MBG 112 BİYOLOJİ II BİTKİLERDE ÜREME VE BİYOTEKNOLOJİ YRD. DOÇ. DR. YELDA ÖZDEN Döl almaşı Angiospermlerde; Baskın döl sporofit, Gametofit indirgenmiş, Sporofit üreme yapısı olan çiçeği oluşturur. Ovaryum meyveye dönüşür. 1
Çiçek Tüm organlara sahip çiçek «tam çiçek»; dört çiçek organından bir ya da birden fazlası bulunmayan çiçekler «eksik çiçek» Hem stamen hem de karpellere sahip çiçek «biseksüel çiçek»; Staminat ve karpellat aynı çiçekte ise «monoik», ayrı çiçöeklerde ise «dioik» denir. 2
Erkek ve dişi gametofitin gelişimi Tozlaşma Erkek ve dişi gametofitin bir araya gelmesidir. Rüzgar, Böcek Diğer hayvanlar arayıcılığı ile gerçekleşir. 3
Bitkiler kendi kendine döllenmeyi engeller 1 Stamen ve karpellerin farklı zamanlarda olgunlaşması, 2 Çiçek yapısal olarak, aynı çiçeğin anterlerinden stigmaya poleni taşıma olasılığını ortadan kaldıracak şekilde düzenlenmiştir. 3 Çiçekli bitkilerde kendileşmeyi önleyen en yaygın mekanizma kendine uyumsuzluktur (self incompatibility). Kendine uyumsuzluk Kendine uyumsuzluk; bir bitkinin kendi polenini ve yakın akraba bireylerin polenlerini reddetme yeteneğidir. 4
Gametofitik kendine uyumsuzluk Engel, polen tanesinin kendisinde ortaya çıkabilir. Tütün, gül ve fasulye familyalarının bazı üyelerinde kendini tanıma gelişmemiş bir polen tüpünde RNA nın enzimatik olarak parçalanmasına neden olur. RNA yı hidrolize eden enzimler ya da RNaz lar karpelin stilüsünde bulunur. Bu enzimler polen tüpüne girebilir ve RNA sadece polenin kendi tipinde olduğu durumda polen RNA sına saldırır. Sporofitik kendine kısırlık 5
Çifte döllenme ile zigot ve endosperm oluşumu Endospermin gelişmesi Çoğunlukla embriyodan önce gelişir. Çifte döllenme Merkezi hücre nin triploit çekirdeği bölünür. Süt kıvamında çok çekirdekli «süper hücre» Katı endosperm Sıvı kütle sitokinez ile çok hücreli hale gelir. Hücre çeperleri oluşur ve endosperm katılaşır. Sıvı endosperm 6
Embriyo gelişimi Tohum yapısı 7
Ovaryumun meyveye dönüşümü Tohum taslakalrından tohumlar geliştikçe, çiçeğin ovaryumu bir meyveye dönüşür. Tozlaşma ovaryumun meyveye dönüşmesine neden olan hormon değişimlerini başlatır. Meyve gelişimi sırasında ovaryum çeperi, kalınlaşmış meyve çeperine (Perikarpa) dönüşür. Ovaryum büyüdükçe çiçeğin diğer kısımları solar ve dökülür. Tohum çimlenmesi Bir tohum olgunlaştıkça su kaybederek «dormansi» evresine girer. Dormansi metabolik hızın aşırı ölçüde yavaş olduğu, büyüme ve gelişmenin askıya alındığı bir durumdur. Dormansinin kırılması için gereksinimler türden türe değişir: Önemli ölçüde yağmur yağması (su alınımı), Soğuğa maruz bırakılma, Işık, Şiddetli ısı, Hayvanın sindirim sisteminden geçme ile tohum kabuğunun zayıflatılması. 8
Tohumdan fideye 9
22.04.2015 Eşeysiz üreme Vejetatif üreme Eşeysiz üreme kalıtsal olarak benzer organizmalardan oluşan bir klon oluşacaktır. Bitkiler büyümenin sürekliliğini ya da yenilenmesini sağlayan bölünebilir, farklılaşmamış hücrelerin oluşturduğu meristematik dokulara sahiptir. Ayrıca bitkideki parankima hücreleri çeşitli tipteki özelleşmiş hücrelere bölünüp farklılaşarak, bitkinin yok olmuş kısımlarının yeniden oluşmasını sağlar. Bir ana bitkinin onu tekrardan oluşturabilen parçalara ayrılması vejetatif üremenin en yaygın şekillerinden birisidir. 10
Apomiksis Bir bitkinin çiçekleri döllenme olmaksızın tohum üretmektedir. Tohum taslağındaki bir diploid hücre embriyoyu oluşturur ve tohum taslakları tohumlara dönüşür. Tohumlar rüzgarla taşınan meyveler arayıcılığı ile yayılır. Vejetatif üreme Çelikle üretim Süs bitkileri ve meyve ağaçları Gövde veya kök çelikleri kullanılır. Aşılama bir başka çelikle üretim yöntemidir. In vitro çoğaltım Besin elementleri ve hormon içeren yapay bir ortamda küçük bitki parçalarını hatta tek bir parankima hücresini kültüre almak mümkündür. 11
In vitro çoğaltım Bitkilere gen aktarımı 12
Protoplast fuzyonu Hücre çeperini parçalayan ve mantarlardan elde edilen enzimlerle (selülaz ve pektinaz)çeperleri uzaklaştırılmış bitki hücrelerine «protoplast» denilir. Eşeysel olarak birbiri ile üremeyen farklı bitki türlerinin protoplastları birleştirilir ve daha sonra bu hibrit protoplastlar kültüre alınabilir. Bitki biyoteknolojisi Bitkilerden elde edilen maddelerden insanların kullandığı maddelerin eldesi Genetik olarak değiştirilmiş organizmaların (GDO) tarımda ve sanayide kullanımı 13
Neolitik insanlar ve yapay seçilim 14
Mısır varyetelerinde depo proteinlerinin lizin ve triptofan içerikleri düşüktür. İnsanların sentezleyemediği 8 aminoasitten ikisidir ve insanlar bunu besinlerinden almalıdır. opak 2 mutantı: Lizin ve triptofan içeriği daha yüksek, Daha besleyici. Ancak; Hasadı zor olanyumuşak endosperme sahip, Zararlıların saldırısına daha duyarlı. Klasik ıslah ile 20 yıl GM ile lizin ve triptofan miktarını artıran gen aktarılmıştır. Bitki biyoteknolojisi Transgenik bitki üretimi Transgenik başka bir türe ait yabancı bir genin ifade olmasını sağlamak üzere genetik mühendislik yoluyla geni değiştirilen organizmalardır. Nüfus Açlık Tarım arazileri Ürün miktarı Mevcut araziler üzerindeki ürünü arttırmaktır. 15
Özellikle herbisite dayanıklı transgenik; Pamuk Mısır Soya fasulyesi Şeker pancarı Buğday Pirinç Nergisten A vitamini miktarını arttıran gen A vitamince zengin pirinç 16
GDO Ürün kalitesi artabilir. Abiyotik streslere dirençli bitki eldesi. Biyotik streslere dirençli bitki eldesi. Daha az kimyasal kullanımı Allerjik ürün Antibiyotiklere direnç Hedef olmayan organizmayı etkileyecek yatay gen aktarımı 17