TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİYE GİRİŞ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİYE GİRİŞ"

Duygu Zaimoğlu
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİYE GİRİŞ Bitki Doku Kültürü Adnan Menderes Üniversitesi Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü TB101 Çiğdem Yamaner (Yrd. Doç. Dr.) 4. Hafta ( ) ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 1

Bölümü TB101 Çiğdem Yamaner (Yrd. Doç. Dr.) 4.

2 Bitki Doku Kültürü Nedir? Bitki doku kültürü, diğer üretim yöntemlerinden farklı olarak kontrollü çevresel koşullarda, belirli bir steril besi ortamında, aseptik olarak izole edilen hücre (meristematik hücreler, süspansiyon veya kallus hücreleri), protoplast, doku (çeşitli bitki kısımları=eksplant) ve organların (apikal meristem, kök vb.) kültürlerini kapsayan ; organogenezis, somatik embriyogenezis ve genetik transformasyon aracılığı ile önemli bitkilerin korunması için kullanılan bir teknolojidir. ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 2

aseptik olarak izole edilen hücre (meristematik hücreler, süspansiyon veya kallus hücreleri), protoplast, doku (çeşitli bitki

3 Somatik embriyogenezis Embriyoların somatik hücrelerden geliştirilmesidir. Genellikle kallus oluşumu üzerinden somatik embriyo elde edildiğinden, oluşan yeni bitkicikler arasında varyasyon bulunma olasılığı vardır. ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 3

4 Somatik embriyogenesisin kullanım alanları Klonal çoğaltım Sentetik tohum üretimi Gen aktarımı ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 4

5 Organogenezis: Kök, sürgün veya yaprakların oluşumunun sağlanmasıdır. Embriyogenesise benzer olarak kallus üzerinden organlar oluşabileceği gibi, çoğunlukla doğrudan organ oluşumu elde edilebilir. ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 5

6 ORGANOGENESİS ÇEŞİTLERİ İndirekt organogenesis Direkt organogenesis Kallus Sürgün veya kök Sürgün veya kök Bitki Bitki ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 6

7 Bitki Doku Kültürü Niçin Önemlidir? Bitki Doku Kültürü kullanılarak hastalık ve virüsten arındırılmış tek bir ana stok bitkiden genetik olarak özdeş bitkilerin çok büyük miktarlarda üretimi sağlanabilmektedir. Ayrıca çoğaltılması zor olan türlerin üretilmesi, kaybolmakta olan türlerin korunması, genetik iyileştirme çalışmaları ve bitki sekonder metabolitlerinin üretilmesi gibi pek çok alanda çeşitli doku kültürü teknikleri rutin olarak kullanılmaktadır. ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 7

çok büyük miktarlarda üretimi sağlanabilmektedir.

8 Doku Kültürünün Temel Konsepti Ne Üzerine Kuruludur? Totipotensi Hücrelerin farklılaşabilme ve bütün bir organizmaya rejenere olabilme yeteneğidir. Teoride bütün hücreler aynı genoma sahip olduklarından bu potansiyele sahiptir (Nüklear totipotensi). Pratikte - Bitki hücreleri totipotenttir - Hayvan hücrelerinde durum farklılık gösterir. ör: kök hücreleri totipotenttir. ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 8

Teoride bütün hücreler aynı genoma sahip olduklarından bu potansiyele sahiptir (Nüklear totipotensi).

9 Bitki Doku Kültürü İçin Ne Gereklidir Hijyenik Şartlar İyi dizayn edilmiş bir laboratuvar Steril Kültür ortamları: Makro ve Mikro elementler Şekerler Vitaminler Hormonlar Katılaştırıcı ortamlar Distile su Test tüpleri, petriler ya da kavanozları Bitki materyali: Bitki hücre, doku, organ, tohum vb. ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 9

Hormonlar Katılaştırıcı ortamlar Distile su Test tüpleri, petriler ya da

10 Doku Kültürü Süreci Eksplantların (ör: yaprak parçası) elde edilmesi ve sterilizasyonu Büyüme ortamına aktarılması Direkt ya da indirekt rejenerasyon (kallus) ile bitkiciklerin elde edilmesi Bitkiciklerin dış ortama aktarılması ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 10

da indirekt rejenerasyon (kallus) ile bitkiciklerin elde edilmesi

11 Tissue Removed Start Media Plantlet Callus ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 11

12 In Vitro Kültür Çeşitleri Tam bitkinin kültürü (tohum ve fide kültürü) Embriyo kültürü (olgunlaşmamış embriyo kültürü) Organ kültürü 1. sürgün ucu (shoot tip culture) 2. kök (root culture) 3. yaprak (leaf culture) 4. anter (anther culture) Kallus kültürü Hücre süspansiyon kültürü Protoplast kültürü ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 12

sürgün ucu (shoot tip culture) 2. kök (root culture) 3. yaprak (leaf culture) 4.

13 PROTOPLAST KÜLTÜRÜ Selülozik yapıdaki hücre çeperleri, mekanik ya da enzimatik yollarla çıkarılmış olan hücrelere protoplast denilmektedir. Protoplast kültürü ise, izole edilen protoplastların, hücre modifikasyonu ve somatik hibridizasyon yöntemleriyle, bitki tür ve çeşitlerinin geliştirilmesi amacına yönelik olarak, uygun besin ortamlarında kültüre alınmasıdır. ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 13

Protoplast kültürü ise, izole edilen protoplastların, hücre modifikasyonu ve somatik hibridizasyon

14 Protoplast Kültürü Yapılışı Yaprak sterilizasyonu Epidermisin Soyulması Enzim uygulanması ve inkübasyonu Protoplastların izolasyonu ve kültüre alınması ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 14

15 Somatik Hücreler Arası Melezleme (Protoplast Füzyonu) Protoplast füzyonu ve somatik melezleme, pre-zigotik eşeysel uyuşmazlıklar nedeniyle, klasik melezleme ile elde edilemeyen hibritlerin elde edilmesinde kimyasal ve fiziksel yöntemlen kullanılarak uygulanan bir tekniktir. Solda patates, en sağda yabani bir patates türü, ortada somatik hibrid (cybrid) ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 15

elde edilmesinde kimyasal ve fiziksel yöntemlen kullanılarak uygulanan bir tekniktir.

16 Meristem kültürü Meristem kulturu tekniği, bitkilerin primer meristematik dokularının izole edilerek steril kosullarda ve yapay besin ortamları uzerinde yetistirme ve bu yolla yeni bitkiler elde etme esasına dayanan bir vejetatif mikrocoğaltım yontemidir. ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 16

ortamları uzerinde yetistirme ve bu yolla yeni bitkiler elde etme

17 Meristem ve sürgün ucu kültürlerinin uygulama alanları Virüssüz materyal elde etmek Mikroçoğaltım Germplazm muhafazası Genetik transformasyonlar Bitki materyallerinin uluslararası değişimi Bakteri ve mantarlardan arındırılmış bitkilerin üretimi ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 17

transformasyonlar Bitki materyallerinin uluslararası değişimi Bakteri

18 Meristem ucu kültürlerinde başarıyı etkileyen faktörler Bitki materyali - Eksplantın büyüklüğü - Donör bitkinin fizyolojik durumu - Eksplantın alındığı mevsim - Çeşit Kültür ortamı - Mineral tuzlar - Şekerler - Agar - Büyüme düzenleyicileri Kültür şartları ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 18

alındığı mevsim - Çeşit Kültür ortamı - Mineral tuzlar - Şekerler - Agar

19 Meristem ucu kültürünün yararları En yüksek genetik kararlılık in vitro klonal çoğaltımda elde edilmektedir. Meristem ucu kültürü ile bulaşık olan bir donör bitkiden viral, bakteriyal, ve fungal patojenler uzaklaştırılabilir. Meristem ucu, soğukta muhafaza ve diğer kültür muhafaza teknikleri için homojen bir doku tipi olması ve küçük olması bakımından çok uygundur. Kimera olan bir materyalin aynen çoğaltımı için meristem ucu kültürü çok uygun bir tekniktir. Meristem ucu kültürleri, karantina uygulamalarına göre uluslararası taşımada çoğunlukla kabul edilen kültürlerdendir. ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 19

Meristem ucu, soğukta muhafaza ve diğer kültür muhafaza teknikleri için homojen bir doku tipi olması ve küçük olması bakımından çok uygundur.

20 MİKROÇOĞALTIM Bir bitkiden alınan ve tam bir bitkiyi oluşturabilme potansiyeline sahip bitki kısımlarından (embriyo, tohum, gövde, sürgün, kök, kallus vb) yapay besin ortamlarında ve aseptik koşullar altında yeni bitkilerin elde edilmesidir. ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 20

sürgün, kök, kallus vb) yapay besin ortamlarında ve aseptik koşullar

21 BİTKİLERDE MİKROÜRETİM ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 21

22 Mikroçoğaltımın bitki yetiştiriciliği ve genetiği yönünden önemi ve avantajları; Hastalık ve zararlılardan arındırılmış bitkisel materyal elde edilmesi Kitlesel üretimde - üretilen bitkilerde fenotipik ve genotipik benzerlik - alışılagelen yöntemlerden daha kısa kültür süresi - zor üretilen türlerin daha kolay üretimi - seçilen belirli/üstün genotiplerin hızlı üretimi - üretimde daha az anaç kullanılması Somaklonal varyasyondan dolayı yeni çeşitlerin/genotiplerin elde edilmesi ADÜ Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü 22

Benzer belgeler

Hastalıksız Bitki Üretimi ile Mikroçoğaltım

Hastalıksız Bitki Üretimi ile Mikroçoğaltım Doç. Dr. Yıldız Aka Kaçar Mikroçoğaltım Bir bitkiden alınan ve tam bir bitkiyi oluşturabilme potansiyeline sahip bitki kısımlarından (embriyo, gövde, sürgün,