John G. BLAIR
Genlerin birleşmesiyle yeni canlılar oluşturmadaki başarılı sonuçlar kamuoyunun ilgisini çekerken, bir başka biyoteknik gelişme örneği de laboratuvarlarda oldukça beceriyle uygulanmaktadır. Bu deneylerle bitkisel gıda, enerji ve ilaç kaynakları olarak yeni ürünler elde edebilmek ve milyonlarca insana daha yararlı ender çeşitler üretmek amacıyla bitkileri değişikliğe uğratma tekniği geliştirilmektedir.
Bitki doku kültürü denen işlemde uygulanan en son teknik, iki protoplast’ı birleştirmek (fusion) esasına dayanır. Protoplast (asal hücre) lar, zarları enzim yardımıyle eritilmiş basit bitki hücreleridir. İki ayrı bitki türünden protoplastlar birleştirilerek, bu türlerin bazı genetik özelliklerini almış, başka yolla melezlenmesi olanaksız görülen, bir ürün elde edilir, iki protoplast birleştirildikten sonra, eriyik eklenerek yeni hücre zarı oluşturmaları özendirilir ve yeni bitkiyi ortaya çıkaracak kültür işlemi uygulanır.
Protoplast birleştirme olanağını iyi değerlendirmek için, yığın çoğaltmada, (birim alandan en yüksek verim alma) fidancılıkta öteden beri uygulanan esas yöntemi anlamak gerekir. Bilim adamları, yapay büyüme hormonu, madensel tuzlar, vitaminler ve enerji kaynağı olarak bir şeker türünden oluşan formüllerle, ufacık doku parçasından ilerde asıl bitkiye dönüşecek hücreleri üretebilirler. Formüldeki hormonlar, bitki
hücrelerinin embriyo rolü oynamasında etkili olur. Kimyasal eriyikler, tüpteki hücrelerin, bazen milyonlara varacak sayıda çoğalmalarını sağlar. Bir başka eriyik, her bir hücreye olumlu desteği vererek, bitkinin tamamen ortaya çıkmasına yardım eder. Dcku kültürü ile bir gram başlangıç hücresinden 1.000 kadar bitki elde edilir ve bitkiler bir hafta içinde gelişmesini tamamlar.
Doku kültürü, bitkinin hastalık ve virüslerden kurtulmasına sağladığı gibi kendinden önce yetişenlerin dayanamayıp öldüğü ortamlara uyum sağlayacak bitki elde edilmesinde de yararlıdır. Amerika Birleşik Devletleri’nin çeşitli üniversitelerindeki bitki uzmanları, hücre eriyiğine, kuraklık ve kötü toprak koşullarını taklit edecek kimyasal maddeler katmışlardır. Daha sonra bu ortamlarda yaşayabilen hücreleri çoğaltmışlardır. Bu işlemi birçok kez tekrarlamak suretiyle, çok kötü koşullarda bile büyüyüp, gelişen hücre ve bitki elde edilebilir.
Protoplast birleşim, başarının bazı rastlantılara bağlı olmasına karşın, bitkiye kalıtsal özellikleri verecek bir yöntemdir. Birleştirilen hücrelerin zarları eridikten sonra hücreler, polietilen glikol antifiriz bileşimi kapsayan bir eriyik içinde kültüre alınır. Burada engelsiz hücrelerin % 1 – 10’u birbirleriyle birleşir. Hücre birleştirme, sadece başka yolla elde edilmesi mümkün olmayan melezleri oluşturmakla kalmaz, aynı zamanda başka bitkinin genetik materyalini yalıtılmış protoplastlara geçirmesine yarar. Hastalıklara dayanıklılık gibi iyi özelliklere sahip olan yeni genler, meydana gelecek bitkinin genetik yapısını iyi yönde değiştirir. Ama bazı hallerde, hücre birleşiminden sonra generatif karışımın doğru yapılmasıda ve kök-
KAPAKTAKİ RESİMLER t
Köklendirme hormonunun elma bitkisine uygulanışı: içlerinde değişik yoğunluklarda köklendirme hormonu bulunan tüplerden 3 ve 6’ncıda fazla bulunan hormon, elma sürgün köklerinin uzamasını önlemiş; fakat kök sayısını çoğaltmıştır.
1
lendirme formülü üzerinde sorunlar da ortaya çıkar. Tüpteki ısı, ışık yoğunluğu ve hatta çözeltiyi çalkalama hızı, protoplast oluşumunu et-kiler. Böylece belki yeni bir meyve ağacı veya
çok dayanıklı sebzeler gibi olağanüstü melez ürünler planlama olağanı doğar. Hücreleri birleştirme (fusion) işlemi, bitki üretim tekniğinin yerini almamakla birlikte, ziraatçilere, üzerinde çalışılılacak tamamiyle yeni bitkiler sağlayabilir.
Bitki hücreleri düzeyindeki genetik mühendisliğinin başka faydalan da vardır. Bilim adamları, eczacılıkta kullanılan kimyasal maddeleri, yalnız hasadı yapılmış bitkilerden değil, fakat bitki hücrelerinden de, yeter miktarda ve ekonomik bir şekilde nasıl çıkaracaklarını öğrenirler. Bir gün gelir, hayati önemi olan biyokimyasal maddeler, 4,000 litrelik bitki hücresi fıçısından, rutin bir şekilde özütlenebilir. Böyle bir ürün, deneysel olarak az ölçüde elde edilmektedir. New York, Lake Placid Hücre Bilim Mer-kez’inden Donald K. Dougall, bitki doku kültüründen az miktarda kalp tedavi bileşiği sağlanmıştır ve bazı tümör önleyici bileşikleri de özütlemeyi ümit etmektedir. Bir Japon firması ve British Columbia Üniversitesi’ndeki araştırmacılar bazı lösemi tiplerine karşı etkili olan ve ender bulunan iki Çin bitkisi hücreleri üzerinde kimyasal özütleme (ekstraksiyon) yöntemini kullanmışlardır.
Her bitki doku kültürü bulgusu ya da deneyi, genelde bir yanıt olduğu gibi, ortaya bir soru da çıkarabilir. Birçok hallerde bilim adamları niçin bazı sonuçlara ulaştıklarına ve değişikliklerin kalıcı olup olmadığından emin değillerdir. Fakat yavaş da olsa, bitkilerin geleceğinin değişmesini istemektedirler.
Yetiştiriciler, bir gün gelecek dünyanın ürün ihtiyacını karşılamak için tohum yerine kültür sipariş edeceklerdir. Yapılan deney sonuçlarına dayanarak geleceğin kataloğu da hazırlanmıştır. Bunlardan bazı örnekler verilebilir.
Bodur Meyve Ağaçları
Bir gün gelecek, insanın ancak beline kadar gelebilen bodur meyve ağaçlarından dev gibi büyük veya en azından normal ölçüde meyveler toplanacaktır. Geleceğin yoğun üretim döneminde, dolaşarak meyve yüklü dalları kesen makinalar bile görevlendirilecektir. Elma, armut, kiraz ve şeftalileri korumak için daha az pesti-sit kullanılacak ve normal gölgelenen tomurcuklara daha fazla güneş vuracağından meyve kalitesi yükselecektir.
Uygun bitki üretme tekniği ile 70-80 cm. kadar bodur meyve ağaçları elde edilmiştir.
Normal ağaç doku kültürüne, mutasyona (değişim) sebep olan kimyasal madde ilave edilmekle çok daha kısa zamanda benzeri sonuç alınabilir. Normal ölçüde melezler elde etmek için kullanılan köklenme formülü ve tekniği diğer yakın türlere uygulanır. Daha sonra, kültür sürgünleri üzerinde kök teşekkülünü sağlayacak hormon ilave edilerek geniş çapta üretim için minyatür ağaç aşı kalemleri kullanılır. Golden Delicious elmasından Bartlett armuduna kadar melezlemede görülen laboratuvar çalışmaları ve masraflı budama safhaları giderilmiş olur. Kültüre alma ile bir senede milyonlarca, köklenebilir bodur meyve ağaçları elde edilir.
Çölde Gaz Pompası
Kauçuk ağacının yakın bir türü olan gofer bitkisinin kauçuk ham maddesi, gazdan, hafif çadır bezine kadar her şey için yararlı petrol türevlerine dönüşebilir. Hemen hemen kamış şekeri kadar çok şekeri olan etli dallarından, endüstriyel alkol bile elde edilebilir.
Yabani tohumdan kendiliğinden yetişen gofer bitkisi bir dekardan yılda altı varil yağ ve 3.6 varil alkol eldesini mümkün kılar. Doku kültürü ile ürünün geliştirilmesi, bu miktarı kolaylıkla 2-3 misline çıkarabilir. Petrol ürünlerinde kullanılan yüksek konsantrasyonlu kimyasal maddeler için seçilen [fidanların birim alanda en yüksek verimle üretimiyle ilgili deneyler devam etmektedir.
