Bitkilerin hayatımızdaki önemi

(1)

Bitkilerin hayatımızdaki önemi

• Hayatın temelidir ve primer besin kaynağıdır .

• Havadaki oksijen dengesini sağlarlar.

• Çevre dengelerini düzenlerler.

• Erozyonu önlerler, nem sağlarlar.

• Sessiz fabrikalardır; tıp, kağıt, boya, kozmetik vb. sanayi uygulamalarında ve enerji alanında kullanılırlar.

• Mikro çevrede varlıklarını hareketsiz biçimde sürdürerek önemli katkılar sağlarlar.

(2)

Bitkiler çok çeşitlidir

Yeşil alg Ciğer otları

Yosunlar

Vasküler bitkiler Kara

yosunları

Eğreltiotları

Tohumlu bitkiler

Çiçekli bitkiler

Kozalaklılar Otsu bitkiler

Geniş yapraklı

bitkiler

Kara bitkileri

Bitkiler çok çeşitli bölge ve topraklarda büyüme yeteneği geliştirmiştir.

(3)

4

350.000 kadar bitki türünün 80.000 kadarı

yenilebilir 150 kadarı aktif tarımda kullanılır ancak 30 tanesi insan kalorilerinin %95’ini oluşturur.

Ana ürünler (tahıllar, yağ bitkileri, baklagil, Patates, meyve, sebze ve şeker bitkileri)

Özel ürünler (Yöresel; meyve, sebze, baharat vb.

Az kullanılan ürünler(bazı tahıllar ve yağ bitkileri vb.) İhmal edilen ürünler ( Panicum,bazı tuberler)

Yeni ürünler (Kiwi, Taxus vb.)

Transgenik ürünler (Mısır, pamuk, soya vb.) Y

eni teknolojilerle üretilen ürünler

(4)

5

Kültüre alma Melezleme

Mutasyon ve seleksiyon Hücre kültürü

Somaklonal varyasyon Embriyo kurtarılması

Poliembriyogenez Anter kültürü Rekombinant DNA Marker ile seleksiyon

Genomik Biyoinformatik

Proteomik Metabolomik Sistem Biyoloji Yeni yöntemler 2.000 MÖ

19.yy erken 20.yy

Orta 20.yy 1930 1940 1950 1970 1980 1980 1990 2000 2010 2013

Bitki Teknolojisinin Tarihsel Gelişimi (Mısır)

(5)

Bitki doku kültürü

Aseptik şartlarda yapay bir besin ortamında hücre, doku veya organ gibi bitki kısımlarından

(eksplant) kontrollü çevre koşullarında yeni doku, bitki veya bitkisel ürünlerin üretilmesidir.

(6)

Eksplant; in vitro kültürü başlatmak için kullanılan

bitki kısmı.

(7)

Bitki doku kültürleri

•

Yeni çeşit geliştirmek ve mevcut çeşitlerde genetik varyabilite oluşturmak

•

Kaybolmakta olan türlerin korunması

•

Çoğaltılması zor olan türlerin üretiminde

rutin olarak uygulanmaktadır.

(8)

Aksiller tomurcuk Adventif tomurcuk

Daha önce var olan

Yapılardan gelişme Totipotensi temelli gelişme

(9)

Tuber oluşumu Çiçeklenme in vitro

(10)

Ovaryum Gelişimi Kök oluşunu Rizogenez

(11)

Aşı in vitro Bulbil Gelişimi

(12)

Somatik embiryogenez

(13)

Pamukta somatik embiryogenez

(14)

Bitki doku kültürlerinin bitki ıslahındaki uygulama alanları

• Türler arası melezlemelerden sonra embriyo kültürü

• Haploid bitki üretiminde anter (polen) veya yumurtalık (ovül) kültürü

• Somaklonal varyasyon

• İn vitro seleksiyon

• İn vitro döllenme

• İn vitro germplazm korunması

• Somatik hücre melezlemesi (protoplast füzyonu)

• Gen transferi

• Sekonder metabolit üretimi

• Kimeralar

• Mikroçoğaltım

• Sentetik tohum üretimi

(15)

Bitki Doku Kültürü Tarihçesi

• TOTİPOTENSİ Hücre teorisi

• SCHLEIDEN 1838 bitkilerde,

• SCHWANN 1839 bitki ve hayvanlarda açıkladı:

• Among the lower plants any cell can be

separated from the plant and continue

to grow. Thus, entire plants may consist

of cells whose capacity for independent

life can be clearly demonstrated.

(16)

Haberland, 1902 (İlk aseptik kültür

denemesi, Doku kültürünün kurucusu)

(17)

White,1934 İlk kök kültürü

(18)

• WHITE, GAUTHERET ve NOBECOURT

• WHITE Nicotiana hibridi ,

• GAUTHERET ve NOBECOURT Daucus carota ile 1939 da ilk bitki kültürünü

yaptılar.

(19)

Gautheret, ilk kallus kültürü

(20)

Skoog, 1954

(21)

Murashige

•

Murashige ve Skoog besiyeri

(22)

1957 – Folke Skoog ve Carlos MillarOksin ve sitokinin dengesinin önemi

(23)

1958 Reinert ve Steward havuçta somatik embiryogenez

(24)

Maheswari, 1960 Anter kültürü

(25)

Nitsch, 1974 mikrospor kültürü

(26)

Cocking, 1960 Protoplast kültürü

•

(27)

Morel, 1960 mikropropagasyon Melchers, 1978 protoplast füsyonu

Pomato

•

(28)

Nickell, Sekonder metabolit üretimi

(29)

1974 – Schell ve Van Montagu

(30)

(31)

(32)

(33)

34

“Rekombinant nükleik asit teknolojisi ile gen aktarımı yapılarak oluşturulan organizma”

GMO (Genetically Modified Organism)

GMO; Genetik olarak modifiye edilmiş organizma GDO; Genetik olarak değiştirilmiş organizma, Transgenik

LMO (Living Modified Organism)

GDO

(34)

(35)

Biyoteknolojiye dayalı yeni bitki yetiştirme yöntemleri:

Oligo-yönlendirilmiş mutagenez (ODM); sentetik oligonukleotidler ile genomda small, site-spesifik mutasyonlar oluşturma.

Çinko parmak nukleaz teknolojisi(ZFN); Geliştirilmiş cinko parmak nukleazları kullanarak to genomda site- spesifik mutasyonlar oluşturma. ZFN ile mutasyonlar birkaç nukleotid veya yeni DNA parçası insersiyonu şeklinde olabilir.

Meganukleaz (MGN), Meganukleazlar “moleküler DNA makası" dizileri yok etme ve değiştirme işleminde kullanılırlar.

Talenler, Transkripsiyon Aktivatör Benzeri Efektör Nukleazlar

CRISPR/Cas sistemi ‘clustered, regularly interspaced, short palindromic repeats’

Cisgenez/intragenez; Genoma ayni türden veya çaprazlanabilir bir türden yeni genler aktarma.

RNA-bağımlı DNA metilasyonu (RdDM); DNA’da metilasyon ile gen anlatımını etkıileme.

Aşılama (on GM rootstock); non-GM bitki üzerine (rootstock) GM bitki aşılayarak tek vaskuler sistemli bitki oluşturmak.

Reverse yetiştirme; Mayotik rekombinasyonu engelleyerek homozigot parental hatlar oluşturmak , sonra hibridizasyonla, elit heterozigotları elde etmek.

Agro-infiltration;

Sentetik genomik

(36)

Türkiye’de Bitki Doku Kültürü

• Üniversiteler ve Ziraai Araştırma Enstitü

Laboratuvarlarında mikroüretim çalışmaları ile başladı.

• Ege ve Ankara Üniversiteleri ile Bornova Ziraai Araştırma Enstitüsü Öncü kuruluşlardır.

• Günümüzde çok sayıda Üniversite, Araştırma

Enstitüsü, TÜBİTAK ve Özel sektör laboratuvarlarında bitki doku kültürü çalışmaları gerçekleştirilmektedir.

(37)

Tavsiyeler

Koridorlar transport için geniş olmalı

Temiz alanda basınç olmalı

Günlük temizlik yapılmalı

Ayakkabılar, ağız ve baş kapatılıp temiz

önlük giyilmeli

Aseptik alan;: besiyeri saklama,, transfer odası, büyüme odaları

Hazırlik ve sterilezasyon odası

Aseptik alanlar: ofis, resepsiyon ve taşıma

Lab.Bölümleri

(38)

Otoklav odası

Besiyeri saklama odası

*

laminar flows

*

(39)

Totipotensi ve Kompetens

Totipotensi: Bütünü verme yeteneği

Kompetens: Farklılaşma yeteneği olma

(40)

Bitki doku kültürü aşamaları

 Uygun bir laboratuvar düzeninin kurulması

 Kullanılacak bitki parçalarının ve besin ortamlarının seçimi, hazırlanması ve sterilizasyonu

 Kallus veya hücre süspansiyonlarının oluşturulması

 Kallus veya hücre süspansiyonlarından veya doğrudan

somatik veya gametik hücrelerden bitki rejenerasyonunun uyarılması

 Oluşan sürgünlerin çoğaltılması ve boylarının uzatılması, somatik embriyoların oluşturulması

 Uzayan sürgünlerin köklendirilmesi

 Köklenen bitkilerin dış ortama alıştırılması

(41)

Besin ortamları

• Su

• Makro elementler (azot, fosfor,sodyum, magnezyum, kükürt, vb.)

• Mikro elementler (demir, manganez, çinko, bakır, vb.)

• Vitaminler (thiamin, nikotinik asit, vb.)

• Şekerler (sakkaroz, glikoz, vb.)

• Jel yapıcı maddeler (agar, pytagel,jelatin, vb.)

• Amino asitler (glisin, arginin, vb.)

• Kimyasal olarak tanımlanamayanlar (hindistan cevizi sütü, vb.)

• Bitki büyüme düzenleyicileri

(42)

Bitki büyüme düzenleyicileri

Hormon Genel Etki

Oksinler Fotoperyodizm, köklendirme, apikal dominans, yan sürgünlerin gelişiminin engellenmesi, hücre gelişimi.

Sitokininler Hücre bölünmesi, yeniden farklılaşma, bitki rejenerasyonu, sürgün çoğaltımını etkiler, sürgünlerde köklenmeyi ve embriyogenesisi

engeller.

Gibberellinler Meristemlerden bitki rejenerasyonun

uyarılması, sürgünlerin boylarının uzatılması,

embriyo ve ovül kültürlerinin gelişiminde, kallus gelişimi, organogenesis ve adventif kök oluşumunu

engeller

Absisik asit Doku kültüründeki rolü tam olarak bilinmemekle beraber somatik embriyoların olgunlaştırılmasında

kullanılmaktadır.

Etilen Köklerin uzamasını engelleyerek enine büyüme ve çoğalmayı arttırmaktadır.

(43)

Kültür Şartları



Sıcaklık Kültür odalarında kullanım amacına göre 18±2, 22 ±2 veya 25 ±2

⁰

C’ye ayarlanır.



Işık Genellikle serin floresan lambalarıyla sağlanır. Aynı

zamanda ışıklama süresi ve zamanlamasıda önemlidir.



Nem % 50-70 arasında bir değere

ayarlanır.

(44)

Bitki Rejenerasyonu

•

Organogenesis

•

Somatik embriyogenesis

•

Protoplast kültürü

•

Haploid hücre kültürü

•

Meristem kültürü (hastalıksız bitki

üretimi)

(45)

ORGANOGENESİS

Hücrelere ve dokulara baskı uygulayıp bazı değişikliklere sebep olarak sürgün veya kök taslağı diye adlandırılan tek kutuplu ve vasküler

sistemi kökenini aldığı dokuya bağlı olan bir

yapının meydana gelmesine yol açan işlemdir.

(46)

In vitro organogenesisde etkin bitki rejenerasyonu için gerekli şartlar

1. Uygun eksplantın seçilmesi

2. Büyümede aktif maddeleri içeren uygun bir besin ortamının seçilmesi

3. Fiziksel çevre koşullarının kontrolü

(47)

Eksplant seçimi

•

Doku kaynağı olarak kullanılan organ

•

Organın ontogenetik ve fizyolojik yaşı

•

Eksplantın bitkiden alındığı dönem

•

Eksplantın büyüklüğü

•

Eksplantın alındığı bitkinin diğer özellikleri

(48)

Besin ortamının temel içerikleri

•

İnorganik maddeler

•

Organik maddeler

•

Bitki büyüme düzenleyicileri

•

Doğal kompleksler

(49)

Kültür şartları

•

Ortamın fiziksel hali

•

Ortamın pH değeri

•

Nem

•

Işık

•

Sıcaklık

(50)

ORGANOGENESİS ÇEŞİTLERİ

İndirekt organogenesis Direkt organogenesis

Kallus

Sürgün veya kök

Bitki

Sürgün veya kök

Bitki

(51)

Organogenesis

Olumlu yönleri;

• Hücre veya dokulardan yeni bitki bireyleri meydana getirmeye

imkan tanıdığı için, generatif yoldan çoğaltılması zor olan bitkilerin üretimine kolaylıklar sağlamaktadır.

• Bitki transformasyon

çalışmalarında oldukça önemlidir.

Olumsuz yönleri;

• Bütün bitki türleri için

evrensel bir rejenerasyon protokolü yoktur. Her bitki türü, hatta her bitki çeşidi için spesifik bir sistemin optimize edilmesi edilmesi gerekir.

(52)

Pamukta rejenerasyon protokolü

Apeks

Node

(53)

Pamuk nod eksplantlarından kallus

oluşumu ve rejenerasyon

(54)

Pamuk nod eksplantlarından direkt gövde

rejenerasyonu

(55)

Pamukta kök rejenerasyonu

(56)

İn vitro’da rejenere olam pamuk

bitkisinin toprağa aktarımı

(57)

SOMATİK EMBRİYOGENESİS

Bağımsız vasküler sistemi olan ve kök ile sürgün aksini içeren iki kutuplu bir yapının oluşmasına

yol açan bir süreçtir.

Vejetatif hücrelerden gelişen embriyolar da

somatik embriyo olarak adlandırılır.

(58)

Dikotiledon bitkilerde somatik embriyoların gelişim dönemleri

globular kalp torpedo kotiledon

(59)

Somatik embriyogenesis

• Bireysel bitkilerin hücrelerinden geliştikleri için

somatik embriyolardan elde edilen bitkiler genetik olarak klon oluştururlar.

• Döllenmiş yumurtadan gelişen embriyoda olduğu gibi, iki çenekli bitkilerde somatik embriyolar da

“globular”, kalp, torpedo ve kotiledon oluşum safhalarını geçirirler.

• Gövde-kök eksenine aynı zamanda sahip olup, asıl doku ile vaskular bağlantıları olmadığından dolayı dokudan kolaylıkla ayrılabilirler.

(60)

Somatik embriyogenesisi etkileyen faktörler

•

Eksplant kaynağı

•

Genotip

•

Besin ortamının içeriği

•

Çevre şartları

(61)

Somatik Embriyo Rejenerasyonu

• Direkt embriyogenesis ^Eksplant

• İndirekt embriyogenesis ^Eksplant

Somatik embriyolar

Bitki

Kallus

Pro-embriyolar Bipolar embriyolar

Bitki

(62)

Somatik embriyogenesisin kullanım alanları



Klonal çoğaltım



Sentetik tohum üretimi



Gen aktarımı

(63)

Paulownia elongata’da indirekt somatik

embriyogenesis

(64)

PROTOPLAST KÜLTÜRÜ

Hücre çeperleri yok edilmiş hücre zarı ile çevrili hücrelerin kültürüdür.

Bir hücrenin duvarı uzaklaştırıldığında geriye kalan kısmına protoplast denir.

Protoplastlar izotonik ortamlarda canlılığını sürdürüp,

yeni duvar oluşturup, mitozla bölünebilir, yeni hücre

grupları ve daha sonra da yeni bitkiler oluşturabilirler.

(65)

Protoplast izolasyonu, kültürü ve rejenerasyonunda önemli aşamalar

• Başlangıç materyali seçimi ve özellikleri

a. Bitki türü/genotip

b. Yaş, hücre hayat döngüsü, fizyolojik durum

c. Eksplant ve donör materyal seçimi

• Bitki materyali ve enzim karışımlarının hazırlanması

a. Yüzey sterilizasyonu

b. Enzim karışımları ve özellikleri c. Yıkama solusyonları

d. Pre-plazmolizasyon e. Ozmotik basınç

(66)

Protoplast izolasyonu, kültürü ve rejenerasyonunda önemli aşamalar

• Protoplast izolasyonu, saflaştırılması ve testler a. İnkübasyon metodu

b. Saflaştırma yöntemleri

c. Hücre duvarı kalıntısı, canlılık ve verim testleri

• Protoplast kültürü

a. Besin ortamlarının özellikleri ve bitki büyüme düzenleyicileri b. Kültür yoğunluğu

c. Kültür sistemleri

• Protoplastlardan kallus oluşumu ve bitki rejenerasyonu a. Besin ortamları ve yapılacak değişiklikler

b. Ozmotik basıncın azaltılması

c. Kallusun rejenerasyon ortamına transferi ve sürgün oluşumu

(67)

Protoplast Füzyonu ve Somatik Melezleme

• Protoplast teknolojisi ile en küçük canlı üniteye ulaşılabilmekte, hücre füzyonu, seleksiyonu ve klonlanması ile genetik transformasyona imkan sağlanmaktadır.

• Protoplast kültürü ve somatik melezleme bitki ıslahında daralan genetik varyabiliteyi genişletmede önemli

metodlardan biridir.

• Son yıllarda bakteriler ve diğer yollarla aktarılan kimerik genleri taşıyan transgenik türlere karşı büyük bir

reaksiyonun ortaya çıkması bu çalışmaların önemini daha da arttırmaktadır.

(68)

Protoplast Füzyonu ve Somatik Melezleme

• Protoplast kültürü ve füzyonu klasik ıslah

yöntemleriyle gerçekleştirilemeyen ve çeşitli

uyuşmazlıklar gösteren cins ve türler arası melezleme, ve hatta yeni türlerin elde edilmesinde bir araç olabilir.

• Protoplast füzyonu ve bu yolla bitki rejenerasyonu aynı zamanda cins ve türler arası mitokondriyel DNA (sitoplazmik erkek kısırlığı), kloroplast ve sitoplazma gibi çekirdek dışı genetik elementlerin transferine de imkan sağlamaktadır.

(69)

Yeni çeşit geliştirmede somatik

melezlemenin uygulanışı

(70)

Somatik melezleme, iki protoplastın çekirdek, sitoplazma veya her ikisininde birbiriyle belirli

ortam ve şartlarda birleştirilmesidir .

Füzyon sonucu oluşan yapılara füzyon ürünleri veya heterokaryon denir. Bu birleşme sonucu oluşan bitki sitoplazmalar (sibrit), çekirdekler (hibrit) veya her iki bakımdan da somatik melez

olabilir.

(71)

Protoplastların kimyasal ve elektriksel füzyonu ve

somatik melezlerin elde

edilmesi

(72)

Protoplast kültürünün olumsuz yönleri

• Her bitki türü için tekrarlanabilir bir şekilde

protoplasttan bitki elde etme metodu geliştirilmiş değildir.

• Heterokaryonların etkin bir şekilde ayırımı yapılamamaktadır.

• Somatik melez bitkiler genellikle steril olmakta, döl vermemekte veya fertil olması durumunda çok geniş bir somaklonal varyasyon göstermektedir.

(73)

HAPLOİD BİTKİ ÜRETİMİ

Somatik hücrelerdeki kromozom sayısı, ait oldukları bitki türünün gamet hücrelerinde bulunan kromozom sayısı kadar olan bitkilere haploid bitkiler denir. Haploid sayıda

kromozoma sahip hücrelerde (polen/mikrospor veya megaspor) veya bu hücreleri içeren bitki kısımlarının

(anter veya ovül) doku kültürü yoluyla elde edilen hücrelerinde veye rejenerantlarında yapılan kromozom katlanması sonucu homozigot bitkiler elde edilebilir. Bu

tekniğe in vitro haploidi tekniği denir.

(74)

Haploid bitki üretimi

• Erkek gametten haploid uyartımı (Androgenesis) - Anter kültürü

- Mikrospor kültürü

• Dişi gametten haploid uyartımı (Ginogenesis ve partenogenesis)

- Ovül ve ovaryum kültürleri

(75)

Haploid bitkilerin sağlamış oldukları bazı yararlar;

• Tam bir homozigotiyi çok kısa sürede elde etmek mümkündür.

• Resesif mutasyonların açığa çıkartılmasında başvurulan en etkin yöntemdir.

• Haploidler ve bunların katlanması ile geliştirilen dihaploidler sitolojik, fizyolojik ve genetik açıdan önemli deneysel materyallerdir.

• Dioik türlerde veya klasik yöntemlerle homozigotiye ulaşmanın zor olduğu türlerde dihaploidizasyon yöntemi kullanılarak bu sorun bir generasyonda giderilebilir.

• Çok yıllık meyve ağaçları ve orman bitkileri gibi tohumdan çiçeklenmeye kadar oldukça uzun bir gençlik kısırlığı olan türlerde de haploidizasyon önem kazanmaktadır.

• Haploid bitkiler, farklı patojenlere karşı in vitro seviyede seçime olanak vermekte, hastalıklara dayanıklılık çalışmalarında yer, zaman ve maddi kazanç sağlamaktadır.

(76)

MERİSTEM KÜLTÜRÜ

Meristematik hücreleri kullanarak gerçekleştirilen doku kültürü özellikle virüsten arındırılmış

bitkilerin elde edilmesinde yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir.

Apikal sürgün ve kök meristemi hücrelerinin virüs

içerme ihtimali oldukça düşüktür.

(77)

Meristem ve sürgün ucu kültürlerinin uygulama alanları

• Virüssüz materyal elde etmek

• Mikroçoğaltım

• Germplazm muhafazası

• Genetik transformasyonlar

• Bitki materyallerinin uluslararası değişimi

• Bakteri ve mantarlardan arındırılmış bitkilerin üretimi

(78)

Meristem ucu kültürlerinde başarıyı etkileyen faktörler

• Bitki materyali

- Eksplantın büyüklüğü

- Donör bitkinin fizyolojik durumu - Eksplantın alındığı mevsim

- Çeşit

• Kültür ortamı

- Mineral tuzlar - Şekerler

- Agar

- Büyüme düzenleyicileri

• Kültür şartları

(79)

Meristem ucu kültürünün yararları

• En yüksek genetik kararlılık in vitro klonal çoğaltımda elde edilmektedir.

• Meristem ucu kültürü ile bulaşık olan bir donör bitkiden viral, bakteriyal, ve fungal patojenler uzaklaştırılabilir.

• Meristem ucu, soğukta muhafaza ve diğer kültür muhafaza teknikleri için homojen bir doku tipi olması ve küçük

olması bakımından çok uygundur.

• Kimera olan bir materyalin aynen çoğaltımı için meristem ucu kültürü çok uygun bir tekniktir.

• Meristem ucu kültürleri, karantina uygulamalarına göre uluslararası taşımada çoğunlukla kabul edilen

kültürlerdendir.

(80)

Meristem ucu kültürü tekniğinin sınırlamaları

• Virüsten arındırmada eksplant boyutu ile

kontaminasyon derecesi arasında negatif bir ilişki vardır.

• Virüsten arındırılmış bitkilerin elde edilmesinde stok bitkinin fizyolojik durumu etkili olmaktadır. Bu

nedenle virüsten arındırma sezon ile değişmektedir ve her mevsim virüsten arındırılmış bitkileri elde etme şansı mümkün olmamaktadır.

• Meristem kültürünün virüs eliminasyonunda etkili bir yöntem olarak tanımlanmasına karşın meristemlerin her zaman virüsten arındırılmış olmadığı da

unutulmamalıdır.

(81)

MİKROÇOĞALTIM

Bir bitkiden alınan ve tam bir bitkiyi oluşturabilme potansiyeline sahip bitki kısımlarından (embriyo, tohum, gövde,

sürgün, kök, kallus vb) yapay besin ortamlarında ve aseptik koşullar altında

yeni bitkilerin elde edilmesidir.

(82)

BİTKİLERDE MİKROÜRETİM

(83)

Mikroçoğaltımın bitki yetiştiriciliği ve genetiği yönünden önemi ve avantajları;

• Hastalık ve zararlılardan arındırılmış bitkisel materyal elde edilmesi

• Kitlesel üretimde

- üretilen bitkilerde fenotipik ve genotipik benzerlik - alışılagelen yöntemlerden daha kısa kültür süresi - zor üretilen türlerin daha kolay üretimi

- seçilen belirli/üstün genotiplerin hızlı üretimi - üretimde daha az anaç kullanılması

• Somaklonal varyasyondan dolayı yeni çeşitlerin/genotiplerin elde edilmesi

(84)

Mikroçoğaltım aşamaları

• Hazırlık aşaması

• Kültür başlangıç aşaması - Eksplant seçimi - Sterilizasyon

- Başlangıç ortamları - Çevresel faktörler

• Sürgün çoğaltım aşamaları - Besin ortamları

- Kallus oluşumu

- Adventif tomurcuk oluşumu -Aksillar tomurcuk oluşumu

• Sürgün gelişimi ve köklendirme aşaması

• Dış ortama alıştırma (aklimatizasyon) aşaması

(85)

Mikroçoğaltımda karşılaşılan sorunlar

•

Vitrifikasyon

•

Toksik bileşiklerin birikmesi ve kararma

•

Kontaminasyon

(86)

SOMAKLONAL VARYASYON

Bitki ıslahında doğal varyasyonun daraldığı veya varyasyon meydana getirmenin zor olduğu durumlarda avantajlı olarak değerlendirilen varyasyon yeni bir kaynak olarak görülmektedir

ve doku kültüründe ortaya çıkan bu kalıtsal

değişikliklerin tümü somaklonal varyasyon olarak

tanımlanmaktadır.

(87)

Somaklonal varyasyonun orijini

•

Kültür uyarımı dönemi

•

Kültürün gelişme dönemi

•

Bitki rejenerasyonu dönemi

(88)

Somaklonal varyasyonun nedenleri

• Hücre organizasyonunun varyasyonda etkisi

• Doku kaynağındaki varyasyon

- donör bitki orijinindeki değişimler - eksplant kaynaklı varyasyon

• DNA metilasyonu

• Nükleik asit öncüllerinin kaybı

• In vitro hücre bölünmesindeki anormallikler

• Bitki büyüme düzenleyicilerinin önemi

• Kültür ortamının bileşimi

• Kültür süresi

• Genotipin etkisi

(89)

Somaklonal varyasyonu etkileyen faktörler

Faktör Genel Etki

Genotip Farklı genotipler farklı derecede varyasyon gösterebilirler.

Ploidi Yüksek ploidi düzeyine sahip olan bitkilerde daha fazla kromozom sayısı değişimleri görülmektedir.

Rejenerasyon sistemi Protoplastlar eksplantlara göre daha yüksek varyasyon gösterir.

Kültür süresi Uzun süreli kültürler daha büyük varyasyonlara neden olurlar.

Doku kaynağı Bazı dokular daha fazla varyasyon gösterir.

Büyüme düzenleyicileri Yüksek konsantrasyonları varyabiliteyi artırır.

(90)

Kallus kültürlerinden organogenesis yoluyla elde edilen bitkilerde genetik varyasyon

kaynakları

(91)

Kallus kültürlerinde ve kallustan rejenere olan

bitkilerde genetik varyabiliteyi etkileyen faktörler

(92)

Somaklonal varyasyonun avantajları

•

Hızlı bir varyasyon kaynağı olarak elverişlidir.

•

Bazı değişmeler yüksek frekanslarda meydana gelebilir.

•

Agronomik özellikler değişebilir.

•

Bazı değişimler homozigottur.

•

Yeni varyantlar ortaya çıkabilir.

•

Yeni varyeteler üretilebilir.

(93)

Somaklonal varyasyonun dezavantajları

• Somaklonal varyasyon mikroüretimde büyük kayıplara neden olmaktadır.

• Bitki biyoteknolojisinde bitki ıslahı teknikleri somatik hücrelerden rejenerasyona dayanmaktadır. Bu tür bitkiler somaklonal varyasyonun etkisi altındadır.

Ancak istenmeyen mutantlar ayrılabilir. Fakat bu çok yıllık bitkiler için mümkün olmamaktadır.

• Bazı istenmeyen mutasyonlar hemen tanınamayacak ve bu yüzden bu mutantlar uzaklaştırılamayacaktır.

• Somaklonal varyasyon, hücre kültürlerinde sekonder metabolit üretimini de etkilemektedir.