Hazırlayan:
Dr. Osman GÜLŞEN, Ziraat
Yüksek Mühendisi

Dünya nüfusunun hızla artması ve daha kaliteli besinlere
duyulan gereksinim biz bitki bilimcilerinin işini her gün biraz daha
güçleştirmektedir. Ancak mevcut koşullarda biyolojik çeşitlilikle beraber
hedeflenen amaçlara ulaşmamıza yardımcı olabilecek çok çeşitli araçlar
mevcuttur.

Meristem, Tomurcuk ve Doku Kültürleriyle In Vitro
Çoğaltım:
Daha önceleri tohum veya köklenebilme yeteneğine sahip
bitki dokularıyla çoğaltma yapılırken günümüzde çok küçük bitki dokularıyla dahi
bitkiler çoğaltılabilmektedir. Bu metodla;

Embriyo kültürü:

Embriyo kültürü sağlam bir bitki elde edebilmek amacıyla
embriyonun yumurtalık içerisindeki gelişmesinin belirli devresinde izole
edilerek özel besi ortamında çimlendirilip geliştirilmesi işlemidir. Bitki ıslah
programlarında yakın akraba olmayan başka bir türden bazı karekterlerin mevcut
genotipe aktarılması gerekmektedir. Ancak melezleme sonucu elde edilen tohumlar
zayıf çimlenme gücüne sahip olmaktadır. Genellikle bu durum uzak tür ve cinsler
arası melezlemelerde genetik faktörler nedeniyle ortaya çıkmaktadır. Böyle
durumlarda çimlenme gücü çok düşük embriyo in vitro koşullarda uygun besi
ortamına alınarak normal gelişmesini tamamlaması ve melez bitki eldesi mümkün
olmaktadır.

Haploid bitkiler özellikle mutasyon çalışmaları ve homozigot
bitkilerin elde edilmesinde büyük önem taşımaktadır. Klasik bitki ıslahı
yöntemleriyle bu bitkilerin elde edilmesi çok uzun bir zamana ve fazla işgücüne
gereksinim göstermektedir. Haploid bitki elde edilmesinde in vitro tekniklerin
kullanılması bu bitkilerin eldesini önemli ölçüde hızlandırarak çeşit geliştirme
süresini kısaltmaktadır. Haploid bitkilerin elde edilmesinde 3 farklı teknik
kullanılmaktadır.
Maternal haploidi tekniği: Adındanda anlaşılacağı
gibi elde edilen bitki somatik hücrelerinde sadece anadan gelen haploid (tek)
yapıdaki kromozom setini içerecektir. Günümüzde yaygın olarak gamma ışınlarıyla
uyarılmış polen tozlarının normal diploid yapıdaki ana olarak kullanılacak
bitkilerle melezlenmesi sonucu oluşan tohumlardan haploid bitkiler elde
edilmektedir.
Anter kültürü: Bu teknik ile haploid bitkilerin elde
edilmesinde belirli gelişme devresindeki anterler uygun ortamlarda kültüre
alınarak anterler içinde bulunan haploid yapıdaki mikrosporlardan bitkiler elde
edilir.
Mikrospor kültürü: Anter kültürü tekniğinde sağlanan
gelişmelerden sonra mikrosporların direk in vitro kültürü sonucunda da haploid
bitkiler elde edilebilmektedir.

Somaklonal varyasyon:
İn vitro kültürün
temel prensiplerinden birisi rejenere olan bitkilerin orijinal dokunun alındığı
bitkinin aynısına benzemesidir. Ancak uygun fiziksel ve kimyasal mutajenlerin
kullanımı ile genetik olarak farklı bitkiler elde edilebilmektedir. Bu şekilde
istenilen bitkisel özellikler açısından yeni tiplerin oluşturulması mümkün
olabilmektedir. Portakalda çekirdeksizlik, altıntopta renkli meyve suyu,
hardalda farklı seviyelerde erurik asit içeriği elde edilebilmiştir.

Somatik melezleme:
Protoplast kültürü
tekniğinde sağlanan gelişmelerle seksüel olmayan yolla gen transferi mümkün hale
gelmiştir. Farklı tür ve cinslerin somatik dokularından elde edilen
protoplastların füzyonuyla elde edilen somatik hibrit protoplastları in vitro
kültürü ile bitkiciklere dönüştrülebilmektedir. Bu yolla iki farklı bitkideki
olumlu özellikler tek bir bitkide toplanabilmektedir.

Gen Aktarılması:

Somatik melezlemede arzu edilen özelliklere sahip bireylere ait
hücrelerin füzyonla biraraya getirilmesi gerekir. Buna karşılık gen aktarılması
tekniği ile daha önceden genin izole edilmesi şartıyla istenilen bitkilere
istenilen gen direk olarak aktarılabilmektedir.  Aktarılması istenen gen temel
olarak iki yolla bir bitkiye taşınabilir.

Birincisinde bir toprak bakterisi olan Agrobacterium
tumefaciens hücreleri içerisinde bakteriyle simbiyotik bir şekilde yaşayan
arzu edilen genin aktarıldığı Ti plasmidi ile gerçekleştirilir. Ti plasmid bitki
hücre çekirdeğinde bulunan bitki DNA’sına kendisini kopyalayabilmektedir.
İkincisinde ise aktarılacak gen direk olarak (elektroforasyon, partikül bombardı
ve mikro injeksiyon metodlarıyla) transfer edilir. Bu yolla elde edilen bitkiye
transgenik bitki adı verilir. Dünyada özellikle belli bitki guruplarında önemli
oranda transgenik bitkiler kullanılmaktadır. Bunlara örnek kelebekgiller
(Lepidopter) familyasına ait yeşil kurt, mısır koçan kurdu gibi) bitki
zararlılarına karşı geliştirilen transgenik mısır, pamuk ve soya gösterilebilir.

Sekonder metabolit üretimi:

Genel olarak bitkilerde sayıları 20.000 kadar olan sekonder
metabolit olarak adlandırılan bir grup madde bulunur. Bu tip maddeler bitki
hücresi içinde gerçekleşen biyokimyasal reaksiyonlarda son ürün olarak
sentezlenmekte ve tekrar reaksiyonda kullanılmamaktadır. Bunlar hücre dışında,
vakuolde veya sitoplazmasında depolanırlar. Bunlardan bazıları bikilerden izole
edilerek ilaç hammaddesi olarak kullanılmaktadır. reaksiyonda
kullanılmamaktadır. Bunlar hücre dışında, vakuolde veya sitoplazmasında
depolanırlar. Bunlardan bazıları bikilerden izole edilerek ilaç hammaddesi
olarak kullanılmaktadır.

Genetik çeşitlilik haritalama ve diğer moleküler
çalışmalar:
Morfolojik ve biyokimyasal metodlara nazaran moleküler
seviyede yapılan çalışmalarla daha doğru bir şekilde veri elde edilir. Veri
sağlamak için PCR (polimorfik zincir reaksiyonu)’na dayalı teknikler ile RFLP
(restriction fragment length polymorphism) tekniği kullanılır. Yaygın olarak
kullanılan PCR temeline dayalı teknikler RAPD (random amplified polymorphic
DNA), ISSR (intersimple sequence repeats). SSR (simple sequence repeats), AFLP
(amplified fragment length polymorphism)’dir. Bu yolla sonuç olarak daha
doğru;