Herbisitlere (Otöldürücülere) Herbisitlere (Otöldürücülere)
Toleranslı Transgenik Toleranslı Transgenik Bitkilerin Elde Edilmesi Bitkilerin Elde Edilmesi
Sebahattin ÖZCAN
Yabancı otlar: tarım alanlarında bulunan ve yarardan çok zarar veren Yabancı otlar: tarım alanlarında bulunan ve yarardan çok zarar veren
bütün bitkiler olarak tanımlanabilir bütün bitkiler olarak tanımlanabilir
. .
Dünya bazında yabancı ot ve hastalık etmenlerinin oluşturduğu kayıplar (milyon ton)
Ürün Ürün
Çeşidi
Çeşidi Elde Edilen Elde Edilen
Ürün Ürün Yabancı Yabancı Ot Ot Kayıpla Kayıpla
rı rı
Hastalık Hastalık Kayıp Kayıp
larıları
Hububat
Hububat 433.903 433.903 54.349 54.349 50.58 50.58 9 9 Sebzeler
Sebzeler 201.691 201.691 23.718 23.718 31.13 31.13 7 7 Meyveler
Meyveler 66.567 66.567 2.462 2.462 12.82 12.82 5 5 Bağlar
Bağlar 50.697 50.697 7.909 7.909 16.93 16.93 7 7
Özer 1993, Öktem 2002 (Ed: Özcan vd.)
Yabancı ot mücadelesinde Yabancı ot mücadelesinde kullanılan başlıca yöntemler kullanılan başlıca yöntemler
Mekanik savaş yöntemleri: Mekanik savaş yöntemleri: çapalama, elle çapalama, elle yolma, toprak işleme ve su altında bırakma, yolma, toprak işleme ve su altında bırakma,
Fiziksel savaş yöntemleri: Fiziksel savaş yöntemleri: ısı ve ışınlardan ısı ve ışınlardan yaralanma,
yaralanma,
Biyolojik savaş yöntemleri: Biyolojik savaş yöntemleri: bir canlı bir canlı
populasyonunu; böcekler, balıklar, mantarlar ve populasyonunu; böcekler, balıklar, mantarlar ve bakteriler gibi diğer canlı organizmalar aracılığı bakteriler gibi diğer canlı organizmalar aracılığı
ile azaltmak için kullanılan yöntemler, ile azaltmak için kullanılan yöntemler,
Kimyasal savaş yöntemleri: Kimyasal savaş yöntemleri: sentetik veya doğal sentetik veya doğal yabancı ot öldürücüler (herbisitler) kullanılarak yabancı ot öldürücüler (herbisitler) kullanılarak
yürütülen mücadele yöntemleri.
yürütülen mücadele yöntemleri.
Herbisitlerde bulunması gereken Herbisitlerde bulunması gereken
özellikler özellikler
Geniş bir yabancı ot populasyonuna Geniş bir yabancı ot populasyonuna karşı etkin olmalı,
karşı etkin olmalı,
Kültür bitkisine, memelilere ve omurgasız Kültür bitkisine, memelilere ve omurgasız canlılara karşı toksik etki göstermemeli,
canlılara karşı toksik etki göstermemeli,
Toprakta kalıcılığı kısa olmalı, Toprakta kalıcılığı kısa olmalı,
Üretim maliyeti düşük olmalı. Üretim maliyeti düşük olmalı.
Herbisitler Herbisitler
Herbisitler, nihai hedefi olan bitkiye zarar verdiklerinden Herbisitler, nihai hedefi olan bitkiye zarar verdiklerinden dolayı, bitki üzerinden beslenen ve barınan tüm canlıları dolayı, bitki üzerinden beslenen ve barınan tüm canlıları olumsuz etkilemektedir.
olumsuz etkilemektedir.
Bu sebeple; herbisitler, kullanılan pestisitler içerisinde Bu sebeple; herbisitler, kullanılan pestisitler içerisinde doğaya en fazla zarar veren grup olarak
doğaya en fazla zarar veren grup olarak nitelendirilmektedir.
nitelendirilmektedir.
Ancak, çoğu insektisit insan ve hayvanlar için toksik Ancak, çoğu insektisit insan ve hayvanlar için toksik olmalarına karşın herbisitler bu organizmalar üzerinde olmalarına karşın herbisitler bu organizmalar üzerinde toksik etki yapmamaktadır.
toksik etki yapmamaktadır.
Herbisitler genellikle bitkilere özgün, örneğin fotosentez Herbisitler genellikle bitkilere özgün, örneğin fotosentez aktivitesi gibi, biyokimyasal yolları etkilemektedir. Bunun aktivitesi gibi, biyokimyasal yolları etkilemektedir. Bunun dışında değişik etki mekanizmaları olan farklı grup
dışında değişik etki mekanizmaları olan farklı grup herbisitler mevcuttur.
herbisitler mevcuttur.
Herbisitlerin etken maddeleri ve etki sistemleri.
Etkili Madde
Etkili Madde Etkilediği SistemEtkilediği Sistem Hedef ProteinHedef Protein SPEKTRUSPEKTRU
M M
Sulfonilurea
Sulfonilurea Alifatik amino asit senteziAlifatik amino asit sentezi Asetolaktat sentazAsetolaktat sentaz seçiciseçici Imidazolinon
Imidazolinon Alifatik amino asit senteziAlifatik amino asit sentezi Asetolaktat sentazAsetolaktat sentaz seçiciseçici Glifosat
Glifosat Aromatik amino asit Aromatik amino asit sentezi
sentezi 5-enolpurivil-shikimate-3-5-enolpurivil-shikimate-3- fosfat sentaz (EPSPS)
fosfat sentaz (EPSPS) totaltotal Phosfinotrisin (PPT)
Phosfinotrisin (PPT) Glutamin senteziGlutamin sentezi Glutamin sentazGlutamin sentaz totaltotal Triazin
Triazin Fotosentez (fotosistem-II)Fotosentez (fotosistem-II) QQ proteini proteini totaltotal Bromoxinil
Bromoxinil Fotosentez (fotosistem-II)Fotosentez (fotosistem-II) QQ proteini proteini totaltotal Bipiridiliumlar (paraquat)
Bipiridiliumlar (paraquat) Fotosentez (fotosistem-I)Fotosentez (fotosistem-I) FerrodoksinFerrodoksin totaltotal Ariloksifenoksipropionat
Ariloksifenoksipropionat Lipid senteziLipid sentezi Asetil coenzim-A karboksilaz Asetil coenzim-A karboksilaz (ACCase)
(ACCase) seçiciseçici
Fenoksiasetik asitler Fenoksiasetik asitler (2,4-D)
(2,4-D) ?? ?? seçiciseçici
Dinitroanilinler
Dinitroanilinler Hücre bölünmesiHücre bölünmesi TübilinTübilin seçiciseçici Bipiridilumlar, paraquat, diquat
Bipiridilumlar, paraquat, diquat Fotosentez (fotosistem-I)Fotosentez (fotosistem-I) Elektron transfer sistemiElektron transfer sistemi totaltotal
Öktem 2002 (Ed: Özcan vd.)
Öktem 2002 (Ed: Özcan vd.)
Herbisite Dayanıklı Transgenik Herbisite Dayanıklı Transgenik
Bitki Elde Edilmesi Bitki Elde Edilmesi
Özer 1993, Öktem 2002 (Ed: Özcan vd.)
Herbisite Dayanıklı Bitki Elde Herbisite Dayanıklı Bitki Elde
Edilmesi Edilmesi
Hedef molekülün modifikasyonu Hedef molekülün modifikasyonu (hedef (hedef
molekülün aktif maddeden korunmasını sağlar) molekülün aktif maddeden korunmasını sağlar)
Hedef molekülün fazla üretimi Hedef molekülün fazla üretimi (hedef (hedef molekülün aktif maddeden korunmasını sağlar) molekülün aktif maddeden korunmasını sağlar)
Etken maddenin detoksifikasyonu Etken maddenin detoksifikasyonu (aktif (aktif maddenin farklı bir bileşiğe çevrilerek etkenliğinin maddenin farklı bir bileşiğe çevrilerek etkenliğinin ortadan kaldırılması sağlanır) .
ortadan kaldırılması sağlanır) .
1. Hedef molekülün modifikasyonu 1. Hedef molekülün modifikasyonu
Bu stratejide; herbisitin aktif maddesinin hedef Bu stratejide; herbisitin aktif maddesinin hedef aldığı proteinin modifikasyonu, başka bir deyişle aldığı proteinin modifikasyonu, başka bir deyişle
proteinin aktif maddeye duyarsız hale getirmesi proteinin aktif maddeye duyarsız hale getirmesi
amaçlanmaktadır.
amaçlanmaktadır.
Sonuç olarak, kültür bitkilerine normal hücresel Sonuç olarak, kültür bitkilerine normal hücresel fonksiyonunu yerine getirebilen, ancak herbisitin fonksiyonunu yerine getirebilen, ancak herbisitin
aktif maddesince etkilenmeyen yeni bir protein aktif maddesince etkilenmeyen yeni bir protein
sentezlettirilmektedir.
sentezlettirilmektedir.
Bu sayede, herbisitin varlığında kültür bitkisi Bu sayede, herbisitin varlığında kültür bitkisi yaşamını sürdürebilmektedir.
yaşamını sürdürebilmektedir.
Bu konuda yürütülen çalışmalarda iki değişik Bu konuda yürütülen çalışmalarda iki değişik yaklaşım gözlenmektedir.
yaklaşım gözlenmektedir.
Hedef molekülün modifikasyonu Hedef molekülün modifikasyonu
1. Yaklaşım 1. Yaklaşım
Hedef genin kültür bitkisinden Hedef genin kültür bitkisinden izolasyonu
izolasyonu
Hedef genin manipülasyonu Hedef genin manipülasyonu
Manüplasyonu yapılan genin, gen Manüplasyonu yapılan genin, gen aktarım vektörlerine klonlanması aktarım vektörlerine klonlanması
Vektör aracılığıyla hedef genin bitki Vektör aracılığıyla hedef genin bitki hücrelerine aktarımı
hücrelerine aktarımı
Transgenik bitkilerin rejenerasyonu ve Transgenik bitkilerin rejenerasyonu ve seçimi
seçimi
Hedef molekülün modifikasyonu Hedef molekülün modifikasyonu
2. Yaklaşım 2. Yaklaşım
Herbisite dayanıklı organizmanın (bakteri Herbisite dayanıklı organizmanın (bakteri veya diğer bir bitki)
veya diğer bir bitki) belirlenmesi belirlenmesi
Hedef genin bu organizmadan izolasyonu Hedef genin bu organizmadan izolasyonu
Hedef genin gen aktarım vektörlerine Hedef genin gen aktarım vektörlerine klonlanması
klonlanması
Vektör aracılığıyla hedef genin bitki Vektör aracılığıyla hedef genin bitki hücrelerine aktarımı
hücrelerine aktarımı
Transgenik bitkilerin rejenerasyonu ve Transgenik bitkilerin rejenerasyonu ve seçimi
seçimi
Hedef molekülün modifikasyonu;
Hedef molekülün modifikasyonu;
Örnekler Örnekler
Triazine dayanıklı yabancı otlardan ve Triazine dayanıklı yabancı otlardan ve syanobakteriden izole edilen
syanobakteriden izole edilen psbA psbA geni tütüne geni tütüne aktarılarak atrazine dayanıklı transgenik bitkiler aktarılarak atrazine dayanıklı transgenik bitkiler
elde edilmiştir elde edilmiştir
Salmonella typhimurium Salmonella typhimurium ’ ’ dan izole edilen mutant dan izole edilen mutant bir bir aroA aroA geni tütün, domates ve karaçama geni tütün, domates ve karaçama
aktarılarak glifosata dayanıklı bitkiler elde aktarılarak glifosata dayanıklı bitkiler elde
edilmiştir edilmiştir
Memelilerde ilaçları metabolize eden Memelilerde ilaçları metabolize eden P450 P450
monooksigenaz enziminin sentezinden sorumlu monooksigenaz enziminin sentezinden sorumlu genin tütüne aktarılması ile herbisite dayanıklılık genin tütüne aktarılması ile herbisite dayanıklılık
kazandırılmasıdır
kazandırılmasıdır
2. Hedef molekülün fazla üretimi 2. Hedef molekülün fazla üretimi
Bu stratejide, bitiklerdeki hedef molekül bazı Bu stratejide, bitiklerdeki hedef molekül bazı genetik manipülasyonlar sonucu daha fazla genetik manipülasyonlar sonucu daha fazla
üretilmekte, böylece herbisit aktif maddesinin üretilmekte, böylece herbisit aktif maddesinin
varlığında bile hedef molekülün sorumlu olduğu varlığında bile hedef molekülün sorumlu olduğu hücresel fonksiyonlar yerine getirilebilmektedir.
hücresel fonksiyonlar yerine getirilebilmektedir.
Bu yönde petunya üzerinde yapılan çalışmalarda Bu yönde petunya üzerinde yapılan çalışmalarda 5-enolpurivil-shikimate-3-fosfat sentaz (EPSPS) 5-enolpurivil-shikimate-3-fosfat sentaz (EPSPS)
aktivitesi 20 kez arttırılarak
aktivitesi 20 kez arttırılarak glifosata glifosata tolerans tolerans sağlanmıştır.
sağlanmıştır.
Kolzada Kolzada glutamin sentetaz glutamin sentetaz enziminin fazla enziminin fazla sentezlettirilmesi sonucunda
sentezlettirilmesi sonucunda fosfinotrisin fosfinotrisin (PPT)
(PPT) ’ ’ ne dayanıklı bitkiler elde edilmiştir. ne dayanıklı bitkiler elde edilmiştir.
3. Etken maddenin detoksifikasyonu 3. Etken maddenin detoksifikasyonu
Bu stratejide, bitkiye herbisitin aktif maddesini detoksifiye eden yeni Bu stratejide, bitkiye herbisitin aktif maddesini detoksifiye eden yeni bir enzim sentezlettirilmektedir.
bir enzim sentezlettirilmektedir.
Bu amaçla, detoksifikasyon yapan enzimin sentezinden sorumlu Bu amaçla, detoksifikasyon yapan enzimin sentezinden sorumlu gen bitkilere aktarılmakta, bu sayede de herbisitin aktif maddesi gen bitkilere aktarılmakta, bu sayede de herbisitin aktif maddesi
hedef molekülü etkileyemeyen bir bileşiğe çevrilmekte, dolayısıyla hedef molekülü etkileyemeyen bir bileşiğe çevrilmekte, dolayısıyla hedef molekül de herbisitin varlığında bile normal hücresel işlevini hedef molekül de herbisitin varlığında bile normal hücresel işlevini
yürütebilmektedir.
yürütebilmektedir.
Bu konuda yapılan çalışmalar sonucunda, Bu konuda yapılan çalışmalar sonucunda, bitkilere 2-4,D bitkilere 2-4,D detoksifikasyonunu
detoksifikasyonunu mümkün kılan bakteri orijinli mümkün kılan bakteri orijinli monooksigenaz monooksigenaz enzimi sentezlettirilerek bu herbisite dayanıklı bitkiler.geliştirilmiştir.
enzimi sentezlettirilerek bu herbisite dayanıklı bitkiler.geliştirilmiştir.
Yine, fosfinotrisin (PPT)Yine, fosfinotrisin (PPT)’in detoksifikasyonunu sağlamak amacıyla ’in detoksifikasyonunu sağlamak amacıyla bakteri orijinli
bakteri orijinli barbar ve pat ve pat genleri bitkilere aktarılarak genleri bitkilere aktarılarak bialafos ve/veya bialafos ve/veya glufosinat amonyuma
glufosinat amonyuma dayanıklı transgenik bitkiler geliştirilmiş olup, dayanıklı transgenik bitkiler geliştirilmiş olup, tarla denemelerinde de bu bitkilerin yüksek dozda herbisite
tarla denemelerinde de bu bitkilerin yüksek dozda herbisite dayanıklılık gösterdikleri saptanmıştır.
dayanıklılık gösterdikleri saptanmıştır.
Glutamin Sentetaz İnhibitörleri Glutamin Sentetaz İnhibitörleri
Gram pozitif toprak bakterileri olan Gram pozitif toprak bakterileri olan Streptomyces hygroscopicus Streptomyces hygroscopicus veve Streptomyces Streptomyces viridochromogenes
viridochromogenes suşları suşları fosfonotrisil-alanil-alaninfosfonotrisil-alanil-alanin yapısında bir tripeptid yapısında bir tripeptid üretmektedirler.
üretmektedirler.
Bakteriler tarafından üretilen bu bileşik BialafosBakteriler tarafından üretilen bu bileşik Bialafos olarak adlandırılan bir antibiyotiktir. olarak adlandırılan bir antibiyotiktir.
Bialaphos’Bialaphos’un hücre içerisinde peptidaz aktivitesi ile hidrolizi sonucu ortaya çıkan un hücre içerisinde peptidaz aktivitesi ile hidrolizi sonucu ortaya çıkan fosfinotrisin (PPT),
fosfinotrisin (PPT), glutamin amino asidinin bir analoğu olup, amino asit biyosentzinde glutamin amino asidinin bir analoğu olup, amino asit biyosentzinde rol alan
rol alan glutamin sentetaz (GS)glutamin sentetaz (GS) enziminin rakip inhibitorüdür. enziminin rakip inhibitorüdür.
PPT bakteri, bitki ve hayvan hücrelerinde GS enzimlerini inhibe edebilmekte ve bu PPT bakteri, bitki ve hayvan hücrelerinde GS enzimlerini inhibe edebilmekte ve bu özelliğinden dolayı kontak etkili total bir herbisit olarak da kullanılmaktadır.
özelliğinden dolayı kontak etkili total bir herbisit olarak da kullanılmaktadır.
PPT herbisit olarak iki değişik ticari şekilde pazara sunulmaktadır. PPT herbisit olarak iki değişik ticari şekilde pazara sunulmaktadır.
Alman Hoechst firması PPT’Alman Hoechst firması PPT’nin amonyum tuzu olan glufosinat amonyumu nin amonyum tuzu olan glufosinat amonyumu
(ammonium-DL-homoanalin-4-yl(methyl)phosphinate) kimyasal olarak sentezlemekte (ammonium-DL-homoanalin-4-yl(methyl)phosphinate) kimyasal olarak sentezlemekte ve BASTA
ve BASTA ticari adı altında pazara sürmektedir. ticari adı altında pazara sürmektedir.
Herbisitin diğer ticari şekli ise Japon Meiji Seika firması tarfından HerbiaceHerbisitin diğer ticari şekli ise Japon Meiji Seika firması tarfından Herbiace ticari ticari ismi altında piyasaya sürülmektedir. Bu preperatta bialafos
ismi altında piyasaya sürülmektedir. Bu preperatta bialafos Streptomyces Streptomyces hygroscopicus
hygroscopicus suşlarından fermantasyon yoluyla elde edilmektedir. suşlarından fermantasyon yoluyla elde edilmektedir.
PPT etki mekanizması PPT etki mekanizması
Bir önceki bölümde de kısaca açıklandığı gibi, PPT amino asit biyosentezinde önemli Bir önceki bölümde de kısaca açıklandığı gibi, PPT amino asit biyosentezinde önemli rolü olan glutamin sentetaz enzimini inhibe etmektedir. GS enzimi (E.C. 6.3.1.1.), rolü olan glutamin sentetaz enzimini inhibe etmektedir. GS enzimi (E.C. 6.3.1.1.), glutamik asit ile amonyumun tepkimeye girerek glutamini oluşturduğu tepkimeyi glutamik asit ile amonyumun tepkimeye girerek glutamini oluşturduğu tepkimeyi katalizleyen enzimdir.
katalizleyen enzimdir.
Glutamik asit + NHGlutamik asit + NH44+ + ATP + + ATP Glutamin + ADP + Pi + H+ Glutamin + ADP + Pi + H+
Bitkilerde GS enzimi, nitratın indirgenmesi, amino asit degredasyonu ve Bitkilerde GS enzimi, nitratın indirgenmesi, amino asit degredasyonu ve fotorespirasyon sonucu ortaya çıkan NH
fotorespirasyon sonucu ortaya çıkan NH44+’+’un asimilasyonunu sağlayan tek enzimdir. un asimilasyonunu sağlayan tek enzimdir.
GS aktivitesi durduğunda hücrelerde NHGS aktivitesi durduğunda hücrelerde NH44+ birikimi gözlenmekte ve bu da hücrelerde + birikimi gözlenmekte ve bu da hücrelerde dolayısıyla bitkiler üzerinde kısa sürede ölümcül etki yapmaktadır.
dolayısıyla bitkiler üzerinde kısa sürede ölümcül etki yapmaktadır.
PPT, daha önce de açıklandığı gibi GS enziminin rakip inhibitörü olup, bu özelliği PPT, daha önce de açıklandığı gibi GS enziminin rakip inhibitörü olup, bu özelliği sayesinde kontakt etkili total herbisit olarak kullanılabilmektedir.
sayesinde kontakt etkili total herbisit olarak kullanılabilmektedir.
PPT bitkilerde olduğu kadar bakteri ve hayvan hücrelerinde de GS aktivitesini inhibe PPT bitkilerde olduğu kadar bakteri ve hayvan hücrelerinde de GS aktivitesini inhibe edebilmektedir.
edebilmektedir.
Ancak, hayvanlarda kan-beyin engelini (blood-brain barier) aşamaması ve böbrekler Ancak, hayvanlarda kan-beyin engelini (blood-brain barier) aşamaması ve böbrekler yoluyla kısa sürede temizlenmesi bu organizmalar üstünde toksik etki yapmamasını yoluyla kısa sürede temizlenmesi bu organizmalar üstünde toksik etki yapmamasını sağlamaktadır.
sağlamaktadır.
Ayrıca, PPT toprak bakterileri tarafından metabolize edilebildiğinden çevrede Ayrıca, PPT toprak bakterileri tarafından metabolize edilebildiğinden çevrede oluşturabilceği toksik etkiler minimal seviyede kalmaktadır.
oluşturabilceği toksik etkiler minimal seviyede kalmaktadır.
PPT PPT ’ ’ ye dayanıklı transgenik ye dayanıklı transgenik bitkilerin geliştirilmesi
bitkilerin geliştirilmesi
PPTPPT’in hayvanlar üzerindeki düşük toksisitesi ve topraktaki ömrünün ’in hayvanlar üzerindeki düşük toksisitesi ve topraktaki ömrünün kısa olması, yabancı ot mücadelesinde yaygın olarak
kısa olması, yabancı ot mücadelesinde yaygın olarak kullanılabilirliliğini gündeme getirmektedir.
kullanılabilirliliğini gündeme getirmektedir.
Ancak, PPTAncak, PPT’in kontakt etkili total herbisit olması, başka bir deyişle ’in kontakt etkili total herbisit olması, başka bir deyişle seçiciliğinin olmaması yaygın olarak kullanımını engelleyen en seçiciliğinin olmaması yaygın olarak kullanımını engelleyen en
büyük faktördür.
büyük faktördür.
Bu nedenden dolayı da PPTBu nedenden dolayı da PPT’ye dayanıklılık gösteren kültür ’ye dayanıklılık gösteren kültür
bitkilerinin geliştirilmesi yönünde birçok çalışma bulunmaktadır.
bitkilerinin geliştirilmesi yönünde birçok çalışma bulunmaktadır.
Bu yönde yapılan çalışmalarda başlıca iki strateji kullanılmıştır. Bu yönde yapılan çalışmalarda başlıca iki strateji kullanılmıştır.
Bunlardan ilki önceki bölümlerde detaylı olarak açıklanan GS Bunlardan ilki önceki bölümlerde detaylı olarak açıklanan GS enziminin miktarının arttırılması yönündeki çalışmalardır.
enziminin miktarının arttırılması yönündeki çalışmalardır.
İkinci ve daha yaygın olarak gözlenen yaklaşım ise PPTİkinci ve daha yaygın olarak gözlenen yaklaşım ise PPT’’in hücre in hücre içerisindeki detoksifikasyonunun sağlanmasıdır.
içerisindeki detoksifikasyonunun sağlanmasıdır.
PPT PPT ’ ’ yi detoksifiye edebilen yi detoksifiye edebilen enzimler
enzimler
Bialafos, Streptomyces hygroscopicusBialafos, Streptomyces hygroscopicus ve Streptomyces viridochromogenes ve Streptomyces viridochromogenes suşları tarafından üretilmektedir.
suşları tarafından üretilmektedir.
Biyosentezin 10. kademesindeki enzim, hem biyosentezin devamını Biyosentezin 10. kademesindeki enzim, hem biyosentezin devamını sağlamakta hem de PPT
sağlamakta hem de PPT’i asetilasyon yoluyla etkisiz hale getirmektedir. ’i asetilasyon yoluyla etkisiz hale getirmektedir.
Başka bir deyişle, bu suşlar kendilerini ürettikleri antibiyotiğin öldürücü Başka bir deyişle, bu suşlar kendilerini ürettikleri antibiyotiğin öldürücü etkisinden korunmak amacıyla PPT detoksifiasyonunu mümkün kılan etkisinden korunmak amacıyla PPT detoksifiasyonunu mümkün kılan
fosfinotrisin-N-asetiltransferaz (PAT)
fosfinotrisin-N-asetiltransferaz (PAT) enzimini sentezlemektedirler. enzimini sentezlemektedirler.
PATPAT enziminin sentezinden sorumlu olan bar enziminin sentezinden sorumlu olan bar ve ve patpat genleri sırası ile S. genleri sırası ile S.
hygroscopicus
hygroscopicus ve ve S. Viridochromogenes S. Viridochromogenes suşlarından izole edilmişlerdir. suşlarından izole edilmişlerdir.
Her iki genin ürünü olan enzimler saflaştırılarak karakterize edilmiştir. Her iki genin ürünü olan enzimler saflaştırılarak karakterize edilmiştir.
Buna ek olarak, her iki proteinin sindirim sistemi enzimleri tarafından Buna ek olarak, her iki proteinin sindirim sistemi enzimleri tarafından parçalanabildiği ve deneklerde herhangi bir alerjik etki yapmadıkları da parçalanabildiği ve deneklerde herhangi bir alerjik etki yapmadıkları da
bildirilmiştir.
bildirilmiştir.
Bar Bar ve ve pat pat genlerinin bitkilere genlerinin bitkilere aktarımı
aktarımı
Birçok laboratuvar, Birçok laboratuvar, bar bar veya veya pat pat genini genini kullanarak değişik bitki türlerinde PPT kullanarak değişik bitki türlerinde PPT ’ ’ e e
dayanıklı bitkiler geliştirmeyi başarmışlardır.
dayanıklı bitkiler geliştirmeyi başarmışlardır.
Bu çalışmalarda hedef bitkilere Bu çalışmalarda hedef bitkilere bar bar geni geni
aktarılmakta ve üretilen transgenik çeşitler PPT aktarılmakta ve üretilen transgenik çeşitler PPT ’ ’ i i
dektoksifiye eden BAR enzimini dektoksifiye eden BAR enzimini
sentezlediklerinden dolayı herbisite maruz sentezlediklerinden dolayı herbisite maruz
kaldıklarında PPT
kaldıklarında PPT ’ ’ den etkilenmemektedirler. den etkilenmemektedirler.
Bar geni taşıyan transgenik kolza bitkileri
Kontrol kolza bitkileri
Salamini ve Moto 1994, Öktem 2002 (Ed: Özcan vd.)
+Bar Kontrol
Kontrol +Pat
BASTA herbisit uygulaması
Hall vd. 1996, Öktem 2002 (Ed: Özcan vd.)
Herbisitlere Toleranslı Transgenik Herbisitlere Toleranslı Transgenik
Bitkilerin Potansiyel Avantajları Bitkilerin Potansiyel Avantajları
Geniş spektrumlu kontakt ve sistemik herbisitlerin Geniş spektrumlu kontakt ve sistemik herbisitlerin kullanımı toprak işlemeyi azaltabilir. Toprak
kullanımı toprak işlemeyi azaltabilir. Toprak
işlemenin azaltılması sayesinde toprak mikroflora ve işlemenin azaltılması sayesinde toprak mikroflora ve
faunası korunmuş olur. Ayrıca, erozyon azaltılır.
faunası korunmuş olur. Ayrıca, erozyon azaltılır.
“ “ Glyphosate Glyphosate ” ” ve ve “ “ glofusinate ammonium glofusinate ammonium ” ” yabacı ot yabacı ot tohumları çimledikten sonra kullanılabilmekte ve çok tohumları çimledikten sonra kullanılabilmekte ve çok
kısa süre aktif kalmaktadır. Bu ise,
kısa süre aktif kalmaktadır. Bu ise, “ “ atrazine atrazine ” ” gibi gibi ürünün ekiminden önce kullanılan ve toprakta
ürünün ekiminden önce kullanılan ve toprakta etkisini uzun süre muhafaza eden herbisitlerin etkisini uzun süre muhafaza eden herbisitlerin
kullanımını engelleyebilir.
kullanımını engelleyebilir.
Herbisitlerin kullanımında azalma sağlanabilir. Herbisitlerin kullanımında azalma sağlanabilir.
Herbisitlere Toleranslı Transgenik Bitkilerin Herbisitlere Toleranslı Transgenik Bitkilerin
Potansiyel Dezavantajları Potansiyel Dezavantajları
Geniş sepektrumlu herbisitlerin kullanımı Geniş sepektrumlu herbisitlerin kullanımı
sonucunda kuşlar, toprak solucanları ve faydalı sonucunda kuşlar, toprak solucanları ve faydalı
böcekler için önemli bir besin kaynağı olan kültür böcekler için önemli bir besin kaynağı olan kültür
bitkilerinin içerisindeki tüm yabacı otlar yok bitkilerinin içerisindeki tüm yabacı otlar yok
edilmektedir.
edilmektedir.
Kullanılacak olan geniş spektrumlu herbisitler çok Kullanılacak olan geniş spektrumlu herbisitler çok etkili olduğundan dolayı, bunların yabani hayata etkili olduğundan dolayı, bunların yabani hayata
etkileri de o derece fazla olacağı düşünülmektedir.
etkileri de o derece fazla olacağı düşünülmektedir.
