KASIM-ARALIK 2022 / BİTKİSEL ÜRETİM
Hızlı ıslah teknolojisi tarımda ikinci yeşil devrime yol açar mı?
Son yıllarda bütün dünyada gıda temini ve güvenliği en stratejik konuların başında gelmekte. Gıda temini için tohum çok önemli. Tohum ıslahı ile ilgili çalışmalar ise yıllardır aralıksız devam etmekte. Tohum ıslah çalışmalarında 2018 yılında yaşanan önemli bir gelişmeyle hızlı ıslah teknolojisi (speed breeding) olarak adlandırılan yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Hızlı ıslah yöntemi, ülkemizde ilk kez Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi tarafından TÜBİTAK 1005 proje desteği kapsamında yürütülmüş ve başarıyla sonuçlandırılmıştır.
İnsanlık için geleceğin en stratejik başlığı şüphesiz sürdürülebilir gıda temini ve güvenliğidir. Bu durumun yaşanmasında nüfus artışı ve küresel iklim değişikliğinin önemli bir etkisi vardır. Başka bir ifadeyle tarımsal üretim için şartların daha zorlu hale geleceği öngörülen bir dünyada daha fazla insanı beslemek zorunda kalacağız. Gıda güvenliğinin sağlanabilmesi için değişen iklim şartlarında bitkilerin veriminin aynı seviyede kalması hatta artırılması gerekmektedir. Bunun başarılmasında ilk akla gelen ve en çevreci yöntem değişen iklim şartlarına uygun tohumların geliştirilmesidir. İlk tohum geliştirme çalışmaları seleksiyon (seçim) şeklinde binlerce yıl önce başlamıştır. Üreticiler daha verimli, kaliteli ve zor şartlara dayanıklı tohumları seçmiş ve onları bir sonraki yılın tohumluğu olarak kullanmışlardır. Daha sonra melezleme yoluyla yeni tohumlar geliştirilmeye başlamış ve 1953 yılında DNA’nın keşfedilmesiyle birlikte tohum geliştirme çalışmalarında önemli gelişmeler yaşanmıştır.
Tohum geliştirme çalışmalarında önemli aşamalardan biri, melezleme sonrasında tohumların genotipik olarak saflaşmasının beklendiği ve erken generasyon olarak adlandırılan dönemdir. 1960’lı yıllarda bu sürenin hızla geçilmesi amacıyla kuzey ve güney yarım kürelerde ekim yapılarak mekik ıslahı dediğimiz yöntem kullanılmış ve yılda iki generasyon ürün yetiştirilmiştir. Bilindiği üzere yarım kürelerde aynı zaman diliminde farklı iklimler yaşanmaktadır. Tohum geliştirme çalışmaları daha sonra sıcaklık ve ışık kontrolünün yapıldığı seralarda yürütülmeye başlanmıştır. Serada tohumların saflaştırıldığı çalışmalarda yılda 2-3 generasyon ürün alınmaya başlanmıştır. Tohum geliştiren araştırma kuruluşlarının çoğu sera imkânlarından faydalanmaktadır. Serada yürütülen ıslah çalışmalarında 2018 yılında önemli bir gelişme yasanmış ve hızlı ıslah teknolojisi (speed breeding) olarak adlandırılan yeni bir yöntem geliştirilmiştir.
HIZLI ISLAH TEKNOLOJİSİ NEDİR?
Avustralya’da bulunan Queensland Üniversitesinden Dr. Lee Hickey ve çalışma arkadaşları NASA’nın uzayda bitki yetiştirme çalışmalarından esinlenerek melezleme sonrasında tohum geliştirme çalışmalarının hızla tamamlanması amacıyla hızlı ıslah teknolojisini geliştirmişlerdir. Bu teknoloji oldukça basit üç uygulamaya sahiptir. Bunlar; seradaki ışıklandırma süresinin 22 saate çıkarılarak bitkilerin daha uzun süre fotosentez yapmasının sağlanması, tohumların tamamen kurumadan hasat edilmesi ve hasat edilen tohumların kurutulmasıdır. Son olarak elde edilen tohumlar tekrar ekilirken tohumlar 4°C’de tutulmakta ve oda sıcaklığında çimlenmeleri sağlanmaktadır. Yöntemin buğdayda uygulanmasıyla yazlık buğdayın tohum geliştirme çalışmalarında yılda 6 generasyon ürün, kışlık buğdayda ise 3-4 generasyon ürün alınabilmektedir. 2022 yılında geliştirilen hızlı vernalizasyon yöntemiyle kışlık buğdayda da yılda 5 generasyon alınması mümkün hale gelmiştir.
Hızlı ıslah yöntemi ülkemizde ilk kez Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi tarafından TÜBİTAK 1005 proje desteği kapsamında yürütülmüş ve başarıyla sonuçlandırılmıştır. Hızlı ıslah teknolojisinin kullanılması amacıyla üniversite-sanayi iş birliği projeleri yapılmış ve bu çalışmalar sonucunda ülkemizin hızlı ıslah teknolojisiyle geliştirilen tohumlarına üretim izni almıştır. Bu tohumlar aynı zamanda hızlı ıslah teknolojisiyle dünyada geliştirilen ilk tohumlar arasında da yerini almıştır. Bu kapsamda yapılan çalışmalar sonucunda üniversite-sanayi iş birliği kapsamında Tulan, Beken, Primis ve Fertilis isimleri verilen makarnalık buğday çeşitleri Tarım Bakanlığından üretim izni almıştır. Ayrıca kamu-üniversite iş birliği kapsamında Karadeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü ile yapılan çalışma sonucunda Akhoca isimli ekmeklik buğday çeşidi üretim izni almıştır. Bu çeşitlerin tohumlukları özel sektör ve Araştırma Enstitüsü tarafından üretilmeye başlanmıştır. Bu çeşitlerin tohumluklarının önümüzdeki yıllarda üreticinin kullanımına sunulması beklenmektedir.
BİR İKİ YIL GİBİ KISA SÜREDE TOHUMLARIN GELİŞTİRİLMESİ TAMAMLANABİLMEKTEDİR
Hızlı ıslah teknolojisiyle tohumların geliştirilmesinde moleküler yöntemlerinin de kullanılması hedeflenen tohumların geliştirilmesinde büyük kolaylıklar sağlamaktadır. Bu teknoloji kullanılarak bir-iki yıl gibi kısa bir sürede tohum geliştirme çalışmalarının tamamlanması ve sonrasında arazi çalışmalarına başlama fırsatı sunması tohum geliştirme çalışmalarında yeni bir dönem başlatmıştır. Son yıllarda hızlı ıslah teknolojisiyle geliştirilen tohumların sera şartlarında bitkisel özelliklerinin belirlenebilmesi amacıyla görüntü işleme ve yapay zeka çalışmaları da yoğun şekilde kullanılmaya başlanmıştır. Tohum geliştirme çalışmaları yanında değişen iklim şartları bazı ürünlerde bitkisel üretimin Hollanda örneğinde olduğu gibi yoğun şekilde seralara taşınmasına neden olacağı öngörülmektedir. Dolayısıyla hızlı ıslah teknolojisi serada bitkisel üretim için de katkılar sağlayacaktır.
Hızlı ıslah teknolojisi tohum geliştirme süresinin kısaltılmasını sağlamakla birlikte bilimsel çalışmalarda kullanılmak üzere nitelikli genetik materyallerin geliştirmesinde de önemli yararlar sağlamaktadır. Özellikle kuraklık ve iklim değişikliği gibi birçok stres faktörlerinin arttığı son yıllarda tarımsal üretimin artırılması amacıyla hızlı ıslah teknolojisi stratejik bir öneme sahiptir. Tarımsal araştırma dünyasında önemli bir etki doğuran ve bütün dünyada hızla yaygınlaşan hızlı ıslah teknolojisinin ikinci yeşil devrim olarak adlandırılacağı öngörülmektedir.