı renk gelişimi ve aroma oluşumu etilenle paralel ilerler.
6.Etilen Oluşumunu veya Etkisini Engelleyen Ürünler
|
Ürün / Etken Madde
|
Kullanım Zamanı
|
Etki Mekanizması
|
Uygulama Notu
|
|
ReTain® (AVG)
|
Hasattan 3–4 hafta önce
|
ACC sentezini inhibe eder, etilen üretimini azaltır
|
Döküm gecikir, raf ömrü uzar
|
|
Harvista™ (1-MCP sıvı formu)
|
Hasattan 7–14 gün önce
|
Etilen reseptörlerine bağlanır, meyvede olgunlaşmayı
yavaşlatır.
|
Yapraktan uygulanır, erken olgunluğu bastırır.
|
|
Kalsiyum (CaCl₂, CaNO₃)
|
Hasattan 30–10 gün önce
|
Hücre duvarını güçlendirir, dolaylı olarak etileni
baskılar
|
Yaprak ve meyveden uygulanabilir
|
|
Sitokininler (BAP, Zeatin)
|
Hasattan 10–15 gün önce
|
Etilene karşı duyarlılığı azaltır
|
Meyve tutumu ve iriliği de desteklenir
|
7.Meyvede Etilen Oluşumunu Tetikleyen Başlıca Faktörlera.Fizyolojik Olgunluk
Etilen üretimi, meyvenin genetik olarak belirlenmiş olgunluk aşamasına geldiğinde artar.
Bu artış, “klimakterik yükseliş” olarak adlandırılır ve çoğunlukla solunum hızındaki ani artışla eşzamanlıdır.
Örnek: Elma, muz, domates, avokado.
b.Yaralanma ve Fiziksel Hasar
Hasat sırasında oluşan mekanik darbeler, hücre duvarı yıkımına yol açar.
Hücre içeriği oksijenle temas edince ROS (reaktif oksijen türleri) oluşur → bu da ACC sentaz ve ACC oksidaz enzimlerini uyararak etilen sentezini artırır.
c.Sıcaklık
Orta düzeyde sıcaklık (20–25 °C), enzim aktivitelerini artırarak etilen üretimini hızlandırabilir.
Çok düşük sıcaklıklar (soğuk şoklar) da stres kaynaklı etilen üretimini tetikleyebilir.
d.Mikrobiyal Enfeksiyonlar ve Fungal Etmenler
Alternaria, Botrytis, Penicillium gibi patojenlerin meyve yüzeyinde çoğalması, bitkinin savunma sistemini aktive eder.
Savunma tepkisi sırasında etilen üretimi artar (stres kaynaklı).
e.Hormonal Etkileşimler
Auksin (IAA) ve jasmonat, etilen üretimini indükleyebilir.
Özellikle yaralanma veya enfeksiyon sonrası jasmonik asit artışı, etilen biyosentez genlerini (ACS, ACO) aktif hale getirir.
f.Atmosferik Koşullar
Düşük oksijen / yüksek CO₂ atmosferleri (kontrollü atmosfer) → etilen sentezini baskılar.
Yüksek oksijenli ortamlar ise oksidatif stresle birlikte etilen üretimini artırabilir.
g.Prekursör Birikimi: ACC (1-Aminosiklopropan-1-karboksilik asit)
Bitkide ACC birikimi varsa, en küçük bir çevresel tetikleyiciyle (hasar, sıcaklık) ACC → etilen dönüşümü hızla başlar.
8.ACC Deaminaz Üreten Mikroorganizmalar
Bu gruptaki mikroorganizmalar, bitkilerde etilen öncülü olan ACC`yi (1-aminosiklopropan-1-karboksilik asit) parçalayan ACC deaminaz enzimi üretir. Böylece etilen sentezi azalır.
Örnek Türler:
- Pseudomonas putida
- Pseudomonas fluorescens
- Bacillus subtilis
- Azospirillum brasilense
- Enterobacter cloacae
- Rhizobium leguminosarum
- Burkholderia phytofirmans
9.Etilen Reseptörlerini Baskılayan Mikrobiyal Uçucu Organik Bileşikler (VOCs)
Bazı mikroorganizmalar uçucu bileşikler (örneğin: 2,3-butanediol, acetoin) salgılayarak etilen reseptörlerini inhibe edebilir ya da duyarlılığını azaltabilir.
Örnek Mikrobiyal Cinsler:
- Bacillus spp.
- Paenibacillus spp.
- Trichoderma spp. (özellikle dolaylı etkiyle stres azaltımı)
- Streptomyces spp.
10. Stres Azaltımı Yoluyla Dolaylı Etki Eden Mikroorganizmalar
Bazı PGPR’ler bitkideki stres seviyesini düşürerek etilen üretimini dolaylı olarak azaltır. Bunlar:
- Mycorrhizae (AMF): Bitkinin su ve besin alımını artırarak stres toleransı kazandırır.
- Plant Growth-Promoting Actinomycetes (PGPA): Strese bağlı sinyalleri modüle eder.
Sonuç
Etilen, doğal bir yaşlandırıcı olduğu kadar olgunlaştırıcı ve kalite belirleyici bir hormondur. Özellikle meyvecilikte, hasat ve depolama sürecinin yönetiminde stratejik öneme sahiptir. Kontrollü kullanımı kaliteyi artırırken, kontrolsüz üretimi ciddi kayıplara yol açabilir.
