TMMOB Peyzaj Mimarları Odası
TMMOB
Peyzaj Mimarları Odası
UCTEA CHAMBER OF LANDSCAPE ARCHITECS

Bitki Biyolojisi Nedir?

GENEL MERKEZ
28.05.2007 (Son Güncelleme: 28.05.2007 11:21:06)

Bilim ve mühendislik yöntemlerinin bir arada kullanılmasıyla ve biyolojik ajanlardan yararlanarak, maddelerden yeni ürünler elde etmek, ürünlerin biyolojik ve kimyasal özelliğini değiştirmek ve özel kullanım amaçlı mikroorganizmaları geliştirmek için kullanılan teknolojiler olarak tanımlayabileceğimiz biyoteknolojinin uygulama alanları içinde en hızlı gelişeni bitki biyoteknolojisidir.

Yirminci yüzyılın ikinci yarısına damgasını vuran ve şu anda hızla hayatımıza girmeye başlayan biyoteknoloji; tıp, eczacılık, gıda, tarım, veterinerlik, hayvancılık, ormancılık, madencilik, şehir planlamacılığı ve su arıtımı gibi alanlarda yararları ve yeni kullanım alanları sürekli artmakta olan bir bilim dalıdır.

Bilim ve mühendislik yöntemlerinin bir arada kullanılmasıyla ve biyolojik ajanlardan yararlanarak, maddelerden yeni ürünler elde etmek, ürünlerin biyolojik ve kimyasal özelliğini değiştirmek ve özel kullanım amaçlı mikroorganizmaları geliştirmek için kullanılan teknolojiler olarak tanımlayabileceğimiz biyoteknolojinin uygulama alanları içinde en hızlı gelişeni bitki biyoteknolojisidir.

Bitki biyoteknolojisi ile ilgili teknikleri ve çalışma prensiplerini iki alt başlıkta incelemek mümkündür:

1. Bitki Doku Kültürü

Aseptik şartlarda, yapay bir besi ortamında, bütün bir bitki, hücre (meristematik hücreler, süspansiyon ve kallus hücreleri), doku (çeşitli bitki kısımları=eksplant) veya organ (apikal meristem, kök vb.) gibi bitki kısımlarından yeni doku, bitki veya bitkisel ürünlerin (metabolitler gibi) üretilmesidir.

Bitki doku kültürü işlemlerinde ve genetik iyileştirmelerde kullanılan temel sistem, bitki rejenerasyonudur. Bitki rejenerasyonu, kültürü yapılan hücrelerin özellikleri itibariyle üç kısımda incelenebilir:

a)Organize olmuş meristematik hücreleri ihtiva eden somatik dokulardan rejenerasyon: Bu tip rejenerasyonda uç ve yan meristemlerden bitkiler çoğaltılır. Buna meristem kültürü yoluyla klonal çoğaltım denir. Elde edilen bitkiler tamamen donör (verici) bitkiye benzerler.

b)Meristematik olmayan somatik hücrelerden rejenerasyon: Doğrudan bir bitki eksplantının kesilmiş yüzeylerindeki belirli somatik hücrelerin bir kısmının genellikle bitki büyüme düzenleyicilerinin (özellikle oksin ve sitokinin gibi bitki hormonları) etkisi sonucu bölünerek ve organize olarak, organları ve daha sonra da bitkiyi (direkt organogenesis) veya bir somatik hücrenin sürekli bölünerek embriyo ve daha sonra da tam bir bitkiyi oluşturması (direkt somatik organogenesis) şeklinde olabilir. Ayrıca her iki durum, belirli bir kallus, proto-kallus veya hücre süspansiyonu oluşumu devresinden sonra da ortaya çıkabilir (indirekt rejenerasyon). Ortaya çıkan bitkilerde bazı kalıtsal veya geçici varyasyonlar oluşabilir.

c)Mayoz bölünme geçirmiş gametik (üreme) hücrelerden rejenerasyon: Normal kromozom sayısının yarısını ihtiva eden hücrelerden de direkt veya dolaylı yollarla bitki rejenerasyonu oluşumudur. Bu durumda donör bitkinin kromozom sayısının yarısına sahip, genellikle steril olan haploid (n kromozomlu) bitkiler ele edilebilir.

2) Rekombinant DNA Teknikleri (Genetik Mühendisliği)

Hayvanlara, bitkilere veya mikroorganizmalara bağışıklık kazandırma, verimini arttırma, adaptasyon sürecini destekleme gibi amaçlar doğrultusunda, genetik materyali olan DNA‘ya doğrudan müdahaleyi izleyerek yapılan, biyolojinin bir alt bilim dalıdır.

Dünya florasında yaklaşık olarak 250 bin bitki türü olduğu düşünülmektedir, ancak bunların sadece 3000 adedinin besin değerine sahip olduğu bildirilmiştir.

Bitkilerin insan ve hayvan beslenmesinde kullanılması amacıyla iyileştirme ve geliştirme çalışmalarında iki önemli dönem vardır. Bunlardan birincisi "Yeşil Devrim" (green revolution) olarak adlandırılan, klasik bitki ıslahı, ticari gübreler ve bunlarda kullanılan tekniklerin gelişiminin etkili olduğu dönemdir. İkincisi ise "Gen Devrimi" (gene revolution) olarak adlandırılan, DNA‘nın anlaşılması, bakteri genetiği, bitki doku kültürünün gelişimi ve bu tekniklerin pek çok bitkiye uygulanabilir olması gen devriminde yeni bir dönemin başlamasına ışık tutmuştur. Yeşil devrim ile karşılaştırıldığında gen devriminde bir tümevarım söz konusudur. Bu tümevarımın rotası, sürekli tekrarlanabilen bir zincir olarak düşünülmelidir.

BAZ - NÜKLEOTİD - GEN - KROMOZOM - RİBOZOM - AMİNOASİT - PROTEİN - KLOROPLAST - MİTOKONDRİ - HÜCRE - DOKU - ORGAN - BİTKİ - TOHUM

Bu zincirin her parçası üzerinde, istenilen amaca göre tek tek veya birlikte, çeşitli düzenlemeler yapılabilmektedir.

Bu zincirde bazdan hücreye kadar olan konular genetik mühendisliğinin; hücreden tohuma kadar olan konularsa bitki doku kültürünün çalışma ve uygulama alanlarına girmektedir.

Dolayısıyla, bitki biyoteknolojisini oluşturan ve iki alt başlık olan bitki doku kültürü ve genetik mühendisliği, amaç biyoteknoloji olduğunda birbirinden ayrı düşünülemez.

Biyoteknoloji ve Bitki Islahı

Bitki ıslahının genel ve basit bir tanımını yaparsak, bitki ıslahı; bitkilerin biyolojik ve genetik açıdan disipline edilmesi ve mevcut genetik farklılıklardan yararlanarak, onları istenilen amaçlar doğrultusunda geliştirmektir. Bitki ıslahı sayesinde kültürü yapılan bitkilerin verimliliklerini arttırmak, ürün kalitesini düzeltmek mümkündür.

Bitki ıslahının başlangıcı insanlık tarihi kadar eskidir. İnsanoğlu yerleşik hayata geçip, yiyecek, giyecek ve barınma ihtiyaçlarını karşılayabilmek amacıyla yetiştirdiği ürünler arasından, yüksek verimliliğe sahip olanları seçmekle bir tür ıslah yapmıştır. Ancak dünya nüfusunun artmasıyla birlikte, bitkilerden ve hayvanlardan daha yüksek verim almanın yolları bilimsel olarak araştırılmaya başlanmıştır. Bir yandan dünya nüfusunun her geçen gün arttığı - ki 2006 yılında 6.7 milyar olan dünya nüfusunun, 2025 yılında 8.3 milyara ve 2100 yılında 11 milyara ulaşacağı tahmin edilmektedir; yani dünyanın mevcut kaynaklarının yaklaşık 100 yıl sonra şu andaki nüfusun 2 katına yakın bir nüfusu beslemesi gerekecektir - ve yapılan araştırmalar sonucunda tarım alanlarındaki verim düzeyinin hâlâ daha potansiyel verimin altında olduğunun gösterildiği bir koşulda potansiyel verim düzeyine ulaşabilmek için bitkilerin genetik yapılarının değiştirilerek geliştirilmesi ve sonuçta iyileştirilmesi gerekmektedir. Ancak bu amaç için klasik bitki ıslahı yöntemlerinin kullanılmasıyla istenilen bütün özelliklerin bir genotipte toplanması son derece zor bir ihtimaldir.

Bugüne kadar uygulanan klasik bitki ıslahı yöntemlerinde daha çok ürün miktarı ve kalitesinin arttırılmasına çalışılmış, kültür bitkilerine hastalık, zararlılar ve olumsuz şartlara dayanıklılık kazandırılması her zaman ikinci planda bırakılmıştır. Ancak tarımsal üretimin artışını sınırlayan en büyük faktör zararlılar ve bunların yol açtığı hastalıklar nedeniyle ortaya çıkan ürün kayıplarıdır. Kültür bitkilerinin, hastalık ve zararlılara karşı korunmasında uygulanan kimyasal ilaçların kalıntıları gerek üründe, gerekse toprak ve suda uzun süre ayrışmadan kalabildiğinden; insan, hayvan ve çevre sağlığı için bir tehdit konumuna ulaşmıştır. Kimyasal ilaçların ekonomik olarak büyük masraflara yol açması da cabası!

Bu nedenlerle klasik bitki ıslahının sebep olduğu olumsuzlukları iyileştirmek; türler arası uyuşmazlığın kaldırılması, bağlılık engelinin aşılarak yalnız istenilen genin aktarılması, mutasyonlar, protoplast füzyonu, haploid hücre ve haploid bitkiler geliştirebilmekle mümkündür.

İşte, bitkilerin tarımsal özelliklerinin iyileştirilmesinde açıklamaya çalıştığımız klasik bitki ıslahının doğasında var olan zorluklar, bitki biyoteknolojisini oluşturan bitki doku kültürü ve genetik mühendisliği uygulamalarıyla aşılabilecek durumdadır.

Sonuç: Dünyada Bitki Biyoteknolojisinin Kullanımı ve Yol Açtıkları

Yararları, uygulama alanları ve yöntemleri ayrı ayrı başlıklarda ele alındığında, üzerine yüzlerce kitabın yazılabileceği bir konu olan bitki biyoteknolojisinin önemi tüm dünyaca anlaşılmış bir konudur. Canlıların yaşayabileceği ikinci bir dünya olmadığına göre, dünyanın ve insanlık tarihi boyunca gelişen bilimin bize sundukları ölçüde yer yüzündeki tüm canlılar için hayat kalitesinin yükseltilmesi hiç de ütopik değildir. Aksine, dünya ve bilim birlikteliğinin insanoğluna tarih boyunca sundukları, reel biçimde ortadadır.

Fakat, bugün, konu bitki biyoteknolojisi olduğunda bile tekeller dünyayı rahat bırakmamaktadır. Tıptan madenciliğe, veterinerlikten kozmetiğe, eczacılıktan su arıtımına kadar biyolojinin yani canlı biliminin onlarca alt başlığı içinde incelenebilecek konularda sermaye ve serbest piyasa ekonomisi tehdidi altındadır.

Önemi kavrandıktan sonra biyoteknolojik çalışmalara, ekonomisinden büyük bir dilim bırakan devletler ve bunların kontrolündeki kamu kuruluşları maalesef açık arayla özel sektörün gerisinde kalmıştır.

Globalleşmenin de etkisiyle sınır tanımayan özel sektör bilimi de tekelleştirmekte ve etiketleme yapmaktadır. Patent almak ise bilimi var eden insanoğluna, bilimin ulaşmasını engellemektedir.

Büyük meblağlar karşılığında bir çok buluşun patentini alan ABD, biyoteknoloji konusunda da sahip olduğu şirketler ve patentlerle dünya bilim "pazarında" birinciliği hiç kimseye bırakmamaktadır.

Yarım asırlık geçmişiyle, bilim tarihi sahnesinde bir çocuktan farksız biyoteknoloji, emperyalistlerin kötü emelleriyle birleşince patlamaya hazır bir bomba haline gelmiştir.

Biyolojik silahlar olarak şekil değiştiren biyoteknoloji son olarak Sudan‘ın Darfur Bölgesi‘ni vurmuştur. Yapılan araştırmalarda ortaya çıkan sonuç korkunç bir insanlık ayıbını ortaya çıkarmıştır. İnsan üzerinde denenmemiş bir çok genetiği değiştirilmiş organizma (GDO), besin maddesi olarak Darfur‘a gönderilmiş ve içerdikleri serbest radikaller nedeniyle bir çok ölüme sebebiyet verdiği açıklanmıştır.

Özlem Pense

Okunma Sayısı 13149