AJANDA: Biyoteknoloji Nedir? Biyoteknolojinin Genel Kullanım Alanları Modern Bitki Biyoteknolojisi Bitki Islahında Biyoteknoloji ve Gen Tekniği Biyoteknoloji ile Yeni Bitkilerin elde edilmesi Mevcut Transgenik Bitkiler Tarımsal Üretimde Kullanılan Transgenik Bitkiler Transgenik Bitkilerin Tarımda Kullanım Düzeyleri Ali TETİK Eylül, 2001 1 Sürdürülebilir Tarım ve Tarımsal Biyoteknoloji Tarımsal Biyoteknolojinin Üreticiye Getirileri Transgenik Bitkiler Risk Taşımaktamıdır? Sonuç ve Öneriler 2 Biyoteknoloji; EFB (European Federation of Biotechnology) tarafından yapılan en kapsamlı tanımı, Biyolojik sistemlerin bilim ve mühendislik ilkelerine dayalı olarak mal ve hizmet üretiminde kullanılması şeklindedir. Her ne kadar isim olarak bizlere yeni bir kavram olarak görünse de aslında biyoteknolojinin tarihçesi çok eski zamanlara kadar ulaşmaktadır. Yukarıdaki tanımlamanın ışığında, insanoğlunun var olduğu günden günümüze kadar gıda olarak tükettikleri pek çok ürün birer biyoteknoloji ürünüdür. Bunlara örnek olarak; yoğurt, peynir, şarap, maya, sirke ve bira verilebilir. Neden Biyoteknoloji? Gelecekte ekilebilir arazilerin azalması ile gittikçe artan küresel gıda ihtiyacının karşılanmasında biyoteknoloji çok önemli bir rol oynayacaktır. 3 Neden Biyoteknoloji (devam) *Türkiye nin 6., 7., ve 8. Kalkınma planlarında ve Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu nun öncelikli alan olarak belirlediği konu Biyoteknoloji dir. Çünkü biyoteknoloji 21. Yüzyıla damgasını vuracak olan teknolojilerin başında gelmektedir. *Hayatın bir çok yönünü etkileyen ve etkisinin yeni yüzyılda da hızla artacağı düşünülen bilgi ve iletişim teknolojileri gibi, biyoteknoloji de birçok sanayi dalını etkileyerek üretimin yapısını ve ürünleri etkileyecek bir teknolojidir. *Türkiye yeni bir yüzyılda dünyadaki gelişmeleri takip ederek kendi ekonomisine katkıda bulunacak teknolojik uygulama alanlarını seçerek bu yönde stratejik planlar yapmak ve uygulamak zorundadır. *Bu nedenle konu ile ilgili devlet kurumları, üniversitelerimiz ve özel sektör ; üzerine düşen görevleri saptamalı ve ülke çapında oluşturulacak biyoteknoloji hamlesine destek vermelidir. 4 Biyoteknolojinin Genel Kullanım Alanları; 1970 li yıllarda ortaya çıkan gen mühendisliği gibi yeni gelişmelerin ışığında biyoteknoloji yeni ufuklar açmaya başlamıştır. Biyoteknolojinin tamamen yeni ürünler ve üretim yöntemleri yaratarak yeni ekonomik alanlar yaratması beklenmektedir. Bu yeni iş alanlarının oluşturulması dışında oldukça önemli bir diğer işlevi de dünya nüfusundaki artışla beraber yaşanan beslenme, sağlık hizmetleri, yaşam standartları ve çevre koşullarına ilişkin artan sosyal ve ekonomik sorunların çözümüne katkıda bulunmaktır. Çünkü biyoteknoloji, doğal kaynakların yetersizliğinin sonucu oluşan gıda, enerji ve temel kimyasal madde açığını kapatma potansiyeli taşımaktadır. 5 Biyoteknolojinin Genel Kullanım Alanları Günümüzde biyoteknolojinin etkili olduğu 4 temel alan/sektör vardır. Tıp alanındaki biyoteknoloji; Bu alanda biyoteknolojinin kullanıldığı 4 temel konu vardır. Bunlar; tanı, aşı, ilaç ve gen terapisidir. Endüstriyel biyoteknoloji; Burada moleküler biyoloji teknikleri gıda, temizlik, tekstil, kağıt ve kimya endüstrilerinde verimi artırmak ve çevreye olan zararı azamak amacıyla kullanılmaktadır. Çevre biyoteknolojisi; Bu alandaki uygulamalar çoğunlukla, doğal mikroorganizmalarla (bakteri, mantar vb. gibi) atıkların arıtımı için kullanılır. Tarımsal biyoteknoloji; Bitki ve hayvansal biyoteknoloji bu grupta yer almaktadır. 6 1
Bitki Islahında Biyoteknoloji ve Gen Tekniği Son 20 yıl içerisinde biyoteknoloji ve gen tekniği ile ilgili metodlarda çok hızlı gelişmeler gerçekleşmiş olup, bu metodlar ıslah araştırmalarında ve bitki ıslahında kullanılmaya başlanmıştır. Klasik yöntemlerle ulaşılan sonuçlar, her zaman sınırlı olmuştur. Buna en güzel örnek, ıslah edilen çeşitlerde en önemli amaç yüksek verimli çeşitlere ulaşmaktır. Bunun yanı sıra üretimde karşılaşılan çeşitli hastalık ve zararlılara dayanıklılık, olumsuz iklim koşullarına dayanıklılık hedeflenen amaçlar içerisinde çok fazla önem taşıyamamıştır. Bunun ana nedeni klasik ıslahın sahip olduğu özellikler bakımından bu tür sorunların kısmen çözümlenebilmesidir. Bitki biyoteknolojisinin ıslahçılara sunmuş olduğu kolaylıklar sayesinde bahsedilen bu sorunların üstesinden gelinmeye başlanmış ve gelecekte klasik ıslah ile çözülemeyen pek çok sorun kısa sürede çözümlenebilecektir. Pratikte klasik ıslah ile biyoteknoloji birbirlerine aernatifi olmayıp 7 aksine birbirlerini tamamlayıcı yöntemlerdir. Klasik Islah ile Biyoteknolojik Islah Arasındaki Fark GELENEKSEL GELENEKSEL ISLAHI ISLAHI DNA genlerin diziliminden oluşan aynen bir inci dizisi gibidir. Geleneksel bitki ıslahında bir DNA genlerin diziliminden oluşan aynen bir inci dizisi gibidir. Geleneksel bitki ıslahında bir kerede çok fazla gen kombinasyonu oluşur. kerede çok fazla gen kombinasyonu oluşur. Pek çok gen transfer edilir Pek çok gen transfer edilir X Yeni Bitki Çeşiti Yeni Bitki Çeşiti BİYOTEKNOLOJİSİ BİYOTEKNOLOJİSİ Bitki Biyoteknolojisi sayesinde tek bir gen aktarılır Bitki Biyoteknolojisi sayesinde tek bir gen aktarılır Tek bir gen transfer Tek bir gen transfer edilir edilir Arzu Arzu edilen Gen edilen Gen Geliştirilmiş Geliştirilmiş Çeşiti Çeşiti 8 Biyoteknoloji ile yeni bitkiler nasıl elde edilir? Bitki biyoteknolojisi ile elde edilen bitkiler, Transgenik Bitki veya Aktarma Genli Bitkiler olarak adlandırılmaktadır. Bu bitkilerin elde edilmeleri son 20 yılda geliştirilen tekniklerle sağlanmaktadır. 1. aşama 1. Aşama; Bu aşamada verici gen kaynağındaki arzu edilen özelliği taşıyan GEN belirlendikten sonra çeşitli yöntemlerle izole edilir. İzole edilen bu GEN, çeşitli aktarma yöntemleri ile Alıcı bitkinin hücrelerine aktarılmaktadır. En çok kullanılan aktarma yöntemleri ise Agrobacterium ve Gen tabancası yöntemidir. 9 10 2.Aşama Bitki genetik transformasyonu 3. Aşama Kallus Küürü Hücre Bitkicikler İkinci aşamada ise aktarma işlemi tamamlandıktan sonra hücreler laboratuarda sıvı besin ortamlarında doku küürü ile çoğaılıp küçük bitkicikler oluşturulur. 11 En son aşama olan III. Aşamada ise elde edilen bitkicikler önce sera ortamında ve daha sonra da tarla koşullarında yetiştirilir. Arzu edilen özellik yeni bitkinin bütün hücrelerinde bulunur. 12 2
Mevcut Transgenik Bitkiler; Bitki biyoteknolojisi sayesinde geliştirilen yeni çeşitler aslında bu teknolojinin tarihsel gelişimi hakkında bizlere bilgi vermektedir. Geliştirilen çeşitlerin sınıflandırılması yapıldığında, transgenik bitkiler kendi aralarında, biyotik ve abiyotik transgenik bitkiler olmak üzere ikiye ayrılır. 1- Biyotik ( yağ oranı artırılmış kanola, raf ömrü uzatılmış domates, yüksek nişasta oranına sahip patates örnek verilebilir). 2- Abiyotik ( Herbisite, zararlı böceğe ve hastalıklara dayanıklı bitkiler ). Günümüzde ise bitkilerin bir fabrika gibi kullanılmasını ve çeşitli sanayi ürünlerini sağlayan transgenik bitkiler elde edilmeye başlanmıştır. Örnek olarak, çeşitli farmakolojik ürünlerin üretilmesi plastik üretimi gibi sıralanabilir. Yeni Yeni Ürünler Ürünler Fabrika Fabrika Bitkiler Bitkiler Kaliteyi Kaliteyi Artırıcı Artırıcı Tarımsal Tarımsal 1995 1995 2005 2005 2010 2010 13 14 Tarımsal Üretimde kullanılan transgenik bitkiler; Bitki biyoteknolojisi sayesinde geliştirilen yeni bitki çeşitleri bu güne kadar en fazla kullanım alanını tarım sektöründe bulmuştur. 1996 yılından buyana ticari olarak kullanılan transgenik bitkileri 3 ana grup aında toplayabiliriz 1- Herbisite dayanıklı çeşitler 2- Zararlı böceklere dayanıklı çeşitler 3- Hastalıklara dayanıklı çeşitler Herbisite dayanıklı transgenik bitkiler 15 16 Herbisite dayanıklı transgenik pamuk Mısır sap ve koçan kurduna dayanıklı Bt Mısır 17 18 3
böceğine dayanıklı Bt patates Global ürün portföyü...ticari olarak pazarlanan ve gelecekteki ürünler Kanada Kanada ABD ABD Güney Amerika Domates Güney Amerika Domates Avrupa Avrupa Yağlı tohumlar Yağlı tohumlar Afrika Afrika Asya Asya Avusturalya Avusturalya 19 20 Transgenik küür bitkilerinin ekim alanları 1996 1997 1998 1999 HEKTAR 2.2 2.2milyon ABD ABD 9.3 9.3milyon milyonabd, 12.1 12.1milyon milyonglobal 21 21milyon milyonabd, 27,8 27,8milyon milyonglobal 28,7 28,7milyon milyonabd, 39,9 39,9milyon milyonglobal 30,3 30,3milyon milyonabd, 44,2 44,2milyon milyonglobal Transgenik bitkilerin ürün gruplarına göre dağılımı ( yılı) Ürün Ekim alanı( Mil.ha) % 25,8 25,8 58 58 Mısır 10,3 10,3 23 23 5,3 5,3 12 12 2,8 2,8 7 <0,1 <0,1 <1 <1 Y.Kabak <0,1 <0,1 <1 <1 Papaya <0,1 <0,1 <1 <1 21 22 Dominant Transgenik ürünler ( yılı) Ürün Ekim alanı alanı % Her.Day. 25,8 25,8 mil.ha. 59 59 Bt BtMısır 6,8 6,8 mil mil Ha. Ha. 15 15 Her.Day. 2,8 2,8 mil.ha. 6 Her.Day.Mısır 2,1 2,1 mil.ha. 5 Her.Day. 2,1 2,1 mil.ha. 5 BT/Her.Day. 1,7 1,7 mil. mil. Ha. Ha. 4 Bt Bt 1,5 1,5 mil.ha. 3 Bt/Her.Day. Mısır 1,4 1,4 mil.ha. 3 Görüldüğü gibi dünyada üretimi yapılan transgenik ürünler içerisinde en büyük payı almaktadır. Bunu sırasıyla Mısır, pamuk, ve kanola takip etmektedir. Söz konusu ürünlerin getirmiş olduğu avantajlar bunlara yönelik talebin artmasında en önemli etken olmuştur. Başka ilgi çekici nokta ise bu ürünlerin dünya tarım ürünleri ticaretinde büyük rol oynayan ülkelerde yoğunluk kazanması sonucu bu ülkeler diğer ülkelere göre uluslar arası rekabette göreceli olarak avantajlı konuma geçmişlerdir. Transgenik ürünlerin en önemli avantajları; üretim maliyetindeki düşüşler, verimin sınırlı oranlarda artması ve sürdürülebilir tarıma imkan vermesinden kaynaklanmaktadır. Üretim maliyetleri üründen ürüne, aktarılan yeni özelliğe ve ülke koşullarına bağlı olmakla beraber ortalama %15-40 arasındadır. 23 24 4
Sürdürülebilir Tarım ve Tarımsal biyoteknoloji; Tarımsal biyoteknoloji; gelecekte ihtiyaç duyulacak gıda üretimi için potansiyel alanların gelecek nesillere iyi bir şekilde bırakmayı hedefler ve mevcut gıda ihtiyacını karşılayabilmek için imkanlar sunar. Bunlar; -Pestisit kullanımının azaılması -Verim artışı ve kalitenin iyileştirilmesi -Yenilenemeyen kaynakların daha etkili kullanılması -Enerji ve girdi kullanımının azaılması -Kullanılmayan arazilerin korunması ve daha iyi bir toprak muhafazası. Transgenik bitkilerin, mevcut tarımsal sistem ile çevre ve doğal kaynakların kullanımı açısından mukayesesi. Plus Plus i i az az girdi girdi kullanım kullanım ı ı ile ile zararlıları zararlıları ve ve virüsleri virüsleri kontrol kontrol eder eder böceği ve yaprak kıvrıklığı virüsüne karşı ABD de mukayeseli kontrol böceği ve yaprak kıvrıklığı virüsüne karşı ABD de mukayeseli kontrol Geleneksel Geleneksel Tohumu Tohumu patates patates tohumluğu tohumluğu 1,600,000 ham 1,600,000 madde ham madde 1500 varıl 1500 varıl petrol petrol 1520 katkı 1520 maddesi katkı maddesi 480000 480000 insektisit insektisit 625000 625000 atık atık 180,000 konteynerde 180,000 2,000,000 konteynerde kimyasal 2,000,000 ilaç kimyasal ilaç vs. vs. 675,000. motorin 675,000. motorin %5 den daha %5 azı den daha hedef azı zararlıya hedef zararlıya ulaşır ulaşır 25 26 Tarımsal biyoteknolojinin üreticiye getirileri; -Tarımsal biyoteknoloji sadece belirli üreticiler için ileri teknoloji değildir. -Biyoteknoloji bütün üreticiler için daha kolay, verimli ve ekonomik bir üretim yoludur. -Bu teknoloji istenildiğinde, yerel koşullara uygun çeşitlerde de kullanılabilir. Transgenik bitkiler risk taşımaktamıdır? Elde edilen genetik bilgi birikimi ve bu bilginin ticarileştirilmesi pek çok tartışmayı da gündeme getirmiştir. Konu değişik platformlarda sosyal, etik ve hukuki yönleriyle tartışılmakta ve en iyi uygulamalar için çözümler bulunmaya çalışılmaktadır. Çevre ve biyolojik çeşitliliğin korunması açısından transgenik bitkilerin, özellikle bazı türlerin anavatanı olan bölge veya ekolojilerde, aktarılan genlerin bu tür ve çeşitlere kaçabileceği ve bunun sonucu olarak biyolojik çeşitliliğin orijinalitesinin bozulabileceği endişesi gündeme getirilmektedir. Yapılan çalışmalarda orijin ülke kurallarına titzilikle uyulmaktadır. Bunun kontrolü amacıylakesin kuralları içeren talimatlar, bu çalışmaları yürüten her ülkede yürürlüktedir. 27 28 SONUÇ; Bitki biyoteknolojisi veya tarımsal biyoteknoloji, içnde bulunduğumuz yüzyılın teknolojisi olarak adlandırılmaktadır. Bu nedenle ülke koşullarını da dikkate alarak, böyle bir teknolojinin getireceği faydalardan ne üreticilerimiz ne de ülke tarımı ve ekonomisi mahrum bırakılmamalıdır. Bu zorunluluk ayrıca dünya tarım ürünleri ticareti konusunda rekabet içerisinde bulunduğumuz ülkeler dikkate alındığında bir kat daha artmaktadır. Bu ülkelerin pek çoğu hali hazırda tarımsal biyoteknoloji ürünlerini üreticilerine kullandırırken, ülke olarak bizim rekabet şansımızı ve gücümüzü artırmak için ürünün kalitesini yükseici, maliyetleri düşürücü bu tür yeni teknolojilerin kullanılmasına ihtiyaç vardır. Bu teknolojiyi sadece tüketen değil, üreten, geliştiren ve kullanan bir ülke olmak asıl amacı oluşturmalıdır. 29 Sonuç (devam) Biyoteknolojide başarılı olmanın temel koşulları TÜSİAD ın Ocak 2001 de yayınladığı Uluslar arası Rekabet Stratejileri; Biyoteknoloji adlı raporda da belirtildiği gibi: -Güçlü bir bilimsel temeli olan kamu ve özel araştırma kuruluşlarının varlığı -Biyoteknoloji konusunda yasal düzenlemeleri hazırlayıp, kontrol eden ve şirketlerin ticari etkinliklerine yönelik teşvik sistemleri oluşturan devlet kuruluşlarının etkin çalışması -Biyoteknoloji alanında çalışan şirketleri ve diğer paydaşları bir araya getirerek, biyoteknoloji sisteminin gelişmesi yönünde çalışan gönüllü ve profesyonel örgütlerin varlığı -Biyoteknoloji sistemini oluşturan üniversite- sanayi- Devlet kuruluşları arasında sağlıklı işleyen işbirliklerinin oluşturulması gereklidir. 30 5