Bitki Genetik Kaynaklarýnýn Muhafaza Ýmkanlarý ve Tohum Gen Bankalarýnýn Çalýþma Sistemleri

Transkript

1 Cilt: 10 Sayý: 39 (2001), Bitki Genetik Kaynaklarýnýn Muhafaza Ýmkanlarý ve Tohum Gen Bankalarýnýn Çalýþma Sistemleri Dr. Ahmet BALKAYA Ondokuz Mayýs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü, SAMSUN Prof. Dr. Ruhsar YANMAZ Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü, ANKARA ÖZET DERLEME Bitki gen kaynaklarýnýn günümüzden geleceðe aktarýlmasý, bunlarýn korunmasý ve saklanmasý ile mümkün olacaktýr. Bu amaca yönelik olarak deðiþik muhafaza yöntemleri kullanýlmaktadýr. Bu makalede; bitki genetik kaynaklarýnýn muhafaza yöntemleri, ülkemizdeki gen kaynaklarý çalýþmalarýnýn durumu ve önemli muhafaza yöntemlerinden tohum gen bankalarýnýn çalýþma sistemleri incelenmiþtir. Anahtar Kelimeler: Bitki genetik kaynaklarý, gen bankasý, in situ ve ex situ muhafaza. Conservation Facilities of Plant Genetic Resources and Working Systems of Seed Gene Banks ABSTRACT The transfer of existing plant genetic resources to future generations is only possible through their protection and conservation. For this purpose different conservation methods are follewed. In this review, conservation methods of plant genetic resources, position of research activities on plant genetic resources in Turkey and working systems of seed gene banks out of the important conservation methods. Keywords: Plant genetic resources, gene bank, In situ and exsitu conservation. GÝRÝÞ Bitkiler insanlarýn beslenme, ýsýnma ve barýnma gibi ihtiyaçlarýnýn bir kýsmýnýn karþýlanmasýnda yaygýn olarak kullanýlmaktadýr. Dünya nüfusunun hýzla artmasý, insanlarýn gereksinmelerini karþýlamak amacýyla bitkisel kaynaklarý bilinçsizce kullanmasý, arazi açmalarý, yerli (geleneksel) çeþitlerin yerini ýslah edilmiþ çeþitlerin almasý, yabancý ot ilaçlarýnýn kullanýmý, üretim yapmak yerine doðadan sökerek tüketme, tabii afetler, þehirleþme ve endüstrileþme bitki gen kaynaklarýnýn azalmasýna ve hýzla kaybedilmesine neden olmaktadýr. Gerek tarýmsal üretimin artýrýlmasý için yeni çeþitlerin geliþtirilmesi, gerekse ham madde durumundaki doðal (yabani) bitki türlerinin erozyona uðratýlmadan gelecek nesillere aktarýlmasý, mevcut bitkisel çeþitliliðin saklanmasý ve korunmasý ile mümkün olabilecektir. Ýnsanoðlu tarýma baþladýðý ilk yýllardan bu yana, doðada mevcut bitkisel kaynaklarý tüketim amaçlarýna göre kültüre alýp bugün de kullanmakta olduðumuz türlere ait çeþitleri geliþtirmiþtir. Bitki türlerindeki genetik çeþitliliðin yoðun olduðu yöreler Bitki Gen Merkezi (1), gen merkezleri içinde çeþit zenginliði gösteren küçük alanlar da Mikro Gen Merkezi olarak tanýmlanmýþtýr (2). Bazý araþtýrýcýlar yaptýklarý çalýþmalarda, dünya üzerinde 12 farklý gen merkezi bulunduðunu belirtmiþlerdir (3, 4). Belirlenen bu merkezlerdeki bitki türlerinin yukarýda belirtilen nedenlerle kaybolduðu bilim adamlarý tarafýndan, 19. yüzyýlýn baþlarýnda fark edilerek, genetik kaynaklarýn tespit edilmesi ve muhafaza altýna alýnmasý amacýyla ilk kez 1898 yýlýnda ABD'de Tarým Bakanlýðýna baðlý "Tohum ve Bitki Introdüksiyon Ünitesi" kurulmuþ ve ülkenin deðiþik yerlerinden yüz binlerce bitki örneði toplanmýþtýr. ABD'nin arkasýndan diðer ülkelerde de bu tip kuruluþlar faaliyete geçmiþtir. Gen kaynaðý toplama Nisan- Mayýs- Haziran 2001, Sayý:39 çalýþmalarýnýn uluslararasý düzeyde düþünülmesi gerektiði fikri ilk kez 1961 yýlýnda Dünya Tohum Yýlý nedeniyle yapýlan Birleþmiþ Milletler Gýda Tarým Organizasyonu (UN-FAO) Teknik Konferansýnda ortaya atýlmýþtýr. Yapýlan toplantýda genetik yönden çeþitliliðin bulunduðu belirli yerlere uluslararasý merkezlerin kurulmasýna karar verilmiþtir. Bu kararýn arkasýndan bitki genetik kaynaklarýnýn tespiti, toplanmasý ve muhafazasýna yönelik çalýþmalar yapmak üzere Uluslararasý Bitki Gen Kaynaklarý Araþtýrma Enstitüsü'leri kurulmuþtur. Bugün için dünya'da bitki genetik kaynaklarýný araþtýrmak üzere uluslararasý düzeyde kurulmuþ önemli 7 merkez bulunmaktadýr. Bu merkezler ABD'deki USDA, Kolombiya'- daki CIAT (Uluslararasý Tropik Tarým Merkezi), Ýngiltere-Cambridge Üniversitesinde'ki baklagiller koleksiyonu, Suriye'de ICARDA, Fransa'da INRA, Taiwan'daki Asya Sebzecilik Araþtýrma ve Geliþtirme Merkezi (AVRDC) ve Rusya'daki Vavilov Enstitüsü'dür(5, 6, 7). Bitki genetik kaynaklarýnýn muhafazasý, yani korunup saklanabilmesi için belirlenmiþ bu stratejilerin gerçekleþtirilebilmesi için Uluslararasý Bitki Genetik Kaynaklarý Kurulu (IBPGR)'nun önderliðinde gözlem, kaynak toplama, muhafaza ve bilgi depolama konusunda ayrý ayrý standartlar hazýrlanmýþtýr. Böylece bugün dünyada mevcut gen bankalarýnda uluslararasý standartlara uyulmakta ve gen bankalarý arasýndaki uyum saðla - nabilmektedir. Ülkemizde kültür bitkilerinde gen kaynaðý belirleme ve toplama çalýþmalarý kiþisel çalýþmalarla baþlamýþtýr. Ýlk gen kaynaðý toplama çalýþmalarý Mirza Gökgöl tarafýndan baþlatýlmýþtýr. Gökgöl buðday, çavdar, taþ yoncasý ve patates gibi türler üzerindeki çalýþmalarý sýrasýnda(1929, 1930, 1935, 1939, 1955) oldukça fazla sayýda herbaryum örneði toplamýþ olup bugün bunlarýn bir kýsmý Ýzmir'deki 25

2 Ekoloji Bitki Gen Kaynaklarý Araþtýrma Enstitüsü herbaryumunda saklanmaktadýr (8). Bununla birlikte toplanan tohum örneklerinin 'den fazlasýnýn kaybolduðu bildirilmektedir (6). Yine Prof. Dr. Osman Tosun ve arkadaþlarý yýllarý arasýnda gerek yurt içinden gerekse yurt dýþýndan saðladýklarý serin iklim tahýllarý, yemeklik ve yemlik baklagiller ile kýþlýk yað bitkilerine ait tohum materyalini toplamýþlar ve oldukça zengin olan bu materyalin ýslahçýlarýn hizmetine sunulabilmesi amacýyla tarihinde Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Osman Tosun Gen Bankasý'ný kurmuþlardýr. Bu gen bankasý stoklarýnda, 459 ekmeklik buðday, 2064 makarnalýk buðday, 6106 arpa, 754 yulaf, 159 çavdar, 261 triticale, 2215 nohut, 451 bakla ve 290 adet de mercimek kaynaðý bulunmaktadýr (9). Ülkemizin gen kaynaðý olarak zengin olduðu meyve türleri ile ilgili olarak ilk çalýþmalar ise 1933 yýlýnda Ankara Üniversitesi'nin kuruluþu ile baþlamýþ ve çalýþmalar öncelikle Anadolu'nun gen merkezi olduðu kayýsý, fýndýk, antepfýstýðý, incir ve üzüm türlerinde yoðunlaþmýþtýr. Bu çalýþmalar sonucunda öncelikle vejetatif materyalin muhafazasý öncesi Türkiye Meyve-Bað Genetik Kaynaklarý Envanteri çýkartýlmýþ (10, 11) ve çeþitli kuruluþlarýn koleksiyonlarýnda mevcut meyve ve üzüm materyalleri belirlenmiþtir. Ülkemizde gen kaynaðý belirleme, toplama ve muhafaza çalýþmalarýný düzenlemek ve tek elden uluslararasý standartlara göre yürütmek amacýyla 1963 yýlýnda FAO ile Tarým Bakanlýðý arasýnda yapýlan bir antlaþma sonucu uluslararasý nitelikte olan ve Güney Batý Asya Bölgesi'ni içine alan geniþ bir alana hitap edebilecek merkezi Ýzmir-Menemen'de bulunan "Bitki Araþtýrma ve Ýntrodüksiyon Merkezi" kurulmuþtur. Bugün için bu merkezde tahýl ve baklagiller yanýnda meyve, sebze ve süs bitkileri ile ilgili gen kaynaðý toplama ve muhafaza çalýþmalarý yapýlmaktadýr. Ülkemizdeki bitki gen kaynaklarýnýn toplanmasý, muhafaza ve kullanýlmasý ile ilgili olarak 1992 yýlýnda çýkarýlmýþ bir yönetmelik bulunmaktadýr. Bu yönetmelik çerçevesinde ülkemizdeki bitki genetik kaynaklarýnýn toplanmasýnda görev alacak kuruluþlar ve görevleri ile yönetmeliðin uygulama esaslarý belirlenmiþtir (12). Bu yönetmelikle "Bitki Araþtýrma ve Ýntrodüksiyon Merkezi" Tarýmsal Araþtýrmalar Genel Müdürlüðü'ne baðlanarak, Ýzmir'deki Tarýmsal Araþtýrma Enstitüsü nün bünyesine alýnmýþ ve adý "Bitki Gen Kaynaklarý Araþtýrma Enstitüsü olarak deðiþtirilmiþtir. Gen merkezi bünyesinde yürütülen çalýþmalar 1977 yýlýndan itibaren Ülkesel Bitki Genetik Kaynaklarý Araþtýrma Projesi çerçevesinde ele alýnarak yeniden organize edilmiþtir. Proje merkezi olan Bitki Genetik Kaynaklarý Araþtýrma Enstitüsü, gözlem ve toplamalar sýrasýnda alýnan herbaryum örneklerini kuruluþun herbaryumunda saklamakta, toplanan materyali ise niteliðine göre ya gen bankasýnda ya da koleksiyon bahçelerinde muhafaza R. YANMAZ - A. BALKAYA etmektedir (13, 14). Ýzmir'deki merkez dýþýnda 1987 yýlýnda Ankara'daki Tarla Bitkileri Merkez Araþtýrma Enstitüsü'nde Birleþmiþ Milletler Çevre Programý katkýlarýyla baþlatýlan bir proje ile resmi olarak ikinci bir gen bankasý kurulmuþtur. Bu gen bankasý, tohum hazýrlama ve kurutma, bilgi depolama üniteleri ile birlikte uzun süreli (-20 C) depolama kapasitesine sahip olan 43 adet derin dondurucuya sahiptir. Baþlangýç materyali olarak GAP Bölgesi'nde düzenlenen toplama gezileriyle aðýrlýðýný; tahýl, yem bitkileri ve yemeklik tane baklagillerin yabani akrabalarý ve köy po - pulasyonlarýnýn oluþturduðu kadar tohum ve herbaryum örneði toplanmýþ ve tohumlar üretim programlarýna alýnmýþtýr. Bunu izleyen yýllarda yapýlan toplama programlarýyla materyal sayýsý 2.500'e ulaþmýþtýr. Ayrýca bu gen bankasýnda, Bitki Genetik Kaynaklarý Araþtýrma Enstitüsü Gen Bankasýnda muhafaza edilmekte olan materyalin bir emniyet seti de bulunmaktadýr. GEN BANKALARI VE GÖREVLERÝ Bir ülkede mevcut gen kaynaklarýnýn korunabilmesi için bitkisel çeþitliliðin muhafaza edilmesi gerekir. Muhafazada ana amaç bitkilerin sergiledikleri genetik çeþitliliðin muhafazasýdýr. Bitkilerin sahip olduklarý genetik çeþitlilik, tüm bitki veya bitkinin bir parçasýnýn canlý ve saðlýklý tutulmasý ile muhafaza edilebilir. Genetik kaynak niteliðindeki bitki materyalinin yayýlýþ ve çeþitlilik gösterdiði ortamdan toplanarak genetik çeþitliliðin korunmasý ve devam ettirilmesi amacýyla, muhafaza altýna alýndýðý, özel depolama koþullarýna sahip kuruluþlara "Bitki Gen Bankasý" denilmektedir. Ulusal ve uluslararasý düzeyde faaliyet gösteren gen bankalarýnýn baþlýca görevleri þunlardýr (12): 1. Ülke bitki genetik kaynaklarýnýn yurt içi ve yurt dýþý daðýtýmý ile introdüksiyonunu tek elden yapmak ve yurt içi iþlemlerden sonra talep sahibi kuruluþa göndermek. 2. Uluslararasý iliþkilerde ülkeyi temsil etmek ve elde edilen bilgileri ilgili kuruluþlara iletmek. 3. Temel ve aktif koleksiyonlarý oluþturmak, muhafaza etmek, koleksiyon bahçeleri kurmak, kurulmasýna yardýmcý olmak, muhafazaya alýnan materyalin emniyet açýsýndan tekrarlarýný kurmak. 4. Ülke bitki genetik kaynaklarýnýn toplama, üretim, yenileme ve deðerlendirme programlarýný organize etmek, uygulamaya koymak ve gerçekleþmesini saðlamak. 5. Bitki genetik kaynaklarý ile ilgili bilgilerin uluslararasý standartlara uygun olarak dökümünü yapmak ve yayýnlanmasýný saðlamak. 6. Yapýlan gözlem çalýþmalarý sonunda doðada neslinin tükenmesi tehlikesinin bulunduðu belirlenen bitki- 26 Nisan- Mayýs- Haziran 2001, Sayý:39

3 Bitki Gentik Kaynaklarýnýn Muhafaza Ýmkanlarý ve Tohum Gen Bankalarýnýn Çalýþma Sistemleri Ekoloji lerin kaybýnýn önlenmesi için önerilerde bulunmak. 7. Ülkedeki bitkisel araþtýrma programlarýna yurtdýþýndaki gen bankalarýndan materyal temin ederek introdüksiyon çalýþmalarýna katkýda bulunmak (15). GEN KAYNAÐI MUHAFAZA YÖNTEMLERÝ Bitki türlerinin ve türler içindeki çeþitliliðin muhafazasý iki yöntemle yapýlabilmektedir. 1. Doðal yaþamda muhafaza (In situ): Bitkilerin kendi doðal yaþamýnda muhafazasýdýr. Bu yöntemle bitki türlerinin kendi doðal ortamlarýnda evrimlerinin devamý saðlanabilmektedir (16). 2. Doðal yaþam dýþýnda muhafaza (Ex situ): Bitkilerin yaþadýklarý ortam dýþýnda muhafazasýdýr. Bu yöntemle pek çok bitki türü doðal olarak yaþamadýðý yerlerde muhafaza edilebilmektedir (16). Bitki gen kaynaklarýnýn doðal yaþam dýþýnda yapýlan muhafazasýnda bitkilerin tek veya çok yýllýk oluþlarý dikkate alýnarak farklý yöntemler kullanýlmaktadýr. Generatif çoðaltma materyali olan tohumlar, tohumun özelliklerine göre 3 ayrý grup altýnda muhafaza edilmektedir. a. Temel Koleksiyon: Islah amaçlý çalýþmalarda kullanýlacak deðerli gen kaynaklarý ile genetik deðiþimin emniyeti açýsýndan uzun süreli korumaya alýnan ve daðýtýmý yapýlmayan vejetatif veya generatif materyaller temel koleksiyon olarak koruma altýna alýnýr. Bir gen kaynaðýnýn uzun süre depolamaya alýnabilecek bir koleksiyona dahil olabilmesi için aþaðýdaki özelliklere sahip olmasý gerekir. 1. Fazla sayýda tür içermesi. 2. Sýnýrlý ölçüde tür içeren büyük koleksiyonlar halinde olmasý. 3. Önemli ve orijinal özel amaçlara hizmet edebilecek türleri bulundurmasý. Uzun süreli depolamada tohumlar -20 C'de oksijen geçirmeyen kaplarda muhafaza edilir. Koleksiyonda yer alan tohumlarda her 10 yýlda bir canlýlýk testi yapýlýr. Bu þekilde tohumlar yýl veya daha uzun süre korunabilirler (17). b. Aktif Koleksiyon: Temel koleksiyonlarý tamamlayan, materyal deðiþimi, araþtýrmalar, üretim, yenileme ve deðerlendirme amacýyla kullanýlan ve daðýtýmý yapýlan materyaller aktif koleksiyon olarak muhafaza edilir. Bu tip koleksiyonlarda tohumlar 5-20 yýl süreyle yani orta sürede depolanýr. Tohumlarýnýn çoðaltýlmasý kolay olan türler bu þekilde saklanýr. Depolama sýcaklýðý 0 C'dir. Bu özelliklerinden dolayý aktif koleksiyonlar gen bankalarýnda ayrý muhafaza edilir. Genellikle aktif koleksiyonlardan örneklerin çoðaltýlmasý bu koleksiyonlardan doðrudan saðlanan tohumlarla yapýlýr. Nisan- Mayýs- Haziran 2001, Sayý:39 c. Çalýþma Koleksiyonlarý: Az sayýda muhafaza edilen ve ýslahçý koleksiyonlarý da denilen bu koleksiyonlarda karakter belirleme ve deðerlendirme çalýþmalarý yapýlmaktadýr. Çalýþma koleksiyonlarý, gen bankasýnýn çalýþma olanaklarýna baðlý olarak kýsa süreli depolanabilir. Tohumlar gen bankalarýnýn olanaklarýna göre bu üç þekilden birinde depolanýrlar. Ýzmir'deki Gen Kaynaklarý Araþtýrma Enstitüsüne ait olan Gen Bankasý nda aktif koleksiyona ait örnekler 0 C'de muhafaza edilmektedir. Bu Gen Bankasýna gelen örnekler 2 set halinde Temel ve Aktif koleksiyon þeklinde depolanmaktadýr. Vejetatif olarak çoðaltýlan türlerin gen kaynaklarý gen bankalarýnda 2 þekilde muhafaza edilmektedir. 1. Koleksiyon tarla veya muhafaza bahçeleri, botanik bahçeleri arborateum kurarak muhafaza: Türün ekolojik istekleri dikkate alýnarak uygun ekolojilerde ve genellikle iki farklý bölgede bahçe kurulur. Bu bahçelerde koleksiyona dahil olan materyal uzun yýllar muhafaza edilebilir. Ancak gerek kapladýklarý alanýn büyüklüðü, gerekse bakým iþlemlerinin zorluðu nedeniyle maliyetleri yüksektir. 2. Yapay kültür ortamlarýnda (in vitro) muhafaza: Generatif ve vejetatif yollarla çoðaltýlmasý mümkün olmayan veya zor olan, genetik olarak deðeri yüksek olan türler ile çok yýllýk bitkilerin koleksiyon halinde muhafazalarýnýn zor ve pahalý olmasý gibi nedenlerle yapay besin ortamlarýnda bitki parçasý veya hücre olarak saklanýr. In vitro tekniklerinden sadece materyalin muhafazasýnda deðil, materyalin hastalýklardan arýndýrýlmasýnda, materyal toplama ve çoðaltma amacýyla da yararlanýlmaktadýr. GEN BANKALARININ ÇALIÞMA PRENSÝPLERÝ Bitki gen bankalarý aracýlýðý ile bitki gen kaynaðý toplama çalýþmalarýnýn nasýl yapýlacaðý Uluslararasý Bitki Genetik Kaynaklarý Kurulu (IBPGR=International Board on Plant Genetic Resources) tarafýndan standart hale getirilmiþtir. Uluslararasý nitelikteki tüm gen bankalarýnda kaynak toplama ve deðerlendirme çalýþmalarý bu standartlar dikkate alýnarak yapýlýr. Kaynak Toplama: Bitki gen kaynaklarýný ortaya koymak amacýyla yapýlacak en önemli iþlemlerden birisi gen kaynaðý materyalinin toplanmasýdýr. Materyal toplamada ilk amaç, genetik çeþitlilik yönünden olabildiðince fazla materyali toplamak ve böylece materyalin ekolojik özellikler yönünden daðýlýmýný belirlemektir. Bunu saðlayabilmek için, gen kaynaðý toplama çalýþmalarýnda o türün yabani formlarýnýn bulunduðu yerler ile kültür formlarý yönünden çeþitliliðin bulunduðu yerlere gidilmesi gerekir. Bir tür içinde ayrýntýlý bir çalýþma yapýlýrsa, milyonlarca sayýda farklý fert bulmak mümkündür. Ancak 27

4 Ekoloji önemli olan, yararlý genetik özellikleri taþýyan materyalleri toplayabilmektir. Toplanacak bitki materyalinin çeþitliliði dikkate alýnarak hangi materyallerin toplanmasý gerektiði ve hangisine öncelik verileceðini belirlemek için bir örnekleme çalýþmasý yapýlmasý gerekir. iyi bir örnekleme yapmak için aþaðýdaki konularýn dikkate alýnmasý gereklidir (6): Mevcut koleksiyonlarý ve genetik erozyon riski göz önüne alýnarak önceliklerin saptanmasý, canlý materyalin doðal durumu (yabani, geçit veya kültür formu oluþu, tek veya çok yýllýk oluþu, eþeyli ve eþeysiz üreme sistemine sahip oluþu gibi), toplama amaçlarýnýn belirlenmesi, yerel iþbirliði, seyahat olanaklarý gibi konularýn göz önüne alýnmasý ve seyahat olanaklarýnýn saðlanmasý, toplama yapýlacak olan yörenin agroekolojik yapýsý, ürün durumu ve daðýlýþý, hasat zamanlarý konusunda bilgi edinilmesi, materyalin toplanmasýnda toplanacak gen kaynaðýnýn çoðaltma þekli ve çoðaltma materyalinin özellikleri. Buna göre 3 tip toplama yapýlabilir (18). 1. Tohumlu bitki gen kaynaklarýnýn toplanmasý. 2. Kök ve yumrulu bitki gen kaynaklarýnýn toplanmasý. 3. Meyve türlerinin gen kaynaklarýnýn toplanmasý. Kaynak toplamada kaynak yerlerinin belirlenmesinden sonra gezi programý hazýrlanýr. Kaynak toplama çalýþmalarýnýn ne zaman yapýlacaðýnýn belirlenmesi önemlidir. Zamanlamada en önemli faktör, çoðaltma materyalinin olgunlaþma zamanýdýr. Bu nedenle türün ekolojik istekleri dikkate alýnarak özellikle tohumlarý toplanacak materyalin olgunluk ve hasat zamanlarýnýn doðru tahmin edilmesi gerekir. Doðru zamanlamanýn materyalin toplama programý açýsýndan getireceði yararlar þu þekilde sýralanabilir (6): Uygun süre içinde genetik çeþitliliði fazla olan materyalin toplanmasý, yöreye göre en uygun olgunluk zamanýnda materyalin bulunduðu yerde olunmasý, ayný yörede pek çok merkezden örnek topla - nabilmesi, toprak, iklim, yükseklik ve kültürel uygulamalardaki deðiþimlerin yakalanabilmesi, tarlalarda veya tarla kenarlarýndaki geçit formlarýn gözlenebilmesi. Toplama programlarýnýn süresi, yurt içi toplamalarýnda ideal olarak bir ay kadar olmakla birlikte, bu süre yörenin yapýsal durumuna, toplanacak tür miktarýna, toplama ekibinin ihtiyaçlarýna ve hasat sürelerine göre deðiþebilir. Toplama yapýlacak yörelere önceden inceleme gezileri düzenlenmelidir. Bu gezilerde botanikçi veya ekolog bulunmasý da tercih edilmelidir. Ýnceleme gezilerinden elde edilen bilgiler derlenerek toplama gezilerinde bu bilgilerden yararlanýlmalýdýr (6). Arazideki çalýþmalar sýrasýnda genetik çeþitliliðin en yüksek düzeyde yakalanabilmesi amacýyla yapýlmasý gereken iþlemlerin en önemlilerinden birisi bilgilerin eksiksiz toplanmasýdýr. Populasyon örneklenirken coðrafi durum, bitki örtüsü, sosyo-ekonomik ve genetik faktörler ile populasyonun evrimine iliþkin bilgiler kaydedilme- R. YANMAZ - A. BALKAYA lidir. Bilgilerin kodlanmasý, kullaným ve saklamayý kolaylaþtýrýr. Materyalin Deðerlendirilmesi : Gen merkezine ulaþan materyal genel olarak 2 iþleme tabi tutulur. 1. Özellikle tohumlu bitkilerde depolama, daðýtým ve karakter belirleme çalýþmalarýnda kullanýlmak üzere yeterli miktarda taze ve temiz materyal saðlamak için üretim yapýlýr. 2. Örnekler üzerinde karakter belirleme( Karakterizasyon) çalýþmalarý yapýlýr. Tohum Örneklerinde Yapýlan Ýþlemler : Toplanan örnekler gen bankasýna getirildikten sonra aþaðýdaki aþamalardan geçtikten sonra gen bankasýna alýnýr. 1. Tohumlarýn ayrýlmasý : Arazide toplanan materyal laboratuvara getirildikten sonra materyale ait tohumlar elle veya makine ile ayrýlýr 2. Tohumlarýn kurutulmasý ve temizlenmesi : Tohumlarýn bitki kýsýmlarýndan ve taþ, kum gibi kýsýmlardan temizlenebilmesi ve emniyetli bir þekilde muhafaza edilebilmesi için kurutulmasý gerekir. Ülke - mizdeki gen bankasýnda tohumlar 30 0 C'de % 10 oransal neme sahip hava akýmý ile kurutulmakta ve tohum nemi % 6-8'e düþürülmektedir. Kurutulan tohumlar elekler yardýmýyla temizlenmektedir. 3. Etiketleme : Toplama kayýt formlarýndan yararlanýlarak arazideki toplama numarasýna göre toplama listeleri hazýrlanýr. Daha sonra örnek numaralama sistemine göre, bitki toplama torbalarýnýn üzerine etiketler baðlanýr. 4. Paketleme : Gen kaynaðý olarak muhafaza edilecek tohumlar, muhafaza süresi dikkate alýnarak nem geçirmeyen hermatik kaplarda muhafaza edilmektedir (17). Bu kaplar uluslararasý standartlara uygun olarak üretilmektedir. 5. Muhafaza ve canlýlýk kontrolü : Baþlangýçta tohum torbalarý +4 C'deki geçici muhafaza depolarýna konur. Tohumlar depoya alýnmadan önce canlýlýk testleri yapýlýr. Muhafazaya alýnacak tohumlarýn canlýlýklarýnýn saptanmasýnda amacýyla yapýlacak çimlendirme testlerinde ISTA kurallarý uygulanýr. Canlýlýk testi sonucunda canlýlýk düzeyi düþük olan tohumlar yeniden çoðaltýlmak üzere üretim kýsmýna gönderilir. Eðer çimlenme oraný yeterli düzeyde ise kurutma sonrasý teste gerek yoktur. Uzun süreli depolamada 10 yýlda bir canlýlýk testleri yapýlarak materyalin canlýlýðý kontrol edilir. Bu kontrollerde, çimlendirme denemeleri için 40 tohumun denenmesinin yeterli olduðu bildirilmektedir (19). 6. Kayýt iþlemi : Depoya alýnan tohum örneklerine; örnek numarasý, toplama sayýsý ve arazi numarasý ile ülke numarasý verilerek bilgisayara kayýt edilir. Gen bankasýna alýnacak tohumlarda canlýlýk normal 28 Nisan- Mayýs- Haziran 2001, Sayý:39

5 Bitki Gentik Kaynaklarýnýn Muhafaza Ýmkanlarý ve Tohum Gen Bankalarýnýn Çalýþma Sistemleri Ekoloji düzeyde ise, tohumlar yukarýda belirtilen iþlemlerin sonrasýnda gen bankasý kayýtlarýna alýnýr. Ancak canlýlýðý düþük tohumlar ile yeterli miktarda tohum bulunmayan örneklerde üretim ve yenileme çalýþmalarý yapýlýr Üretim ve Yenileme : Gen bankalarýnda üretim çalýþmalarý iki amaçla yapýlýr. 1. Depolanacak tohumlarda çimlenme oraný belli düzeyin altýna (%50-80) düþtüðünde üretim yapýlýr. 2. Elde mevcut tohum stoklarý yeterli miktarda olmadýðýnda üretim yapýlmasý gerekir. 3. Toplanan tohum materyali karakter belirleme çalýþmalarý için yeterli miktarda deðil ise üretim yapýlýr. Uluslararasý standartlara göre her bir gen kaynaðý için stokta 1000 tohumdan az tohum bulunmamasý gerekir. Gen kaynaklarýnýn yenilenme sýklýðý, tohumlarýn yaþam sürelerinin yanýnda tohumlarýn tüketim isteklerine göre deðiþir. Bu nedenle gen bankalarýnda gerek üretim hatalarýnýn azaltýlmasý gerekse üretim maliyetini azaltmak amacýyla tohumlarýn fazla miktarda depolanmasý, sýk sýk yenilemeye oranla daha iyidir. Karakter Belirleme : Gen kaynaðý olarak toplanmýþ materyalin karakter belirleme çalýþmalarý yapýlýncaya kadar ýslah programlarýnda kullanýlmasý mümkün deðildir. Bu nedenle materyalin genetik yapýsýnýn bitki ýslahçýlarýnýn yararlanabileceði þekilde belirlenmesi gereklidir. Günümüze deðin birçok bitkisel kaynak koleksi - yonu yeterince deðerlendirilemediði için ýslahçýlar tarafýndan gerçek deðeri ile kullanýlamamaktadýr. Koleksiyon hakkýnda bilgi, onun uygun olarak deðerlendirilmesiyle saðlanabilir. Karakter belirleme çalýþmalarý, materyalin orijin yeri, fenolojik, morfolojik, fizyolojik ve patolojik özelliklerinin yanýnda biyokimyasal özelliklerinin de belirlenmesini saðlar. Ýyi bir deðerlendirme, bitki ýslahçýlarýnýn farklý isteklerine uygun ve ölçülebilir özelliklerle iliþkili olmalýdýr. Genetik kaynaklarýn sistematik olarak deðerlendirilmesi, gelecekteki çalýþma amaçlarýna uygun bilgilerin saðlanmasýna yardýmcý olur. Karakter belirleme çalýþmalarý tarla veya sera koþullarýnda yapýlýr. Ancak tarla kontrollerini yapmak için geniþ alanlara gerek duyulur. Gen bankalarý gerekli alan ve ekipmana sahip olamadýklarý durumda araþtýrma enstitüleri ve ilgili üniversite olanaklarýndan yararlanma yoluna gitmelidir. Uluslararasý Bitki Genetik Kaynaklarý Araþtýrma Grubu (IBPGR), günümüzdeki ve gelecekteki bitki ýslahý programlarýnda kullanýlacak kültür bitkilerinde genetik çeþitliliðin korunmasý ve toplanmasýný hýzlandýrmak amacýyla karakter belirleme çalýþmalarýnda kullanýlmak üzere türler bazýnda uluslararasý standartlar hazýrlamýþtýr. Bu standartlara göre toplanan gen kaynaðýnýn verim, gözle görülebilen morfolojik özellikleri, kalite özellikleri, hastalýk ve zararlýlara dayanýklýlýk, düþük sýcaklýða, kuraklýða, tuzluluða tolerans, deðiþik çevre koþullarýna uyum özellikleri, kýsýrlýk, uyuþmazlýk gibi özellikleri belirlenebilir. Bitki materyalinin gen bankalarýna iletimi ve daðýtýmý sýrasýnda bitki hastalýk ve zararlýlarý da yayýlabilir. Bu durumda bitkilerin introdüksiyon ve materyal tanýmlamasýndan saðlanacak yarar, hastalýk ve zararlýlarýn girmesiyle kaybolabilir. Bu nedenle materyalin öncelikle ülkede mevcut olmayan hastalýk ve zararlýlar için karantinaya alýnmasý gerekir. Karantina hastalýk ve zararlýlarýn daðýlýmýný engeller ve böylece ülke tarýmýnýn ve gen kaynaðý koleksiyonlarýnýn korunmasýný garanti altýna alýr. Bilgi Depolama (Dökümantasyon) : Bitkisel gen kaynaklarýnýn depolandýðý gen bankalarýnda materyal üzerinde yapýlan deðerlendirme sonuçlarý sistemli bir þekilde yayýnlanmaz ise ýslahçýlar tarafýndan materyalin hiç biri kullanýlamaz. Bu nedenle bitkisel gen kaynaklarýnýn toplanmasýndan kullanýlmasýna kadar uygulanan tüm iþlemler dizisinde elde edilen veriler standart halde bilgi depolama merkezinde toplanýr. Bu bilgiler çeþitli kullaným alanlarýna gerekli kaynaðý saðlayacak þekilde kataloglar haline getirilerek yayýnlanýr. Bu kataloglar zaman içinde ilerideki bilgileri de içerecek þekilde yenilenmelidir. Genetik materyalin depolanmasý ve yenilenmesi için geliþtirilen bilgi edinme sistemi, deðerlendirme ve kullanma arasýnda uygun bir halka oluþturur. GEN KAYNAKLARININ KORUNMASINDA YENÝ TEKNOLOJÝLER Dünyadaki gen kaynaklarý gen bankalarý aracýlýðý ile koruma altýna alýnmýþsa da gen bankalarýnýn olanaklarýnýn sýnýrlý olmasý, koruma altýna alýnacak gen kaynaðý sayýsýnýn fazla olmasý nedenleri ile gen kaynaklarýný toplama, deðerlendirme ve çoðaltma konusunda yeni tekniklerin kullanýlmasý yoluna gidilmektedir. Bu amaçla kullanýlan teknikleri aþaðýdaki þekilde sýralamak mümkündür. 1. Biyokimyasal teknikler : Biyokimyasal ve moleküler tekniklerden yararlanýlarak biyolojik çeþitlilik tam olarak belirlenebilmekte, canlý olmayan materyalden alýnan DNA örneklerinden genetik materyalin tanýmlanmasýnda yararlanýlmaktadýr. Bu amaçla RFLP, RAPD ve PCR teknikleri kullanýlabilmektedir. Bu yöntemler kullanýlarak kýsa sürede (1 gün) gen bankasýna giren örneklerin gen düzeyinde korunmasý ve izlenmesi saðlanabilmektedir (20). 2. In vitro teknikler : Vejetatif çoðaltma amacýyla kullanýlmakta olan doku kültürü teknikleri sorunlu gen kaynaklarýnýn uzun yýllar depolanmasýnda kullanýlmakta ise de somatik teknikler muhafazanýn hücre düzeyinde olmasýný saðlamaktadýr. Genetik materyalin DNA biçiminde saklanmasý ise bitki gen kaynaklarýnýn korunmasýnda yeni olanaklar saðlamýþtýr. Nisan- Mayýs- Haziran 2001, Sayý:39 29

6 Ekoloji 3. Yavaþ büyüme tekniði kullanarak muhafaza : Bu tekniðin esasý in vitro depolamada kültürlerin büyüme hýzýný en aza indirmektir. Bu amaçla olgunlaþmamýþ zigotik embriyo kullanma, depolama sýcaklýðýný düþürme, kültür ortamýndaki oksijen basýncýný azaltma, ortam bileþimini düzenleme, ve sürgünlerin yapraklarýný dökme yoluyla baþarýlý sonuçlar alýnabilmektedir (20). 4. Dondurarak depolama : Uzun süreli depolama amacýyla geliþtirilen bu yöntemin esasý, genetik materyalin çok düþük sýcaklýklarda dondurulmasýna dayanmaktadýr. Ancak bu yöntem hücre veya embriyonik süspansiyon kültürleri için uygundur. Çünkü bu materyallerin depolama sonrasý yeniden üreme potansiyelleri yüksektir. Dondurarak muhafazada kültürler sývý ( C) veya gaz ( C) azotla dondurulmaktadýr. Muhafaza sonunda sýcaklýk yükseltilerek canlý hale gelen materyalde çoðaltma çalýþmalarý yapýlabilmektedir. 5. Yapay tohum depolamasý : Bu yöntem daha çok tohumlarý kurutmaya ve saklamaya dayanýksýz olan R. YANMAZ - A. BALKAYA türlerin muhafazasýnda kullanýlmaktadýr. Bu yöntemde sürgün uçlarý veya somatik embriyolar tohum kabuðu ve endosperm görevi yapan yarý katý bir materyal yardýmýyla kapsül haline getirilmekte, havada kurutulduktan sonra hýzla dondurularak uzun yýllar saklanabilmektedir. Bu yolla muhafaza edilen materyalde muhafaza sonrasý canlýlýk faaliyetlerinin yüksek düzeyde olmasýna karþýlýk yapýsal bozulmanýn düþük düzeyde olduðu belirtilmektedir (21). 6. DNA'nýn depolanmasý : Genetik materyalin DNA biçiminde depolanmasý olanaklarýnýn geliþtirilmesi gelecekte bu yöntemin gen kaynaklarýnýn depolanmasýnda kullanýlacak tek yöntem haline geleceðini göstermektedir. DNA depolama tekniklerinin geliþtirilmesi ile ýslah çalýþmalarý için deðerli genler saklanabildiðinden, ayrýca cansýz materyalden de DNA dizilerinin belirlenmesi ile yok olmuþ genlerin de yeniden kazanýlmasý mümkün olacaðýndan gen kaynaklarýnýn muhafazasý kolaylaþacaktýr. KAYNAKLAR 1. Vavilov, N.I, Studies on The Origins of Cultivated Plants., Bull. Appl. Bot.Pl.Breed., 16, 1-245, Harlan, J.R., Anatomy of Gene Centers., Ann. Nat., 85,97-103, Zhukovsky, B.K., World Gene Pool of Plants for Breeding, Mega-Gene Centers and Endemic Micro Gene Centers, Zohary, D., Centers of Diversity and Centers of Origin., In: Genetic Resources in Plants., Oxford, Krusteva, L, Poryazov, I, Georgiev, A., Genetic Resources of Local Forms of Green Beans in Bulgaria., Plant Genetic Resource Newsletters, 101, 21-21, Alan, N., Bitki Genetik Kaynaklarý El Kitabý, Ege Bölge Zirai Araþ. Enst.Yayýn No:70, Menemen-Izmir, Anonim, AVRDC Progress Report, , Tan, A., Türkiye'de Bitkisel Çeþitlilik ve Bitki Genetik Kaynaklarý., Anadolu J. of AARI, 2,50-64, Adak, M.S., Akbaba, G., Osman Tosun Gen Bankasý., Bilim ve Teknik Dergisi., Ekim Ayý Sayýsý, 28-29, Çetiner, E., Türkiye Bitki Genetik Kaynaklarý Meyve ve Bað Envanteri, Ege Böl. Zir. Araþ. Enst. Yayýn No:19, Menemen, Gönülþen, N., Bitki Genetik Kaynaklarý. Meyve ve Bað Envanteri, Ege Bölgesi Zirai Araþtýrma Enst. Yayýnlarý, Menemen, Izmir, Anonim, Resmi Gazete Sayý: Sayfa:4, Fýrat, A., Tan, A., Conservation of Plant Genetic Resources, 42nd General Assembly of Confederation of European Agriculture (CEA).Antalya, Tan, A., Plant Genetic Resources Activities of Turkey, International Course on Plant Genetic Resources Conservation, October, Menemen, Fýrat, A., Bitki Gen Kaynaklarý Araþtýrma Enstitüsü Müdürlüðü, Tarým ve Köyiþleri Dergisi, Sayý:80, 35, Tan, A., Current Status of Plant Genetic Resources Conservation in Turkey, Zencirci et. all. (ed.), The Proceedings of Int. Symposium on Situ Conservation of Plant Genetic Diversity, 5-16, Þehirali, S., Özgen, M., Bitkisel Gen Kaynaklarý, Ankara Üniv. Ziraat Fak. Yayýnlarý:1020, Ders Kitabý:294, Hawkes, J.G., Crop Genetic Resorces Field Collection Manuel, IBPGR,Eucarpian, Ellis, R.H., Roberts, E.C., A Comparison of The Low Moisture-Content Limit to The Logarithmic Relation Between Seed Moisture and Longevity in Twelve Species, Annals. of Botany, 63, , Özgen M, Adak M.S., Söylemezoðlu, G, Ulukan H., Bitkisel Gen Kaynaklarýnýn Korunma ve Kullanýmýnda Yeni Yaklaþýmlar. V. Türkiye Ziraat Mühendisliði Kongresi, Ankara, , Tan, A., Bitkisel Çeþitliliðin Muhafaza Yöntemleri, Ege Üniv. Fen Fak Dergisi Seri B, Ek 16/1, , Nisan- Mayýs- Haziran 2001, Sayý:39