TRANSGENİK BİTKİLERİN TARIMSAL UYGULAMALARI

 

TRANSGENİK BİTKİLERİN TARIMSAL UYGULAMALARI

Popüler olarak gen klorlanması veya gen mühendisliği olarak da adlandırılan rekombinant DNA teknolojisi, doğal koşullarda bulunmayan yeni gen kombinasyonlarının meydana getirilmesinde sınırsız imkânlar sağlamaktadır. Nitekim genomunda yabancı DNA parçası bulunduran “transgenik” veya diğer bir deyişle genetiksel olarak modifiye edilmiş organizmalarda (GMO) bugün üretilmiş durumdadır. Transgenik bitkileri üretebilmek için gerekli teknolojik gelişmeler temel olarak üç alandan gelmiştir. Bunlar, bitki moleküler biyoloji ve fizyolojisindeki temel araştırmalar Transformasyon tekniklerinin gelişmesi ve bitki doku kültürlerindeki gelişmeler ile transforme edilmiş hücre ve dokuların rejenerasyonudur.

Bu derlemede transgenik bitkilerin uygulama alanları ve günlük hayatımızdaki yeri üzerine bazı örnekler verilmeye çalışılmış olup moleküler düzeyde detaylara inilmemiştir.

A –       Tarımsal Alandaki Biyoteknolojik Uygulamalar

        Tarımsal ve ekonomik açıdan önemli olan bitkilerin genomuna yabancı genlerin başarılı olarak transfer edilebilmesi modern tarımda birçok uygulama alanı bulmuştur. İlk transgenik bitkileri üretiminin bildirildiği 1980’li yıllardan beri transgenik bitkilerin kullanımı bitki biyolojisi ve tarımsal ilerlemeler konusunda yeni ve ilginç alanlar açmıştır.Bu bitkilerin üretimine sadece 15 yıl önce başlanmasına rağmen,bugün birçok transgenik zirai bitki geniş alanlarda ekilmeye başlanmış ve bunların ürünleri çoktan marketlere kadar ulaşmıştır.Ticari amaçlı transgenik bitkilerin üretildiği alanlar temel olarak 4 temel grup altında toplanabilir :

*hastalıklara ve böceklere dayanıklı

*herbisitlere toleranslı

*ürün kalite ve miktarı yüksek

*abiyotik streslere dayanıklı bitkiler

B –       Mikrobiyal Hastalıklara Ve Böceklere Dayanıklı Bitkiler

Tarımsal ürünlerin korunması için kullanılan pestisitler ,insektisit fungusit ve herbisitlerin uzun veya kısa vadede çevreye ve diğer canlılara verdiği zarar tartışma konusudur.Fakat mantar,böcek, bakteri virüs ve diğer canlılar tarafından meydana getirilen hastalıklarda önemli ürün kaybına sebep olmaktadır. Pestisitlerin kullanımı her ne kadar ürün miktarını artırsa da, bu kimyasal maddelerin kalıntılarına bitkilerden insanlara kadar doğada rastlanılması mümkündür. Pestisit kullanımına alternatif olarak ortaya çıkan biyolojik mücadele günümüzde daha fazla önem kazanmıştır. Örneğin Bacillus thuringinensis  sporlarının biyolojik mücadelede kullanımı çok yaygındır . Fakat bugün biyoteknolojideki gelişmeler sayesinde bir ileri adım daha atılmış olup böceklere ve çeşitli hastalıklara dayanıklı transgenik bitkiler üretilmiştir. Böceklere dayanıklılığın artırılması da genelde Bt’ den elde edilen endotoksinlerin bitkilerde sentetik genlerle sentezlenmesi temeline dayanır. Bir gram pozitif bakteri olan Bt’ nin böcek öldürücü etkisinin içinde bulunan kristal proteinlerden kaynaklandığı ortaya çıkarılmış ve bu proteini kodlayan genin isolasyonundan sonra bitkilere aktarımıyla çeşitli patojenlere dayanıklı transgenik bitkiler elde edilmiştir . Örneğin ABD’ de yapısında Bt’ den elde edilen ve intsektisidal toksini sentezleyen geni taşıyan transgenik pamuğu yetiştiren çiftçilerin normal pamuk yetiştiren çiftçilere göre yarı yarıya daha az insektisit kullandığı saptanmıştır. Neticede transgenik Bt pamuğun kullanımıyla 1998 de pamuk için kullanılan total insektisit miktarının 1000 ton daha az olduğu öne sürülmüştür.

C –       Herbisitlere Dayanıklı Bitkiler

Herbisitlere dayanıklı bitkilerin üretimi, herbisitlere hassasiyet gösteren enzimlerin aktivitesinin değiştirilmesi veya herbisitin toksik etkisini yok edecek olan yeni enzimlerin sentezinden sorumlu genlerin bitkiye transferi ile mümkündür. Örneğin glyphosate, glufosinate ve bromoxynil gibi herbisitlere dayanıklı conola, şeker kamışı, pirinç, mısır, pamuk gibi bitkiler artık çiftçilerin kullanımına sunulmuştur. Ayrıca herbisit acifluorfen’ e tolerantlı transgenik tütün bitkileri üzerinde de çalışmalar yapılmaktadır.

D –       Hasat Sonrası Ürünlerin Muhafazası

Tarlada ürünün korunmasına yönelik çalışmalardan başka hasat sonrası ürün muhafazası da diğer önemli bir noktadır. Ekonomik açıdan öneme sahip ürünlerin depolanması veya nakli sırasında meydana gelen kayıplar ABD ve Avrupa ülkelerinde %40 diğer ülkelerde ise %80 lere ulaşmaktadır. Bu kayıpların sebepleri hastalık veya böcekler, sıcak veya soğuk ortam koşulları olabilir. Sonuçta meyve veya sebzelerin depo ve transferi sırasında istenmeyen zedelenmeler, yumuşamalar, tat ve koku kayıpları meydana gelebilir. Bu fizyolojik değişimler çoğunlukla enzim aktivitelerinden kaynaklanmaktadır. Örneğin domateste poligalakturonaz enzimi hücre duvarının yapısını oluşturan bazı maddelerin parçalanmasından sorumludur ve bu enzimin aktivitesi ile olgunlaşma sürecinde domatesin yumuşaması sağlanır. Poligalakturonaz enziminin aktivitesi antisense gen inhibisyonu ile azaltılmış ve domatesin yumuşamadan katı halde kalması sağlanmıştır. Dolayısıyla depolanabilme ömrü artırılarak taşınımı sırasında meydana gelen kayıplar da azaltılmıştır. Olgunlaşma zamanı geciktirilmiş olan domatesler, 1994′ de ABD’ de marketlere giren ilk genetiksel olarak modifiye edilmiş bitkidir. Ayrıca yine meyve ve sebzelerin olgunlaşmasında rol alan etilen sentezinden sorumlu olan bazı enzimlerin aktivitesinin değiştirilmesi ile etilen üretimi azaltılmış ve yine domatesin depolanabilme süresi artırılmıştır.

E –       Abiyotik Streslere Dayanıklı Bitkiler

Bitki verimliliği soğuk, kuraklık, tuzluluk vs. gibi çevresel stres faktörleri tarafından kontrol edilir. Bu faktörlere toleranslı bitkilerin yetiştirilmesi için izlenebilecek biyoteknolojik bir yol diğer canlılar tarafından üretilen koruyucu bir protein veya enzimi kodlayan genlerin transferidir. Bitkide ozmotik dengeleyici rolü olan maddelerin araştırılması, membrandaki yağ asitlerinin doymuşluk seviyesi veya oksijenli radikal grupların yok edilmesi gibi konular yoğun araştırma konusudur. Çeşitli organik maddelerin biriktirilmesi yoluyla yapılan metabolik düzenlenme bitkilerin ekstrem çevre koşullarından korunması ve yaşaması için kullandığı temel bir stratejidir. Bazı bitkiler yüksek tuz, soğuk veya kuraklığa karşı stres cevabı olarak yüksek oranda glisin betain depo ederler. Stres koşullarında betain birikiminin bitki hücresinde bulunan bazı protein kompleksleri ve membranın korunmasında rol aldığı düşünülmektedir. Kolinden betain biyosentezinin genetik mühendisliği yoluyla artırılması ile strese hassasiyet gösteren ve bu maddeyi sentezleyemeyen bitkilerin de strese karşı toleransının artırılması sağlanmıştır. Örneğin Escherichia coli‘ den kolin dehidrogenaz enzimini kodlayan genin izolasyonu, bu genin tütün ve patates bitkilerine aktarımı sonucunda sırasıyla tuza ve soğuğa toleranslı transgenik bitkiler elde edilmiştir. Ayrıca transgenik bitkilerde mannitol’ ün normalden fazla üretiminin sağlanması ya da mutant tütün bitkilerinde prolin birikimi ile tuz stresine karşı dayanıklı bitkiler elde edilmiştir. Yağ asitlerinin doymamışlık derecesinin artırılması ile de soğuğa karşı dayanıklı, superoksid dismutaz enziminin (SOD) aktivitesinin artırılması ile O3 etkisine karşı dayanıklı olan bitkiler de üretilmiştir. Mineral maddelerin bitki içinde taşınımı da bir bitki türünün topraktaki mineral madde eksikliğine toleransında rol oynar. Dolayısıyla bitkide mineral maddelerin taşınımının genetiksel olarak manipüle edilmesi bitkinin çeşitli mineraller içeren değişik topraklarda büyümesini artırabilir. Örneğin bor (B) eksikliği olan ortamda yetiştirilen transgenik tütün bitkilerinde sorbitoll sentezlenmesi sonucu floemde bor taşınımı artışı, bitki gelişimini sonuçta bor eksikliğine toleransı artırmıştır. Ayrıca bugünlerde kükürt transportunda rol oynayan maddelerin sentezinden sorumlu genlerin ekspresyonu üzerinde çalışmalar vardır. Amaç yine kükürt’ün bitki içinde daha etkili olarak kullanımının sağlanması ve dolayısıyla kükürt eksikliğine karşı bitkilerin dayanıklılığını artırmaktır.

 

Bu yazının kalıcı bağlantısı https://biyolojidersim.com/transgenik-bitkilerin-tarimsal-uygulamalari/

Görüş ve eleştirilerinize en kısa zamanda cevap verilecektir.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d blogcu bunu beğendi: