Doku kültürü, en basit tanımıyla, bir ya da birkaç hücreden yeni bir canlı üretmektir.
Konu ile ilgili ilk hipotez geliştirilmesi 1800’lerin başında olsa da ticari anlamda uygulanmaya başlaması ancak 2000’lerin başında gerçekleşebilmiştir.
Tarım sektöründe doku kültürü, gerek ıslah projelerinde gerekse ticari çoğaltım alanında artan bir yoğunlukla kullanılmaktadır.
Başlangıç olarak kullanılan hücrenin özelliğine ve aşılmaya çalışılan probleme göre doku kültürü çalışmalarına farklı isimler verilmiş, yöntemler geliştirilmiş, hala da geliştirilmektedir.
Tarım alanında, doku kültürü uygulamalarını şöyle özetleyebiliriz:
Embriyo kültürü
En eski uygulamadır. Klasik ıslah yöntemleri ile hiç bir şekilde aşılamayan ya da çok zaman kaybettiren durumlarda ıslahçıların tercih ettiği bir yoldur. Örneğin;
- Genetik uyumsuzluk: Bazı bireyler genetik olarak uyumsuzdur ve embriyo meyveye dönüşmeden ana bitki bu embriyoyu atabilir. Böylesi durumlarda ana bitki embriyoyu henüz atmadan önce embriyo besi ortamına alınarak gelişimini tamamlaması sağlanabilir.
- Dormansi: Tüm dışsal koşullar sağlanmış olsa da tohumların hepsi birden çimlenmez. Buna dormansi denir. Tür ve çeşide bağlı olarak çimlenme oranları değişir. Islah sürecinde dormansi oranlarını düşürecek uygulamalar araştırılır ve çimlenme oranları yüksek olan hatlar tercih edilir.
Günümüzde bu sorunların dışında, klasik ıslah yöntemleri ile yürütülebilecek çalışmalarda dahi, ıslah süresini kısaltmak için doku kültürü yöntemleri tercih edilmektedir.
Protoplast kültürü
Protoplast bitki hücresinin hücre duvarından arındırılmış, canlı kısmıdır. Islah alanında çalışan araştırmacıların herhangi bir vücut hücresi ile (somatik hücre) melezleme çalışması yapmasını mümkün kılan bir yöntemdir.
Özellikle yabancı döllenen bitkilerin tohumlarında yabancı polenden kaynaklanan genetik açılım olması kaçınılmazdır. Başlangıç materyali olarak sadece annenin genetik özelliklerini kullanmak isteyen araştırmacılar protoplast yöntemi ile -çalışılan bitkiye bağlı olarak- somatik hücreleri eşey hücresi haline getirerek ya da doğrudan somatik hücreleri melezleyerek çalışmalarını yürütürler.
Polen / anter / ovaryum / ovul kültürü
Islahçılar haploid bitki elde etmek, melez azmanlığı oluşturmak ve homozigot bitki üretmek için kullanırlar. Bu süreç normalde homozigot eldesi için gereken 5-7 generasyonu bekleme gerekliliğini ortadan kaldırır.
Tohum kültürü
Embriyo kültürünün özelleşmiş bir uygulamasıdır ve sadece ıslahcılar tarafından kullanılır. Bazı tohumlar çok küçük hatta mikroskop ile görülebilir büyüklüktedir. Bu tohumlar çimlenebilmek için gerekli endospermi ya hiç içermez ya da sadece bir kısım endosperm içerirler. Çimlenebilmek için, genellikle bir mantar ile, simbioz kurmak zorundadırlar. Örneğin vanilya ve orkide böyle bitkilerdir. İlaveten her ikisi de yabancı döllenirler. Bu bitkileri sera ya da arazi ortamında üretmek çok zor ve verim düşüklüğü nedeniyle ekonomik olarak anlamlı olmaktan uzaktır.
Tohum kültürü uygulamalarında bu tip tohumlar simbiyozdan bekledikleri maddeler (besin, hormon, enzim vs) besi ortamına eklenerek üretilir. Yabancı döllenmenin sağladığı varyabilite sayesinde virüsten ari ve çeşit çeşit bitkiler üretilebilir. Bu üretilenler arasından en beğenilen örnekler ticari üretim için kullanılabilir. Orkidenin ticari üretimi bu şekilde gerçekleştirilmiştir. Küçük tohumlu tıbbi aromatik bitkiler için de benzer yol izlenerek istenen sekonder metabolitleri daha fazla üreten çeşitler üretilebilir.
Sekonder metabolit
Doğrudan bitkinin kendisinin değil, herhangi bir organından çıkarılan bir bileşiğin (sekonder metabolit) üretilmesi için geliştirilmiş bir doku kültürü uygulamasıdır. Tüm bitkiyi üretmek yerine, sadece ilgili sekonder metabolitin üretimi için gerekli olan organ ya da organların üretilmesi, hatta mümkünse sekonder metabolit üretiminin maksimize edilmesi hedeflenir. Bu yöntem gerek ıslah konusunda çalışan araştırmacılar gerekse ticari olarak sekonder metabolit üretmek isteyen iş insanları tarafından kullanılmaktadır.
Meristem kültürü
En uçtaki 0,1mm'lik büyüme bölgesinden üretim. Bu doku kültürü uygulaması da hem ıslah konusunda çalışan araştırmacılar hem de ticari olarak üretim yapan labratuvarlar tarafından kullanılmaktadır. Konunun özünde sağlanmak istenen zararlı ve hastalıklardan ari bitki üretimidir.
Sürgün ucu
En uçtaki 1-3mm'lik büyüme bölgesinden üretim. Meristem kültürünün bir diğer uygulamasıdır.
Yorumlar
Yorum Gönder