Bugün yaklaşık 7 milyar olan dünya nüfusunun 2030 yılında 9 milyara çıkması bekleniyor. Bu kadar büyük bir nüfusu beslemek için tarımsal üretimin mevcut üretimi ikiye katlaması gerekiyor.
Tarımsal üretimi artırmak için iki farklı yöntemin bir arada kullanılması gerekmektedir. Bu yöntemler; 1. Tarımsal üretim için yeni arazilerin oluşturulması. 2. Farklı üretim yöntemleri geliştirilerek tarımsal üretim arttırılabilir. Uygulanabilen farklı üretim yöntemlerinden biri de doku kültürü teknikleridir. Ondokuzuncu yüzyılın ikinci çeyreğinde Schwann ve Schleiden tarafından geliştirilen intotipotens teorisi, bitki biyoteknolojisi açısından hafifti. Bu teoriye göre hücrelerin bağımsız birimler olduğunu ve tek bir hücreden aynı özelliklere sahip yeni hücrelerin, dolayısıyla yeni bitkilerin gelişebileceğini belirtmiştir. Ancak bu fikir laboratuvar çalışmalarında gerçekleştirilemediği için yaygın olarak kabul görmemiştir. Laboratuvar çalışmalarında başarısızlık nedeni. Yanlış veya eksik bitki materyali ve/veya besin ortamı seçimi. Bu eksiklikler ortadan kaldırıldığında, içe dönüklük teorisi doğrulanabildi.
doku kültürü; Bitki hücre, doku ve organlarından steril koşullarda, yapay bir besin ortamında, çeşitli yöntemler kullanılarak yeni hücre, doku, organ veya bitki üretilmesidir. Bitki doku kültürünün temel amacı, yeni çeşitler geliştirmek veya mevcut çeşitlere genetik çeşitlilik sağlamaktır. Ayrıca doku kültürleri çevre koşullarından etkilenmediği için bitki üremesi daha kısa ve kolay olmaktadır. Böylece genetik seleksiyon daha kısa sürede yapılır. Sonuç olarak üstün özelliklere sahip sebze çeşitleri daha kısa sürede elde edilir. Genetik iyileştirmede bu, mayoz geçirmiş gamet hücreleri kullanılarak ve haploid hücrelerin kültürlenmesiyle de yapılabilir. Ayrıca değerli ve nesli tükenmekte olan türleri korumak ve çoğaltmak için doku kültürü teknikleri kullanılmaktadır. Hastalıksız yetiştirilemeyen bitkilerin tabakalanmasıyla güçlü, hastalıksız bitkiler elde edilebilir.
Bunun dışında bitki üretiminde doku kültürü çalışmalarının birçok kolaylığı bulunmaktadır. Bunlardan bazıları;
BEN. Bitki materyali, iklim koşullarından bağımsız olarak kısa sürede çoğaltılır.
Saniye. Küçük bir alanda çok sayıda bitki üretilebilir.
Üçüncü. Çevre koşulları kontrol edilerek, saha koşulları tehlikeleri ortadan kaldırılır.
dördüncüsü. In vitro üretim, in vivo üretime göre daha az emek gerektirir
Beşinci. Bitki materyallerinin yurt dışına taşınmasını kolaylaştırır. Çünkü saksı bitkileri su stresi yaşamalarına rağmen, doku kültürü tarafından üretilen fitobesin ortamda ihraç edildikleri için stres yaşamazlar. Ayrıca fiziksel hasar ve gümrükleme sorunları gibi sorunlar da ortadan kalkar. Ancak transplantasyona ve dolayısıyla insan yaşamına bu kadar kolaylık sağlayan doku kültürü tekniklerinin de bazı olumsuzlukları bulunmaktadır. Bunlardan biri de yüksek yatırım gerektiren doku kültürü çalışmalarının yapılabileceği laboratuvar ve sera kurulmasıdır.
Günümüzde laboratuvarda üretilen bitkilerin doğal ortama uyum sağlaması için kullanılan orta düzeyde bir laboratuvar ve seranın ortalama maliyeti 250 bin TL civarında. Bu yüksek maliyet nedeniyle bazı sektörler uygulamak istedikleri doku kültürü çalışmalarından vazgeçmek zorunda kalmaktadır. Ayrıca doku kültürü tekniklerinin kullanımı yeni yeni artmaya başladığı için bu yöntemler üzerinde çalışmış kalifiye eleman bulmak zordur. Doku kültürü çalışmalarında başarısızlığın en büyük nedeni mantar ve bakteri kontaminasyonudur (kontaminasyon). Bu durum çeşitli nedenlerle ortaya çıkmaktadır. Bunu önlemek için yapılan çalışmalarda çok titiz olmak gerekiyor. Özellikle yetiştirme aşamasında kullanılan alan, araç ve gereçler iyi bir şekilde sterilize edilmelidir. Havadaki mikroorganizmalar ayrıca doku kültürü ortamını da kontamine edebilir. Besin ortamındaki tek bir mikroorganizmanın kontaminasyonu bile bozulma için yeterlidir. Besin ortamı mikroorganizmalar için elverişli bir ortam olduğundan, organizmalar burada kolay ve hızlı bir şekilde çoğalırlar. İstenmeyen organizma kontaminasyonu ayrıca menzil sıfırlama anlamına gelir. Ayrıca besin ortamının hazırlanmasında kullanılan yüksek değerli besinlerin ve kimyasalların elimine edilmesine ve dolayısıyla kaybolmasına neden olur.
Ayrıca bitkilerin genetik yapısında istenmeyen değişiklikler meydana gelebilir. Bu değişiklikler, besin ortamındaki bileşikler, dış çevre koşulları (sıcaklık, nem vb.) ve bitkinin kullanıldığı bitki türü gibi çeşitli nedenlerle ortaya çıkabilir. Doku kültürü tekniklerinin bir dezavantajı, her tür bitkiye uygulanabilen bir yöntemin olmamasıdır. Örneğin kullanılan ortam bir bitkinin çok iyi gelişmesini sağlarken diğerinde olumsuz sonuçlar gösterebilir. Ayrıca henüz uygun bir yöntemin geliştirilememiş olması ve söz konusu bitki için pazar oluşturulmasının mümkün olmaması nedeniyle mikroçoğaltım bazen başarılı olamayabilir.
Doku kültüründe iki tür üretim vardır: indirekt üretim ve direkt üretim. Direkt üretimde meristemler kullanılır. Dolaylı üretimde nasır öncelikle yaprak, sap ve sap gibi kısımlardan üretilir. Daha sonra bu nasırlardan yeni bitkiler elde edilir.
Doku kültüründe yarı katı ve sıvı besiyerleri kullanılmaktadır. Hücre kültüründe sıvı besin ortamı kullanılır. Çünkü; Doku kültüründe klonlanan hücrelerin birleşerek kümeler oluşturması istenmeyen bir durumdur. Bu nedenle besin ortamı, hücreleri ayrı tutmak için sürekli karıştırılır. Yarı katı ortamlar, hücre kültürü dışındaki kültürlerde kullanılır. Böylece kullanılan eksplantların besin ortamında stabil ve istenilen formda tutulması sağlanır.
Doku kültürü ortamında yetiştirilen bitkilerde farklılıklar görülebilir. Bu farklılıklara somatik denir. Bu farklılık somatik hücrelerde görüldüğü için somatik farklılık olarak da adlandırılır. Mutasyon ve epigenetik varyasyonun etkisiyle farklılıklar ortaya çıkar. Mutasyon, çeşitli zararlı maddelerin etkisiyle genetik yapıdaki kalıcı değişikliktir ve epigenetik varyasyon, genetik özelliklerde olmadığı için kalıcı değildir. Bu sayede bitkide olumlu değişimler sağlanabilir. örnek; Hastalıklara, böceklere, tuzluluğa dayanıklı bitkiler ve yeni çiçek renklerine sahip çeşitler elde edilebilir. Bunların dışında yulafta. soğanda bitki boyu, şekli ve rengi; Yumruların boyutu ve şekli bakımından yeni çeşitler elde edilmiştir. Bu yöntem ayrıca domates, patates, şeker kamışı, tütün gibi farklı çeşitlerde de sıklıkla kullanılmaktadır. Fiziksel farklılık birçok nedenden dolayı ortaya çıkabilir. Bunlardan bazıları; Ortam içeriği, kültür koşulları, kültür süresi, çevresel stres, genotip ve DNA metiyonin gibi. Somatik diverjans Hızla çeşitlenmesi, yeni çeşitler üretmesi, yeni varyantlar ortaya çıkarması ve bazı değişiklikler için homozigot olması arzu edilen bir durumdur.
Doku kültüründe sterilizasyon önemli bir konu olduğu için bu işlemlerin yapılabileceği kaliteli, temiz bir laboratuvarın kullanılması şarttır. Ayrıca kültür işlemleri sırasında kullanılan alet ve kapların yeterince steril olması gerekmektedir. Çünkü bakteri ve mantarlar kullanılan ortamı çok severler ve orada kısa sürede çoğalırlar. Sonuç olarak, çalışmalar başarısız olur.
Ayrıca mikroorganizmalar havadan da bulaşabileceği için steril bir kabin içinde ekim yapılmalıdır. Steril kabin içerisinde hava sirkülasyonu olduğu için mikroorganizma bulaşma olasılığı minimumda tutulmuştur. Yetiştirme işlemi sırasında çok dikkatli olmak gerekir ve yetiştirme sırasında kullanılan neşter ve pensler mümkün olduğunca alkole batırılarak ve yakılarak ısıl işlem görmelidir. Kullanılan aletler aynı besi ortamı dışında bir yere değdiğinde ve ekilecek eksize edilecek bitkiler hazırlandığında yakılarak sterilize edilmelidir. Bu sayede kullanılan aletlerde mikroorganizma bulaşma riskleri bir nebze azaltılmış olur.
Kaynak:
Sebahatın Özkan, Ekrim Gürel, Mehmet Baboğlu; Bitki Biyoteknolojisi Ders Kitabı
katip: Çiğdem Kocayel
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]