Bitki Biyoteknolojisi

Bitki Biyoteknolojisi
Türkiye'de genel olarak en fazla uygulaması olan doku kültürü işlemleri bakımından bile öğrenci, sanayi ve tarım kesiminde önemli bilgi eksikliklerinin olduğu görülmektedir Bir çok ticari şirket de fide, fidan, soğan, mini, mikro yumru vb üretimini doku kültürü ile yapmak istemekte, uygun laboratuvar alt yapısı kurmak ve bilgiye ulaşmada sıkıntı çekmektedir
Bunların olmaması durumunda ihtiyaçlar ithalatla karşılanmaktadır Bir çok süs bitkisi, fide, fidan vb hatta akvaryum su altı bitkileri bile halen ithal edilmektedir Halbuki doku kültürü sistemleri yeterince uygulanabilse bu kalemlerin ithalatı önemli ölçüde azalacaktır Dahası yeni iş imkanları ortaya çıkacak, üretimden nakliye ve son müşteriye hareket gelecektir Bu sadece bir alandır Biyoteknolojinin uygulanabileceği bir çok benzer alan vardır
Genetik mühendisliği tekniklerinin tarımda en çok uygulandığı konular bitkilerin (kültür veya yabani) birbirleriyle akrabalık derecelerinin tespit edilmesi, ıslaha destek için markör geliştirme çabaları, bazı bitki türlerine gen transferi protokollerinin geliştirilmesi ve uygulanması gibi konular halen Türkiye'de akademik seviyede çalışılmaktadır Genetiği değiştirilmiş organizmalar (GMO=GDO) için analiz labotaruvarları daha yeni oluşturulmaya başlanmıştır
Tabii hedefimiz kendi biyoteknoloji alt yapımızı geliştirmek, biyoteknolojiyle gen kaynaklarımızın genetik karakterizasyonu, bu kaynaklara ait genlerin izolasyonu klonlanması ve patentlenmesi ve kaynaklarımızın muhafazasıdır
Kamuoyunda biyoteknoloji maalesef sadece GDO'dan ibaret gibi anlaşılmaya başlanmıştır GDO karşıtlığı biyoteknoloji karşıtlığına dönüşmek üzeredir Bu konuda büyük bilgi eksikliği olduğu görülmektedir Halbuki GDO'lar biyoteknolojik tekniklerle gerçekleştirilen işlemlerden sadece birisidir

Biyoteknolojik tekniklerin bitkilere uygulanmasına bitki biyoteknolojisi denir Bitkilerin ve hücrelerin çoğaltımı doku kültürüyle, bunların genetik özelliklerinin araştırılması genetik mühendisliği, özelliklerin değiştirilmesi veya geliştirilmesi de her iki tekniğin birlikte uygulanması ve/veya bitki ıslahı teknikleriyle yapılmaktadır
Klonlama (kopyalama) terimi insan ve hayvanlar (Dolly) için daha 10 yıl önce kullanılmaya başlanmasına karşın bitkiler (Örnek: Havuç, tütün) 1950'li yıllardan itibaren klonal olarak çoğaltılmaya yani kopyalanmaya başlanmıştır Buna rejenerasyon (organogenesis, somatik embriyogenesis, meristemlerden sürgün) veya klonal çoğaltım denilmektedir Bir çok bitki türü hiç bir eşeysel üreme hücresi içermeyen vücut (somatik) hücrelerinden (örnek: yaprak, sap vb doku ve organlar) çok rahatlıkla çoğaltılabilmektedir Rejenerasyon bir hücreden başlayabileceği gibi (somatik embriyogenesis, protoplast-callus-bitki), birden fazla hücrenin birlikte oluşturduğu bir faaliyet sonucu (organogenesis) veya bir çok hücrenin organize olarak bir doku ve organları ve sonuçta bitkiyi oluşturmasıyla da ortaya çıkabilmektedir
Bitkilerin bir çoğunda uygun doku kültürü şartlarında (besin, büyüme düzenleyicileri, sıcaklık, ışık vb) rejenerasyon ortaya çıkabilmektedir Tek bir vücut hücrenin kendisinin alındığı ana bitkiye benzer bitkiler üretebilme yeteneğine totipotensi denilmektedir

Doku Kültürü ve Uygulamaları

• Bitki Doku Kültüründe Temel Laboratuvar Teknikleri (Basic lab techiques in tissue culture)
• Organogenesis (Organogenesis)
• Somatik Embriyogenesis (Somatic embryogenesis)
• Protoplast Kültürü ve Somatik Melezleme (Protoplast culture and somatic hybridisation)
• Haploid Bitki Üretimi (Haploid plant production)
• Kültür Bitkilerinde Apomiksi (Apomiktik bitki üretimi) (Apomictic plant production)
• Hastalıksız Bitki Üretimi (Production of disease free plants)
• Sekonder Metabolit Üretimi (Production of secondary metabolites)
• Mikroçoğaltım (Klonal Çoğaltım-Mikropropagasyon) ve Ticari Uygulamaları (Micropropagation and its commercial applications)
• Embriyo Kültürü (Embryo culture)
• In Vitro Tozlanma ve Döllenme (In vitro pollination and fertilisation)
• Somaklonal Varyasyon (Somaclonal variation)
• Bitki Gen Kaynaklarının Korunmasında Biyoteknoloji (Plant conservation biotechnology)
• Doku kültürü denemeleri planlama ve analizi (Experimental design and analyses in tissue culture)

Genetik mühendisliği teknikleriyle bir çok bitki türünün genom haritası çıkarılmış ve genleri tespit edilmeye başlanmıştır Arabidopsis adlı ilkel bir ot olan bitkinin hemen hemen tüm genetik özellikleri halen ortaya konulmuştur Bir çok önemli bitki türünün genom haritası çıkarılmak üzeredir

Bitki Genetik Mühendisliği ve Uygulamaları

• DNA?nın Moleküler Yapısı ve Kromozomlar (Molecular structure of DNA and chromosomes)
  Genlerin Moleküler Yapıları ve Protein Biyosentezi (Molecular structures of genes and protein synthesis)
  Proteinler ve Protein Mühendisliği (Proteins and protein engineering)
  Gen İzolasyonu ve Klonlanması (Gene isolation and cloning)
  Agrobacterium'la Bitkilere Gen Aktarımı (Agrobacterium-mediated gen transformation to plants)
  Bitkilere Doğrudan Gen Aktarım Teknikleri (Direct gene transfer techniques to plants)
  Herbisitlere Dayanıklı Transgenik Bitkilerin Geliştirilmesi (Production of herbicide resistant plants)
  Böceklere Dayanıklı Transgenik Bitkilerin Geliştirilmesi (Production of insect resistant plants)
  Virüslere Dayanıklı Transgenik Bitkilerin Geliştirilmesi (Production of virus resistant plants)
  Erkek Kısır bitkilerin üretimi (bu bölüm geliştirilmesi) (Production of male sterile plants)
  Bitkilerde Hastalıklara Dayanıklılığın Artırılması (Enhancement of disease resistance in plants)
  Bitkilerde Strese Dayanıklılık Fizyolojisi (Physiology of stress resistance in plants)
  Bitkilerde Ozmotik Strese Dayanıklılığın Artırılması (Enhancement of osmotic stress resistance in plants)
  Bitkilerde Besin Değerinin Artırılmasında Biyoteknoloji (Biotechnology for enhanced nutritional contents in plants)
  Transgenik Bitkilerde İnsan Tedavisinde Kullanılan İlaçların ve Aşıların Üretilmesi (Production of edible vaccines and pharmaecuticals in transgenic plants)
  Antisens RNA Teknolojisi (Antisense RNA technology)
  PCR Teknolojisi ve Biyoteknolojik Araştırmalarda Kullanımı (PCR technology)
  Genetik Markörler ve Analiz Metodları (Molecular markers and analyses methods)
  Genom Sekanslama (Genome sequencing)
  Bitki Islahında Moleküler Markörler (Molecular markers in plant breeding)
  İşlevsel Genomik ve Proteomik Çalışmaları (Functional genomics and proteomics)
  Sinyal iletimi ve biyoteknoloji (Signal transduction and biotechnology)
  Biyoinformatik (Bioinformatics)
  Bitki Biyoteknolojisinde Moleküler Sitogenetik Teknikler (Molecular and cytogenetic techniques)
  Teknoloji Koruma Sistemi (Terminatör Teknolojisi) (Terminator technology)
  Gen kaynakları ve biyoteknoloji (Genetic resources and biotechnology)
  Transgenik bitkiler ve biyogüvenlik (Transgenic plants and biosafety)
  Biyoteknolojinin Ahlaki ve Hukuki Yönleri (Moral and ethical issues in biotechnology)

Genetiği/Genetik olarak Değiştirilmiş Organizmalar (GDO veya GMO) (bitki, hayvan, insan veya mikroorganizmalar) çeşitli biyoteknolojik metotlarla genetik yapıları bir veya daha fazla özellik (gen) bakımından değiştirilmiş organizmalar, bunlardan elde edilen ürünlere ise Genetiği Değiştirilmiş (GD) ürünler veya gıdalar, içerisinde belirli sınırın üzerinde GD içeren ürünlere ise GD?li ürünler adı verilmektedir
Genetiği değiştirilmiş bir canlıya ?gen transferi yapılmış? anlamında 'transgenik' de denilir Biyoteknoloji sadece GD veya GM demek değildir GDO, GD?li ürünler çeşitli soru işaretleri olmasına karşın Türkiye?de çeşitli kampanyalar nedeniyle çok tehlikeli ürünler gibi anlaşılmaktadır Benzer bir tartışma hormonlar konusunda da mevcuttur

Biyoteknolojinin Faydaları ve Uygulama Alanları
Biyoteknoloji ile yüksek besin içeriği, hasat sonrası dayanıklılık, hastalık, zararlı, kuraklık ve ot ilacına genetik dayanıklılığın artırılması, yenilebilir aşılar (elma, muz), bitkilerce biyolojik olarak ayrışabilir plastik üretimi vb gibi transgenik (GDO) üretimi yanında;

• Hücre, doku ve organ kültürü ile tohum (sentetik), fide, fidan, yumru, miniyumru, soğan üretimi (klonal çoğaltım veya mikroçoğaltım),
• Sentetik tohum üretimi,
• Somaklonal varyasyonların oluşturulması,
• In vitro tozlanma,
• Protoplast izolasyonu ve somatik melezlemeler,
• Hücre seleksiyonu,
• Apomiktik bitkilerin oluşturulması,
• Haploit bitkilerin oluşturulması ve embriyo kültürü ve kurtarması,
• Biyoteknolojik germplazm muhafazası (özelikle Türkiye endemik bitki türlerinin korunması amacıyla çok gereklidir),
• Tıbbi amaçlı protein ve sekonder metabolit üretimi,
• Moleküler markörlerin geliştirilmesi yoluyla seleksiyon ve ıslahta klasik ıslaha destek sağlanması,
• Yabani ve kültür bitkilerinde genom sekanslaması ve genetik-moleküler özelliklerinin ortaya konulması,
• Sinyal iletim mekanizmalarının belirlenmesi,
• Endüstriyel ürünlerin (proteinler, yağ, vitaminler, enzimler vb) üretilmesi,
• Biyoyakıtların üretilmesi,Moleküler test, tanı ve tedavilerin yapılması

gibi bir çok işlem yapılabilmektedir