Temel mikro-besin elementi demir (Fe) bitkide önemli rolleri bulunan birçok metalloproteinin aktif bölgesinde kofaktör olarak yer alır. Öte yandan aşırı reaktif olduğundan, hücre içerisinde fazla birikimi reaktif oksijen türlerinin üretimini tetikleyerek hücre ölümlerine neden olur. Dolayısıyla hücre içerisindeki demir homeostazı bitki gelişimi için çok önemlidir. Bitkiler demiri kök içerisine aldıktan sonra hücre içi kompartmanlara dağıtımını yaparlar. Hücre içi demir taşınımı ve dolayısıyla hücresel demir homeostazı farklı membran protein ailelerinin senkronize kontrolü sayesinde yürütülmektedir. Bu membran proteinlerinin demir eksikliği altında ifade seviyelerinin arttığı keşfedilmiştir. Bu taşıyıcıların görev ve regülasyonlarının irdelenmesi bitkilerdeki demir alım ve dağıtım mekanizmalarının anlaşılması açısından çok önemlidir. Bu yüzden bu derlemede hücre içerisine alınan demirin organellere dağıtımından sorumlu taşıyıcılar ile bu taşıyıcılar hakkındaki güncel gelişmelerden bahsedilmektedir.

Demir, toprakta en çok bulunan elementlerden bir tanesi olmasına karşın çözünürlüğü alkali topraklarda düşüktür. Dolayısıyla bu tür topraklarda yetişen bitkiler sürekli demir eksikliği stresine maruz kalırlar. Dünyadaki tarım arazilerin üçte biri bu tür topraklardan oluştuğundan dolayı tedavi edilemeyen demir eksikliği tarımsal üretimi kısıtlar. Bitkilerde gözlenen demir eksikliğinin tedavisinde farklı demir gübreleri kullanılmaktadır. Ancak, bu gübrelerin kullanımı üretim maliyetlerini artırmaktadır. Maliyetlerin azaltılabilmesi için bitkilerin toprakta bulunan demiri en etkin biçimde kullanabilmeleri gerekir. Bunun için de ilk olarak bitkilerin topraktaki demiri nasıl kök içerisine aldıklarının incelenmesi gerekmektedir. Son otuz yılda yapılan çalışmalarda farklı bitki gruplarının 3 farklı demir alım mekanizması kullandıkları keşfedilmiştir. Bu derlemenin amacı, demirin kök içerisine alımından sorumlu taşıyıcılar ile bu taşıyıcılar hakkındaki güncel gelişmelerden bahsetmektir.

Demir (Fe) noksanlığı dünyada bitkilerde ve insanlarda görülen önemli bir beslenme problemidir. Bu sorun aynı zamanda Türkiye’de de yaygın bir beslenme problemi olup ayçiçeği, önemli derecede verim ve kalite kayıplarına yol açan Fe noksanlığına duyarlı bir tür olarak bilinmektedir. Bu çalışmada farklı ayçiçeği genotiplerinin Fe noksanlığına karşı duyarlılığı test edilmiştir. Çalışmada, bitki materyali olarak, TR-6149-SA, TR-3080 ve 6480 genotipleri kullanılmıştır. Bitkiler, Fe’siz (0 µmol Fe) ve Fe (100 µmol Fe) içeren su kültürü yetiştirme ortamında test edilmiştir. Deneme sonunda bitkilerde simptom derecesi, SPAD değeri, klorofil konsantrasyonu, yeşil aksam kuru madde verimi, Fe-redüktaz enzim aktivitesi, yeşil aksam Fe konsantrasyonu ve büyüme ortamının pH değeri ölçülmüştür. Sonuçlar ayçiçeği bitkisinin Fe noksanlığını etkileyen en önemli faktörlerin Fe alımı ve Fe-redüktaz aktivitesi olduğunu göstermiştir. Çeşitlerin Fe noksanlığına karşı toleransta önemli rolü olan köklerin Fe redüktaz enzim aktivitesinin TR-3080 nolu genotipde Fe noksanlığı koşullarında diğer genotiplerden daha yüksek olduğu bulunmuştur. Sonuç olarak, uygulanan değişik Fe konsantrasyonlarına karşı genotiplerin tepkilerinin önemli derecede farklılık gösterdiği ve Fe noksanlığına karşı tolerant genotiplerin belirlenmesinde Fe redüktaz enzim aktivitesinin önemli rol oynayabileceği ortaya çıkmıştır.

Bitki gelişimini şekillendiren en önemli faktörlerden birisi topraktaki besin elementleridir. Bitki beslenmesi için mutlak gerekli besin elementlerinden olan demir (Fe) bitki büyümesi ve gelişiminde önemli bir yere sahiptir. Bu sebeple tarım topraklarında Fe konsantrasyonunun değişimi konusunda çok sayıda çalışma yapılmıştır. Oysa orman ağaçlarının yetiştiği topraklarda konu ile ilgili çalışma sayısı oldukça sınırlıdır. Bu çalışmada Fe’in farklı orman ağaçlarının doğal olarak yetiştiği topraklarda topraktaki ve bitki organlarındaki konsantrasyonlarının incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında karaçam, sarıçam, göknar ve kayın türlerinden yaprak, kabuk, odun, kozalak ve kök örnekleri ile her ağacın dibinden yüzey, orta ve derin topraklardan numuneler alınmıştır. Çalışma sonucunda Fe konsantrasyonlarının bitkilerde, topraktakinden çok daha düşük konsantrasyonlarda olduğu belirlenmiştir. Bitki organlarında elde edilen en yüksek Fe konsantrasyonu kayın köklerinde elde edilmiş olup 529,32 ppm’dir. Oysa topraklardaki Fe konsantrasyonunun 8253,91 ppm ile 16848,88 ppm arasında değiştiği belirlenmiştir.