Bitki Islahının Tarihsel Gelişimi
19.yüzyılın ortalarına kadar çiftçiler her yılın hasadından bir bölümünü tohum olarak gelecek yılki ekim için saklıyorlardı. Dış görünümüne bakılarak en iyi, en uygun tohumlar seçiliyordu. Bu şekilde toplu seleksiyon yoluyla yüzyıllardan beri adım adım verim artışları, kalite ve bitki sağlığının iyileştirilmesine çalışıldı. Bu şekilde ”yöresel çeşitler” olarak adlandırılan çeşitler ortaya çıkmıştır.
Yaklaşık 19.yüzyılın başından beri türlerin oluşumu üzerine bilimsel açıklamalar kamuoyunda yankı uyandırdı.
1859 yıllında Charles Darwin’in ”Türlerin oluşumu” adlı ilk eseri yayınlandı. Gregor Mendel 1866 yılında melezlemeye bağlı olarak gelecek nesillerde ortaya çıkan açılımın ve bu şekilde oluşan çeşitliliğin bilimsel temellerini yayınladı. Bu ıslahçılara, yeni ve daha iyi kombinasyonlar (çeşitler) bulmalarına imkan vermiştir. Bu iki buluş bilimsel verilere dayalı bitki ıslahının gelişimi için önemli rol oynamıştır.
Matthias Rabbethge jun.1859 yılında, Magdeburg yakınlarında KWS’in kuruluş yeri olan Kleinwanzleben şehrinde Almanya’da ilk defa tohum üretiminde kullanılacak pancarların şeker oranı ve pancarın özel ağırlığı dikkate alınarak seleksiyon yapmıştır.
19. yüzyılın ikinci yarsında ilk özel ıslah şirketleri kuruldu. Birçoğu tarım işletmelerinden ortaya çıkmış olup, belirli bitki çeşitleri üzerinde uzmanlaştılar.
Bugün Almanya’da kendi ıslah programı olan yaklaşık 50 ıslah şirketi mevcuttur. Çoğu orta ölçekli olan bu firmalar ”Federal Alman Bitki Islahçıları Birliği” (BDP) adı altında birleşmişlerdir.
Bitki Islahının Hedefleri
– 70’li yıllara kadar yüksek doğal verim ve üretimin ilerleyen tarımsal mekanizasyona uyum sağlaması öncelik verilen önemli bir unsurdu.
– 80’li yıllarda bitki hastalıkları ve zararlılara karşı dayanıklılık ıslahı yanında işleme kalitesinin iyileştirilmesi artarak önem kazandı.
– 90’lı yıllardan günümüze diğer bitki ıslahı hedefleri şunlardır: Bitki besin maddelerinin daha etkin kullanımı, düşük girdi ve gıda dışı alanda yararlanma imkanı sağlamak.
Bitki Islahı Metotları
Islah metotlarının kapsamı zamanla sürekli genişletildi ve derinleştirildi. 70’li yılardan beri artarak biyoteknolojik metotlar da kullanılmaktadır. Bu da bize gösterdi ki yeni teknolojiler klasik ıslah metodunun yerine alamayacaktır, daha çok yeni metotlar bugüne kadar bunları tamamlayıcı niteliktedir.
Bunda önemli olan çeşidin hangi metotlarla geliştirildiği değil, çeşidin hangi iyi özellikleri taşıdığıdır.
KWS’in bioteknoloji araştırmasını KWS’in yüzde yüz yan kuruluşu olan PLANTA (Bitki Genetik ve Biyoteknoloji Uygulama GmbH) tarafından gerçekleştiriliyor.
Melezleme ve Seleksiyon
Seçilmiş olan Ebeveyn bitkilerin melezleme yoluyla içerdikleri kalıtım materyalinin hedefe uygun bir şekilde etkilenmesi ve bunu izleyen seleksiyon uygulamaları 150 yıl önce başlamıştır.
Seçilmiş bitkilerin çaprazlanması sonucunda ebeveynlerin kalıtım özellikleri yeniden kombine edilmektedir.
Çok sayıda yeni Genotipler ortaya çıkmıştır, bu genotiplerden bir sonraki süreçte seleksiyon yoluyla en uygun olanlar belirlenmektedir .Melezlemenin teknik olarak gerçekleştirilmesi her bitki türünde farklı olmaktadır.
Hibrit Islahı
1918’de ABD’de geliştirilen ıslah metodu yardımıyla 50’li yılların ortasından beri KWS’de Mısır ve Şeker pancarı çeşitleri ıslah edilmektedir. Burada Heterosis etkisinden faydalanılır:
Birbirleriyle akraba olmayan, saf kalıtsal kendilenmiş hatların kombinasyonu ile gelecek nesillerin verim kabiliyetinin arttırılması sağlanmıştır.
Saf kalıtsal kendilenmiş hatların oluşturulması ve melezlenmesi yoluyla bölgesel şartlarda üretim için mümkün olduğunca istenilen bir çok özelliğe sahip çeşitlerin ıslah edilmesine çalışılmaktadır. Yaklaşık 60’lı yıllardan beri şeker pancarında yoğun bir şekilde ”Hibrit Islahı” yapılmaktadır.
Hücre Biyolojisi
KWS’de hücre ve doku kültürü metotları bitki ıslahında rutin olarak kullanılmaktadır. PLANTA’nın laboratuarlarında ıslah alanında çok değerli hatlar (özellikle şeker pancarında) doku kültürü metotları kullanılarak vejetatif olarak çoğaltılıyor ve uzun bir süre in vitro (lat.:”camda”) saklanıyor. Bizim gen bankamızdaki en eski bitkicikler 20 yıldan daha uzun süredir saklanmaktadır. Bir çok kültür bitkisi çeşidinde Çift-Haploid üretimi yardımıyla kısa sürede saf kalıtsal hatlar üretilebilir.
Moleküler Marker
PLANTA’nın Moleküler Marker uygulama ve geliştirme laboratuarı KWS’in ıslah programları için rutin analizler gerçekleştiriyor. Kalıtım bilgisi düzeyindeki özellikleri olduğu gibi teknolojide yeni teşhis imkanları araştırılıyor ve bunlar pratik kullanıma hazırlanıyor.
Araştırma projelerinde belirli DNA-bölümlerinin özellikleri yerleştirmek için aralıksız bunun üstünde çalışılıyor. Bu bulgular kısmen direkt olarak ıslahta kullanılırlar ya da bir özelliği daha belirgin karakterize etmeye yararlar.
Gen Teknolojisi
”Yeşil Gen Teknolojisi”nin pratik kullanımı ve sorumluluk bilinci içersinde ileri doğru geliştirmek için araştırmalarımızı ayrı bir dal olarak gerçekleştirmekteyiz. Birçok proje için paralel geleneksel ıslah programları mevcut, bazı özellikler için gen teknolojisi sadece imkanlardan biri.
Genom Araştırması
Genom araştırması şu aralar KWS’in araştırma faaliyetlerinde önemli bir püf noktasını oluşturmaktadır. Ekonomik olarak önemli özelliklerin moleküler ve genetik bakımdan belirlenmesi şu anda öncelikli olarak araştırılmaktadır. Burada elde edilen sonuçlardan özellikle DNA teşhisi alanında yararlanılacak olup, özel durumlarda her bir genin tek tek taşınmasının başlangıcı olarak düşünülebilir.
Ulusal Genom Araştırma Girişimi GABI ( Bitkinin Biyolojik Sisteminde Genom Analizi) yürüttüğü projelere katılım ana faaliyetlerimizden biridir.
PLANTA’nın bilim adamları genom araştırmasının moleküler araçlarını özel sorunların çözümünde kullanıyorlar ve GABI-Projelerinden elde edilen sonuçları gerçekleştirmeye ve ileriki dönemde araştırmada işbirliği yapılarak bitki ıslahında pratik kullanımı sağlamak için çalışıyorlar.
Bitkinin Biyolojik Sisteminde Genom Analizi (GABI)
Ekonomi, bilim ve politika çevreleri GABI’nın girişiminde oldukça ilginç bir projeyle gelecek için araştırmalarını sürdürüyorlar. GABI’nin finansmanı Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı’nca kamu ve özel sektör ortakların kendilerinin kurdukları Bitki Gen Araştırma Ekonomi Birliği (GABI e.V) tarafından sağlanmaktadır (WPG).
Birçok KWS bilim adamı bu büyük ve uzun süreçli işbirliği projesinin oluşturulması ve gerçekleştirilmesine katkıda bulunmuşlardır. KWS zaten planlama sürecinde organizasyon ve içerik olarak GABI’nin şekillenmesini yoğun bir şekilde desteklemiştir. Farklı partnerlerle yapılan projelerin yürütülmesinde olduğu gibi yeni teknolojik gelişmelerin sağlanması KWS’in katılımını ilginç yapıyor.
Tohum Araştırması
Çeşitlerin genetik verim kabiliyetini ortaya çıkarabilmeleri için, bitkiler tohum kalitesi yoluyla en uygun başlangıç pozisyonuna getirilmesi gerekmektedir. Tohum kalitesinin arttırılması üretim, temizleme ve işlemenin çeşitli aşamalarında sağlanabilir.
Tohum kalitesi çok karmaşık bir özelliktir.
Birçok iç ve dış faktörler, işleme tekniği ve değişik yöntemlerin uygulanması tohumların kalite kriterlerini etkileyebilir:
– Tohumların genetik donanımı.
– Tohum üretiminde kullanılan tarım tekniği metotları.
– Tohumun olgunlaşması safhasında bitkiyi etkileyen çevre şartları.
– Temizleme ve işleme sürecinde kullanılan teknik yöntemler.
KWS’ de tecrübeli ve disiplinli bir ekip tarafından tohum kalitesi alanında tüm araştırma ve geliştirme çalışmaları planlanıyor, koordine ediliyor ve uygulanıyor.
– Tohum kalitesi için yeni araştırma metotlarını pratiğe aktarma ve geliştirme
– Tohum işleme yöntemleri
– En uygun şartlarda bitki yetiştirme
Belli bir zaman dilimine yayılmış faaliyetler pratiğe yönelik projeleri kapsamaktadır. (örneğin; tohum üretimini en iyi şekilde gerçekleştirmeyi sağlayan tarım tekniği; tohum işleme ve tohum kaplama konusunda uygulanan teknik yöntemlerin sürekli geliştirilmesi) ayrıca bu alandaki temel araştırmalar için çalışma söz konusudur. Burada ana araştırmanın püf noktası tohum kalitesinin tarifini yeni ya da alternatif metotlar geliştirme ve kullanılabilir duruma getirmeyi kapsar.
Projelerin bir kısmı üniversitelerle ve başka bu alanda çalışma yapan kuruluşlarla işbirliği yaparak gerçekleştirilir. KWS’in amacı, tohum kalitesini gelecekte de sürekli geliştirmek ve yüksek bir düzeyde stabilize etmektir.
Tohum Üretimi
Tohum üretimi – tohumların iç ve dış kalitesi ayrılmaz bir bütündür.
Tohum bitki cinsine bağlı olmakla beraber iklimin uygun olduğu bölgelerde üretilmektedir; hibrit çeşitlerde ise gerekli tedbirler alınıyor örneğin; belli bir izolasyon mesafesi olması veya tepe püskülü alma ana bitkilerin baba bitkilerin poleni ile kontrollü bir şekilde döllenmesi.
Tohumlar hasattan sonra tohum işleme tesislerimizden birine getirilir ve hemen kalite laboratuarında teste alınırlar. Burada her kültür bitki cinsinin biyolojik ve çimlenme fizyolojisi dikkatli bir şekilde göz önünde bulunduruluyor.
Çeşitli üretim, işleme ve lojistik sistem sürecinde şeker pancarı, mısır veya tahıl tohumları kendi geliştirdiğimiz metotlarla ekime hazırlanır. Uygun bir tohum ilaçlaması ile çevreye duyarlı bir şekilde genç bitkilerin gelişimi desteklenir.
Hazır hale getirilen ürün ilk aşamada büyük bir konteynerde, tahıl ise siloda depolanır ve daha sonra paketlenerek satışa sunulur.
Şeker pancarı tohumu üretimi Güney Fransa , Kuzey İtalya ve Türkiye gibi iklimin uygun olduğu bölgelerde yapılmaktadır.
Tohum kalitesi oluşmasında çeşitli faktörler önemli rol oynamaktadır ve tohum kalitesi bütün diğer önlemler ve kararlar için temel unsurdur. Sadece kalite bakımından en iyi tohum partileri titizlikle yapılan ön testlerden sonra seçilir ve Einbeck’te bulunan ana tohum işleme tesisine işlenmek üzere gönderilir.
Tohum işleme tesisinde hasat edilen ürünün kullanım dışı artıkları ayıklanır. Düzensiz ve tırtıklı biçime sahip geriye kalan tohumlara, cilalama makinesi yardımıyla yuvarlak bir şekil verilir ve kaplanabilir bir duruma getirilir.
İşlemenin son aşamasında bileşimi ayarlanmış dolgu maddesi ile tohum kaplanır, bir taraftan kaplamada kullanılan dolgu maddesi fungisit ve insektisitetki maddesi içermesi ile ”Taşıyıcı” görevi görür, diğer taraftan şekil ve sertlik kazanması ile tohumların ekilebilmesi emniyet altına alınır. Tohumlar satışa hazır hale gelene kadar, tohum işlemenin bütün evrelerinde kalite laboratuarında rutin kontrollerden geçirilmektedir. Bu alandaki başarılı çalışmamızın kanıtı, KWS çeşitlerinin olumlu gelişmelerini en iyi belgeleyen, değişik bölgelerde yapılan çeşit denemesi sonuçlarıdır.
Klonal seleksiyon: vejetatif yoldan üretilen klonların aynı yetişme ortamlarında mukayeseleri sonucunda en iyilerin seçimine yönelik yapılan seleksiyon.
Bir klonun bireyleri arasında genetik yönden farklılık yoktur. Ortaya çıkan farklılıklar tamamen yetişme ortamından kaynaklanır. Klonal testler kavakçılıkta çok fazla uygulanır. Bir klonal testten bir veya birkaç fazla uygulanır. Bir klonal testte bir veya birkaç klon çeşitli yerlerdeki deneme alanlarında daima yüksek bir artım veya başka bir üstün özellik gösterebilir. Bu sonuçlar klonun genel ıslah kiymetinin diğerlerinde göstermezse bu klonun o yetiştirme yeri için özel ıslah değeri yüksektir denir.