Kuraklık önümüzdeki yılların en önemli tarımsal problemi olarak küresel bitki ıslahı programlarında yerini almaktadır. Dünya genelinde suyun en büyük tüketicisinin tarım olduğu düşünülürse, özellikle, gelişmekte olan sıcak iklim kuşağındaki ülkelerde suyun yaşamsal önemi daha iyi anlaşılır. Kuraklık başta Afrika olmak üzere orta kuşak ülkelerinde yüksek bir yıkıma neden olabilecektir. Bu öngörülerden yola çıkan küresel tarım kuruluşlarının sıklıkla söz ettiği ürün “kuraklığa dayanıklı mısır”dır. Su kıtlığında yetişecek bitkisel ürünlerin geliştirilmesi çalışmaları ve denemeleri ise, Afrika, Hindistan ve Avustralya’da yapılıyor.

Öncelikle Araştırma. Genetik olarak bitkilerin strese verdikleri yanıtlar karmaşık ve çalışılması zordur. Burada genel strateji genetik çeşitliliğin çok iyi analiz edilerek kuraklığa dayanıklılığı sağlayan elementlerin ticari varyetelere aktarılmasıdır. Bu konularda Arabidopsis bitkisinden elde edilen sonuçlar sıklıkla kullanılıyor. Ayrıca pirinç, buğday ve hardal gibi ürünlerde tuzlu toprağa ve az suya dayanıklı hatlar geliştirilmektedir. Bitki hücreleri su dengesini korumak zorunda. Su az olduğunda, hücreler amino asit, şeker ve organik asitleri biriktirme yoluna gitmekte, ayrıca K+ iyonu depolamaktadır. İyon birikimi en fazla enzimleri etkilediğinden, bu iyonlar vakuol gibi organellerde depolanmaktadır. Abiyotik strese bitkilerin yanıtı ise genetik düzeyde yoğun araştırmalara konudur.

Genetik Mühendisliği Yoluyla Kuraklığa Çözüm. Bu konuda stres ilişkili genlerin bilinmesi ve tanımlanması önem taşır. Bu genlerin bir kısmı hücreleri su azlığından koruyacak proteinleri kodlamaktadır. Diğer bir kısmı, madde birikimleri, zar stabilitesi ve sinyal yolları ile ilişkilidirler. En az üç metabolik yol su stresi ile ilişkili olarak düzenlenmektedir. Absisik asit (ABA) adı verilen bir bitki hormonu su kaybında önemli rol oynamakta ve stres anında artmaktadır. Bu artış stomaların kapatılarak daha fazla su kaybını engellemektedir. Arabidopsis’den elde edilen ERA1 geni ise, ABA sinyallenmesi ile yakından ilgilidir ve ERA1 aktivitesi engellenen bitkiler kuraklığa tolerans sağlamıştır. ABA yollarının yanı sıra DREB1 ve DREB2 transkripsiyon faktörleri de tolerans artışında kullanılmıştır. Genetik mühendisliği ile elde edilen bitkilerde tarla denemeleri yapılmış ve bunların klasik ıslahla elde edilenlere göre oldukça iyi stres-toleransı olduğu belirtilmiştir. Suyun yeterli olduğu koşullarda da transgenik hatlar ile normalleri arasında verim açısından bir fark olmamıştır. Genetik mühendisliği ile kuraklığa tolerans %15-25 oranında elde edilebilmektedir (http://www.performanceplants.com). Kanadalı bir biyoteknoloji firması, mısırın yanı sıra soya, pamuk ve süs bitkilerinde denemeler yapmaktadır. Sonuç olarak ileride yaşanacak iklim değişikliklerine karşı abiyotik stres çalışmaları çok çeşitli türlerde devam etmektedir.

Kuraklığa dayanıklı Mısır için Afrika’da tarla denemeleri başladı. Bu proje Water Efficient Maize for Africa (WEMA) adı altında Uganda ve Kenya’da Kasım ve Aralık 2010’da başlatıldı. Ulusal Biyogüvenlik Komitesi bu denemeleri kontrol etmektedir. Kaynak : www. isaaa.org

Advertisements