Böceklere dayanıklı transgenik bitkilerin elde edilmesi

(1)

Böceklere dayanıklı

transgenik bitkilerin elde edilmesi

Sebahattin ÖZCAN

(2)

Ürün Kayıpları Ürün Kayıpları



Dünyada tüm etmenlere dayalı verim kayıpları 500 milyar dolar Dünyada tüm etmenlere dayalı verim kayıpları 500 milyar dolar olarak tahmin edilmektedir.

olarak tahmin edilmektedir.



Yabancı ot, hastalık ve zararlı böcekler tarafından oluşturulan Yabancı ot, hastalık ve zararlı böcekler tarafından oluşturulan kayıpların ise %45 seviyesinde olduğu belirtilmektedir.

kayıpların ise %45 seviyesinde olduğu belirtilmektedir.



Zararlı böceklerle mücadele yapılmadığında bazı bitkilerde oldukça Zararlı böceklerle mücadele yapılmadığında bazı bitkilerde oldukça yüksek sayılabilecek kayıplar oluşabilmektedir.

yüksek sayılabilecek kayıplar oluşabilmektedir.



Örneğin patateste, patates böceği ile mücadele yapılmadığında Örneğin patateste, patates böceği ile mücadele yapılmadığında

%47 olan kayıp, mücadele ile %1’e indirilebilmektedir.



Benzer şekilde, buğdayda süne mücadelesi yapılmadığında %90’a Benzer şekilde, buğdayda süne mücadelesi yapılmadığında %90’a varan kayıplar oluşabilmektedir.

varan kayıplar oluşabilmektedir.



Bu nedenle de zararlı böceklerle mücadelede, kimyasal yöntemler Bu nedenle de zararlı böceklerle mücadelede, kimyasal yöntemler (insektisit kullanımı) başta olmak üzere farklı uygulamalara

(insektisit kullanımı) başta olmak üzere farklı uygulamalara gidilmektedir.

gidilmektedir.

(3)

Dünya genelinde

insektisitlere harcanan para

İnsektisit kullanımına rağmen oluşan ürün kayıpları

Bitki İnsektisit Tutarı (milyar $)

Bitki Kayıp (milyar

$)

Kayıp (%)

Meyve-

Sebze 2,465 Çeltik 45,000 27

Pamuk 1,870 Meyve 20,000 6

Çeltik 1,190

Mısır 620

Diğer 1,965

Toplam 8,110

Kratttiger 1997, Öktem 2002 (Ed: Özcan vd.)

(4)

Böceklere dayanıklı transgenik Böceklere dayanıklı transgenik

bitkilerin geliştirilmesi bitkilerin geliştirilmesi

 Bacillus thuringiensis Bacillus thuringiensis ( ( Bt) Bt) endotoksin genleri endotoksin genleri

 Proteinaz inhibitörleri Proteinaz inhibitörleri

   -amilaz inhibitörleri -amilaz inhibitörleri

 Lektinler Lektinler

 Kitinaz Kitinaz

 Kolesterol oksidaz enzimi Kolesterol oksidaz enzimi

 Avidin ve VIP (vegetative insectisidal proteins) Avidin ve VIP (vegetative insectisidal proteins) proteinleri

proteinleri

(5)

Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis   - - endotoksinleri

endotoksinleri

 Gram pozitif bir bakteri olan Gram pozitif bir bakteri olan Bacillus Bacillus thuringiensis

thuringiensis (Bt) ilk olarak 1902 yılında (Bt) ilk olarak 1902 yılında Japonya’da keşfedilmiştir.

Japonya’da keşfedilmiştir.

 Bu bakteriler sporülasyon esnasında insektisidal Bu bakteriler sporülasyon esnasında insektisidal etki gösteren bazı yapılar oluşturmaktadırlar.

etki gösteren bazı yapılar oluşturmaktadırlar.

 Bu kristalize yapılar delta-endotoksin olarak Bu kristalize yapılar delta-endotoksin olarak adlandırılan pro-toksinlerden oluşmaktadırlar.

adlandırılan pro-toksinlerden oluşmaktadırlar.

 Bt suşları sınırlı konukçu profili olan farklı Bt suşları sınırlı konukçu profili olan farklı kristalize (Cry) proteinler üretmektedirler.

kristalize (Cry) proteinler üretmektedirler.

(6)

Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis   - - endotoksinleri

endotoksinleri

 Bt endotoksin proteinleri yapısal özellikleri ve Bt endotoksin proteinleri yapısal özellikleri ve konukçu profillerine göre Cry-I, Cry-II, Cry-III ve konukçu profillerine göre Cry-I, Cry-II, Cry-III ve Cry-IV olmak üzere dört farklı grupta kategorize Cry-IV olmak üzere dört farklı grupta kategorize

edilmektedir.

 Bunlardan Cry-I toksinleri Lepidoptera üzerinde Bunlardan Cry-I toksinleri Lepidoptera üzerinde etki gösterirken,

etki gösterirken,

 Cry-III toksinleri Coleoptera Cry-III toksinleri Coleoptera

 Cry-IV ise Diptera üzerinde etkili olabilmektedir. Cry-IV ise Diptera üzerinde etkili olabilmektedir.

 Cry-II toksinlerinin ise hem Lepidoptera hem de Cry-II toksinlerinin ise hem Lepidoptera hem de Diptera üzerinde etkin oldukları bilinmektedir.

Diptera üzerinde etkin oldukları bilinmektedir.

(7)

Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis   -endotoksinleri -endotoksinleri



Bt delta-endotoksinleri, pro-toksin halinde 130 kDa büyüklüğündeki Bt delta-endotoksinleri, pro-toksin halinde 130 kDa büyüklüğündeki proteinlerden oluşmaktadır.

proteinlerden oluşmaktadır.



Toksinler, böcekler tarafından alındığında, orta bağırsak bölgesinde Toksinler, böcekler tarafından alındığında, orta bağırsak bölgesinde çözülmekte ve proteolitik aktivite sonucu 65-70 kDa büyüklüğündeki çözülmekte ve proteolitik aktivite sonucu 65-70 kDa büyüklüğündeki

aktif formlarına dönüşmektedirler.



Toksinin etki mekanizması, aktif haldeki toksinlerin bağırsak epitel Toksinin etki mekanizması, aktif haldeki toksinlerin bağırsak epitel hücrelerinde bulunan reseptör bölgelerine bağlanmasını takiben hücrelerinde bulunan reseptör bölgelerine bağlanmasını takiben

hücre zarı üzerinde delikler oluşturması sonucu, bu hücrelerin hücre zarı üzerinde delikler oluşturması sonucu, bu hücrelerin

patlaması ile oluşmaktadır.



Bt, 40 yıldır biyo-insektisit olarak kullanılmaktadır. Bu Bt, 40 yıldır biyo-insektisit olarak kullanılmaktadır. Bu

formülasyonların insan, hayvan ve hedef dışı fauna üzerinde formülasyonların insan, hayvan ve hedef dışı fauna üzerinde

etkisizdirler.



Halen kullanılmakta olan biyo-insektisitlerin %90’ı Bt Halen kullanılmakta olan biyo-insektisitlerin %90’ı Bt

formülasyonlarından oluşmakta olup, Bt endotoksinleri toplam formülasyonlarından oluşmakta olup, Bt endotoksinleri toplam

insektisit pazarının %5’ini oluşturmaktadır.

(8)

Bt Bt Geni Taşıyan Transgenik Bitkiler Geni Taşıyan Transgenik Bitkiler

 Bitkilere aktarıldığında Bitkilere aktarıldığında Bt Bt genlerinin bitkilerde ifade genlerinin bitkilerde ifade (ekspres) edilebildiği gösterilmiştir.

(ekspres) edilebildiği gösterilmiştir.

 Ancak bu araştırmalar sonucu, doğal Ancak bu araştırmalar sonucu, doğal Bt genlerinin Bt genlerinin bitkilerde düşük olan ifade oranlarının (1-5 ng/mg bitkilerde düşük olan ifade oranlarının (1-5 ng/mg protein) böceklere dayanıklılık için yeterli düzeyde protein) böceklere dayanıklılık için yeterli düzeyde

olmadığı da belirlenmiştir.

 Bunun başlıca nedeni Bunun başlıca nedeni Bt Bt genlerinde yüksek olan genlerinde yüksek olan adenin/timin (A/T) oranının bitkilerde yüksek olan adenin/timin (A/T) oranının bitkilerde yüksek olan

guanin/sitozin (G/C) oranından farklı olmasıdır.

 Bu nedenle, araştırıcılar daha sonraki uygulamalarda, Bu nedenle, araştırıcılar daha sonraki uygulamalarda, Bt Bt genlerinin kısmen modifiye veya tamamen sentetik

genlerinin kısmen modifiye veya tamamen sentetik formlarını ve farklı promotor kombinasyonlarını

formlarını ve farklı promotor kombinasyonlarını

kullanarak, protein ifade seviyelerini 100-200 ng/mg kullanarak, protein ifade seviyelerini 100-200 ng/mg

düzeyine çıkartarak, bu sayede tarla koşullarında etkin düzeyine çıkartarak, bu sayede tarla koşullarında etkin

bir böcek mücadelesini olası kılmışlardır.

(9)

Bt geni taşıyan transgenik bitkinin böcek tarafından alınması

Protein yapısındaki toksinin böcek orta bağırsağında proteinazlar tarafından aktif formuna döndürülmesi

Aktif toksinin epitel hücreler üzerinde bulunan ilgili reseptörlere bağlanması.

Hücre zarlarında delik oluşumu ve hücrelerin ölümü

Öktem 2002 (Ed: Özcan vd.)

(10)

www.ent.iastate.edu/imagegallery/,Öktem 2002 (Ed: Özcan vd.)

(11)

Salamini ve Moto 1994, Öktem 2002 (Ed: Özcan vd.)

(12)

AoPR1-SN19 genini taşıyan transgenik patates bitkilerinde patates böceğinin 1.

dönem larvaları ile yapılan biyo-assey analizleri

Tokat 6/24 (Kontrol) 1. dönem Larva Tokat 6/24 (AoPR1-SN19) 1. dön. Larva

Tokat 10/1 (AoPR1-SN19) 1. dön. Larva

Özcan vd. 2015

TÜBİTAK 111T816

(13)

Tokat 6/24 Kontrol

Tokat 6/24 (AoPR1-SN19) ergin

AoPR1-SN19 genini taşıyan transgenik patates bitkilerinde patates böceğinin erginleri ile yapılan biyo-assey analizleri

Özcan vd. 2015

TÜBİTAK 111T816

(14)

AoPR1-Cry1Ac genini taşıyan transgenik pamuk bitkilerinde çizgili yaprak kurdu (Spodoptera exigua) larvaları ile yapılan biyo-assey analizi

Kontrol

Transgenik

Özcan vd. 2014

TÜBİTAK 111O254

(15)

Adana koşullarında 2004–2005 yıllarında yürütülen 2. ürün denemelerinde Bt mısır ve geleneksel çeşitlerin birim alan verimleri.

Çeşit

Dane verimi (ton/ha)

İlaçlı (3 defa) İlaçsız

GD 33P67 Bt 11,39 11,28

33P66 8,04 4,86

TTM 815 7,82 4,42

Cerit vd. 2006’dan alınmıştır

Aynı çalışmada hedef olmayan Zaralı böcekler, predatör böcekler ve örümcekler de GD Bt mısır çeşitlerinden negatif olarak etkilenmediği belirtilmiştir

(Güllü vd. 2004 Cerit vd. 2006).

Çukurova Bölgesinde GD mısır denemeleri

(16)

Çukurova Bölgesinde GD mısır denemeleri

• Yine, Çukurova bölgesinde mısır dane ürününde yaygın olarak (%69) bulunan Fusarium moniliforme’nin neden olduğu kanserojen mikotoksin fumonisin üretimi GD mısır çeşidinde, klasik mısır çeşitlerine göre 2001 yılında 6–7 kat ve 2002 yılında ise 15–20 kat daha düşük

bulunmuştur (Tatlı vd. 2004).

• Bölgede Bt mısır çeşitlerinin üretilmesiyle 2. üründe verim geleneksel hibrit çeşitlerine göre %30 daha fazla

olmuştur

• Yapılan ekonomik analizlerde ikinci ürün mısır

üreticilerinin kg başına ilave olarak net %22 daha fazla kazanç sağlayabilecekleri ifade edilmiştir. (Koç 2003;

Aktaş ve Yurdakul 2005; Aktaş 2006).

(17)

Böceklere Dayanıklı GD Çeşit Üretimin Tarımsal ve Ekonomik Etkisi

Hindistan Çin Güney Afrika Arjantin Meksika ABD Ort.

İnsektisit kullanımında azalma (%)

41 65 33 47 77 36 49.8

Ürün artışı (%) 37 24 22 33 9 10 22.5

Kar artışı (US$/ha) 135 470 91 23 295 58 178.7

Kaynak; Qaim 2009; Sadashivappa ve Qaim 2009

Arjantin Filipinler G. Afrika İspanya ABD Ort.

İnsektisit kullanımında azalma (%)

0 5 10 63 8 17.2

Ürün artışı (%) 9 34 11 6 5 13.0

Kar artışı (US$/ha) 20 53 42 70 12 39.4

Bt PAMUK

Bt MISIR

(18)

Proteinaz inhibitörleri (PI) Proteinaz inhibitörleri (PI)

 Böcekler serin, sistein, aspartik ve metalo gibi Böcekler serin, sistein, aspartik ve metalo gibi farklı proteinaz enzimleri içermekte olup, bu farklı proteinaz enzimleri içermekte olup, bu

enzimler gıda olarak alınan proteinlerin enzimler gıda olarak alınan proteinlerin

sindirilmesinde ve böceklerin normal büyüme ve sindirilmesinde ve böceklerin normal büyüme ve

gelişmesinde hayati rolü olan amino asitlerin gelişmesinde hayati rolü olan amino asitlerin

salınmasında görev almaktadırlar.

 Böceklerde farklı proteinaz enzimlerine Böceklerde farklı proteinaz enzimlerine

rastlanmaktadır. Örneğin, lepidopter larvalarında rastlanmaktadır. Örneğin, lepidopter larvalarında ağırlıklı olarak serin proteinazlarına rastlanırken, ağırlıklı olarak serin proteinazlarına rastlanırken,

coleopter larvalarında daha geniş bir proteinaz coleopter larvalarında daha geniş bir proteinaz

spektrumuna rastlanmaktadır.

(19)

Proteinaz inhibitörleri (PI) Proteinaz inhibitörleri (PI)

 Proteinaz inhibitörleri (PI) ise birçok bitki türünde doğal Proteinaz inhibitörleri (PI) ise birçok bitki türünde doğal olarak bulunan, protein yapısında olan ve bitkilerin doğal olarak bulunan, protein yapısında olan ve bitkilerin doğal

savunma mekanizmalarında yer alan moleküllerdir.

 Son yıllarda bu moleküllerin bitkilerde programlanmış Son yıllarda bu moleküllerin bitkilerde programlanmış hücre ölümünden (apoptosis) de sorumlu oldukları öne hücre ölümünden (apoptosis) de sorumlu oldukları öne

sürülmektedir.

 Proteinaz inhibitörlerini içeren yaklaşık 20 kadar protein Proteinaz inhibitörlerini içeren yaklaşık 20 kadar protein familyası bulunmaktadır.

familyası bulunmaktadır.

 Bu değişik familyalara ait proteinler 40 ile 180 amino asit Bu değişik familyalara ait proteinler 40 ile 180 amino asit içeren polipeptidlerden oluşup oldukça kararlı yapılara içeren polipeptidlerden oluşup oldukça kararlı yapılara

sahiptirler.

 Bitki proteaz inhibitörlerinin büyük bir bölümü tohumlarda Bitki proteaz inhibitörlerinin büyük bir bölümü tohumlarda bulunmaktadırlar.

bulunmaktadırlar.

(20)

Proteinaz inhibitörleri (PI) Proteinaz inhibitörleri (PI)



Proteinaz inhibitörlerinin böceklere dayanıklı transgenik bitkilerin Proteinaz inhibitörlerinin böceklere dayanıklı transgenik bitkilerin geliştirilmesinde kullanılmalarına yönelik ilk başarılı örneğe 1987 geliştirilmesinde kullanılmalarına yönelik ilk başarılı örneğe 1987 yılında rastlanmaktadır.

yılında rastlanmaktadır.



Bu çalışmada, börülceden izole edilen PI’ Bu çalışmada, börülceden izole edilen PI’nin tütüne aktarılması ile nin tütüne aktarılması ile geliştirilen transgenik bitkilerin

geliştirilen transgenik bitkilerin Heliothis virescens Heliothis virescens ’e dayanıklı ’e dayanıklı oldukları gösterilmiştir.

oldukları gösterilmiştir.



Proteinaz inhibitörleri taşıyan transgenik bitkilerin geliştirilmesinde Proteinaz inhibitörleri taşıyan transgenik bitkilerin geliştirilmesinde diğer bir öncü çalışmada ise patates ve domates proteinaz

diğer bir öncü çalışmada ise patates ve domates proteinaz inhibitörü- inhibitörü- II tütüne aktarılmıştır. Geliştirilen transgenik bitkilerin II tütüne aktarılmıştır. Geliştirilen transgenik bitkilerin Heliothis Heliothis

virescens

virescens larvalarının gelişimini engellediği gösterilmiştir. larvalarının gelişimini engellediği gösterilmiştir.



Bunu takip eden yıllarda farklı orijinli PI’lerin sentezinden sorumlu Bunu takip eden yıllarda farklı orijinli PI’lerin sentezinden sorumlu genlerin transgenik bitkilerde böceklere karşı dayanıklılık sağladığı genlerin transgenik bitkilerde böceklere karşı dayanıklılık sağladığı yönünde çeşitli çalışmalar gözlenmektedir.

yönünde çeşitli çalışmalar gözlenmektedir.



Bu yönde yürütülen araştırmalar sonucu geliştirilen transgenik Bu yönde yürütülen araştırmalar sonucu geliştirilen transgenik

bitkilerde böceklere dayanıklılık açısından olumlu sonuçlar alınırken bitkilerde böceklere dayanıklılık açısından olumlu sonuçlar alınırken bazı çalışmalarda böceklerin transgenik bitkilerden alınan proteinaz bazı çalışmalarda böceklerin transgenik bitkilerden alınan proteinaz inhibitörlerine dayanıklılık gösterebildiği belirtilmiştir

inhibitörlerine dayanıklılık gösterebildiği belirtilmiştir

(21)

Lektinler Lektinler



Lektinler çoğu bitkide bulunan ve glikoprotein, glikolipid Lektinler çoğu bitkide bulunan ve glikoprotein, glikolipid ve polisakkaridlere bağlanma özelliği gösteren

ve polisakkaridlere bağlanma özelliği gösteren proteinlerdir.

proteinlerdir.



Lektinler özellikle baklagil tohumlarında yoğun olarak Lektinler özellikle baklagil tohumlarında yoğun olarak bulunmaktadır.

bulunmaktadır.



Farklı lektinlerin böceklere toksitesi bilinmektedir. Farklı lektinlerin böceklere toksitesi bilinmektedir.



Oluşan bu toksik etkinin mekanizması tam olarak Oluşan bu toksik etkinin mekanizması tam olarak bilinmemekle birlikte, lektinlerin böcek orta

bilinmemekle birlikte, lektinlerin böcek orta

bağırsağındaki epitel hücreler üzerinde bulunan bazı bağırsağındaki epitel hücreler üzerinde bulunan bazı karbonhidrat moleküllerine bağlanarak etki gösterdiği karbonhidrat moleküllerine bağlanarak etki gösterdiği

düşünülmektedir.



Kardelen ( Kardelen ( Galanthus nivalis Galanthus nivalis ) ve sarımsaktan izole edilen ) ve sarımsaktan izole edilen bazı lektinler böceklere karşı toksik etki gösterirken,

bazı lektinler böceklere karşı toksik etki gösterirken, memeliler üzerinde etkin olmadığı bildirilmiştir

memeliler üzerinde etkin olmadığı bildirilmiştir

(22)

Lektinler Lektinler



Lektin genleri aktarılmış transgenik bitkiler üzerinde gerçekleştirilen Lektin genleri aktarılmış transgenik bitkiler üzerinde gerçekleştirilen çalışmalarda en yaygın kullanılan lektinin GNA (kardelene ait)

çalışmalarda en yaygın kullanılan lektinin GNA (kardelene ait) olduğu gözlenmektedir.

olduğu gözlenmektedir.



GNA aktarılan tütünün GNA aktarılan tütünün Myzus persicae Myzus persicae ve ve Aulacorthum solani Aulacorthum solani ’ye ’ye dayanıklılık gösterdiği bildirilmiştir.

dayanıklılık gösterdiği bildirilmiştir.



Aynı lektin geninin aktarımı ile geliştirilen transgenik patatesin ise Aynı lektin geninin aktarımı ile geliştirilen transgenik patatesin ise Lacanobia oleracea

Lacanobia oleracea (Lepidopter) ve (Lepidopter) ve Myzus persicae Myzus persicae ’ye karşı ’ye karşı dayanıklı olduğu gösterilmiştirç.

dayanıklı olduğu gösterilmiştirç.



GNA’nın aktarımı ile elde edilen transgenik buğdayın ise bir afit olan GNA’nın aktarımı ile elde edilen transgenik buğdayın ise bir afit olan Sitobion avena

Sitobion avena ’nın kontrolünde uygulanacak entegre mücadele ’nın kontrolünde uygulanacak entegre mücadele yöntemlerinde kullanılabileceği bildirilmektedir.

yöntemlerinde kullanılabileceği bildirilmektedir.



GNA’nın transgenik çeltikte tüm dokularda (constitutive) veya GNA’nın transgenik çeltikte tüm dokularda (constitutive) veya dokuya özgün ifadesinin önemli bir zaralı olan

dokuya özgün ifadesinin önemli bir zaralı olan Nephotettix virescens Nephotettix virescens üzerinde sırası ile %53 ila %29 oranında ölümcül etki yapabileceği üzerinde sırası ile %53 ila %29 oranında ölümcül etki yapabileceği

gösterilmiştir.

(23)

Alfa-amilaz inhibitörleri Alfa-amilaz inhibitörleri



Alfa-amilaz enzimi, diğer canlılarda olduğu gibi Alfa-amilaz enzimi, diğer canlılarda olduğu gibi

böceklerde de sindirim sisteminde önemli işlevi olan bir böceklerde de sindirim sisteminde önemli işlevi olan bir

enzimdir.



Enzimin bloke edilmesi durumda böceklerde bazı sindirim Enzimin bloke edilmesi durumda böceklerde bazı sindirim bozuklukları gözlenmekte ve besin yetersizliğinden

bozuklukları gözlenmekte ve besin yetersizliğinden böcekler ölebilmektedirler.

böcekler ölebilmektedirler.



Doğada bu enzimi bloke edebilen bazı inhibitörler Doğada bu enzimi bloke edebilen bazı inhibitörler bulunmaktadır.

bulunmaktadır.



Alfa-amilaz inhibitörleri ( Alfa-amilaz inhibitörleri (   AI) olarak isimlendirilen ve AI) olarak isimlendirilen ve glikoprotein yapısında olan bu moleküller özellikle bazı glikoprotein yapısında olan bu moleküller özellikle bazı

baklagil tohumlarında yüksek derişimlere ulaşmaktadırlar.



Yürütülen saflaştırma çalışmaları Yürütülen saflaştırma çalışmaları   AI-1, AI-1,   AI-2 ve AI-2 ve   AI-3 AI-3 olmak üzere, üç farklı

olmak üzere, üç farklı   AI bulunduğunu göstermiştir. AI bulunduğunu göstermiştir.

(24)

Alfa-amilaz inhibitörleri Alfa-amilaz inhibitörleri



Bu çalışmada fasulyeden izole edilen Bu çalışmada fasulyeden izole edilen   AI-1 geni tohuma AI-1 geni tohuma özgün ifade sağlayan bir promotor bölgesinin kontrolü özgün ifade sağlayan bir promotor bölgesinin kontrolü altında bezelyeye aktarılmış ve elde edilen transgenik altında bezelyeye aktarılmış ve elde edilen transgenik

tohumların

tohumların Callasobrucus maculatus Callasobrucus maculatus ’a karşı dayanıklı ’a karşı dayanıklı olduğu belirlenmiştir.

olduğu belirlenmiştir.



Takip eden yıllarda, Takip eden yıllarda,   AI kullanılarak geliştirilen transgenik AI kullanılarak geliştirilen transgenik bezelye hatlarının

bezelye hatlarının Bruchus pisorum Bruchus pisorum ’a dayanıklı olduğu, ’a dayanıklı olduğu, laboratuvar ve arazi denemeleriyle de gösterilmiştir.

laboratuvar ve arazi denemeleriyle de gösterilmiştir.



Bu çalışmalara ek olarak, Bu çalışmalara ek olarak,   AI geni Adzuki fasulyesine AI geni Adzuki fasulyesine aktarılmış ve elde edilen transgenik bitkilerin Adzuki aktarılmış ve elde edilen transgenik bitkilerin Adzuki

fasulyesinin bir zararlısı olan

fasulyesinin bir zararlısı olan Callosobruchus Callosobruchus chinensis

chinensis ’den etkilenmediği gösterilmiştir. ’den etkilenmediği gösterilmiştir.

(25)

AI aktarılmış transgenik Adzuki fasulyesi

Kontrol

Adzuki fasulyesi

Callasobruchus chinensis zararı

Ishimoto,1994, Öktem 2002 (Ed: Özcan vd.)

(26)

Kitinaz Kitinaz

 Doğrusal bir homopolimer olan kitin böceklerde peritrofik Doğrusal bir homopolimer olan kitin böceklerde peritrofik zarların yapısında da yer almaktadır.

zarların yapısında da yer almaktadır.

 Kitinazlar, kitin homopolimeri üzerinde hidrolitik aktivite Kitinazlar, kitin homopolimeri üzerinde hidrolitik aktivite gösteren enzimlerdir.

gösteren enzimlerdir.

 Bitki (fasulye) orijinli kitinaz geninin patatese aktarılması Bitki (fasulye) orijinli kitinaz geninin patatese aktarılması ile geliştirilen transgenik bitkiler bir afit olan

ile geliştirilen transgenik bitkiler bir afit olan A. solani A. solani ’ye ’ye karşı dayanıklılık gösterdiği bildirilmiştir.

karşı dayanıklılık gösterdiği bildirilmiştir.

 Manduca sexta Manduca sexta ’dan izole edilen kitinaz geninin tütüne ’dan izole edilen kitinaz geninin tütüne aktarılması ile geliştirilen transgenik bitkilerin

aktarılması ile geliştirilen transgenik bitkilerin Heliothis Heliothis virescens

virescens larvaralarının gelişimini önemli ölçüde larvaralarının gelişimini önemli ölçüde engelleyebildiği belirtilmiştir.

engelleyebildiği belirtilmiştir.

(27)

Kolesterol oksidaz Kolesterol oksidaz



Kolesterol oksidaz farklı mikroorganizmalar tarafından üretilebilen Kolesterol oksidaz farklı mikroorganizmalar tarafından üretilebilen bir enzimdir.

bir enzimdir.



Kolesterol oksidazın insektisidal aktivitesi ilk olarak pamuk üzerinde Kolesterol oksidazın insektisidal aktivitesi ilk olarak pamuk üzerinde etkin olan

etkin olan Heliothis zea Heliothis zea larvalarını etkin bir biçimde öldürdüğü larvalarını etkin bir biçimde öldürdüğü gösterilmiştir.

gösterilmiştir.



Ayrıca, enzimin Coleoptera, Lepidoptera, Diptera, Orthoptera ve Ayrıca, enzimin Coleoptera, Lepidoptera, Diptera, Orthoptera ve Homoptera üzerinde de etkin olduğu gösterilmiştir.

Homoptera üzerinde de etkin olduğu gösterilmiştir.



Enzimin ölümcül etki mekanizması üzerinde yürütülen araştırmalar Enzimin ölümcül etki mekanizması üzerinde yürütülen araştırmalar ise, ölümcül etkinin böcek orta bağırsağındaki epitel hücrelerinin ise, ölümcül etkinin böcek orta bağırsağındaki epitel hücrelerinin

zarlarında kolesterolün oksidasyonu sonucunda oluşan zarar zarlarında kolesterolün oksidasyonu sonucunda oluşan zarar

sonrası epitel hücrelerin patlamasından kaynaklandığını sonrası epitel hücrelerin patlamasından kaynaklandığını

göstermiştir.



Monsanto araştırıcılarının geni tütüne ve pamuğa aktardığı ve bazı Monsanto araştırıcılarının geni tütüne ve pamuğa aktardığı ve bazı analizlerde olumlu sonuçlar alındığı belirtilmektedir.

analizlerde olumlu sonuçlar alındığı belirtilmektedir.



Bu geni taşıyan transgenik bitkilerin de gelecekte böceklerle Bu geni taşıyan transgenik bitkilerin de gelecekte böceklerle mücadelede büyük potansiyele sahip olduğu gözlenmektedir.

mücadelede büyük potansiyele sahip olduğu gözlenmektedir.

(28)

Avidin Avidin



Avidin, tavuk yumurta beyazında bulunan bir glikoproteindir. Avidin, tavuk yumurta beyazında bulunan bir glikoproteindir.



Yürütülen araştırmalar avidinin kara sinek ( Yürütülen araştırmalar avidinin kara sinek ( Musca domestica Musca domestica ), ), meyva sineği (

meyva sineği ( Drosophila Drosophila melanogaster), un akarı ( melanogaster ), un akarı (Acarus siro Acarus siro ) ve ) ve mısır kurdunda (

mısır kurdunda ( Ostrinia Ostrinia nubilalis nubilalis ) toksik etki yaptığını göstermiştir. ) toksik etki yaptığını göstermiştir.



Son yıllarda, avidinin transgenik bitkilerde ticari seviyede üretiminin Son yıllarda, avidinin transgenik bitkilerde ticari seviyede üretiminin mümkün olduğu gösterilmiştir.

mümkün olduğu gösterilmiştir.



Bir hektarlık avidin üreten transgenik mısırın değerinin 5 milyon ABD Bir hektarlık avidin üreten transgenik mısırın değerinin 5 milyon ABD doları civarında olduğu tahmin edilmektedir.

doları civarında olduğu tahmin edilmektedir.



Bahsi geçen bu çalışmalarda avidin üreten transgenik mısırın Bahsi geçen bu çalışmalarda avidin üreten transgenik mısırın böceklere dayanıklılık açısından analizleri yapılmamıştır.

böceklere dayanıklılık açısından analizleri yapılmamıştır.



Buna karşın, 2000 yılında yürütülen araştırmalar, 100 ppm avidin Buna karşın, 2000 yılında yürütülen araştırmalar, 100 ppm avidin içeren transgenik mısırın depolama esnasında zararlılara karşı içeren transgenik mısırın depolama esnasında zararlılara karşı

dayanıklı olduğunu göstermiştir.

(29)

Böceklere Toleranslı Transgenik Bitkilerin Böceklere Toleranslı Transgenik Bitkilerin

Potansiyel Avantajları Potansiyel Avantajları

 Böceklere dayanıklı bitkiler insektisit kullanımını ve Böceklere dayanıklı bitkiler insektisit kullanımını ve maliyeti azaltabilir.

maliyeti azaltabilir.

 Önemli zararlılarla etkin mücadele yapılacağından Önemli zararlılarla etkin mücadele yapılacağından verim artışı sağlanabilir.

verim artışı sağlanabilir.

 Kocan ve kütlüde oluşan, kaliteyi doğrudan etkileyen Kocan ve kütlüde oluşan, kaliteyi doğrudan etkileyen böcek zararları ve buna bağlı olarak gerçekleşen

böcek zararları ve buna bağlı olarak gerçekleşen mikotoksin üretiminin azalması.

mikotoksin üretiminin azalması.

 Çiftçi sağlığında gelişme Çiftçi sağlığında gelişme

 Bu bitkiler, faydalı böcekler üzerine çok az bir etki Bu bitkiler, faydalı böcekler üzerine çok az bir etki yaptığından dolayı, bu tür böceklerin tarla içerisinde yaptığından dolayı, bu tür böceklerin tarla içerisinde

ve kenarında gelişmesine izin verebilir.

(30)

Barınak stratejisi ile Bt bitkilere dayanıklı böceklerin gelişiminin geciktirilmesi

SS

SS SS

SS

SS SS

SS RR SS

Bt bitkiler Normal Bitkiler

RS

RR

SS RS SS

SS

SS SS SS SS

SS RS SS

(31)

Böceklere Toleranslı Transgenik Bitkilerin Böceklere Toleranslı Transgenik Bitkilerin

Potansiyel Dezavantajları Potansiyel Dezavantajları

 Transgenik bitkinin üretmiş olduğu toksinin Transgenik bitkinin üretmiş olduğu toksinin özelliğine bağlı olarak, bu toksinin etkilediği özelliğine bağlı olarak, bu toksinin etkilediği