İletişimISSN:e-ISSN: 2822-4167
Yazar GirişiHakem GirişiYeni Üyelik
TürkçeEnglish
AnasayfaAmaç ve KapsamYazarlar için RehberMakale GönderSon SayıArşivİletişim

Herbisit Safener’leri: Kimyasal, Moleküler ve Biyoteknolojik Yaklaşımlar Üzerine Güncel Bir Değerlendirme

Esra Karaca

  • Esra Karaca: Meteoroloji Genel Müdürlüğü
  •  Yıl : 2025
  •  Cilt : 5
  •  Sayı : 2
  •  Sayfa : 70-83
Herbisit safenerleri, kültür bitkilerini hedef olmayan herbisit kaynaklı fitotoksisiteden korumak amacıyla kullanılan kimyasal veya biyolojik bileşiklerdir. İlk örneklerinin 1970’li yıllarda geliştirilmesiyle birlikte, herbisit seçiciliğinin artırılmasına yönelik önemli bir araç olarak tarımsal üretimde yerini almıştır. Başlangıçta sınırlı sayıda tahıl türünde kullanılan safenerler, günümüzde mısır, buğday, arpa ve pirinç gibi temel ürünlerin yanı sıra ayçiçeği, kolza, soya ve pamuk gibi yağlı tohum bitkilerinde de uygulanmaktadır. Safenerlerin temel işlevi, bitkilerde herbisitlerin metabolik detoksifikasyonunu hızlandırarak toksik etkilerin azaltılmasını ve ürün toleransının artırılmasını sağlamaktır. Bu derleme çalışmada safenerlerin tarihsel gelişimi, kimyasal sınıflandırılması, fizyolojik ve moleküler etki mekanizmaları ile mikrobiyal etkileşimleri literatür verileri ışığında ele alınmıştır. Mevcut çalışmalar, safenerlerin başta glutatyon S-transferaz (GST) ve sitokrom P450 (CYP) enzim sistemleri olmak üzere çeşitli detoksifikasyon yollarını aktive ederek oksidatif stres yanıtlarını düzenlediğini ortaya koymaktadır. Ayrıca transkriptomik ve RNA-seq temelli araştırmalar, safener uygulamalarının stres toleransı ve metabolik adaptasyonla ilişkili çok sayıda genin ekspresyonunu etkilediğini göstermektedir. Son yıllarda mikrobiyal kökenli bileşikler ve biyoteknolojik yaklaşımlar, sentetik safenerlere alternatif olabilecek yeni stratejiler olarak dikkat çekmektedir. Bununla birlikte safenerlerin toprak mikrobiyal toplulukları üzerindeki etkileri, çevresel kalıcılıkları ve olası kalıntı dinamikleri halen sınırlı sayıda çalışmayla değerlendirilmiştir. Bu durum, safener kullanımının ekosistem güvenliği ve sürdürülebilir tarım uygulamaları açısından daha bütüncül bir bakış açısıyla ele alınması gerekliliğini ortaya koymaktadır. Sonuç olarak safenerler, herbisit seçiciliğini artıran yardımcı bileşikler olmanın ötesinde, bitkilerin stres fizyolojisi ve detoksifikasyon süreçlerinin anlaşılmasında önemli bir araştırma alanı sunmaktadır.
Atıf yapmak için : Karaca, E. (2025). Herbisit Safener’leri: Kimyasal, moleküler ve biyoteknolojik yaklaşımlar üzerine güncel bir değerlendirme. Ereğli Tarım Bilimleri Dergisi, 5(2), 70-83.

Çıkar İlişkisi : Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan etmiştir.

Bu makale CC BY-NC 4.0 lisansı ile yayımlanmıştır.
Ereğli Tarım Bilimleri Dergisi
2025, Cilt5, Sayı2
E-ISSN: 2822-4167
Geliş Tarihi : , Kabul Tarihi : , Yayın Tarihi :

Kaynakça

  1. Abu-Qare, A., & Duncan, H. (2002). Herbicide safeners: uses, limitations, metabolism, and mechanisms of action. Chemosphere, 48(9), s. 965–974. 10.1016/s0045-6535(02)00185-6
  2. Brazier-Hicks, M., Howell, A., Cohn, J., Hawkes, T., Hall, G., McIndoe, E., & Edwards, R. (2020). Chemically induced herbicide tolerance in rice by the safener metcamifen is associated with a phased stress response. Journal of Experimental Botany, 71(1), 411–421. https://doi.org/10.1093/jxb/erz438
  3. Cummins, I., Bryant, D., & Edwards, R. (2009). Safener responsiveness and multiple herbicide resistance in the weed black-grass (Alopecurus myosuroides. Plant Biotechnology Journal, 7(8), s. 807-820. DOI: 10.1111/j.1467-7652.2009.00445.x
  4. Cummins, I., Dixon, D., Freitag-Pohl, S., Skipsey, M., & Edwards, R. (2013). Multiple roles for plant glutathione transferases in xenobiotic detoxification. Biochimica et Biophysica Acta (BBA). General Subjects, 1830(11), s. 3268-3280. DOI: 10.3109/03602532.2011.552910
  5. Davies, J., & Caseley, J. (1999). Herbicide safeners: A review. Pest Science, 55(11), s. 1043-1056. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9063(199911)55:113.0.CO;2-L
  6. Délye, C., Jasieniuk, M., & Le Corre, V. (2013). Deciphering the evolution of herbicide resistance in weeds. Trends in Genetics, 29(11), 649–658. https://doi.org/10.1016/j.tig.2013.06.001
  7. Deng, X. (2022). A Mini Review on Natural Safeners: Chemistry, Uses, Modes of Action, and Limitations. Plants, 11(29), s. 3509. https://doi.org/10.3390/plants11243509
  8. Deng, X., Zheng, W., Zhan, Q., Deng, Y., & Zhou, Y. (2020). New Lead Discovery of Herbicide Safener for Metolachlor Based on a Scaffold-Hopping Strategy. Molecules, 25(21), s. 4986. https://doi.org/10.3390/molecules25214986
  9. Duhoux, A., Pernin, F., Desserre, D., & Délye, C. (2017). Herbicide safeners decrease sensitivity to herbicides inhibiting acetolactate-synthase and likely activate non-target-site-based resistance pathways in the major grass weed Lolium sp. Frontiers in Plant Science, 8(8), s. 1310. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01310
  10. Duke, S. O. (2012). Why have no new herbicide modes of action appeared in recent years? Pest Management Science, 68(4), 505–512. https://doi.org/10.1002/ps.2333
  11. Gaines, T. A., Duke, S. O., Morran, S., Rigon, C. A. G., Tranel, P. J., Küpper, A., & Dayan, F. E. (2020). Mechanisms of evolved herbicide resistance. Journal of Biological Chemistry, 295(30), 10307–10330. https://doi.org/10.1074/jbc.REV120.013572
  12. Hatzios, K. (1991). An overview of the mechanisms of action of herbicide safeners. Zeitschrift für Naturforschung, 46c, s. 819–827. https://doi.org/10.1515/znc-1991-9-1017
  13. Hatzios, K., & Penner., D. (1985). Metabolic basis of herbicide selectivity. Weed Science, 33(3), s. 275–281.
  14. Jablonkai, I. (2013). Herbicide Safeners: Effective Tools to Improve Herbicide Selectivity. Herbicides-Current Research and Case Studies in Use. In: Dr. Andrew P (Ed.). DOI: 10.5772/55168
  15. Komives, T. (1992). Herbicide Safeners: Chemistry, Mode of Action, Applications. Weed Abstracts, 41(12), s. 553.
  16. Kraehmer, H., Laber, B., Rosinger, C., & Schulz, A. (2014). Herbicides as weed control agents: State of the art: I. Weed Control Research and Safener Technology: The Path to Modern Agriculture. Plant Physiology, 166(3), s. 1119-1131. doi: 10.1104/pp.114.241901
  17. Kreuz, K., Tommasini, R., & Martinoia, E. (1996). Old enzymes for a new job: Herbicide detoxification in plants. Plant Physiology, 111(2), s. 349–353. DOI: 10.1104/pp.111.2.349
  18. Kuźniak, E., & Gajewska, E. (2024). Lipids and lipid-mediated signaling in plant–pathogen interactions. International Journal of Molecular Sciences, 25(13), 7255. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms25137255
  19. Leng, X.-Y., Zhao, L.-X., Gao, S., Ye, F., & Fu, Y. (2023). Review on the discovery of novel natural herbicide safeners. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 71(30), 11320–11331 https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c03585
  20. Luo, W., Gu, Q., Chen, W., Zhu, X., Duan, Z., & Yu, X. (2015). Biodegradation of acetochlor by a newly isolated Pseudomonas strain. Applied Biochemistry and Biotechnology, 176(2), 636–644. https://doi.org/10.1007/s12010-015-1601-7
  21. Nandula, V. K., Riechers, D. E., Ferhatoglu, Y., Barrett, M., Duke, S. O., Dayan, F. E., … Onkokesung, N. (2019). Herbicide metabolism: Crop selectivity, bioactivation, weed resistance, and regulation. Weed Science, 67(2), 149–175. https://doi.org/10.1017/wsc.2018.88
  22. Oerke, E. C. (2006). Crop losses to pests. Journal of Agricultural Science, 144(1), 31–43. https://doi.org/10.1017/S0021859605005708
  23. Qin, H., Wang, Z., Sha, W., Song, S., Qin, F., & Zhang, W. (2024). Role of Plant-Growth-Promoting Rhizobacteria in Plant Machinery for Soil Heavy Metal Detoxification. Microorganisms, 12(4), 700. https://doi.org/10.3390/microorganisms12040700
  24. Pileggi, M., Pileggi, S. A. V., & Sadowsky, M. J. (2020). Herbicide bioremediation: From strains to bacterial communities. Heliyon, 6(12), e05767. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e05767
  25. Riechers, D., Kreuz, K., & Zhang, Q. (2010). Detoxification without intoxication: Herbicide safeners activate plant defense gene expression. Plant Physiology, 153(1), s. 3-13. doi: 10.1104/pp.110.153601
  26. Rigon, C. A. G., Cutti, L., Angonese, P. S., Sulzbach, E., Markus, C., Gaines, T. A., & Merotto Junior, A. (2021). The safener isoxadifen does not increase herbicide resistance evolution in recurrent selection with fenoxaprop. Plant Science, 313, 111097. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2021.111097
  27. Rosinger, C. (2014). Herbicide safeners: an overview. Julius-Kühn-Archive(443), s. 516-525. DOI: 10.5073/jka.2014.443.066
  28. Simonsen D, Livania V, Cwiertny DM, Samuelson RJ, Sivey JD, Lehmler HJ. (2024) A systematic review of herbicide safener toxicity. Crit Rev Toxicol. Nov;54(10):805-855. doi: 10.1080/10408444.2024.2391431.
  29. Skipsey, M., Knight, K. M., Brazier-Hicks, M., Dixon, D. P., Steel, P. G., & Edwards, R. (2011). Xenobiotic responsiveness of Arabidopsis thaliana to a chemical series derived from a herbicide safener. Journal of Biological Chemistry, 286(37), 32268–32276. https://doi.org/10.1074/jbc.M111.252726
  30. Sun, L., et al. (2023). Transcriptomic analysis of maize uncovers putative genes involved in metabolic detoxification under the treatment of four herbicide safeners. Pesticide Biochemistry and Physiology, 190, 105319. https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2023.105465
  31. Sun, L., et al. (2024). Efficacy and mechanism of cyprosulfamide in alleviating the phytotoxicity of clomazone residue on maize seedlings. Frontiers in Plant Science, 15, 1512055. https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1512055
  32. Taylor, V. L., Cummins, I., Brazier-Hicks, M., & Edwards, R. (2013). Protective responses induced by herbicide safeners in wheat. Environmental and Experimental Botany, 88, 93–99. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2011.12.030
  33. Tian, Y., Zhong, F., Shang, N., Mao, D., Yu, H., & Huang, X. (2024). Maize root exudates promote Bacillus sp. Za detoxification of diphenyl ether herbicides by enhancing colonization and biofilm formation. Molecular Plant-Microbe Interactions. https://doi.org/10.1094/mpmi-02-24-0020-R
  34. Yuan, J. S., Tranel, P. J., & Stewart, C. N. (2017). Non-target-site herbicide resistance: A family business. Trends in Plant Science, 12(1), 6–13. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2006.11.001
  35. Zhao, Y., Ye, F., & Fu, Y. (2023). Research Progress on the Action Mechanism of Herbicide Safeners. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 71(8), s. 3639-3650. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.2c08815