BİTKİ ISLAHI
Yrd. Doç. Dr. Hüseyin UYSAL
ADNAN MENDERES ÜNİVERSİTESİ
ZİRAAT FAKÜLTESİ
TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ BÖLÜMÜ
11. Ders
BİTKİ GEN KAYBAKLARI*
*Bitki Islahı, 2004, Orhan KURT, OMÜ, Ziraat Fakültesi Ders Kitabı, No:43
2
BİTKİ GEN KAYNAKLARININ ÖNEMİ
Kültür bitkilerinin geliştirilmesi amacıyla yapılan uygulamalar
yabani olarak gelişen bitkiler üzerinde erozyonlara sebebiyet
vermiştir.
Kültür bitkilerinin yabani formlara göre bazı üstün özellikleri
vardır. Bunlar;
- Daha kuvvetli bir habitus
- Daha büyük meyve ve tohum
- Tohum dökmeme veya çok az tohum dökme
- Homojen çiçeklenme ve olgunlaşma
- Acı ve toksik maddelerin azaltılması ve kaybolması
- Tohumlarda dormansi durumunun azalması veya kaybolması
Kültür bitkileri uygarlıklarla beraber bir bölgeden bir bölgeye
taşınmışlardır
3
Bitki Gen Kaynaklarının Kökeni
- Kullanıma açılmamış ve doğal özelliklerini koruyan
alanlar
- Tarım arazileri
- Bitki araştırma ve ıslah enstitüleri
- Üniversitelerin bitki ıslah kürsüleri
- Çeşit geliştirme merkezleri
- Ulusal ve uluslar arası gen bankaları
4
1. Kullanılmakta Olan Tarım Alanları
Bu alanlar
i. ıslah programlarında yeni çeşitlerin geliştirilmesi için
farklı varyasyon kaynaklarını,
ii. geçmişte kullanılan ama sonra üretimden kaldırılan
eski kültür çeşitlerini
iii. Hastalık, zararlı, soğuğa, sıcağa, kurağa dayanıklılık gibi
çeşitli ekstrem özelliklere karşı mukavemet gösteren
yerel çeşitleri ihtiva eder.
5
2. Kullanıma açılmamış ve doğal özelliklerini koruyan
alanlar
Rus botanikçisi Vavilov 1920-1940 yılları arasında 64 ülkeye
materyal toplama amaçlı seyahatler düzenlemiş ve bu
seyahatlerinde bazı yabani ve çoğunlukla kültürü yapılan
türleri toplamıştır. Kültürü yapılan türlerin akraba genetik
formlarının doğal ortamda bulunduğunu ifade etmiştir.
Vavilov bitkilerin ilk kez kültüre alındıkları alanları primer
gen merkezi ve bitkilerin kültüre alındıktan sonraki
varyasyonun devam ettiği alanları da sekonder gen merkezi
olarak adlandırmıştır.
Vavilov bitkilerin 8 ana ve 3 alt gen merkezinden köken
aldığını ortaya koymuştur.
6
Orjin Merkezi
Örnek Bitkiler (Daha fazlası için
Bitki Islahı Kitabı sf 205)
1. Orta Asya
Nohut, keten, mercimek
2. Çin
Fasulye, cin darı, kenevir
3. Hindistan
Çeltik, nohut, şark pamuğu
3a. Hindistan Malezya Kuşağı
Muz, Hindistan cevizi
4. Yakın doğu
Buğday, yonca, fiğ
5. Etiopya
Arpa, nohut, keten
6. Akdeniz
Bakla, zeytin, nohut
7. Güney Meksika ve Orta Amerika
Fasulye, mısır, Amerikan pamuğu
8. Güney Amerika (Peru, Ekvator, Bolivya) Lima fasulyesi, pamuk, patates
8a. Şili
Patates türleri ve Çin çileği
8b. Brezilya-Paraguay
Kakao, yer fıstığı
Türlerin gen merkezlerinin bitki ıslahçıları açısından önemi?
7
Ülkemiz dünyanın en eski yerleşim birimi içerisinde yer alması nedeni ile
çok önemli bir gen merkezi ve gen kaynağıdır. Başlıca 5 mikro gen
merkezini içinde barındırmaktadır.
i.
ii.
iii.
iv.
v.
Trakya-Ege
Ekmeklik buğday, makarnalık buğday,
turna gagası buğday, topbaş buğdayı, kaplıca buğdayı,
kavuzlu buğday, kaba tahıl, kavun, mercimek, nohut, adi
fiğ, lüpenler, üçgüller.
Güney-Doğu Anadolu Kaplıca, gernik, Ae. speltoides, sakız
kabağı, karpuz, kavun, salatalık, asma, fasulya, mercimek,
nohut, bakla, yem bitkileri.
Samsun-Tokat-Amasya
Meyve cins ve türleri,
fasulya, mercimek, bakla, baklagil yem bitkileri.
Kayseri ve civarı
Elma, badem, armut, meyve türleri,
asma, mercimek, nohut, yonca, korunga.
Ağrı ve civarı Elma, kayısı, vişne, kiraz, kavun, baklagil
yem bitkileri.
8
3. Araştırma ve Islah Enstitüleri Çeşit Geliştirme
Merkezleri
İntrodüksiyonla oluşturulmuş ve yapay olarak elde edilmiş,
euploid ve aneuploid türleri, ihtiva etmektedir.
Bitki Gen Kaynaklarının Korunması
Bitki Genetik Kaynaklarının Korunabilmesi Farklı
Disiplinlerdeki Faaliyetlerin Ele Alınıp Bir Bütün Halinde
Yürütülmesine Bağlıdır. Bu kapsamda ulusal ve uluslar arası
işbirlikleri, fiziki İmkanların genişletilmesi, eğitim gibi
faaliyetlerin gerçekleştirilmesi gerekmektedir.
9
Bitki genetik materyallerinin korunması ve kullanımıyla
ilgili olarak gerekli şartlar şu şekilde özetlenebilir.
1. Ulusal ve Uluslararası İşbirliği
Bu konudaki ciddi sayılabilecek en önemli ilk çalışma
Vavilov tarafından gerçekleştirilmiştir. Vavilov 180
bölgeden 380 000 bitki materyali toplamıştır. Bir diğer
çalışma ise ABD tarım bakanlığı tarafından yürütülmüş ve
tarla ve bahçe bitkilerine ait 400 binden fazla bitki
materyali koleksiyonu oluşturulmuştur.
Bitki genetik materyallerinin korunması ile ilgili olarak bir
çok uyarı verilmiş olsa da 1960’lı yılların başına kadar bu
konuda ciddi bir adım atılmamıştır.
10
Bu konuda FAO (Food and Agriculture Organization of the
United Nations = Uluslararası Gıda ve Tarım Teşkilatı)
öncülüğünde genetik materyallerin toplanmasına yönelik
olarak teknik bir toplantı tertip edilmiştir. Bu toplantıdan birkaç
yıl sonra da bir çok ülkede genetik materyalleri muhafaza
alanında faaliyet gösterecek çeşitli merkezler kurulmuştur.
Bunlardan biri de 1963 yılında İzmir Menemen’de kurulup 1964
yılında faaliyete başlayan Bitki İntrodüksiyon Merkezidir.
Daha sonra ise 1973 yılında yine FAO aracılığıyla gelişmiş
bankalar ve yardımseverlerin desteği ile Roma’da IBPGR
(International Board for Plant Genetic Resources = Bitki Gen
Kaynaklarının Muhafazası İçin Uluslar arası İşbirliği;(şimdi
International Plant Genetic Resources Institute = Uluslararası
Bitki Genetik Kaynakları Araştırma Enstitüsü, (IPGRI))
11
IBPGR (veya şimdi IPGRI)’nin amacı genetik
kaynakların hala hazırda muhafaza edildiği
dünyanın her tarafındaki bölgeleri ele alarak
ekonomik önemi olan ve değerlendirilme ihtimali
olan bitki genetik materyallerinin toplanması,
sınıflandırılması ve muhafaza edilmesi için
çalışmalar yapmak bu alanda yapılan ulusal ve
uluslar arası çalışmaları koordine etmek ve
desteklemek, bu konuda faaliyet gösteren
uluslararası kuruluşlar arasında bilgi alış-verişini
hızlandırmak için bir bilgisayar ağı kurmak, bölgesel
enstitülerin kurulmasına yardımcı olmaktır.
12
Bu alanda faaliyet gösteren uluslar arası pekçok
kuruluş kurulmuştur (Bu kuruluşların adları, görev
alanları ve web adresleri için ders kitabı sayfa 210).
Ülkemizde ise bu konuda üniversiteler ve araştırma
kuruluşları çeşitli projeleri yürütmektedirler ancak
yapılan faaliyetler ne yazık ki çok yetersizdir. Son
yıllarda bir TÜBİTAK tarafından desteklenen bir
proje ile genetik materyallerle ilgili TUBİVES
(Türkiye Bitkileri Veri Serisi) online bilgi sistemi
kurulmuştur.
www.tubives.com
13
Ülkemizde Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü, Tarla Bitkileri
Merkez Araştırma Enstitüsü ve Ankara Üniversitesi Ziraat
Fakültesi Osman Tosun Gen Bankası lokal bitkiler üzerinde
faaliyet gösteren önemli kuruluşlardandır.
14
Ülkemizde bitki genetik materyallerinin korunmasına
yönelik olarak geç de olsa yapılmış olan yasal çalışmalar da
vardır. Bunlardan bazıları; 1995 yılında çıkarılıp 2004
yılında güncellenen “Doğal Çiçek Soğanlarının Sökümü,
Üretimi ve Ticaretine İlişkin Yönetmelik”, yumrulu bitkilerin
doğadan sürdürülebilir biçimde toplanmasını düzenleyen
önemli bir yasal düzenleme olmuştur. 1992 yılında çıkarılan
“Bitki Genetik Kaynaklarının Toplanması, Muhafazası ve
Kullanılması Hakkında Yönetmelik” ise bitki genetik
kaynakları ile ilgili değişik konularda düzenlemeler
getirmektedir.
15
Bunlara ek olarak, “Kültürel ve Doğal Varlıkların Korunması
Kanunu”, “Milli Parklar Kanunu” doğa ve biyolojik çeşitliliğin
korunması ile doğrudan ilişkilidir.
Ayrıca Türkiye bir çok uluslar arası sözleşmeye imza atarak
doğal ve biyolojik kaynakların ticareti ve korunması konularını
kontrol altına almak için yoğun çaba göstermiştir. Bunlar;
“Yaban Hayatı ve Bitki Türlerinin Ticareti Anlaşması”
(Washington, 1973); “Kuşlara Habitat Sağlayan Uluslararası
Öneme Sahip Sulak Alanların Korunması Sözleşmesi” (Ramsar,
1975); “Avrupa Yaban hayatı ve Habitatların Korunması”
Sözleşmesi”(Bern 1979); “Biyolojik Çeşitlilik Sözleşmesi” (Rio,
1992).
16
Türkiye bu alandaki çalışmaları süresince çok sayıda uluslar
arası kuruma da üye olmuştur. Bunlar: Dünya Bankası; Birleşmiş
Milletler Eğitim, Bilim ve Kültür Organizasyonu (UNESCO); Doğa
ve Doğal Kaynakları Koruma Uluslar arası Birliği (IUCN); Dünya
Doğa Fonu (WWF); Avrupa Konseyi-Naturopa Merkezi;
Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO); Uluslar arası
Bitki Genetik Kaynakları Enstitüsü (IPGRI); Uluslararası Kuru
Tarım Alanları Araştırma Merkezi (ICARDA); Uluslar arası Mısır
ve Buğday Islah Merkezi (CIMMYT); Uluslar arası Orman
Araştırma Organizasyonu Birliği (IUFRO); Birleşmiş Milletler
Kalkınma Programı (UNDP); Avrupa Birliği Genetik Kaynakları
Ağı İşbirliği Programı (ECP/GR); Avrupa Orman Genetik
Kaynakları Programı (EUFORGEN) olarak sıralanabilir.
17
2. Eğitim Faaliyetleri
Bu konuda pek çok kurs faaliyetleri verilmiştir. Ayrıca pek çok
seminer düzenlenmiş ve görsel materyal dağıtılmıştır. Dünyada
bu alanda master programları açılmış ve bu alanda araştırmacı
yetiştirilmeye çalışılmıştır. IPGRI her yıl bu alanda yüksek lisans
yapan belli sayıdaki araştırmacıya yüksek lisans bursu
vermektedir.
18
Bitki Genetik Kaynaklarını Koruma Teknikleri
Koruma, gen havuzunda bulunan çeşitliliğin, gerçek ya da
potansiyel kullanımına kadar, etkin biçimde saklanması ve
genetik çeşitliliğin insanlığın kullanımına sunulmasıdır. Temelde
her biri değişik tekniklerin bir araya gelmesiyle oluşan iki temel
koruma sistemi vardır. Bu iki uygulama ex situ ve in situ
uygulama olarak açıklanmıştır. Bunlar arasındaki farklılık
Biyolojik Çeşitlilik Komisyonu (UNCED, 1992) tarafından şu
şekilde tanımlanmıştır:
Ex situ koruma genetik çeşitlilik unsurlarının doğal habitatları
dışında korunmasıdır.
İn situ koruma, ekosistemlerin ve doğal habitatların korunması
ve tür populasyonlarının kendi çevresi içinde canlı olarak
saklanıp, devam ettirilmesi ya da kültür çeşitlerinin kendi
özelliklerini geliştirdikleri çevre koşullarında yetiştirilmesidir.
19
1. Ex-situ Koruma
Bitki genetik kaynaklarının korunmasında en yaygın
uygulama alanı bulan strateji ex situ koruma (tohum
depolama, in vitro depolama, DNA depolama,
çiçektozu depolama, tarla gen bankası ve botanik
bahçeleri) olmuştur. Bunun da en önemli nedeni, yeri
dışında korumanın daha ucuz ve daha kolay
olmasından kaynaklanmaktadır. Ex situ koruma
programları, dünyanın her yanında geçmişten bugüne
uygulanmaktadır. Bu sistem oldukça etkin olmakla
birlikte, bazı sakıncalı yönleri de vardır. Burada en
önemli sorun, yeri dışında yapılan koruma çalışmaları
sırasında bitki populasyonlarında devam eden
evrimleşme sürecinin durmasıdır.
20
Evrimleşme bitki ile çevre arasındaki etkileşimin
sonucu olarak ortaya çıkmakta ve nesiller boyunca
ortaya çıkan genetik farklılaşmalar şeklinde kendini
göstermektedir. Yapay ortamlarda gerçekleştirilen
koruma süresince bu etkileşim olamayacağından,
evrimleşme süreci durmaktadır. Ayrıca bu tip
koruma sisteminde mevcut çeşitliliğin ancak küçük
bir bölümü kontrol altına alınabilmektedir.
Bu sistemin bir diğer dezavantajı ise genetik
materyalin sürekli takibinin yapılarak canlılığını
kaybetmeye başlayan tohumların yenilenmesinin
sağlanması gerekmektedir (en az % 50 -80 canlılık).
21
2. İn-situ Koruma:
İn situ koruma, doğal kaynakların kendi doğal
yaşam alanlarında korunmaları anlamına
gelmektedir. Bu tür koruma sisteminde, doğal
yaşam alanlarında populasyonlar çeşitliliğini devam
ettirerek sistemdeki bitkiler evrimlerini
sürdürülebilmekte ve yeni özellikler taşıyan
bitkilerin ortaya çıkmasına olanak sağlanmaktadır.
Ancak unutulmamalıdır ki evrim, yalnızca yeni
karakterlerin ortaya çıkmasına neden olmaz aynı
zamanda çok kullanışlı olan bazı eski karakterlerin
yitirilmesine de neden olur.
22
İklimdeki ani değişmeler, çevre kirliliğinin artması
ve her türlü doğal ve insan kaynaklı karmaşalar bu
yönden tehlikelidir. Bu durumda in situ koruma
projelerinin başlangıç aşamasında temsili tohum
örneklerinin gen bankalarında uzun süreli
korunmaya alınması gerekir. Bu nedenle de in situ
koruma, tek başına bitki genetik kaynaklarını
koruma yöntemi olarak ele alınmamakta, ex situ
korumanın tamamlayıcı bir unsuru olarak ve birlikte
ele alınmaktadır.
23
Genetik materyallerin kullanılması amacıyla bir yerden
bir yere gönderirken dikkat edilmesi gerekli en önemli
nokta bu materyallerin çeşitli nematod, fungal vb.
hastalıklarla bulaşmış olmamasıdır. Bu amaçla;
i. Bitki sağlık sertifikası ve orjin sertifikasının
düzenlenmesine
ii. İthalat durumunda izin belgesinin tanzim edilmesine
iii. İthalat durumunda ülkeye girmeden gümrüklerde
kontrollerin yapılmasına
iv. Ülkeye girdikten sonra karantina tedbirlerinin
alınmasına
v. Materyallerin durumuna göre gerektiğinde ilaçlama
yapılmasına özen gösterilmelidir.
24
Kullanmak amacıyla temin edilen genetik materyal;
i. Direk yetiştirilebilir
ii. Seleksiyona tabi tututlarak çeşitlerin elde
edilmesinde gen havuzu olarak kullanılabilir
iii. Yeni çeşitlerin geliştirilmesinde ebeveyn olarak
kullanılabilir.
25
Ders ile ilgili iletişim için;
Yrd. Doç. Dr. Hüseyin UYSAL
ADÜ; Ziraat Fakültesi,
Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü
Slaytlara Ulaşmak İçin
http://web.adu.edu.tr/user/huseyin.uysal/
26
Download

in situ - Adnan Menderes Üniversitesi