Islah çalışmalarının başlangıcı ilk olarak Gregor Mendel tarafından bilimsel bir hale getirilmiştir. Her ne kadar Mendel’den önce çok fazla çalışma yapılmış olsa da onun kadar başarılı olan bir bilim insanı çıkmamıştır. Günümüzde hala genetiğin temellerini anlayabilmek için Mendel’in yapmış olduğu çalışmaları incelemek gerekmektedir.
Ekonomik açıdan önem arzeden bitkilerde genetik ve sitogenetik platformları kullanılarak bitkinin tür, cins ve çeşitlerinin genetik yapısını üretici ve tüketicilerin istekleri ve faydaları doğrultusunda planlı bir şekilde değiştirme ve geliştirme işlemine bitki ıslahı denir. Bitki ıslahı, melezleme ve seleksiyon yöntemlerine verilen genel isimdir.
Burada melezleme ve seleksiyon tanımlarına da kısaca değinmek gerekir:
Melezleme, yeni bir genetik yapı oluşturmak amacıyla, farklı iki genetik yapının birleştirilmesi olarak tanımlanabilir.
Melezlemede amaç;
- Bitki veriminin arttırılması,
- Hastalıklara karşı direncin arttırılması,
- Bitki kalitesinin yükseltilmesi,
- Elverişsiz çevresel koşullarına adaptasyon sağlanabilmesi sayılabilir.
Seleksiyon ise, yeni nesillerin üretimini için kullanılacak genomların seçilebildiği bir genetik algoritmadır denebilir. Seleksiyon ıslahında bitkilerin kalıtsal yapısı değiştirilmez, değiştirilen şey bitki popülasyonunun bileşimidir. İşlemin başarısı popülasyon içindeki gen frekansının istenilen yöne kaydırılması ile ölçülür. Islah edilecek özelliğin kalıtım biçimi ve derecesi de seleksiyon etkinliği üzerinde etkilidir. Ayrıca seleksiyon, kontrollü, doğal ve genetik yollardan da yapılabilir. Seleksiyon ıslahının süresini azaltabilmek için markör genlerden yararlanılabilir.
Islahta çeşit geliştirmenin 3 aşaması vardır:
- Genetikleri birbirinden farklı bitkilerin üretimi
- İstenilen amaca uygun olan bitkilerin seleksiyonu ve performanslarının tespiti
- Tescillenen tohumların üretimi ve korunması
Genetik, ıslah bilimine en çok katkı yapan temel taş görevini görmektedir. Geliştirilen biyoteknolojik teknikler ıslah ile ilgili yapılan çalışmaları çok farklı noktalara taşımıştır. Islah çalışmaları ilk olarak suni tozlaşma ile başlamış, türler arası melezleme, hücre füzyonu ve DNA teknolojileri gibi gelişmeler göstermiştir. Doku kültürü çalışmaları, somatik hibridizasyon, moleküler markörler, gen haritalama ve son olarak da gen transferleri ıslah çalışmalarında çok farklı noktalara gelinmesini sağlamıştır.
Islah çalışmalarında ilk olarak çağ atlatan ve geçmişten günümüze hala kullanılmakta olan RNA interferans (RNAi) ve Transfer DNA (T-DNA) teknolojileri olmuştur.
Çinko parmak nükleaz teknolojisi (ZFN) ve transkripsiyon aktifleyici benzeri protein destekli nükleaz teknolojisi (TALEN) ve düzenli aralıklarla kümelenmiş kısa palindromik tekrarlar (CRISPR-cas9) metotları yeni nesil gen düzenleme yöntemleri olduklarından bitki ıslahı için de çok yeni olabilecek yöntemlerdir. Bu yöntemlerle birlikte hedef DNA’ya ait ekleme, çıkarma, değiştirme ve farklı modifikasyonlar mümkün olmaktadır. Yeni nesil teknolojiler ile gelecekte kullanılabilme potansiyelleri yüksek olanlar üzerinde yoğun çalışmalar bulunmaktadır.
En yeni teknoloji olan CRISPR-cas9 sistemi çok hızlı bir şekilde ilerlemektedir. İlk olarak Japon bilim insanları tarafından 1980’li yıllarda E.coli bakterisinde bulunduktan sonra 2012 yılında ilk gelişmeleri sağlamıştır. Bu sistem ile ıslah genetiği çalışmalarında ıslah edilecek olan organizmanın genomunun istenilen kısımlarına ekleme, çıkarma, mutasyon yapabilme imkanları tanımaktadır.
Tüm bu yeni teknolojilerin dışında günümüzde hala en çok kullanılan ıslah yöntemi genetiği değiştirilmiş organizmaların elde edilmesidir. Doğal süreçler ile elde edilmesi mümkün olmayan, yeni özellikler kazandırılmış organizmalar ‘’genetiği değiştirilmiş organizmalar’’ olarak tanımlanır. İlk olarak 1960’lı yıllarda ortaya çıkmış olup bakterilerde gen aktarımı süreçleri ile hızla yayılım göstermiştir.
Bir gıda ürününün GDO içerip içermediğini saptayabilmek için qPCR teknolojisi kullanılır. qPCR teknolojilerinin yanında se önümüzdeki yıllarda oldukça artacağı düşünülen dPCR ile de yeni çalışmalar, validasyon/verifikasyon çalışmaları birçok araştırma merkezleri tarafından yürütülmektedir.
Islah genetiği alanında Letgen Biyoteknoloji olarak GDO çalışmaları uzmanlık alanımız arasında sayılmaktadır. Merkezi Almanya olan Türkiye’de tek olarak distribütörlüğünü yapmış olduğumuz Gen-ial markasına ait GDO tarama kitleri valide edilmiş metotları içermektedir.
GDO Tarama Kitleri
|
First-Plant (incl. internal control) |
|
|
|||||||
|
First-Plant Triplex I (FAM- corn/ HEX- canola/ CY5- soya/ ROX-IC) |
|
|
|
||||||
|
CaMV (Virus detection) |
|
|
|||||||
|
Duplex Virus detection (CaMV and FMV) |
|
|
|||||||
|
p35S-/T-NOS Duplex- Screening |
|
|
|||||||
|
Pat/bar Duplex- Screening |
|
|
|||||||
|
Pnos-nptII Screening |
|
|
|||||||
|
p35S-nptII Screening |
|
|
|||||||
|
RT-duplex cry1Ab/Ac and P-nos |
|
|
|||||||
|
RT-triplex I: p35S/T-nos/CTP2-CP4-EPSPS |
|
|
|||||||
|
RT-triplex II: p35S/T-nos/pFMV |
|
|
|||||||
|
RT-triplex III : p35S/T-nos/EPSPS and internal control |
|
|
|||||||
|
RT-triplex IV: p35S/T-nos/pFMV and internal control |
|
|
|||||||
|
RT-triplex V: bar/pat/CTP2-CP4-EPSPS |
|
|
|||||||
|
RT-triplex VI: pat/bar/ P-nos Triplex-Screening |
|
|
|||||||
|
RT-triplex VII: bar/pat/ pFMV Triplex-Screening |
|
|
|||||||
|
RT-triplex VIII: pat/Tnos/EPSPS Triplex-Screening |
|
|
|||||||
|
RR-Soya |
|
|
|||||||
|
RR2-Soya |
|
|
|||||||
|
A2704-12-Soya |
|
|
|||||||
|
A5547-127-Soya |
|
|
|||||||
|
Triplex Soya I (A2704/A5547/DP356043) |
|
|
|||||||
|
Triplex Soya II (DP305423/CV127/MON87701) |
|
|
|||||||
|
Triplex Soya III (MON87708/MON87769/DAS68416) |
|
|
|||||||
|
Hexaplex Soya I (FAM: DP305423/CV127/MON87701) (HEX: MON87708/MON87769/DAS68416) |
|
|
|||||||
|
EH92-527-1-potato |
|
|
|||||||
|
RT73-Canola |
|
|
|||||||
|
Triplex Canola I ((Ms8/T45/Rf3) |
|
|
|||||||
|
H7-1 Beet |
|
|
|||||||
|
Triplex maize I (VCO-01981-5 /DAS-40278-9 / LY038) |
|
|
|
||||||
|
4-plex maize I (NK603/ MON810 / MON89034/ TC1507) |
|
|
|
||||||
|
MON810-Maize |
|
|
|||||||
|
Bt176-Maize |
|
|
|||||||
|
Bt11-Maize |
|
|
|||||||
|
T25-Maize |
|
|
|||||||
|
TC1507 maize |
|
|
|||||||
|
MON88017-Maize |
|
|
|||||||
|
GA21-Maize |
|
|
|||||||
|
TC1507-Maize |
|
|
|||||||
|
NK603-Maize |
|
|
|||||||
|
MIR604-Maize |
|
|
|||||||
|
MIR162-Maize |
|
|
|||||||
|
MON863-Maize |
|
|
|||||||
|
MON89034-Maize |
|
|
|||||||
|
E3272-Maize |
|
|
|||||||
|
DAS59122-Maize |
|
|
|||||||
|
CBH351-Maize (StarLink) |
|
|
|||||||
|
GMO-Soy (RR-, RR2-, A2704-12-, A5547-127-soya, soya-lektin |
|
|
|||||||
|
GMO-Corn (MON810-, T25-, Bt11-, Bt176-, GA21-, MON88017-, TC1507-maize, maize-hmg |
|
|
|||||||
|
GHB614-Cotton |
|
|
|
||||||
|
p35S-/ Maize Quant |
|
|
|||||||
|
p35S-/ Soya Quant |
|
|
|||||||
|
RR-Soya Quant |
|
|
|||||||
|
RR2-Soya Quant |
|
|
|||||||
|
MON810-Maize Quant |
|
|
|||||||
|
MON89034-Maize Quant |
|
|
|
||||||
|
NK603-Maize Quant |
|
|
|
||||||
|
Bt176-Maize Quant |
|
|
|||||||
|
Bt11-Maize Quant |
|
|
|||||||
|
T25-Maize Quant |
|
|
|||||||
|
TC1507-Maize Quant |
|
|
|
||||||