Çeltiğin Önemi
• Çeltik Dünyada tahıllar arasında en fazla üretilen, buğdaydan sonra en fazla ekim alanı olan bitkidir.
• Dünya nüfusunun üçte biri pirinç ile beslenmektedir
• Ülkemizde ise üretim bakımından 4. sırada ekim alanı bakımından da 7. sırada yer almaktadır.
• Ülkemizde kişi başına tüketim 4-5 kg civarındadır.
Dünyada Çeltiğin 4 türlü tarımı yapılmaktadır.
1. Hiç sulama yapılmadan yapılan çeltik yetiştiriciliği (Upland)
2. Sulu tarlada 5-50 cm su bulundurulmasıyla yapılan yetiştiricilik (Lowland). Dünya üretiminin yarıdan fazlası bu yöntemle üretilir.
3. Derin su veya yüzücü çeltik yöntemiyle yapılan yetiştiricilik (Deep- water). Su yüksekliği 1-5 metre arasındadır.
4. Taban araziler ve nemli iklim alanlarında yapılan yetiştiricilik. Su yüksekliği 50-100cm arasındadır.
GENETİĞİ
• Haploid kromozom sayısı 12 olan 20 tür orayza sativa içinde bulunmaktadır.
• Oryza cinsi içinde diploid ve tetraploid türler bulunmaktadır.
• ABCDEF adı altında 6 genom vardır.
• Oryzanın 20 türünden 6 tanesi tek yıllık giğerleri çok yıllıktır.
• Kültürü yapılan türlerden oryzae sativa diploid ve AA genomuna sahip.
• O.Globernae diploid fakat ikisi arasında melezleme yapılınca hücre bölünmesi ve kromozom eşleşmesi iyi olmaz O. Globernaenin genomu Ag Ag şeklindedir.
ORJİNİ VE TAKSONOMİSİ
Çeltik on bin yıl önce kültüre alındı. Hindistan, Bangladeş, Burma, Tayland, Vietnam ve Güney Çin en fazla genetik varyasyonun bulunduğu bölgelerdir.
Buralardan bütün dünyaya yayıldı.
Oryza genusu, Gramineae familyasının Oryzeae
oymağına dahildir. Kültürü yapılan çeltik oryza
genusuna aittir ve en önemli türü o. sativa’dır.
İLK ISLAH ÇALIŞMALARI
Eskiden dünyada çeltik üzerindeki çalışmalar genellikle ıslah için önemli olmayan renk veya morfolojik karakterler üzerinde olmuştur.
Ancak daha sonra agronomik açıdan öneme sahip
bitki boyu, fotoperiyod hassasiyeti, olgunlaşma süresi,
hastalık ve zararlılara dayanıklılık, kalite unsurları,
stoplazmik erkek kısırlığı gibi karakterlerin kalıtımı
üzerinde çalışmalar yapılmıştır.
Bitki boyu hem kalitatif hem de kantitatif kalıtım ile ilgilidir.
Resesif boy kısaltıcı genler gerek tabii ve gerekse mutasyonlarla elde edilmiştir. Ancak bu genler boğum arasını kısaltmanın yanı sıra verimi ve tane büyüklüğünü düşürmektedir. Yaklaşık 1 metre boyunda olan yarı bodur çeltik çeşitleri Sd resesif geninin kullanılmasıyla geliştirilmiştir.
Bu gen Taylan’da çiftçiler tarafından geliştirilen “Dee-geo- woo” yarı bodur olan bu çeltikte bulunmuş ve tabii mutasyonlarla ortaya çıkmıştır.
Normal tohum büyüklüğüne sahip Sd geni taşıyan çeşitlerin yüksek verim ve kardeşlenme kapasitesinden dolayı verimleri yüksektir.
ÇİÇEK YAPISI VE BİYOLOJİSİ
• Çeltikte çiçek topluluğu, sapın uç kısmında yer alan ve erselik çiçeklerden(erkek ve dişi organlar aynı çiçekte) meydana gelen karışık salkım durumundadır.
• Sapın en üst boğumundan sonra, salkım ekseni üzerindeki her boğumdan bir yada birkaç birincil dal oluşur ve birincil dalların salkım ekseni ile dik yada geniş açı yapmasına bağlı olarak salkım sık yada dağınık olur.
• Salkım yapısına etkili diğer bir faktörde salkımdaki başakçık sayısıdır.
• Çeltik çiçeğinde 6 adet erkek organ (anter) vardır.
Anterlerin büyüklüğü çeşit gruplarına (İndika, Japonika, Javonica) ve çeşitlere göre değişerek 3-5 mm boyunda olur.
İki tepecikli bir dişiciğe (stigma) sahip olan çeltikte, bir yumurtalık (ovarium) yer alır.
ÇELTİKTE GENETİK VARYASYON
• Çeltikte geniş bir genetik vartasyon bulunmaktadır.
• O. Sativa geniş bir agroekolojiye adaptasyon sağlayan oldukça yüksek tabii mutasyonlar oluşmaktadır.
• 18 yabani tür ve akrabalar ıslahçılara geniş bir faydalı gen kombinasyonu sunar.
• Kültürü yapılan çeltikte melezlenebilen birkaç yabani tür hibrit çeltiğin geliştirilmesine yol açmıştır.
• Çeltikte toplam tip sayısı dünyada kültürü yapılan bitkiler içinde sayıca en fazladır. Örneğin IRRI 85.000 çeltik genotipini bünyesinde muhafaza etmektedir. ABD’nin Tarım Bakanlığı koleksiyonunda 16.000 genotip bulunmaktadır.
• Hali hazırda mevcut gen bankalarının genotip sayısı 120.000’i
geçtiği söylenebilir.
• Sd genini taşıyan kısa boylu çeşitlerin (bunların çoğu aynı stoplazmik özelliği taşımaktadır) sürekli melezlemelerde kullanılması hastalık ve zararlılara olan hassasiyetini yükseltmektedir.
• Teksas tipi erkek kısırlığın, 1970’li yıllarda tüm Hibrit
mısır melezlerinde kullanılmasından dolayı, yaprak yanıklığı
hastalığı enfeksiyonu ortaya çıkınca yüz binlerce hektar
alandan verim alınamamıştır. Bu sebeple multilayn hatlar
geliştirilmiştir.
ÇELTİK ISLAHI
Çeltikte uygulana ıslah metodu kendine döllenen bitkilerde uygulanan metotlarla benzerlik göstermektedir.
1.İntrodüksiyon 2.Seleksiyon
3.Melezleme 4.Mutasyon 5.Hibrit ıslahı
6.Doku kültürleri
İNTRODÜKSİYON
1970’li yıllarda yurt dışından çok sayıda çeşit getirilerek denenmiş ve denemeler sonunda iyi adaptasyon gösteren
Rocca,
Krasnodasky-424, Plovdiv,
Ribe, Rodina,
Ranbelli ve Venerya gibi
Çeşitler tescil edilerek çiftçilere intikal ettirilmiştir. Bu metot ile genetik varyansın fazla olduğu Asya’dan Dünyanın diğer bölgelerine çeltik genetik kaynaklarının taşınmasında önemli rol oynamıştır.
2. SELEKSİYON
Başlangıçta karışık yerel çeşitler ve tabii popülasyonlarda saf hatlar elde etmek için kullanılmıştır.
Günümüzde ise melezleme yapıldıktan sonra çeşit geliştirmede seleksiyon kullanılmaktadır.
Tropik ve Subtropik bölgelerde melezleme
yoluyla elde edilen tohumlar önce fide yastıklarına
ekilmekte sonra yerlerine şaşırtılmaktadır.
KISIRLAŞTIRMA TEKNİKLERİ
1. Anterleri Keserek
2. Sıcak Su Uygulaması 3. Pensle Alınarak
4. Vakumla
KISIRLAŞTIRMA TEKNİKLERİ
• Islah programının amacına uygun olarak anaçlar seçilir.
Kısırlaştırılacak çeltiklerin listesi yapılır.
• Çeşit özelliklerini gösteren sağlıklı bitkiler seçilerek tarladan sökülür. İsmi, hat numarası ve parsel numarası etikete yazılarak bitkiye bağlanır.
• Bitki saksıya dikilir ve sulanır.
• Anterler çiçeğin birinci yarısında olduğu zaman kısırlaştırma olgunluğuna gelmiş, anterler çiçeğin en alt kısmında görüldüğü zaman ise kısırlaştırma zamanı geçmiş demektir.
TOZLANMA
• Tozlama (emaskülasyon) genellikle anterlerin açılma riskini azaltmak için kısırlatma işlemini takip eden günün sabahında yapılır.
• Emaskülasyon yapıldıktan sonra yabancı tozlanmayı önlemek için başakçık zarf ile kapatılır.
• Tozlayıcı salkımlar hava ve çevre şartlarının uygun olması halinde 2-3 saat önceden toplanır ve her baba için ayrı bir etiket yazılır.
• Salkımlardaki çiçektozu keselerinin patlamaya hazır
olması gerekir.
• Baba olarak kesilen salkımlar saksılarda su içine konur.
Saksılar hava dolaşımının az olduğu bir yerde bulunmalıdır.
• Çiçek tozu keselerinin patlama durumu yakından takip edilmeli en çok toz alınabilecek zamanda tozlama yapılmalı.
Genellikle emsküle edilen başakçıklar 1 gün sonra
sabahtan tozlanır.
• Çeltik kendine döllenen bir bitkidir, ancak % 0-3 oranında yabancı tozlanma olabilir.
• Çeşide ve çevreye bağlı olarak bu aralıkta değişim gösterir.
• Ortalama yabancı tozlanma oranı ise %0.5 ‘tir.
(Ağırlıklı ortalama).
• Eğer yarı bodur ana x yüksek boylu baba melezlenir ise F1’ler yüksek boylu olacaktır.
• Yalancı melezler veya kendilemeler kısa boylu olacaktır. Bunların elemine edilmesi gerekir.
Kısa boylu (ana) x Uzun boylu (baba)
Kısa boy uzun boy
3. MELEZLEME
•
Bitki ıslahının gelişmesi ve çeltik kendine döllenen bitki olması nedeniyle popülasyonlardaki mevcut varyabilitenin azalması çeltik ıslahçılarını yapay varyasyonlar yapmaya yöneltmiştir.
• Bunun sonucu ıslahçılar varyasyon meydana getirme aracı olarak melezlemeyi kullanmaktadırlar.
Çeltik ıslahında kullanılan melezleme tipleri:
1.Tek Melez: Bir çeşit veya hattın diğer bir çeşit veya hat ile melezlenmesi
2.Çift Melez: İki F1 hibritinin melezlenmesi
3.Üçlü Melez: Bir F1’in üçüncü bir çeşit veya hatla
melezlenmesi
4.Geri Melezleme : F1’in onun ebeveynlerinden birisiyle melezlenmesidir.
Bu yöntemin esas amacı standart çeşidin tüm özelliklerini taşıyan yalnız ikinci ebevynden üstün özelliği idare eden geni veya genleri almış olan çeşitleri elde etmektir.
Tekrarlanacak ebeveynin eksikliği nedeniyle
çeltikte yoğun olarak kullanılmamaktadır.
Melezleme yapıldıktan sonra 3 değişik seleksiyon metodu uygulanmaktadır.
1.Pedigri metodu 2.Bulk metodu
3.Kısmi bulk metodu
MUTASYON ISLAHI
Mutasyon yoluyla meydana gelen varyabilite doğal yollarla meydana gelen varyabiliteden farklı değildir.
Gamma ışınları, x ışınları ve nötronlar mutasyon meydana getirmede etkili şekilde kullanılırlar.
Çeltikte önemli agronomik mutasyonal değişiklikler, bitki boyu, çiçeklenme ve olgunlaşma süreleri, hastalık ve zararlılara dayanıklılık ve protein içeriğinin arttırılması üzerinde olmuştur.
Dünyada mutasyon ıslahı yöntemiyle elde edilen çeşitler vardır.
HİBRİT ISLAHI
Çinli araştırmacılar 1977 Yılında (Wild–abrotive) steril erkek kısırlık kaynağını bulunca hibrit çeltik ıslahına başladılar. İndika çeşitleri içindeden 1970 Yılında restore edici genler bulundu ve hibrit tohum üretimine geçildi.
Hibritler diğer saf çeltik hatlarından % 20-30 daha fazla verim vermişler ve bu durum çeltikte heterozis olayının kullanılabileceğini ortaya koymuştur.
Ancak,bu yolla elde edilen verim artışı melez tohum üretimi için her zaman işçilik maliyetini karşılayamamaktadır.
1980’li yıllarda birkaç milyar hektar melez çeşitler ekildi.
Bu çeşitlerdeki verim artışı en iyi çeşitlere göre %15 civarında olmuştur. Daha sonra bu verim artışı %20 civarına çıkmıştır. Son yıllarda ABD, Avrupa ve Dünyanın birçok ülkesinde melez çeşitler üzerinde durulmamaktadır.
Hibrit Çeltik ıslahındaki en son gelişme melez çeltik üretilmesi ile olmuştur.
DOKU KÜLTÜRÜ
Çeltikte kullanılan doku kültürü yöntemleri 1.Anther kültürü
2.Kallus kültürü
3.Protoplast kültürü
4.Hücre kültürü,
ANTHER KÜLTÜRÜ
•Anter kültürü uygulamasına F1 materyalinden polen alınarak başlanır.
•F1’den alınmasının nedeni ayrı ana ve babadan meydana gelen değişik karakterler olacağından varyebilitenin fazla olmasıdır.
•Alınan polenler mikroskopta incelenir ve mikrosporlar gözlenir. Henüz gelişmemiş veya çok gelişmiş
stoplazmaya sahip olanlar kullanılmaz.
• Eğer mikrosporlarda çekirdek görülüyorsa polen
kültüründe kullanılabilir.
Anter kültürü tekniğinin esası:
Belirli bir gelişme safhasında (mikrosporlarda çekirdeğin görülebildiği safha) mikrosporlar ihtiva eden anterler aseptik şartlar altında çiçek tomurcuklarından çıkarılır. Bunlar uygun bir besi ortamına dikilir. Burada kültür şartlarının (ışık, sıcaklık ve nem gibi) ayarlanmasıyla mikrosporlar sürekli mitoz bölünmeye uğratılır. Bir seri gelişme safhası geçirildikten sonra haploid bitkicikler elde edilir. Bunlar kültür ortamlarından alınarak saksılara şaşırtılır. Sonra seraya veya tarlaya dikilir. Daha sonra kromozom sayıları kendiliğinden katlanarak diploid bitkiler elde edilir.
Anter kültürü yönteminin sağladığı yararlar
1. Normal melezleme ıslahı yöntemleriyle homozigot hatların geliştirilmesi için gerekli olan asgari 6-7 yıllık süre anter kültürüyle 1-2 yıla inmektedir.
2. Geleneksel metotlarla yüzde yüz homozigot hat elde etmek çok zordur ve mümkün değildir. Fakat bu metotta mümkündür.
3. Tuzluluğa, alkaliliğe, soğuğa hastalık ve zararlılara dayanıklılık ve yüksek protein içeriği çalışmalarında kısa sürede sonuca ulaşmak mümkündür
Anter kültürü yönteminin olumsuz yönleri 1. Dublikasyon zordur.
2. Elde edilen genotip sayısının çok az olması (%30).
3. Üretilen bitkilerin bir kısmı albino olabiliyor.
Yeşil bitkilerin oranı %5-90 arasında değişmektedir.
ISLAH AMAÇLARI 1. Yüksek Verim
2.Verim stabilitesi
3.Uygun vejetasyon süresi 4.Yatmaya dayanıklılık
5.Stres şartlarına (soğuğa, yüksek sıcaklıklara ve kurağa) 6.Problemli toprak şartlarına tolerans
7.Tane dökülmesine dayanıklılık 8.Hastalıklara dayanıklılık
12. Makinalı hasada ve kurutmaya uygunluk
11. Başka amaçlarda mahalli olarak önemli olabilir. Örneğin, sele açık alanlarda yüzer çeltik gibi.
A. Fiziksel Kalite Özellikleri 1.Tane boyutu ve şekli
2.Renk ve tebeşirimsi yapı 3.Pirince işleme randımanı
B. Fizikokimyasal Kalite Özellikleri 1.Amiloz oranı
2.Alkalide dağılma değeri- Jelatinasyon sıcaklığı 3.Jel konsitesi
4.Protein oranı
5.Haşlama- Konserveleme stabilitesi
Amilioz Oranı:Amiloz pirincin pişme ve yeme kalitesini
etkilemektedir. Amiloz içeriği ile pişme sırasında pirincin su almasıve pişmiş pirincin sertliği arasında pozitif ilişki
vardır.Yüksek amilozlu çeitler fazla hacim artışı oluştururlar pilav piştiğinde kuru ve kabarıktır.Fakat pişirilen pilav
soğuduğunda setleşir.Orta amilozlu çeşitlerin pilavı piştiğinde yumuşak ve kabarıktır.Pişmiş pilav soğuduğunda yumuşak halini devam ettirir. Bir çeşidin amiloz içeriği çevre şartlarına bağlı olarak %6 civarında değişim gösterebilir.
Sınıf Amiloz İçeriği (%)
Amilozsuz 0-2
Düşük Amilozlu 8-20
Orta Amilozlu 21-25
Yüksek Amilozlu 25’ten fazla
Jelatinleşme Sıcaklığı:Nişastanın tekrar eski halini almıyacak şekilde sıcak suda kabarmaya başladığı ve kristalliğini kaybetmeye başladığı sıcaklıktır. Nişasta granülleri 55-80 derece sıcaklıklardan sonra dağılmaya başlar. Dane doldurma sırasındaki hava sıcaklığı jelatinleşme sıcaklığını etkiler.
Düşük yada orta jelatinleşme sıcaklığı olan çeşitler tercih edilir.Alkali dağılım testine göre tespit edilir.Lelatinasyon sıcaklığına göre pirinçler 3 gruba ayrılır.55-70 derece düşük,70-75 derece orta,75-80 derece yüksek
Jel Konsitesi :Yüksek Amiloz içerikli çeşitler jel konsitesi bakımında 3 gruba ayrılır.
61-100 mm yumuşak 41-60 mm orta
25-40 mm sert
Yumuşak ve orta jel konsitesine sahip olanlar tercih edilir.
Protein Oranı:
Çeşit ve çevre şartlarına bağlı olarak piriçte ortalama
%7-8 arasında protein bulunur.
Yüksek proteinli çeltiğin daha zor pirince işlendiği daha az kepek ve cilalama tozu verdiği, daha yüksek kırıksız
randıman oranına sahip olduğu ayrıca yüksek protein içeriğinin pişme süresini uzattığı ve su alımını düşürdüğü bilinmektedir.
