Yerfıstığı ıslahı Prof. Dr. Necmi İŞLER M.K.Ü. Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü
yerfıstığının yabani türleri Synthetic" groundnut plants developed at ICRISAT.
Yerfıstığının çiçeklenme ve döllenme biyolojisi Yerfıstığında çiçek, baklagil çiçek yapısındadır. Tek çiçekte, 5 çanak yaprak, 2 kayıkçık, 2 kanatcık ve 1 bayrak yaprağından oluşan 5 parçalı taç yaprak, 1 adet dişi organ 5 parçalı taç yaprak, 1 adet dişi organ ve 10 adet erkek organ bulunur. Erkek organlardan 8 tanesi çiçek tozu oluşturmaktadır. Çiçek tozu keseleri sıcak günlerde güneş doğduktan hemen sonra patlamakta ve tozlanma olmaktadır. Çiçek açtıktan yaklaşık 30 saat sonra döllenme tamamlanmaktadır. Açan yerfıstığı çiçeğinin taç yaprakları, 24 saat sonra solarak dökülmektedir. Yerfıstığında çiçek, %99 kendine döllenmektedir. Döllenmeden 10-12 gün sonra ginofor oluşur ve oluşan ginoforlar, ortalama 3 günde toprak içerisine girerler. Toprağa giren ginoforların uç kısmında bulunan yumurtalık gelişerek, yerfıstığı meyvesini meydana getirir.
Önemli Özellikler ve Kalıtımı Koyu çiçek rengi, açık çiçek rengine dominant olup, iki gen tarafından idare edilmektedir. Kırmızı tohum kabuk rengi, diğer renklere dominant olup, 3 gen tarafından idare edilmektedir. Yatık gelişme, dik gelişmeye dominant olup, iki gen tarafından idare edilmektedir. Kendine fertillik, sterilige dominant olup, 1 veya 3 gen tarafından idare edilmektedir. Büyük tohum özelliği, küçük tohuma dominant olup, tek gen tarafından idare edilmektedir. Uzun tohum şekli, yuvarlak oval tohum şekline dominant olup, iki gen tarafından idare edilmektedir. Meyvede çok tohumluluk, az tohumluluğa dominant olup, üç gen tarafından idare edilmektedir. Geçcilik, erkenciliğe dominant olup, çok gen tarafından idare edilir. Dallanma özelliği, dallanmazlığa dominant olup, bir gen tarafından idare edilir.
İntrodüksiyon ve Adaptasyon Adaptasyon denemelerine başlamadan önce, temin edilen çeşitlerin tür ismi, temin edildiği yer, materyalin genel özellikleri kütük defterine işlenmelidir. Dünyada çeşitli gen bankalarında 12000 üzerinde gen kaynağı bulunmaktadır (çeşit veya tip olarak). Bunların %60 ABD de bulunmaktadır. Yerli ve yabancı kaynaklardan temin edilen yerfıstığı çeşit ve hatları, birinci yılda gözlem bahçesi halinde küçük parsellere ekilir. Yetişme süresi boyunca parsellerde gerekli kontroller yapılır ve görülen hastalık ve zararlılarla mücadele yapılır. Gözlem bahçesindeki materyalden bölgeye uyum gösterebilen gelişmesi iyi olanlar seçilerek, 2. yılda, bölge standardı ile mukayeseli olarak, 2 sıra mikro verim denemesine alınır. Denemeye alınan introdiksiyon materyalinde önemli tarımsal ve bitkisel özellikler belirlenir ve bu özellikler bakımından standardı geçen çeşit ve hatlar seçilerek, 3. yılda tekrarlamalı makro verim denemelerine alınırlar. Bu aşamada verim denemelerine tekrarlamalı olarak en az 2 yıl devam edilmelidir. Bu yılın sonunda istenen özelliklere sahip, yüksek verimli ve standardı geçen çeşit ve hatlar seçilerek üretime aktarılırlar. Bu çeşitlere, öncelikle ön üretim izni verilir ve daha sonra tescil işlemleri yapılır.
Yerfıstığında uygulanan ıslah Seleksiyon yöntemleri Genetik farklılık gösteren karışık bir populasyon veya çeşit içerisinden, istenilen karakterlere sahip bitkilerin seçilerek denenmesi ve üretilmesi esasına dayanan bir ıslah yöntemidir. Seleksiyon ıslahı; toplu seleksiyon ve teksel seleksiyon olmak üzere iki şekilde uygulanmaktadır.
Toplu seleksiyon Fenotipik olarak birbirine benzeyen bitkilerin seçilerek birlikte hasat edilmesi ve sonraki yıllarda denemeye alınarak olumlu sonuç verenlerin üretime aktarılması esasına dayanır. Toplu seleksiyon; yeni çeşit geliştirme yerine, mevcut çeşitlerin saflaştırılarak devam ettirilmesi veya tohumluk üretimi amacıyla yapılır. Toplu seleksiyon negatif ve pozitif olarak iki şekilde uygulanmaktadır. Pozitif seleksiyonda birkaç yüz (600-800) bitki seçilir. Birlikte hasat edilirler. Bir önceki yıl seçilmiş ve beraber hasat edilmiş bitkilerin tohumları, bir standart çeşit ilave edilerek verim denemelerine alınır. Burada, seçilen bitkilerin çeşitli gözlemleri yapılır ve verim durumlarına bakılır. Neticede, verim potansiyeli yüksek olan ve saflaştırılan çeşidin üretimine geçilir.
Döl kontrollu teksel seleksiyon Populasyon içerisinde iyi özellik gösteren tek bitkilerin seçilmesi, bunların ayrı ayrı hasat edilerek, ileriki yıllarda gerekli gözlem ve testlere tabi tutularak üstün olanların seçimi ve üretilmesi esasına dayanır. Başlangıçta tek bitkiler karışık bir popilasyon içerisinden seçilebileceği gibi, tescil edilmiş çeşit içerisinden de seçilebilmektedir. Uygulaması şu şekildedir. 1. yıl. İstenilen özelliklere sahip bitkiler (200-1000 adet) seçilerek ayrı ayrı hasat edilir 2. yıl. Seçilen tek bitkiler ayrı sıralar halinde ekilir. Yetişme süresince gerekli gözlemler yapılarak, seleksiyona esas alınan özelliklere sahip sıralar belirlenir ve bu sıralar ayrı ayrı hasat ve harman edilirler. 3. yıl. Seçilen sıraların tohumları, standart ile mukayeseli mikro verim I denemesine alınır. Her parsel ayrı ayrı hasat edilir, yüksek verimli olan standardı geçen hatlar seçilir. 4. yıl. Seçilen hatlar tekrarlamalı olarak mikro verim II denemesine alınırlar ve hasat sonrası yüksek verimli olan hatlar seçilerek denemelere devam edilir. 5. yıl. Yüksek verimli olarak seçilen hatlar tekrarlamalı olarak makro verim denemelerine alınırlar ve üstün olan hatlar seçilir. Aynı zamanda 4.yıl sonunda ümitli görülen hatların üretimlerine başlanır. 6. yıl. Bir önceki yılda seçilen hatlarla çoklu lokasyonlarda tekrarlamalı çeşit verim denemelerine devam edilir. 7.yıl. 5.ve 6.yıllar sonunda üstün özellik gösteren yüksek verimli hatlar, tescil edilmek üzere ilgili kuruluşlara gönderilir. Öncelikle bu çeşit adaylarının ön üretim izni alınarak tohumluk üretimler başlanır
Melezleme Islahı Yerfıstığında melezleme ıslahı bazı karakterlerin bir çeşitte toplanması veya yeni bir çeşit elde edilmesi amacıyla yapılır.bunun için; istenilen karakterlere sahip ana baba bitkiler birbirleri ile melezlenirler, ileriki yıllarda açılan generasyonlarda istenilen karakterlere sahip bitkiler seçilerek üretilir. Yerfıstığı melezleme ıslahında başarı sağlanabilmesi için, şu işlemlerin sıra ile uygulanması gerekmektedir. A. Islah amacının belirlenmesi B. Ebeveynlerin (ana ve baba olacak çeşitler) seçimi ve melezleme C. Açılan generasyonlarda uygun seleksiyon yönteminin belirlenmesi ve uygulanması
Islah Amacının Belirlenmesi Yerfısığın da ıslah amaçları; ülkelere ve kullanma alanlarına göre değişmektedir. yerfıstığında başlıca ıslah amaçları; Yüksek tohum verimi Hastalık ve zararlara dayanıklılık Meyvede kabuk oranının düşük olması Düzgün meyve şekli Erkencilik Yağ ve protein oranı Yağ ve protein kalitesi Herbisitlere dayanıklılık Stres koşullarına dayanıklılık Tohum iriliği, meyvede çok tohumluluk Makinalı hasada uygunluk
Ebeveyinlerin Seçimi ve Melezleme Melezleme ıslahında başarıya ulaşabilmek için, ıslah amacına uygun ebeveyinlerin seçilmesi gerekmektedir. Eveveyinlerin seçiminden sonra, F1 kademesinde yaptığımız melezlemeden emin olabilmek için, gözle görülebilir bir karekter bakımından dominant özelliğe sahip olan bir çeşit, baba olarak seçilmelidir. Melezleme proğramına başlarken dikkat edilmesi gerekli konular şu şekilde sıralanmaktadır. Sıra aralarına kolayca girip çıkabilmek için, sıralar aralarında yeterli mesafe bırakılmalıdır. Ana ve baba ebeveyinler birbirlerine yakın ve yan yana sıralar halinde ekilmelidir. Her sırada veya bitkide aynı melezlemeler yapılmalıdır. Ebeveyinlerin çiçeklenmelerinin eş zamanlı olması sağlanmalıdır. Melezlemede ana olarak seçilen bitkide ilk açan çiçekler kullanılmalıdır. Melezleme yapılmayan çiçekler dalları ile birlikte kesilerek atılmalıdır. Emaskülasyon çiçek açmadan bir gün önce akşam saatlerinde, tozlama ise ertesi gün sabah saatlerinde yapılmalıdır. Mümkünse saksılarda melezleme çalışması yapılmalıdır.
Emaskülasyon ve Tozlanma Emaskülasyona başlamadan önce, ilk yapılacak işlem, taç yaprakların açılarak, anterlerin açığa çıkmasını sağlamaktır. Yerfıstığında emaskulasyon işlemleri aşağıdaki yöntemlerden birisi ile yapılabilir. Sivri uçlu iğne ile taç yapraklar aşağıdan yukarıya doğru yırtılır, açığa çıkan anterler iyi bir pens yardımıyla dikkatlice koparılır. Bayrak yaprak geriye doğru katlanarak kanatcık ve kayıkcıklar çiçekten uzaklaştırılırlar ve açığa çıkan antherler bir pens yardımıyla dikkatlice koparılır. Bütün taç yapraklar bayrak yaprağın tepesinden bir pens yardımı ile dikkatlice çekilirler ve daha sonra ortaya çıkan anterler, kopartılarak çiçekten uzaklaştırılırlar. Emaskülasyon, bir gün sonra açacak çiçeklerde, akşamüzeri saat 17.00-18.00 dolaylarında yapılmaktadır. Emaskülasyon geç kalınırsa, anterlerin patlayıp kendine döllenme tehlikesi ortaya çıkabilmektedir. Emaskülasyon, polen tozları döllenme kabiliyeti kazanmadan önce yapılmalıdır. Anterlerin emasküle edilmesi sırasında stiğmaya zarar vermemeye özen gösterilmelidir. Erkek organlardan bir tanesinin bile çiçekte kalması, kendine döllenmeye yeterli olmaktadır. Bu nedenle, çiçek ve stiğma güçlü bir büyüteçle kontrol edilmelidir. Melezlemenin daha emliyetli olabilmesi için, kullanılacak yardımcı aletler her çiçekten çiçeğe geçerken alkolle sterilize edilmelidir.
Emaskülasyon ve Tozlanma Tozlanma: Emasküle edilmiş ana çiçeğin stiğması üzerine, baba çiçekten alınan polen tozlarının bırakılması işlemidir. Yerfıstığında tozlanma işlemleri, sabah saat 7.00-10.00 arasında yapılmalıdır. Emaskule edilmiş çiçeğin tozlanmasında değişik teknikler kullanılmaktadır. Anterler topluca çekilerek, tozlanacak çiçeğin stiğması üzerine fırçalama yapar gibi sürülür veya taç yaprakları uzaklaştırılmış baba çiçekler alınıp, tozlanacak çiçeğin stiğması üzerine sürülür. Polenlerin taşınmasında ve tozlamada kullanılacak fırçanın küçük ve yumuşak tüylü olmasına dikkat edilmelidir. Tozlamadan başarılı sonuç alabilmek için, stiğma çevresinde uygun bir ekoloji oluşturulmalıdır. Bunun için, tozlamadan hemen sonra, 12 X 12 cm büyüklüğünde havlu kağıttan yapılmış kağıt torbalar ıslatılarak, tozlanması yapılan stiğmanın tepesinden geçirilmelidir. Bu sayede yumurtalık korunur. Ayrıca dışardan çiçek tozu alımı engellenir.
Melezleme çalışması
Melezlenmiş yerfıstığının etiket bağlanmış hali
Pedigri Seleksiyon Yöntemi Bu yöntemde; melezlemeden sonra, F2 kademesinde tek bitki seçimine başlanır ve bitki seçilmesi F5 kademesine kadar devam eder. F6 kademesinden itibaren verim denemesine başlanır. Bu yöntemin yıllara göre uygulanması şu şekilde olmaktadır. 1. Yıl. Ana ve baba olarak seçilen çeşitler melezlenir ve F1 tohumları elde edilir. 2.Yıl. Melezlemeden elde edilen (10-25 adet) F1 tohumları karışık olarak ekilirler ve hasat zamanı F2 tohumları birlikte hasat edilirler. 3 Yıl. Hasat edilen F2 tohumlarının tamamı ekilerek F2 bitkisi yetiştirilir (yaklaşık 2000 adet). Bu bitkiler içerisinden ıslah amacına uygun 300-500 bitki seçilir ve bunlar F3 tohumları olarak ayrı ayrı hasat edilirler. 4 Yıl. Seçilen 300-500 bitkinin F3 tohumları ayrı sıralara ekilirler. Hasat sırasında gerekli gözlemler yapılarak, 50-100 adet sıra ve sıra içerisinde tek bitkiler seçilir. Seçilen bitkiler ayrı ayrı hasat edilirler. 5-7 Yıllar. Dördüncü yılda seçilen sıraların en iyi bitkileri, bitki sıraları familyaları şeklinde yetiştirilir ve hasat zamanı en iyi familyalar, familyalar içerisinde en iyi sıralar ve sıralar içerisinde de en iyi bitkiler seçilir (F4 ve F5). Bu işlem familyalar üniform hale gelinceye kadar devam eder. 7. yılın sonunda, amaca uygun 25-50 sıra (hat) seçilir ve her sıradaki bitkiler birlikte hasat edilirler (F5 den sonra bitki seçilmesi bırakılır) 8 Yıl. Seçilen hatlar ön verim denemesine alınır, hasat sonrası ümitli görülen hatlar seçilerek, verim denemelerine devam edilir. 9 Yıl. Ön verim denemesinde ümitli görülen hatlar bölgenin standart çeşidi ile mukayeseli verim denemelerine alınır. Denemeler sonunda standardı geçen 2-5 yüksek verimli hat çeşit adayı olarak seçilirler. 10 ve 11 Yıllar. Seçilen hatlar çoklu lokasyonda verim denemelerine alınırlar. Bu verim denemeleri sırasında kalite, erkencilik ve hastalıklara dayanıklılık gibi testler de yapılır. Bu denemeler sonunda en üstün 1-2 hat, çeşit adayı olarak seçilir ve tescil edilmek üzere ilgili kamu kuruluşuna gönderilir.
Bulk Yöntemi Bu yöntemin pedigri yönteminden farkı, tek bitki seçimi F5 generasyonunda başlanılması ve bir defa yapılmasıdır. Teorik olarak F5 kademesinde, popilasyondaki bütün bireyler homozigot hale gelmiştir. Bu yöntemin yıllara göre uygulanması şu şekilde olmaktadır. 1Yıl. Ana ve baba olarak seçilen çeşitler melezlenir ve F1 tohumları elde edilir. 2 Yıl. Melezlemeden elde edilen F1 tohumları (10-25 adet) tarlaya ekilirler ve F2 tohumları birlikte hasat edilirler. 3 Yıl. Hasat edilen F2 tohumları karışık olarak ekilirler ve hasat zamanı F3 tohumları karışık olarak birlikte hasat edilirler. 4 Yıl. Bir önceki yıl hasat edilen F3 tohumları bir kısmı generasyon ilerlemesi için karışık olarak ekilirler ve hasat zamanı F4 tohumları karışık olarak birlikte hasat edilirler. 5 Yıl. Dördüncü yılda hasat edilen F4 tohumlarının yine bir kısmı alınır ve karışık olarak ekilirler. Hasat zamanı tüm bitkiler birlikte hasat edilirler. 6 Yıl. Bir önceki yıl hasat edilen F5 tohumları, belirli aralıklarla ekilirler ve hasat zamanı geldiğinde, ıslah amacına uygun 800-1000 adet F5 bitkisi seçilir ve bu bitkiler ayrı ayrı hasat edilirler. 7 Yıl. Seçilen F5 bitkilerine ait tohumlar ayrı sıralar halinde ekilirler ve hasat zamanı geldiğinde, sıralar ayrı ayrı hasat edilir. Gerekli gözlemler yapılarak en üstün 100-300 sıra (hat) seçilir. 8 Yıl. Seçilen hatlara ait F6 tohumları, standartla mukayeseli olarak iki sıra mikro verim denemesine alınırlar. Hasat sonrası gerekli gözlemler yapılır ve standardı geçen belirli sayıda (10-20) hat seçilir. 9 Yıl. Seçilen hatlar, bölgenin standart çeşidi ile mukayeseli olarak tekerrürlü makro verim denemesine alınırlar. Deneme sonunda üstün özellikler sahip ve yüksek verimli hatlar (5-10) seçilir. 10 ve 11 Yıllar. Bir önceki yıl seçilen hatlar, çoklu lokasyonda verim denemelerine alınırlar. Yüksek verimli olarak belirlenen 1-2 hat çeşit adayı olarak tescil edilmek üzere ilgili kamu kuruluşuna gönderilir. Pediğri ve Bulk seleksiyon yönteminde 9. yıldan itibaren çeşitler belirlenmeye başlanmıştır. Bir taraftan verim denemeleri devam ederken, ayrı bir yerde de tohumluk üretimleri yapılmalıdır. Çeşit adayı olarak belirlenen hatlar içerisinde tip dışı bitkiler, zaman içerisinde seçilerek ayıklanmalıdır.
Geri Melezleme Bir yerfıstığı çeşidinden, diğer bir yerfıstığı çeşidine, istenilen bazı özellikleri aktarmak amacıyla yapılır. Yerfıstığında bölgeye adapte olmuş standart bir çeşit bazı hastalıklara (Cercospora yaprak leke hastalığı gibi) dayanıklı olmayabilir. Dayanıklı bir çeşit ile melezleme yapmak suretiyle, dayanıklılık geni standart çeşide aktarılabilmektedir. Geriye melezlemeye, standart çeşidin bütün karakterleri ile birlikte, ikinci ebeveynin üstün karakterini de taşıyan çeşit elde edilinceye kadar devam edilmelidir. Geri melezleme önce hatalıklara hassas ve yüksek verimli A çeşidi ile hasalıklara dayanıklı normal verimi olan B (donör) çeşidi melezlenir. Elde edilen F1 bitkileri, tekrar hastalıklara hassas ve yüksek verimli A çeşidi ile geri melezlenir. Bu geri melezleme her defasında aynı şekilde BC5-BC6 ya kadar devam eder. Sonunda yüksek verimli ve hastalıklara dayanıklı yeni çeşitler ıslah edilmiş olur. Burada devamlı kullanılan A çeşidine tekrarlanan (Reccurrent) ebeveyn, B çeşidine ise verici (Donör) ebeveyn denir. Geri melezlemede, bir veya birkaç özellik iyileştirilmek istenir. Her defasında geri melezlemede kullanılacak F1 bitkileri, tüm özellikleri açısından A çeşidine benzemeli ve hastalıklara dayanıklı olmalıdır. Elde edilen yeni çeşit başka denemleler (verim, adaptasyon) alınmadan, doğrudan üretime aktarılır.
Geri Melezleme
Mutasyon Islahı Ethyl methane sulfonate (EMS) 0.3% konsantrasyonda çiçeklere sabah saat 9-9.30 uygulamasıyla elde edilen mutant bitkilerin seleksiyonuyla yeni çeşidin verimde %5 lik artış sağlanmıştır. Sodium Azide (NaN3 ) tohumlara 0.39 % konsantre olarak tohumlara uygulandığında tohumların oleik asit miktarında önemli artışlara neden olmuştur. X-ışınları, gama ışınları ve notronlar mutasyon ıslahında radyosyon olarak kullanılırlar. Mutant bitkilerde açılma M2 generasyonunda görülür. Bu nedenle seleksiyona, M2 generasyonunda tek bitki seçilerek başlanır. Seleksiyona, M3 generasyonuna kadar devam edilir. Amaca uygun olan bitkiler seçilerek, standart çeşit ile verim denemelerine alınır. Eğer mutant çeşidin eksik olan yönleri var ise, geriye melezleme yöntemi ile bu eksiklik giderilmeye çalışılır. Yerfıstığında colhicine kullanılarak diploid formdan, tetraploid tipler elde edilmektedir. Hindistan da yetiştirilen yerfıstığını %45 i mutasyon ıslahı ile elde edilmiş TAG mutant serileridir(tag groundnut varieties ). TAG24 çeşidi en popilerdir.
Mutasyona uğramış yerfıstığı bitkileri
Field trials with GM peanuts World wide USA 52 Period 1993-2010 Traits Resistance to viruses, fungi and insects, herbicide tolerance, drought tolerance Additional countries India, China, South Africa
Transgenik yerfıstığı çalışmaları Dünyada ilk defa transgenik yerfıstığı peanut clump virus (PCV), dayanıklı çeşit geliştirilmiştir. Bu çeşit Batı Afrika ve Hindistan da geniş olarak yetiştirilmektedir. Agrobacterium tumefciens strain C58 bakterisi vasıtasıyla dayanıklılık sağlayan gen çeşitlere aktarılmıştır. Uninfected and infected (arrow) plants of groundnut. Bu virus den kaynaklanan ekonomik kayıp her yıl 38 milyon doları bulmaktadır. Ayrıca Alfatoksin oluşununu engelleyen transgenik yerfıstığı geliştirilmiştir.
Çeşit verim denemelerinde kullanılan parsel mibzeri ve çeşit verim denemeleri