Back to chapter

35.7:

Bitki Islahı ve Biyoteknoloji

JoVE 核
生物学
需要订阅 JoVE 才能查看此.  登录或开始免费试用。
JoVE 核 生物学
Plant Breeding and Biotechnology

Languages

分享

Bitki ıslahı, yüksek verim, geliştirilmiş tat ve artan beslenme gibi istenen özelliklere sahip ürünler oluşturan bir bilimdir. Bu tür özellikler genellikle doğal olarak spontan mutasyonlardan evrilir. Bununla birlikte, bu süreç yavaştır ve yetiştiriciler genellikle doğada meydana gelmeyen belirli özellik kombinasyonları ister. Çiftçiler vahşi bir türde istenen bir özelliği belirleyebilir ve bu bitkiyi evcilleştirilmiş bir bitki çeşidiyle çaprazlayabilir. Bununla birlikte, böyle bir çaprazda, dölün vahşi türlerden istenmeyen özellikleri miras alma olasılığı eşittir. Biyoteknolojinin kullanımı, birçok ara türe ve soyu tükenmiş ortak atalara sahip pirinç ve nergis gibi uzak ilişkili ürünlerde gen transferi için faydalıdır. Geleneksel olarak, bitki yetiştiricileri, dölde gerekli özellikleri aktarmak için birkaç yüzyıl boyunca atılan çoklu çaprazlara ihtiyaç duyacaktır. Buna karşılık, modern biyoteknologlar, bu bitkiler arasında istenen geni aktarmak için çoklu çaprazları atlayabilirler. Biyoteknoloji, iki farklı tür arasında gen transferini kolaylaştırır ve benzersiz bir fenotipe neden olur. Örneğin, geniş spektrumlu herbisit glifosat bitkilerde EPSPS adı verilen kritik bir enzimi inhibe eder. Bilim adamları, bir geni doğrudan toprak bakterilerinden Agrobacterium’dan mısır bitkilerine aktararak herbisite toleranslı mısır yarattılar. Bu enzim için bakteriyel geni içeren ürünler, herbisidin inhibitör etkisine karşı bağışıktır. Bu genetik modifikasyon, çiftçilerin tarlalarına herbisit püskürtmesini sağlar ve mahsulü etkilenmeden bırakırken verimi azaltan rakip yabani otları öldürür.

35.7:

Bitki Islahı ve Biyoteknoloji

Mahsul yetiştiriciliği, insan uygarlığında uzun bir tarihe sahiptir ve kayıtlar, M.Ö. 8000 civarında tahıl bitkilerinin yetiştirilmesini göstermektedir. Bu erken bitki ıslahı, öncelikle sürekli bir gıda kaynağı sağlamak için geliştirilmiştir.

İnsanların genetik anlayışı ilerledikçe, gelişmiş ürün çeşitlerini daha hızlı elde edebildiler. Yapay seçim daha yönlendirilebildi ve böylece daha iyi, daha sağlam veya daha lezzetli bitkiler üretmek için olumlu özellikler içeren ürün çeşitleri elde edilebildi.

Bununla birlikte, bitkilerin yetiştirilmesi için geleneksel teknikler yavaştır ve her zaman istenen ürün çeşitlerini üretmez. Daha sonra, biyoteknolojik araçlar, geleneksel yöntemlerle üremesi zor olan bitkilere istenen özelliklerin mühendisliğini kolaylaştırdı. Örneğin, bitkilerde besin eksikliğinin iyileştirilmesi yapay seçim yoluyla zordur ve özellikle A vitamini ve demir için zordur. Örneğin, pirinç bir A vitamini öncüsü olan beta karoten için gen içermez. Bununla birlikte, dört enzim kullanılarak sürekli olarak beta karotene dönüştürülebilen geranilgeranil pirofosfat bileşiği için genler içerir. Pirinç, nergislerden türetilen iki enzim için genler ve kalan iki enzim de erwinia uredovorabakterisinden genler kullanılarak tasarlandı. Elde edilen ürün altın pirinç olarak bilinir. Pirinç, dünyanın yarısından fazlasının temel gıdası olduğu için, bunlar gibi biyomühendislik ürünleri, A vitamini eksikliğinden kaynaklanan çocuklar arasında körlüğün önlenmesinde veya pirinç bağımlı ülkelerin sağlığının iyileştirilmesinde potansiyel olarak rol oynayabilir.

Günümüzde yaygın olarak yetiştirilen birçok bitki, biyoteknoloji kullanılarak elde edilen bir dereceye kadar genetik modifikasyona sahiptir. Örneğin, mısır, papaya ve birçok patates çeşidi herbisit, hastalık veya haşere direnci için modifiye edilmiştir. Soya fasulyesinde olduğu gibi alerjen üretimini azaltmak için genetik modifikasyon bile yapılabilir.

Suggested Reading

Jauhar, P. P. (2006). Modern biotechnology as an integral supplement to conventional plant breeding: the prospects and challenges. Crop science. 46 (4), 1841-1859. [Source]