biyoteknolojinin bitkisel Üretimde...

Biyoteknolojinin Bitkisel Üretimde Kullanımı

Prof. Dr. Sebahattin ÖzcanDoç.Dr. Cengiz Sancak

Ankara ÜniversitesiZiraat Fakültesi

Tarla Bitkileri Bölümü

Biyoteknolojinin Bitkisel Üretimde Kullanımı

• Canlılarda bütün biyokimyasal ve yapısal özellikleri kodlayan DNA birimlerine gen adı verilmektedir.

• Aynı tür içerisinde veya farklı türler arasında gen aktarımı melezleme sonucunda olabilmektedir.

• Klasik ıslahta melezlemenin yapılamadığı türler arasında gen aktarımı ise mümkün olmamaktadır.

• Modern biyoteknolojinin kullanımıyla bu genetik bariyerler aşılarak türler, cinsler ve hatta farklı canlıgrupları arasında gen aktarımı kolaylıkla yapılabilmektedir.

• Bu gen aktarımının temeli ise Agrobacterium’un bitkilerin kök boğazında neden olduğu ur (tümör) oluşum mekanizmasının anlaşılmasına dayanmaktadır.

Özcan ve ark. 2001’den

Biyoteknolojinin Tarımsal Üretime Katkısı

• Günümüzde, biyoteknolojide gerçekleştirilen gelişmeler sayesinde hastalıklara, böceklere, virüslere, otöldürücülere, kuraklığa, dona, sel baskınlarına, toprak tuzluluğu ve asitliğine dayanıklı transgenik bitki çeşitleri elde edildiği gibi, bitkilerin verimleri, besleme değerleri ve depolama süreleri de artırılabilmektedir.

• Halihazırda, biyoteknolojik yöntemlerle üretilen böceklere ve otöldürücü kimyasallara dayanıklı transgenik bitkilerin dünyadaki üretimi 81 milyon hektara ulaşmıştır.

• Bu üretimin önemli bir kısmı ABD, Kanada, Çin ve Güney Amerika ülkelerinde gerçekleşmiştir. Üretilen bu alanlarda verim artışları sağlandığı gibi, kimyasal ilaçların kullanımı ve işçilikten de önemli ölçüde tasarruf sağlanmıştır.

Böceklere Dayanıklı Bitkilerin Üretimi

Bt Mısır

ÖÖzcan ve Ark. 2001zcan ve Ark. 2001’’denden

Böceklere Dayanıklı Bitkilerin Üretimi

Salamino ve Moto, 1994’ten

Ot öldürücülere Dayanıklı Bitkilerin Üretimi

Salamini ve Moto, 1994’ten

Öktem, 1998’ten Hall ve ark., 1996’dan

Antisens RNA Tekniği ile Gen Etkisinin Engellenmesi

Gray ve ark. 1992’den

Salamini ve Moto, 1994

Dünya Genelinde Transgenik Bitkilerin Toplam ekim alanı

YılEkim Alanı(Milyon Ha)

% Artış

1996 1.71997 11.0 5471998 27.8 1531999 39.9 442000 44.2 112001 52.6 192002 58.7 122003 67.7 132004 81.0 16

Kaynak: Clive James, 2004.

Ürünler Bazında 2004 Yılında Dünya Genelinde Toplam Transgenik Bitki Ekim Alanları

Transgenik Bitki Ekim Alanı(Mil. Ha)

%

Herbisite Dayanıklı Soya 48.4 60

Böceklere Dayanıklı Mısır 11.2 14

Böceklere Dayanıklı Pamuk 4.5 6

Herbisite Dayanıklı Mısır 4.3 5

Herbisite Dayanıklı Kanola 4.3 5

Böcek + Herbisite Day. Mısır 3.8 4

Böcek + Herbisite Day. Pamuk 3.0 4

Herbisite Dayanıklı Pamuk 1.5 2

TOPLAM 81.0 100

Böceklere Toleranslı Transgenik Bitkilerin Avantajları

• Böceklere toleranslı bitkiler insektisit kullanımını azaltabilir.

• Önemli zararlılarla etkin mücadele yapılacağından verim artışı sağlanabilir.

• Bu bitkiler faydalı böcekler üzerine çok az bir etki yaptığından dolayı, bu tür böceklerin tarla içerisinde ve kenarında gelişmesine izin verebilir.

• Mısırda Fusarium Kaynaklı Mikotoksinlerazalmaktadır (Munkvold ve ark. 1999).

Böceklere Toleranslı Transgenik Bitkilerin Muhtemel Dezavantajları

• Transgenik bitkinin üretmiş olduğu toksinin özelliğine bağlı olarak, bu toksinin etkilediği zaralıböcekler ile beslenen predotörler ve parasitoidlerolumsuz yönde etkilenebilirler.

• Kelebekler az da olsa etkilenebilmektedirler.• Önemli zararlı böcekler ile etkili mücadele yapılsa

bile, tüm böcek türleri ile etkili mücadele mümkün olmayabilir.

• Toleransı sağlayan genler yakın akraba olan yabani türlere geçebilir.

• Toleranslı transgenik bitkilerin üretimiyle böcekler zamanla üretilen toksine dayanıklılık sergileyebilirler.

• İkinci derecedeki zararlılar asıl zararlı haline gelebilir.

Herbisitlere Toleranslı Transgenik Bitkilerin Avantajları

• Etkili bir yabancı ot mücadelesi yapılabilir.• İşçilikten önmeli oranda tasarruf sağlanabilir.• Geniş spektrumlu kontakt ve sistemik herbisitlerin

kullanımı toprak işlemeyi azaltabilir. Toprak işlemenin azaltılması sayesinde toprak mikroflora ve faunası korunmuş olur. Ayrıca, erozyon azaltılır.

• “Glyphosate” ve “glofusinate ammonium” yabacı ot tohumları çimledikten sonra kullanılabilmekte ve çok kısa süre aktif kalmaktadır. Bu ise, ürünün ekiminden önce kullanılan ve toprakta etkisini uzun süre muhafaza eden herbisitlerin kullanımınıengelleyebilir.

Herbisitlere Toleranslı Transgenik Bitkilerin Muhtemel Dezavantajları

• Geniş sepektrumlu herbisitlerin kullanımısonucunda kuşlar, toprak solucanları ve faydalıböcekler için önemli bir besin kaynağı olan kültür bitkilerinin içerisindeki tüm yabacı otlar yok edilmektedir.

• Kullanılacak olan geniş spektrumlu herbisitler çok etkili olduğundan dolayı, bunların yabani hayata etkileri de o derece fazla olacağı düşünülmektedir.

• Dikkatli olunmadığı takdirde yabancı döllenen türler içerisinde gen geçişi olabilecektir. Ekim nöbetinde, bu tür bitkilerin tohumları ertesi yıl çimlendiği takdirde yok edilmeleri zorlaşabilecektir.

Transgenik Bitkilerden Kaynaklanan Diğer Endişeler

• Insan sağlıgı yönünden: Toksik ve alerjik etkileri. Örn: Methionince zengin soya

• Bakteriyel ve viral DNA’nın yenmesi• Yatay gen geçişi• Rekombinant proteinlerin topraktaki etkileri• Tarım sistemine etkisi

İkinci Generasyon Transgenik Bitkiler

• Prinç tüketiminin yüksek olduğu ülkelerde A vitamini eksikliğinden dolayı her yıl 500.000çocuğun kör olduğu rapor edilmektedir.

• A vitaminince zengin prinç (“golden rice”) üretimine yönelik biyoteknolojik araştırmalar yoğun olarak devam etmekte olup, önemli başarılar elde edilmiştir.

• Bu proje gerçekleştiği takdirde, A vitaminieksikliğinden kaynaklanan hastalıkların önüne geçilebileceği belirtilmektedir.

Golden Rice

www.zab.uni-freiburg.de


• Alglerden izole edilen bir genin keten bitkisine aktarılması sonucunda kalp, kanser ve Alzaymır gibi hastalıkların riskini azaltan omega-3 ve omega-6 yağ asitleri önemli oranda ketende ürettirilebilmiştir (Heinz ve ark. 2004).


• Biyoteknoloji Devrimi insan tedavisinde kullanılan çok pahalıaşı ve ilaçların da bitkiler üzerinde çok ucuza ve bol miktarda üretimine olanak sağlayacağı belirtilmektedir.

• Bilindiği gibi hepatit B virüsü kronik karaciğer hastalığına neden olmaktadır. Bu hastalığa karşı mayalardan aşıgeliştirilmesine karşın, fiyatının yüksek olması ve eksik donanım aşı kullanımını engellemektedir.

• ABD’de biyoteknolojik yöntemler kullanarak hepatit B yüzey antijeni (HbsAg) üreten transgenik tütün ve patates bitkileri elde edilmiştir.

• Patates yumrularının farelere yedirilmesi sonucunda da farelerin savunma sistemlerinin uyarıldığı belirlenmiştir.

• Benzer çalışmalar gelişmekte olan ülkelerde yaygın olarak üretilen ve taze olarak tüketilen muz üzerine yoğunlaşmıştır.


• Hepatit B’de olduğu gibi bu konuda yoğun çalışmalar kızamık, çocuk felci, difteri, kuduz ve viral hastalıklara karşı kullanılan aşıların bitkilerde üretimi konusunda yoğun çalışmalar devam etmektedir.

• Gelecekte, insanlar çok düşük bir fiyatla taze olarak tükettikleri meyvelerle, sebzelerle veya onlardan elde edilen aşılarla aşılanabileceklerdir.


• Aşılarda olduğu gibi, insan tedeavisinde kullanılan ve çok pahalı olan ilaçların transgenik bitkilerde üretimine yönelik çalışmalar da devam etmektedir.

• Kistik fibrosis ve karaciğer hastalıklarında kullanılan ά-1-antitripsin proteininin çeltik bitkisinde, Gaucherhastalığında kullanılan, dünyanın en pahalı ilacı olan ve insan plasentasından elde edilen Glukoserebrosidaz ise tütün bitksinde üretilebilmiştir.

• Yakın bir gelecekte astronomik fiyatlarla ticari olarak satılan ilaçlar çok düşük maliyetlerle ve bol miktarlarda bitkilerde üretilmesi beklenmektedir.

Sonuç• Rekombinant DNA tekniği tehlikeli olmasa da eğer

aktarılan gen tehlikeli bileşiklerin üretimine neden oluyorsa elde edilen ürünler tehlikeli olabilmektedir.

• Güvenli gıda için genetik olarak değiştirilmiş bitki, hayvan ve mikroorganizmalardan doğabilecek yan etkileri doğru olarak belirleyen bilimsel yöntemlerin geliştirilmesi gerekmektedir.

• Bu tehlikeler transgenik olmayan hayvan ve bitkiler için de geçerlidir.

• Yapılan araştırmalarda GDO ürünlerinin diğer ürünler kadar güvenilir olduğu tesbit edilmesine karşın, beklenmeyen etkilere karşı GDO ürünleri için risk analizleri daha da geliştirilmeli ve sıkılaştırılmalıdır.

biyoteknolojinin bitkisel Üretimde...

Documents