BİTKİ ISLAHI. Yrd. Doç. Dr. Hüseyin UYSAL ADNAN MENDERES ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ BÖLÜMÜ 11. Ders

Transkript

1 BİTKİ ISLAHI Yrd. Doç. Dr. Hüseyin UYSAL ADNAN MENDERES ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ BÖLÜMÜ 11. Ders

2 BİTKİ GEN KAYBAKLARI* *Bitki Islahı, 2004, Orhan KURT, OMÜ, Ziraat Fakültesi Ders Kitabı, No:43 2

3 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

4 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

5 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

6 2. Kullanıma açılmamış ve doğal özelliklerini koruyan alanlar Rus botanikçisi Vavilov 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

7 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

8 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. Trakya-Ege Ekmeklik buğday, makarnalık buğday, turna gagası buğday, topbaş buğdayı, kaplıca buğdayı, kavuzlu buğday, kaba tahıl, kavun, mercimek, nohut, adi fiğ, lüpenler, üçgüller. ii. Güney-Doğu Anadolu Kaplıca, gernik, Ae. speltoides, sakız kabağı, karpuz, kavun, salatalık, asma, fasulya, mercimek, nohut, bakla, yem bitkileri. iii. Samsun-Tokat-Amasya Meyve cins ve türleri, fasulya, mercimek, bakla, baklagil yem bitkileri. iv. Kayseri ve civarı Elma, badem, armut, meyve türleri, asma, mercimek, nohut, yonca, korunga. v. Ağrı ve civarı Elma, kayısı, vişne, kiraz, kavun, baklagil yem bitkileri. 8

9 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

10 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 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

11 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

12 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

13 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. 13

14 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

15 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 yılında çıkarılan Bitki Genetik Kaynaklarının Toplanması, Muhafazası ve Kullanılması Hakkında Yönetmelik ise bitki genetik kaynakları ile ilgili değişik konularda düzenlemeler getirmektedir. 15

16 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

17 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

18 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

19 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

20 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

21 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 % canlılık). 21

22 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

23 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

24 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

25 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

26 Ders ile ilgili iletişim için; Yrd. Doç. Dr. Hüseyin UYSAL ADÜ; Ziraat Fakültesi, Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü Slaytlara Ulaşmak İçin 26