Çevrimdışı

4.3.2. Hastalıklara Dayanıklılık
Bitkiler patojen enfeksiyonunu sınırlamak için farklı teşvik edilebilen savunma mekanizmalarına sahiptirler. Bunlar arasında hücre duvarlarının ligninleşmesi, küçük antibiyotik moleküllerin üretilmesi, yaralanmış bölgedeki konukçu hücrelerin ölmesi ve reaktif oksijen türlerinin üretilmesi sayılabilir. Virüsler, bakteriler, mantarlar ve nematotlara karşı sistematik olarak edinilen dayanıklılık birçok sayıdaki dayanıklılık geninin beraber hareket etmesiyle ortaya çıkmaktadır (Melchers ve Stuiver, 2000).
Virüsler, mantarlar ve bakteriler özellikle meyveler ve sebzelerde büyük zararlar yaparlar. Virüsler, bir bitkiden diğer bitkiye bulaşmak için böcek gibi aracılara ihtiyaç duyduğundan bunlara karşı genel olarak dolaylı yollarla mücadele yapılmaktadır. Mantar ve bakterilerin bitkilere bulaşması olayında konukçu-patojen ilişkisinin ön plana çıkması nedeniyle dayanıklılığın gen teknolojisi kullanılarak aktarılması, böcek ve virüslere göre daha az başarılı olmuştur (Saedler, 2001).
4.3.3. Herbisitlere Dayanıklılık
Tarımsal alanlarda yabancı otlar nedeniyle verimde oluşan kayıp dünya çapında % 10-15 olarak tahmin edilmektedir. Geniş alanlarda yapılan tarımda bu nedenle genelde yabancı ot kontrolü için herbisitler kullanılmaktadır. Seçici olarak etki eden herbisitler (Bromoksinil, Sulfonylharnstoffe), belli

morfolojik ve ----olojik özelliklere sahip yabancı otları öldürmektedirler. Bazı seçici herbisitler uzun süre toprakta kalabildiklerinden taban suyuna karışmakta ve dayanıklı yabancı otların ortaya çıkması tehlikesini doğurmaktadır. Total herbisitler ise toprakta çabucak çözünmektedirler. Fakat bunlar hem yabancı otlar hem de kültür bitkileri için aynı derecede toksiktirler (Kempken ve Kempken, 2004). Herbisitlere dayanıklı transgenik bitkiler, herbisitlerdeki etkin maddeyi inaktif hale getiren ve herbisitin hücum ettiği alanı herbisit zarar meydana getirmeyecek şekilde değiştiren proteinleri kodlayan dayanıklılık genlerine sahiptirler. Bu dayanıklılık genleri ya mikroorganizmalar ya da doğal olarak dayanıklı bitkilerden izole edilmektedir. Herbisitlere dayanıklı transgenik bitkiler ve dayanıklılık mekanizmaları Çizelge 6‘te verilmiştir.
4.3.4. Strese Dayanıklılık
Çevreden kaynaklanan strese maruz kalan bitkiler kendilerini korumak için stratejiler geliştirirler. Sıcaklık, soğuk, su eksikliği, yüksek tuzluluk veya ağır ****llere karşı yüksek toleransın bitkilere aktarılması bunların marjinal alanlarda yetiştirilmesini mümkün kılacaktır. Gen teknolojisi kullanılarak ekstrem koşullara toleranslı bitkilerin geliştirmek henüz başlangıç safhasındadır. Strese karşı daha yüksek bir tolerans, antioksidantların oluşumunu sağlayan enzimleri kodlayan genlerin aktive edilmesiyle sağlanmaktadır. Nicotiana tabacum’a Mangan- SOD geninin aktarılması ile ozon zararı 3-4 kat azaltılabilmiştir (Hoffmann, 1997).
Bitkilerin sıcaklık, tuzluluk veya soğuk stresi altında su düzeyinin dengede tutulmasında osmolitik maddeler büyük öneme sahiptir. Osmolitik maddeler, suyu bağlayabilmekte ve proteinlerin yapılarının korunmasında su moleküllerinin yerini alabilmektedirler. Osmolitik maddeler çoğunlukla


Çizelge 6. Herbisitlere dayanıklı transgenik bitkiler
Transgenik Bitki Herbisit Dayanıklılığın Etki Mekanizması
Tütün, mısır, pamuk, kolza, soya, şekerpancarı, domates
Glifosfat
EPSP-Synthase enzimi için 35S-promotörü tarafından yönlendirilen genin ve Oksidoreduktaz için bir bakteriyel genin aktarılması herbisitin neden olduğu yoğun EPSP-Synthase üretimi ve aynı zamanda Oxidoreduktaz ile herbisitin detoksifikasyonu ile dayanıklılık ortaya çıkmaktadır
Patates, tütün, mısır, yonca, kavun, kenevir, kavak, çeltik, soya, şekerpancarı, domates, kolza, buğday
Fosfonitricin
Bar geninin S. hygroscopicus’den transfer edilmesiyle herbisidin asetilasyon ile detoksifikasyonu sağlanmaktadır.
Patetes, tütün, pamuk, domates
Bromoxynil
Klebsiella ozaenae’den bxn geninin aktarılması herbisitin detoksifikasyonunu sağlamaktadır
Patates, tütün, pamuk
2,4.D
Alcaligenes eutrophus’den 2,4.D-Monooksigenaz geninin transferi herbisidin detoksifikasyınunu sağlamaktadır
Tütün
Atrazin
Dayanıklı bir yabani formdan psb-A geninin veya bir Gltathion-S-Transferaz geninin aktarılması herbisidin daha az etkili olmasını veya detoksifikasyınunu sağlamaktadır
Patates, tütün, pamuk, kenevir, kiwi, mısır, soya, şekerpancarı, domates
Sülfonil Üre Maddeleri
N. tabacum veya A. thaliana’dan değiştirilmiş ALS genlerinin aktarılması herbisidin hedef enzimin olan ALS’ ye olan afinitesini azaltmaktadır
Kaynak: Hoffmann, 1997


şeker ve amino asit döngüsünden oluşan düşük moleküler bileşiklerdir. Mannito-Hidrogenaz oluşumu için bir genin bitkiye aktarılmasıyla bir şeker alkolü olan mannitol birikmekte ve bu birçok bitkide kurağa karşı dayanıklılığı ortaya çıkarmaktadır (Anon., 2001; Kempken ve Kempken, 2004).
Soğuğa karşı toleransı artırmak için kloroplast membranlarının lipitler ile doyurulmasına katkıda bulunan genler uygundur.
Kloroplastların,tilakoidmembranının
oluşturulmasıyla ilgili yağ asitleri ne kadar fazla doymuşluk derecesine sahip ise soğuğa karşı hassasiyet ve buna bağlı olarak fotosentezin durdurulması azalmaktadır. Kabaktan, tütüne Gliserol-3-fosfat-Asiltransferaz oluşumu için cDNA’nın aktarılması buna örnek olarak verilebilir. (Moon ve ark., 1995). Model bitki Arabidopsis thaliana‘da soğuğa karşı korunmada genlerin harekete geçirilmesinde anahtar rol oynama ihtimali olan bir düzenleyici gen (CBF1) izole edilmiştir (Sarhan ve Danyluk, 1998).
Tuza karşı dayanıklılığın artırılması için farklı stratejiler mevcuttur. Transgenik çeltikte örneğin Glutamin-Sintataz enziminin fazla ürettirilmesi ile tuza karşı tolerans arttırılmıştır (Hoshida ve ark., 2000). Athrobacter globiformis’den Arabidopsis’e Cholinoxigenaz geninin aktarılması bitkilerde Glisinbetainlerin birikimine ve böylece tuza karşı dayanıklılığın artmasına sebep olmuştur.
Bitkilerde ağır ****llere karşı toleransı artıran genlerin aktarılması ile sadece kirlenmiş topraklarda bitkilerin iyi yetişmesi sağlanmaz.
Aynı zamanda aşırı kirlenmiş toprakların iyileştirilmesi de sağlanmış olur. Bitkilere özel zehirlenmeyi ortadan kaldırma mekanizması ağır ****llerin fitojelatinlere (örneğin organik asitlere) bağlanması ve bunların hücrelerin vakuollerinde biriktirilmesidir. Methalotionein genlerinin tütüne aktarılmasıyla bu bitkide Cadminyuma karşı tolerans artırılmıştır (Hoffmann, 1997). Liriodendron tulipifera’ya civaya karşı dayanıklı bir bakteriden civa redüktaz geninin aktarılması ile toksik civa konsantrasyonlarına karşı tolerans elde edilmiştir (Kempken ve Kempken, 2004).