β-1,3-Glukanaz ve Kitosanaz, bitkilerde hücresel savunma ve patojenle mücadele süreçlerinde görev alan önemli hidrolaz enzimleridir.
Bu iki enzim, özellikle bağ (Vitis vinifera) bitkisinde fungal enfeksiyonlara (özellikle Botrytis, Erysiphe, Plasmopara) karşı bitki savunma sisteminin (PR-proteinleri) bir parçası olarak çalışır.
Biyokimyasal Rolü
Enzim
Temel Reaksiyon
Rolü
Yerleşim
β-1,3-Glukanaz
Mantar hücre duvarındaki β-1,3-glukan bağlarını hidrolize eder
Hücre duvarını parçalayarak patojenleri inaktive eder
Apoplast, vakuol
Kitosanaz
Kitosan polimerini (deasetillenmiş kitin) düşük moleküllü oligomerik şekere hidrolize eder
Kitin içeren patojen hücre duvarlarını zayıflatır
Hücre dışı matriks, vakuol
Enzim sınıfı
Hidrolaz (EC 3.2.1.x)
pH Optimumu
4.5–6.5 (asit ortam)
Kofaktörler
Ca²⁺, Mg²⁺
Bağ (Vitis vinifera) Üzerindeki Önemi
Etki Alanı
β-1,3-Glukanaz / Kitosanaz’ın Rolü
Patojen Savunması (Fungal Enfeksiyonlar)
Botrytis cinerea, Plasmopara viticola ve Erysiphe necator’a karşı hücre duvarı yıkımı yoluyla direnç sağlar.
PR-Protein (Pathogenesis-Related) Aktivitesi
PR-2 (β-1,3-glukanaz) ve PR-4 (kitosanaz) sınıfına girer; bitkinin bağışıklık sistemini aktive eder.
Elicitor Uyarımı
Kitosan, jasmonat, salisilik asit gibi bileşiklerle indüklenir.
Yara ve Mekanik Hasar Tepkisi
Hücre duvarı tamiri sırasında patojen girişini engeller.
Olgunlaşma ve Depolama Süreci
Hasat sonrası mantar gelişimini engelleyerek meyve raf ömrünü uzatır.
Fenolojik Dönemlerde Aktivite
Dönem
Enzim Aktivitesi
Erken vejetatif dönem (00–19 BBCH)
Düşük; patojen teması sınırlıdır.
Çiçeklenme – meyve tutumu (40–59 BBCH)
Artış başlar; çiçek dokuları savunmaya hazırlanır.
Meyve gelişimi (60–79 BBCH)
Orta düzey; fungal spor baskısına karşı aktif hale gelir.
Olgunlaşma (80–89 BBCH)
En yüksek düzey; Botrytis gibi depolama patojenlerine karşı savunma maksimumdur.
Hasat sonrası (90–99 BBCH)
Yüksek; kitosanaz ve glukanaz meyve yüzeyinde koruyucu etki gösterir.
Bağcılıkta Uygulama ve İzleme
β-1,3-glukanaz ve kitosanaz aktivitesi, bağda biyotik stres izleme parametresi olarak kullanılabilir.
Kitosan bazlı ürünler (elicitor veya biyostimülan) bu enzimlerin aktivasyonunu artırarak fungal enfeksiyonlara karşı doğal bağışıklığı güçlendirir.
Salisilik asit, jasmonat ve Ca²⁺ uygulamaları, PR-proteinlerinin (özellikle glukanaz ve kitosanaz) ekspresyonunu artırır.
Soğuk depolama ve biyofilm uygulamalarında, bu enzimlerin aktivitesi ürün dayanımını uzatır.
