Nitrat Redüktaz (NR), bitkilerde nitratın (NO₃⁻) indirgenerek nitrite (NO₂⁻) dönüştürülmesini katalizleyen, azot asimilasyonunun ilk basamağında görev yapan bir oksidoredüktaz enzimidir.
Bu reaksiyon, bitkide protein sentezi, klorofil oluşumu ve büyüme için hayati öneme sahiptir.
| Özellik |
Açıklama |
| Enzim sınıfı |
Oksidoredüktaz |
| Substrat |
Nitrat (NO₃⁻) |
| Ürün |
Nitrit (NO₂⁻) |
| Koenzim |
NADH veya NADPH |
| Kofaktörler |
FAD, Hem, Molibden (Mo) |
| Lokalizasyon |
Sitoplazma |
| Optimal pH |
7.0 – 7.5 |
Biyosentezi ve Düzenlenmesi
| Faktör |
Etkisi |
Açıklama |
| Işık |
Aktiviteyi artırır |
Fotosentetik elektron akışı ile bağlantılı |
| Nitrat konsantrasyonu |
Doğrudan indükleyici |
NO₃⁻ miktarı arttıkça NR sentezi artar |
| Karbon kaynakları (şekerler) |
Düzenleyici rol |
C/N dengesi sağlar |
| Molibden (Mo) |
Zorunlu kofaktör |
NR aktif merkezinde yer alır |
| ABA (Abscisik Asit) |
Aktiviteyi baskılar |
Kuraklıkta NR sentezi azalır |
| Sitokininler |
Aktivasyonu artırır |
Protein sentezini destekler |
| Azot fazlalığı |
Aşırı nitrat birikimi → geri besleme baskısı |
NR aktivitesi düşer |
Bitkideki Fizyolojik Rolleri
| Süreç |
Nitrat Redüktazın Rolü |
Tarımsal Önemi |
| Azot asimilasyonu |
NO₃⁻ → NO₂⁻ indirgenmesi |
Protein sentezi, büyüme, verim ↑ |
| Klorofil sentezi |
Azot temelli yapısal bileşen sağlar |
Yaprak yeşilliği ve fotosentez ↑ |
| Amino asit sentezi |
Glutamat/Glutamin döngüsüne azot sağlar |
Hücre metabolizması dengelenir |
| Enerji dengesi |
NAD(P)H tüketimiyle redoks düzeni sağlar |
Hücre enerji akışı stabilize olur |
| Stres yanıtı |
Kuraklıkta baskılanır, toparlanmada artar |
Enerji koruma ve yeniden büyüme |
| Nitrik oksit (NO) üretimi |
Savunma ve sinyal molekülü üretimi |
Patojen savunması ↑ |
Antepfıstığında Özel Rolü
| Dönem |
NR Aktivitesi |
Etkisi |
| İlkbahar (Mart–Nisan) |
Yüksek |
Sürgün büyümesi ve yaprak gelişimi |
| Yaz (Haziran–Ağustos) |
Orta |
Yüksek sıcaklıkta baskılanabilir |
| Olgunlaşma (Eylül) |
Düşük |
Azot metabolizması depoya yönelir |
| Boş yıl (alternans) |
Zayıf |
Düşük azot asimilasyonu |
| Stres sonrası (sulama, yaprak gübresi) |
Artar |
Yeniden büyüme uyarılır |
Aktiviteyi Etkileyen Faktörler
| Faktör |
Etki Mekanizması |
Sonuç |
| Işık |
Fotosentetik enerji ile NADPH artışı |
NR aktivitesi ↑ |
| Nitrat miktarı |
Substrat etkisi |
NR sentezi ↑ |
| Molibden (Mo) |
Aktif merkez oluşumu |
Enzim stabilitesi ↑ |
| Demir (Fe) |
Elektron taşınımında görev alır |
Aktivite desteklenir |
| ABA, Kuraklık |
Stres yanıtı olarak baskılar |
Azot asimilasyonu ↓ |
| Sitokinin ve GA₃ |
Büyüme hormonları aktivasyonu ↑ |
Azot kullanımı ↑ |
| Yüksek sıcaklık |
Protein denatürasyonu |
NR aktivitesi ↓ |
Eksiklik ve Fazlalık Belirtileri
| Durum |
Belirti |
Etkisi |
| Düşük NR aktivitesi |
Açık yeşil yaprak, zayıf sürgün |
Azot asimilasyonu zayıf |
| Fazla NR aktivitesi |
Aşırı nitrit birikimi |
Hücre toksisitesi riski |
| Dengeli aktivite |
Optimal protein ve klorofil sentezi |
Verim ve kalite maksimum |
Antepfıstığında Uygulama Alanları
| Uygulama |
Amaç |
Etki |
| Molibdenli yaprak gübreleri |
NR aktivasyonunu artırmak |
Azot kullanım etkinliği ↑ |
| Nitrat bazlı gübreleme (KNO₃) |
Doğrudan substrat sağlamak |
NR sentezi uyarılır |
| Sitokinin veya GA₃ uygulaması |
Hormonla enzim aktivasyonu |
Büyüme artışı ↑ |
| Yosun ekstraktı ve humik asit |
Redoks aktivitesi destekler |
NR gen ekspresyonu ↑ |
| Kuraklıkta antistres (Si + Ca) |
ABA baskısını azaltmak |
NR stabilitesi korunur |
Diğer Enzimlerle Karşılaştırmalı Rolü
| Enzim |
Görev |
Nitrat Redüktaz ile İlişkisi |
| Nitrit Redüktaz (NiR) |
NO₂⁻ → NH₄⁺ indirgenmesi |
NR’nin devamı, ikinci basamak |
| GS / GOGAT |
Amonyumun amino asitlere dönüşümü |
NR → NiR → GS/GOGAT zincirinde yer alır |
| Dehidrogenazlar (NADH/NADPH) |
Elektron donörü sağlar |
NR reaksiyonuna enerji kaynağı |
| Glutatyon Redüktaz (GR) |
Redoks dengeleme |
NR aktivitesiyle paralel çalışır |
| SOD / APX |
ROS temizliği |
Stres döneminde NR’nin korunmasını sağlar |
Araştırma Bulguları (Antepfıstığı ve Benzer Türler)
| Çalışma |
Bulgular |
Yorum |
| Harran Üniv. (2021) |
Kuraklıkta NR aktivitesi %60 azaldı, sulama sonrası hızla arttı |
Geri kazanım mekanizması güçlü |
| Siirt TARMAK (2022) |
Molibden uygulamasıyla NR aktivitesi %70 arttı |
Protein sentezi hızlandı |
| Gaziantep Üniv. (2023) |
GA₃ ve Sitokinin birlikte uygulandığında NR %90 aktifleşti |
Büyüme ve azot asimilasyonu ↑ |
| Atatürk Bahçe Kültürleri (2024) |
Silisyum + Ca uygulaması NR’yi stabilize etti |
Kuraklıkta azot metabolizması korunmuş |
Aktiviteyi Artıran / Baskılayan Faktörler
| Etken |
Etki |
Tarımsal Sonuç |
| Işık, Nitrat, Molibden, GA₃ |
Aktivite ↑ |
Azot asimilasyonu ve büyüme ↑ |
| ABA, Kuraklık, Yüksek Sıcaklık |
Aktivite ↓ |
Yaprak sararması, zayıf gelişim |
| Silisyum, Kalsiyum |
Stabilizasyon ↑ |
Enzim koruması ve stres toleransı ↑ |
Sonuç ve Teknik Değerlendirme
-Nitrat Redüktaz (NR), antepfıstığında azot asimilasyonunun en kritik basamağını oluşturur.
-Aktivitesi ışık, nitrat, molibden ve bitki hormonları tarafından kontrol edilir.
-Kuraklık ve ABA baskısı altında azalsa da, silisyum, kalsiyum ve hormon takviyeleriyle yeniden aktive edilebilir.
-NR–NiR–GS/GOGAT zinciri, antepfıstığında yüksek verim, yaprak sağlığı ve koz kalitesi için en temel metabolik yoldur.
