Bitki Biyoteknolojisi
Bitki Biyoteknolojisi
Bazı pratik uygulamaları eski yıllara dayanan biyoteknoloji, biyoloji ve teknoloji kelimelerinden türetilmiştir (biyolojik teknoloji). Biyoteknoloji; “biyolojik sistemlerin (organizmaların) teknolojide kullanılması ve bunlardan yararlar sağlanması” şeklinde tanımlanabilir.
Bitki Biyoteknolojisi de son yıllarda doku kültürü çalışmaları ve genetik mühendisliği-moleküler çalışmaları ile hızla ilerlemesine devam eden bir dal olmuştur. Son 50 yılda hızla gelişen ve gelişimine devam eden Moleküler Biyoloji bilimi ile paralel olarak son yıllar da doku kültürü çalışmalarına ek olarak, Moleküler Biyoteknoloji çalışmaları da çok hızlanmıştır.
Doku Kültürü Çalışmaları
Doku Kültürü; Yaprak, kök veya gövdeden alınan bitki kısımlarından (eksplant), aseptik ve kontrollü ortam şartlarında, bitki büyüme düzenleyicileri yardımıyla, yeni bitki kısımlarının veya yeni bitkisel ürünlerinin ürünlerin geliştirilmesidir.
Genetik Mühendisliği Uygulamaları ve Moleküler Çalışmalar
Son yıllarda Moleküler Biyoloji Biliminin hızla gelişimine bağlı olarak birçok genetik mühendisliği ve moleküler çalışma bilim dünyası içerisinde yerini almıştır. Bu çalışmalar arasında temel olarak aşağıda belirtilen çalışmalar sayılabilir.
1. Gen aktarma çalışmaları: Gen aktarma çalışmalarında tür içi, türler arası, ya da farklı organizmalara istediğimiz özellikteki genler izole edilerek çeşitli yöntemlerle bitkilere transfer edilebilir. Gen aktarma çalışmalarında amacımız farklı olabilir. Bu amaca göre istediğimiz özellikteki geni izole edip bitkiye transferini sağlayabiliriz. Gen aktarma ile bitkileri, hastalıklara karşı dayanıklı, virülere karşı dirençli, herbisitlere karşı dirençli v.s. durumlara getirebiliriz.
2. Moleküler Karakterizasyon Çalışmaları: Karakterizasyon çalışmalarında bitkilere ait DNA parmak izleri incelenerek, kullanılan bitkiler arasındaki genetik ilişkiler tespit edilebilir. Genetik ilişkileri belirlemek amacıyla çeşitli moleküler teknikler kullanılır. (RAPD, SSR, SRAP, ISSR v.b.)
3. Genetik Haritalama Çalışmaları: Genetik haritalama çalışmalarında, genlerin kromozomlar üzerindeki yeri ve sırası tespit edilmektedir. Bu tarz çalışmalarda tüm genom haritalanabileceği gibi yalnızca spesifik genlerde haritalanabilir. Haritalama sonucunda bu genlere ulaşılıp biyoteknolojik çalışmalarda kullanılabilir.
4. Markırlar Yardımıyla Erken Seleksiyon (MAS) Çalışmaları: Çeşitli moleküler teknikler yardımıyla genetik bilgisine sahip olduğumuz bir takım özellikleri ya da karakterleri erken dönemde belirleyebiliriz. Eğer istediğimiz özelliği bitki taşıyorsa çalışmalarımıza o bitkiyle devam ederiz, ancak MAS analizleri sonucunda istediğimiz özellik tespit edilmemişse o bitkiyi erken dönemde elemine ederiz ve zamandan tasarruf etmiş oluruz.
Moleküler çalışmaların temelinde DNA en önemli yeri tutmaktadır. Bitkilerden DNA izolasyonu bu çalışmalar için oldukça önemlidir. Bir bitkiden DNA eldesi için prensip olarak şu yol izlenir: bitkisel hücrelerini, hayvansal hücrelerden ayıran en önemli özelliklerden biri bitki hücrelerinin selülozdan yapılı bir hücre duvarı içermesidir. Bitkilerdeki hücre duvarı, bitkisel dokunun sıvı azot ya da kuru buz içerisinde öğütülmesi ile kırılır ve böylece DNA hücre içerisinde serbest kalır. Hücre duvarı kırıldıktan sonra, CTAB (Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide), SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) ve PVP (Polyvinylpyrrolidone) gibi deterjanlar kullanılarak hücre zarı parçalanır. Homojen hale getirilen bitki hücresi içerisindeki DNA’ya bağlı proteinler kloroform ya da fenol karışımı eklenerek uzaklaştırılır. RNA’yı yıkan RNaz enzimi kullanılarak solüsyon içerisindeki RNA’lar uzaklaştırılır. DNA’nın saf bir şekilde elde edilmesi için etil alkol ile bir ya da birkaç defa yıkama yapılır.
Ar. Gör. Özhan Şimşek
Çukurova Üniversitesi
Ziraat Fakültesi
Bahçe Bitkileri Bölümü
