AĞAÇ ISLAHI PROF. DR. İBRAHIM TURNA
3. Mutasyon Islahı: Mutasyon terimi kromozomların yapısı ve sayısının değişmesini ve genlerdeki değişikleri ifade eder. Bir populasyonu oluşturan bireylerin yaşama ve nesillerini devam ettirme yetenekleri varsa, bu populasyonda allel genlerin/genotiplerin frekans oranları bir dölden diğer döle durağanlığını korur. Yani bu populasyonda amaçlı bir müdahale olmaması durumunda, populasyonun genetik yapısı dengede kalır.
Mutasyonlar ya canlıların genlerinde ortaya çıkan değişimler sonucunda "gen mutasyonları" ya da kromozomların yapı/sayılarında meydana gelen değişiklikler sonucu "kromozom mutasyonu" olarak ortaya çıkar. Bu olgular genetik çeşitliliğinin 2 önemli kaynağıdır. Bunlardan kromozomal mutasyonlar duplikasyon, delasyon ya da kromozom bölünmelerinin yeniden düzenlenmesi olaylarını kapsar. Kromozom mutasyonları içerisinde kromozom sayılarında meydana gelen değişikliklere GENOM Mutasyonları=Poliploidi denir. Generatif üremede erkek ve dişi gametlerin herbirinin ayrı ayrı içerdiği kromozomlara TAKIM veya GENOM denir. Bunların sayısı (n) ile gösterilir. Normal bir bitkini içerdiği kromozm iki takım, yani genom (2n) idi. Ancak kromozom sayısının ikiden fazla olursa bu bireylere poliploid bireyler, bu olaya poliploidi denir. Poliploidi bitkide 3 takım (3n) koromozom oluşturmuşsa triploid, 4n olursa tetraploid 5n olursa pentaploid ifadeleri adını alır.
Normal diploid P. tremula nın kromozom sayısı 2x19=38 iken triploid P. Tremula da bu sayı 3x19=57 olarak belirlenmiştir. Poliploid bitiki üretiminde en başarılı yöntem colchicin uygulamasıdır. Colchicin uygulaması farlı şekillerde gerçekleştirilir. Bunlar; * Tohumlar colchicin çözeltisi içine konur, Tohumlar bu çözelti içerisinde çimlendirilir Suda şişirilmişi tohumlar colchicin ile temas ettirilir. Colchicin fideciklerin vejetasyon konilerine uygulanabilir.
Mutasyonlar kendi içerisinde doğal ve yapay mutasyonlar olarak ikiye ayrılır. Doğal mutasyonlara örnek Kütahya-Tavşanlı yöresinde bulunan, küresel ve pramidal formda karaçam varyeteleri (P. nigra Arnold subsp. pallasiana var. şeneriana ve var. pyramidata), Bolu yösresindeki küremsi, yarı küremsi ve şemsiye formundaki ebe sarıçam (P. silvestris L. subsp. hamata (Steven) Fomin var. compacta (Tosun) örek olarak verilebilir. Yapay mutasyonlar; istenilen özelliklerde poliploid bireyle elde edilmesi olayıdır. Tarımda yaygın olarak kullanılan bu yöntem süs bitkilerinde ve orman ağaçlarında da kullanılmaya başlanmıştır.
Gen mutasyonları ise DNA da depolanan kimyasal bilgideki değişim sonucu ortaya çıkar. Ancak doğada mutasyonlar çok seyrek oluşmakta ve bu oluşumda milyonda bir olasılıkla gerçekleşir. Günümüzde fiziksel ve kimyasal etkenlerle yapay yolla mutantlar oluşturulmaktadır. Yapay yolla mutasyona yol açan etkenlere "Mutagen denilir. Mutagenler 2 grup altında incelenir. Bunlar; fiziksel ve kimyasal mutagenlerdir.
Fiziksel mutagenler; x ışınları, gama ve beta ışınları, kuvvetli nötron ışınları, ültraviole ışınları, yüksek (+40 o C ve üstü) ve düşük (-40 o C ve üstü)sıcaklıklar, basınç ve nem değişimleri olarak belirtilmektedir. Kimyasal mutagenler çok çeşitli olup en yaygın olanı kolhisin (colchisine) dir. Bunun dışında asetik asit, bakır sülfat, podophyllin peltatum, vb. sayılabilir.
4. Mukavemet (Dayanıklılık) Islahı a) Fitopatolojik, entomolojik, ve virüslere karşı mukavemet ıslahı b) Klimatik ekstremlere karşı mukavemet ıslahı c) Gaz zararlarına karşı mukavemet ıslahı
a) Fitopatolojik, entomolojik, bakteri ve virüslere karşı mukavemet ıslahı Doğal ormanlar ile fidanlık ve ağaçlandırmalarda, çeşitli zararlara neden olan mantar, bakteri ve virüs hastalıkları ile böcek zararları görülmektedir. Bu hastalıklara karşı gerekli koruyucu önlemlerin alınmaması durumunda, telafisi imkansız zararlar meydana gelebilmektedir. Tüm canlılar gibi bir ekosistem içinde yaşamakta olan orman ağaçları, doğal YO bir değişme sonucunda veya bu ortamın dışında başka bir yere götürüldükleri zaman, değişik belirtilerle kendini gösteren hastalıklara maruz kalabilirler.
Orman ağaçlarında söz konusu hastalıklara karşı mukavemet ıslahı çalışmaları, genetik yönden oldukça zor olmasına rağmen birçok ülkede sürdürülmekte ve özellikle pas mantarlarının neden olduğu hastalıklara dayanıklı tür, orijin ve klon seçimi üzerinde önemle durulmaktadır. Ülkemizde de pas mantarları iğne yapraklı tür ve kavak plantasyonlarında önemli zararlar yapmaktadır. Pas Mantarı Ülkemizde Pinus sp. Türlerinde zarar yapan Peridermium sp. mantarı
Orman ağaçlarında hastalıklara dayanıklılık yönünden, tür seviyesinden aile içindeki bireysel seleksiyonlara kadar değişen mukavemet çeşitleri bulunmaktadır. Türler arasındaki farklılıklar iyi bir şekilde belirlenebilmektedir. Ancak, tür içindeki orijinler arasında da mukavemetin yoğunlaşması bakımından büyük farklılıklar meydana gelmektedir. Örneğin, Pseudotsuga menziesii orijinleri, Rhabdocline pseudotsugae mantarına karşı farklı mukavemet özellikleri göstermektedir. Güney orijinleri bu mantara karşı daha fazla hassasiyet göstermektedir.
Rhabdocline pseudotsugae mantarının meydana getirdiği zarar
Kavaklarda yapılan genetik ıslah çalışmalarında, fidanlık aşamasından başlamak üzere, çeşitli hastalıklara mukavim klonların seleksiyonu üzerinde önemle durulmaktadır. Çünkü bazen bir mantar, yörenin ekolojik koşullarına uygun bir klonun kullanımını tamamen engelleyebilmektedir. Mantarlar kavak ağaçlandırmalarında ağaçların kök, gövde ve yapraklarına zarar vermektedir. Pas mantarları, Melampsora sp. kavak yapraklarına arız olan ve hayat dönemlerini iki ayrı konukçu üzerinde geçiren önemli mantarlardandır. Ülkemizde de P. x euramericana ile P. alba ve P. tremula türlerinde tespit edilmişlerdir. Melampsora allii populina
Cytospora chrysosperma, kavak plantasyonlarında kabuk nekrozları yaparak ekonomik yönden önemli kayıplara neden olmaktadır. Kavak köklerinde zarar yapan, Corticium ve Rosellinia türleri ile Armillaria mellea mantarlarına karşı en önemli koruma önlemi hastalıklara dayanıklı kültivarların kullanılmasıdır. Cytospora chrysosperma
Orman ağaçlarında bakteri ve virüs hastalıkları da görülmektedir. Bunlara karşı yürütülen rezistant ıslahı programları ile hastalıklara karşı dayanıklı varyetelerin bulunmasına çalışılmaktadır. Kavaklarda bakteri hastalıkları çürüklük, nekroz, ur ve kanser oluşumları ile kendini gösterir. Ülkemizdeki kavaklarda en fazla görülen bakteri, Agrobacterium tumefaciens dir. Agrobacterium tumefaciens
Virüs hastalıkları ise, genellikle yaprak renginde değişmeler (klorotik lekeler), yaprak, gövde ve dallarda anormal gelişme, kabuk nekrozu gibi belirtilerle ortaya çıkar. Kavakçılıkta en önemli virüs, kavak mozaik virüsüdür. Bu virüsün kavaklıkların gelişiminde %50 oranına varan bir azalmaya neden olabildiği ve etkinliğinin coğrafik bölge, kavakların yaşı ve genetik yapısıyla yakın bir ilişkide olduğu saptanmıştır. Hastalığın kontrolünde en etkili önlem, virüse hassas kavak tür ve kültivarlarının ağaçlandırmalarda kullanılmaması ve fidanlıklarda virüs enfeksiyonundan şüphe edilen kavak materyal ve fidanlarının yakılarak ortadan kaldırılmasıdır.
Bunların dışında entomolojik zararlar da söz konusudur. Orman alanlarında böcekler ağaçların yapraklarında, kök ve gövdelerinde zarar yaparak, büyüme kayıplarına, deformasyonlara ve ölümlere neden olabilmektedir. Doğal ormanlarda ve ağaçlandırma sahalarında önemli zararlara neden olan birçok böcek bulunmaktadır. Bu böceklerin bir kısmı ülkemizde de belirli türler üzerinde etkili olmaktadır. Örneğin, kabuk böceklerinden Ips sexdentatus, Ips typographus ve Ips acuminatus çam türlerini ve ladin türlerini tercih etmektedir. Cryphalus piceae en çok göknar türünde görülmektedir. Dendroctanus micans ladin, göknar ve çam türlerinde yapmakta, Thaumetopoea pityocampa çam ve sedir türlerini etkilemektedir. Yaprak arıları, Diprion pini ve Neodiprion sertifer en çok çam türlerinde zarar yapmaktadır.
Belirtilen böcek türlerine ve bunların biyotiplerine dayanıklı genleri taşıyan ağaç tür, ırk ve bireyleri bulunabilir. Mukavemet ıslahında amaç bu mukavim genlerin seleksiyon çalışmaları ve kombinasyon ıslahı yoluyla değerlendirilmeleridir. Mukavim orijin veya bireylerin yapay olarak infekte edilmeleri veya zararın yoğun olduğu yerlerde yetiştirilmeleri sonucunda mukavemet özellikleri ortaya çıkarılır. Daha sonra belirli bir böcek zararına karşı dayanıklı olduğu belirlenen genotipler kitle olarak üretilebilir.
Böcek zararlarına karşı uygulanması daha kolay farklı mücadele yöntemleri geliştirilmiştir. Ağaçlandırma alanlarını tesis ederken, yetişme ortamı koşullarına uygun türlerin seçimlerine önem verilmelidir. Tür seçiminde, tesis yerinin ekolojik koşulları ile türün doğal olarak bulunduğu çevrenin ekolojik koşullarının uyumlu olmasına (tesis yeteneği) dikkat edilmelidir. Tohumlar, transfer rejyonlamalarına göre seçilmiş orijinlerden ve ıslah edilmiş tohum kaynaklarından sağlanmalıdır. Kaliteli tohumlardan yetiştirilen ve iyi gelişme gösteren ağaçların böcek zararlarına karşı daha dayanıklı oldukları bilinmektedir. Ayrıca karışık meşcereler kurarak, böcek tasallutlarına karşı monokültürün sakıncalarından kaçınmak gerekir.
Quercus robur da Lymantria dispar zararı
Ülkemizde Çam keseböceği olarak geniş yayılış yaptığı bilinen Thaumetopoea pityocampa türünün (Son araştırmalar tür bazında daha çok Akdeniz kuşağında Thaumetopoea wilkinsoni olduğunu göstermiştir.)kızılçamda yapmış olduğu zarar Foto: BAYRAKTAR, 2016, Adana
P. contorta orijin denemesinde böcek (Lymantria dispar) zararı (İzmit)
Terminal sürgünde Evetria buoliana zararına uğramış P. radiata
Artvin de Murgul yöresi doğu ladini (Picea orientalis) meşcerelerinde yapılan bir çalışmada, Ips typographus böceğinin, kızıl renkte kabuğa sahip ladin bireylerinde, kül renkli kabuğa sahip olanlara göre daha fazla zarar yapmıştır.
b) Klimatik (İklim) Şartlara karşı mukavemet ıslahı Ekstrem klimatik koşullar orman ağaçları üzerinde zararlı etkiler yapabilmektedir. Kar, don, rüzgar ve kuraklık gibi olaylar, türlerin optimal yayılışlarının dışındaki alanlarda büyük sorunlar yaratmaktadır. Ekstrem yetişme ortamı koşullarının bulunduğu yüksek mıntıkalardaki ormanlarda, ormanların yayılış ve yapısını belirleyen en önemli faktörlerden biri iklimdir. Bu bölgelerdeki soğuk koşullar nedeniyle meydana gelen erken ve geç donlar, don atması, don çatlağı, don çökmesi, kar ve fırtına kırık ve devrikleri gibi olaylar, ormanlarda önemli zararlara neden olmakta ve bunun sonucunda da erozyon ve sel felaketleri ortaya çıkmaktadır. Bu olaylar içinde ormanlara ekonomik yönden en çok zarar veren etmenler kar ve fırtınadır.
Kar zararları özellikle ılıman kuşakta, dağlık alanlarda gerçekleşir. Yoğun kar yağışlarının neden olduğu kırık ve devrikler, ıslak kar yağışında ve hava sıcaklığının 0 civarında olması durumunda, ağaç tepelerinde daha çok kar biriktiği için fazlalaşır. İğne yapraklı ağaçlar, kışın yaprağını döken ağaçlara göre kardan daha fazla zarar görürler. İbreli türler kara mukavemet bakımından, en fazla dayanıklı olandan başlamak üzere; dağ çamı (Pinus cembra), veymut çamı (P. strobus), göknar (Abies spp.), sedir (Cedrus spp.), ladin (Picea spp.), sarıçam (P. silvestris), servi (Cupressus spp.), kızılçam (P. brutia), fıstıkçamı (P. pinea), karaçam (P. nigra).
Orman ağaçlarının bünyelerindeki şeker miktarlarına ve osmotik basınç değerlerine göre soğuk zararlarına karşı mukavemetleri değişmektedir. Bir türün kuzey ve yüksek yayılış alanlarında bulunan orijinlerindeki şeker konsantrasyonu, güney veya alçak yükseltilerde bulunan orijinlerindeki şeker miktarına göre daha azdır. Fidanlardaki osmotik basınç değerleri de soğuk koşullara dayanıklılık yönünden benzer özellikler gösterirler. Belirtilen bu özellikler, soğuk zararlarına karşı mukavim orijin veya birey seçimi için fidanlıklarda erken teşhis çalışmalarında kullanılmakta ve rezistant ıslahı programlarında değerlendirilmektedir. Orman ağaçlarında geç ve erken don zararlarına karşı alınacak önlemlerden biri de, tür içindeki varyasyonun fenolojik tespitlerle belirlenerek orijinlerin büyümeye başlama ve bitirme tarihlerinin tespit edilmesidir. Kuzey orijinleri daha ılık güney bölgelerinde ilkbahar donlarından zarar görmektedirler. Bu nedenle geç donların söz konusu olduğu yerlerde, vejetasyon dönemine geç başlayan orijinlerin kullanılması gerekmektedir. Sonbahar donlarına mukavim orijinlerin seçiminde ise, vejetasyon dönemini erken kapatanlar tercih edilmelidir.
Ladinde fidanlık şartlarında erken, orta ve geç vejetasyona başlama özellikleri
Orman ağacı türleri, ekstrem klimatik koşullardan olumsuz yönde etkilenmektedir. Bu etki, doğal yetişme ortamları dışında egzotik tür olarak kullanılmaları halinde çok daha fazla zararlı sonuçlar doğurmaktadır. Örneğin, Çz hızlı büyüyen bir ağaç türü olarak rüzgara dayanıklılığı azdır. Rüzgar bu türün gelişmesinde, gövde ve tepe şekillenmesinde büyük rol oynar ve adeta bonitet ölçüsü olarak düşünülebilir. Gerçekten rüzgar etkisi altındaki yerlerde ve sığ topraklar üzerinde yayvan tepeler, çeşitli fena gövde şekilleri, gevşek ve aralıklı kapalılık tipik belirtilerdir. Rüzgardan az ya da çok derecede koruntulu, uygun toprak şartları gösteren mıntıkalardaki ormanlarda ince dallı, küçük ve dar tepeli fertlerden meydana gelen ve geniş alanlar kaplayan kızılçam meşcereleri bulunmaktadır.
Kızılçamın doğal yayılış alanında popülasyonlar arasında ve popülasyonlar içinde oldukça büyük bir genetik çeşitliliğe sahip olması, mukavemet ıslahı çalışmaları için de bir avantaj sağlamaktadır. İklim özellikleri itibarıyla geniş sınırlar arasında yayılış gösteren türün, en düşük sıcaklık değerlerinin 4 ile 11 arasında değiştiği ve 15 nin altına düşmediği belirtilmektedir. Bu nedenlerle kızılçamın doğal yetişme ortamı içindeki ve dışındaki ağaçlandırma alanlarında kullanılabilmesi için, tohum üretim ve kullanım sınırlarının belirlenmesi gerekmektedir. Bunun için orijin denemelerinin sonuçları alınıncaya kadar, ekolojik benzerlikler dikkate alınmak suretiyle kısa vadeli yöntemlerden (tohum transfer rejyonlamaları) yararlanılmaktadır. Ancak bu prensiplere uyulmadığı zaman, özellikle türün doğal ortamı dışında ve düşük sıcaklıkların gerçekleştiği alanlarda kullanılması durumunda, başta don olmak üzere çeşitli biyotik ve abiyotik etmenlerin meydana getirdiği zararlar ortaya çıkmaktadır.
c) Hava kirliliği ve Asit Yağmurlarına karşı mukavemet ıslahı Birçok ülkede ağaçlar üzerinde hava kirliliğinden kaynaklanan zararlar meydana gelmekte ve bazen bu zararlar kitle halinde orman ölümlerine neden olabilmektedir. Havaya karışan kirleticiler, esas olarak toz ve gazdan oluşan maddeler olarak iki grupta toplanmaktadır. Kükürtdioksit, azotoksitler, karbonmonoksit ve hidrojen sülfür gaz halindeki kirleticilerdir. Havaya karışan kükürtdioksit (SO 2 )ve azotoksit (NO X ) gazlarının yüksek oranda bulunması yağışların asitleşmesine neden olmaktadır. Özellikle kükürtdioksit verdiği zarar derecesi, miktarı ve yayılış alanının büyüklüğü bakımından daha fazla önem taşımaktadır. Almanya da orman ölümlerine neden olan asit yağmurlarında kükürtdioksitin payı %70 oranındadır.
Termik santral bacalarına filtre takılmamsı nedeniyle Çz de SO 2 gazının neden olduğu büyük tahribat
Kükürtdioksit gazının bitkilere verdiği zarar, bazı enzimlerin bileşimini bozmak, klorofil hücrelerini zarara uğratmak, oksidasyon ve redüksiyon ile protoplazmayı tahrip etmek, metabolizma olaylarını engellemek şeklinde çeşitli yollarla olmaktadır. Böylece bitkinin önce asimilasyon organları ölüp dökülmekte, daha sonra da tüm bitki ölmektedir. Gaz zararlarına ülkemizden örnek olarak Muğla-Yatağan kızılçam ormanlarında ve Artvin-Murgul yöresindeki doğu ladini ormanları verilebilir. Muğla yöresinde tesis edilmiş olan Yatağan, Yeniköy ve Kemerköy termoelektrik santrallerinden çıkan gazlar nedeniyle kızılçam ormanlarında 1988 yılından itibaren gruplar halinde kurumalar başlamıştır. Artan baca gazları, özellikle kükürtdioksit etkisiyle 1650 ha orman alanında ağaçların kurumasına neden olmuştur.
Zararlı gazlara karşı mukavemet ıslahı çalışmaları kapsamında; gaz zararlarının yoğun olduğu Picea abies ormanlarında, kükürtdioksit ve hidrojen sülfüre karşı fenotipik yönden dayanıklı bireylerden alınan vejetatif materyal ile fidanlar üretilmiş ve bu yeni bireylerin de gaz zararlarına karşı anaç bitki gibi zarara karşı mukavemet gösterdiği tespit edilmiştir. Ülkemizde Artvin-Murgul yöresinde de mukavemet ıslahı çalışmalarına konu olabilecek böyle dayanıklı bireylerin mevcut olduğu belirtilmektedir. Ormanlarda meydana gelen kitle halindeki ölümlerde en etkili olan gaz kükürtdioksittir. Kükürtdioksit, gaz olarak ya da suda çözünmüş çeşitli formlardaki çözeltiler halinde bitkileri doğruda ya da dolayı olarak tahrip edip zarara uğratmaktadır. Bitkilerin duyarlı olduğu hava kirliliğinin bulunduğu bölgelerde, en önde gelen amaç, ormanların olduğu gibi kalmasını sağlamaktır. Önemli olan başka bir husus da, hava kirliliğine karşı nispeten dayanıklı ağaç türlerinin, orijinlerin, klon veya bireylerin seçilmesidir.
Ağaç türlerinin kükürtdioksite karşı duyarlılık dereceleri: Çok Duyarlı Türler Göknar, Ladin, Duglas, Sarıçam, Avrupa melezi, Erguvani söğüt Duyarlı Türler Ihlamur, Dişbudak, Kayın, Karayemiş, Çam, Melez, Kadın tuzluğu, Gevrek söğüt, Küçük yapraklı ıhlamur Nispeten Duyarsız Türler Meşe, Kızılağaç, Kavak, Akçaağaç, Armut, Şimşir, Kurtbağrı, Sapsız meşe, Kurşun kalem ardıcı
Ağaç türlerinin azotoksite karşı duyarlılık dereceleri: Çok Duyarlı Türler Betula papyrifera, Larix europea, Larix leptolepis Duyarlı Türler Acer platanoides, Acer palmatum, Tilia grandifolia, Tilia parvifolia, Abies pectinata, Chamecyparis lawsoniana, Picea alba, Picea homopelis Nispeten Duyarsız Türler Carpinus betulus, Fagus sylvatica, Ginkgo bloba, Robinia pseudoacacia, Sambucus nigra, Quercus robur, Ulmus montana, Pinus austriaca, Taxus baccata
Ağaç türlerinin azottrioksite karşı duyarlılık dereceleri: Çok Duyarlı Türler Alnus glutinosa, Alnus incana, Carpinus betulus, Tilia cordata, Tilia tomentosa Duyarlı Türler Acer pseudoplatanus, Betula pendula, Fagus sylvatica, Fraxinus exelsior, Larix species, Picea abies, Pinus sylvestris Nispeten Duyarsız Türler Acer compastre, Acer negundo, Quercus borealis, Quercus robur, Robinia pseudoacacia, Chamecyparis species
Ağaç türlerinin ozona karşı duyarlılık dereceleri: Duyarlı Türler Fraxinus pensylvanica, Fraxinus americana, Liquidambar stryaciflua, Quercus palustris, Quercus coccinea, Quercus alba, Platanus species Nispeten Duyarsız Türler Cornus mas, Cornus florida, Acer platanoides, Acer saccharum, Quercus robur, Betula papyrifera
Hava kirleticilerin bitki büyümesini engellemeleri sonucu ortaya çıkan sorunlar