Bitkilerde etilen üretimi, amino asitlerden biri olan metiyonin yoluyla başlar ve iki temel enzim aracılığıyla gerçekleşir:
ACC Sentaz (ACS): S-adenosil metiyonin (SAM)’i → ACC (1-aminosiklopropan-1-karboksilik asit)’e çevirir.
ACC Oksidaz (ACO): ACC’yi → etilen, CO₂ ve siyanür gibi son ürünlere dönüştürür.
Bu iki enzim, özellikle meyve olgunlaşması, yaprak ve meyve dökümü, senesens (yaşlanma) ve stres tepkileri sırasında oldukça aktiftir.
1.Biyosentezi ve Etkileşimleri
ACC Sentaz ve ACC Oksidaz genleri farklı sinyallerle regüle edilir. Genellikle:
ACC Sentaz → patojen, yaralanma, ışık, hormonlar (özellikle auxin) ile indüklenir.
ACC Oksidaz → olgunluk, etilen geri beslemesi, soğuk stres gibi faktörlerle aktive olur.
Bu iki enzim birlikte çalışarak etilenin üretimini ve zamanlamasını hassas biçimde kontrol eder.
Etilen üretimi, pozitif geri besleme ile ACS genlerini uyarabilir → "etilen patlaması" (climacteric burst) oluşur.
2.Bitkideki Fizyolojik Rolleri
Meyve Olgunlaşması: Etilen sentezi, dokuda nişasta-hidrokarbon dönüşümünü, renk değişimini ve aroma üretimini başlatır.
Abscisyon (döküm) süreci: Meyve ve yaprak döküm bölgelerinde etilen sentezini hızlandırarak hücre ayrışmasını başlatır.
Senesens (yaşlanma): Yüksek ACC oksidaz aktivitesiyle hücre yaşlanması hızlanır.
Savunma Mekanizması: Patojen saldırısında etilen senteziyle savunma genleri aktive edilir.
3.Uygulama Alanları
Etilen biyosentez araştırmaları: Bitki fizyolojisi ve genetik mühendisliğinde ACC yolakları izlenir.
Etilen baskılama teknolojileri (AVG, 1-MCP): Bu enzimleri hedef alarak meyve olgunluğu kontrol altına alınır.
Hasat zamanı optimizasyonu: ACC aktivitesi artışı, olgunluk göstergesi olarak kullanılabilir.
4.Eksiklik ve Fazlalık Belirtileri
Eksiklik:
Meyve olgunlaşmasında gecikme
Renk dönüşümünün yavaşlaması
Düşük aroma ve şeker seviyesi
Döküm sürecinde aksama → elle hasatta zorluk
Fazlalık:
Hızlı yumuşama, tat ve doku bozulması
Aşırı etilen → senesens hızlanır → raf ömrü azalır
Hasat sonrası kararma, kahverengileşme (PPO ile etkileşimli)
5.Elma Tarımında Özel Önemi
Elma, klimakterik bir meyve olduğu için olgunluk ve depolama sürecinde etilen kontrolü hayati önemdedir.
ACC Sentaz aktivitesi, hasattan yaklaşık 1–2 hafta önce hızla artar → bu da PPO ve pektinaz gibi olgunluk enzimlerini tetikler.
Granny Smith gibi geç olgunlaşan çeşitlerde bu enzimlerin geç aktivasyonu kaliteyi artırır.
Fuji, Gala gibi yumuşamaya hassas çeşitlerde ACS/ACO baskılanmazsa hızlı bozulma başlar.
1-MCP uygulamaları, ACC`nin etilen etkisini bloke eder → meyvede yumuşama gecikir, renk kontrol altına alınır.
6.ACC Sentaz / Oksidaz Aktivitesini Tetikleyen Faktörler
|
Faktör
|
Etki
|
|
Etilen
(geri besleme)
|
ACS/ACO
ekspresyonu artar, “etilen patlaması” başlar
|
|
Olgunluk
ilerlemesi
|
Enzim
seviyesi doğal olarak artar
|
|
Patojen,
yara, stres
|
ACS
aktivitesi hızla tetiklenir
|
|
Auxin
(oksin) artışı
|
Etkin ACC
üretimi sağlar
|
|
Yüksek
sıcaklık / düşük Ca
|
Hücresel
stres → etilen sentezine zemin hazırlar
|
7.ACC Aktivitesini Baskılayan Ürünler / Uygulamalar
|
Ürün / Uygulama
|
Etki Mekanizması
|
|
AVG
(ReTain®)
|
ACC
Sentaz’ı doğrudan inhibe eder
|
|
1-MCP
(SmartFresh®)
|
Etilen
reseptörlerini bloke eder → etki oluşmaz
|
|
Harvista™
(sıvı 1-MCP)
|
Etilene
erken engel, ACS/ACO aktivitesini azaltır
|
|
Kalsiyum +
bor takviyesi
|
Hücre
yapısı korunur → stres kaynaklı ACC artışı önlenir
|
|
Soğuk
hasat + hızlı soğutma
|
Metabolik
stres azalır → enzim aktivitesi yavaşlar
|
Sonuç
ACC Sentaz ve ACC Oksidaz, bitkideki etilen üretiminin kapı bekçileri gibidir. Bu iki enzim, meyve olgunlaşması, yumuşama ve renk dönüşümünde olduğu kadar senesens, stres toleransı ve raf ömründe de kritik rol oynar. Özellikle elma gibi pazarlama süreci uzun ürünlerde, bu enzimlerin kontrol altına alınması, hasat kalitesi ve depolama başarısı açısından vazgeçilmezdir.
