Back to chapter

35.6:

Bitki Doku Kültürü

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Plant Tissue Culture

Languages

Share

Geleneksel olarak, çiftçiler, daha yüksek verim, daha büyük tohumlar, daha tatlı meyve ve daha fazla hastalık direnci gibi istenen nitelikleri üretmek için birçok nesil boyunca mahsul yetiştirir. Ana bitki aşılama veya çapraz tozlaşma ile yeni mahsul çeşitleri oluşturulabilir. Bununla birlikte, bu yöntemler zaman alıcıdır ve spesifik değildir, istenen özellikleri ortadan kaldırma şansı yüksektir. Alternatif olarak, bitki doku kültürü olarak bilinen in vitro tekniklerin kullanılması, istenen niteliklere sahip çok sayıda bitki klonunu hızla üretebilir. Bu teknik ‘totipotency’ye dayanır, bu da bir bitkinin bir kısmının uygun büyüme düzenleyicileri ve ortamı sağlandığında tüm bir bitkiye yol açabileceği anlamına gelir. Bitki kısmının kaynağına veya eksplantına bağlı olarak, doku kültürü teknikleri birkaç tipte ayırt edilebilir. Örneğin, kallus kültüründe, büyüme ortamına yerleştirilen doku eksplantları hızlı hücre bölünmesine uğrar ve kallus adı verilen farklılaşmamış bir hücre kütlesi oluşturur. Oksinler ve sitokininler gibi bitki hormonları, bitki büyümesinin çeşitli yönlerini düzenler ve kallusun farklı bitki kısımlarına ayrılmasına yardımcı olur. Sürgünler, oksinlere göre yüksek konsantrasyonda sitokininlere sahip bir kallustan çıkabilirken, oran tersine çevrildiğinde kökler oluşturulabilir. Eşit bir hormon konsantrasyonunda, genç bitkiyi yenilemek için hem kök hem de filiz form verir. Virüsler tarımda büyük bir endişe kaynağıdır çünkü ciddi bitki hastalıklarına neden olabilirler. Sürgen doku kültürü özellikle virüssüz bitkilerin kurulmasında faydalıdır. Bu yöntem, seçimin açıklaması olarak hızla bölünen sürgün ucuna dayanır. Bu sürgün uçlarında genellikle virüs yoktur. Bitki doku kültürü sadece istenen bitkilerin klonlanmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda genetik modifikasyonu da kolaylaştırır. Bir tür modifikasyon, bitkinin sağlığını, büyüklüğünü veya toplam verimini artırabilecek faydalı genlerin dahil edilmesini içerir. Bu tür modifikasyonlar sonraki nesiller tarafından miras alınır ve ek doku kültürüne ihtiyaç duyulmadan arzu edilen özellikleri üretir. Örneğin, genetik olarak modifiye edilmiş veya herbisit toleranslı bir gen içeren bir mısır, ABD’deki çiftçiler tarafından yaygın olarak benimsenmiştir. Bu değişiklik, bitkilere herbisit püskürtülmesini sağlar, rakip otları öldürür ve mahsulü etkilenmeden bırakır.

35.6:

Bitki Doku Kültürü

Bitki doku kültürü hem birincil hem de uygulamalı bilimde yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygulamalar, bitki geliştirme çalışmalarından fonksiyonel gen çalışmalarına, ürün iyileştirmesine, ticari mikro yayılıma, virüs eliminasyonuna ve nadir türlerin korunmasına kadar uzanır.

Bitki dokusu kültürü, bitki dokusunun bir büyüme ortamı ve uygun bir ortam sağlandığında tamamen yeni bir bitkiye yol açma kabiliyetine bağlıdır. Bitki hücrelerinin veya dokuların bu yeteneğine ‘totipotensi’ denir.

Bitki doku kültürünün temel adımları dört aşamalıdır:

  1. Sağlıklı bir ana bitki (eksplant) seçin.
  2. Dışarı ile temas halindeki yüzeylerinden gelen mikrobiyal kontaminasyonu ortadan kaldırın.
  3. Yeterli bir kültür ortamı içinde aşılama.
  4. Uygun sıcaklık, nem, hava kalitesi ve aydınlatma ile kontrollü bir ortamda eksplantın inkübasyonu.

Ayrıca, kültürün veya bitki türlerinin amaçlarına göre seçilebilen dört farklı bitki dokusu kültürü türü vardır:

  1. hücre kültürü (gametic hücreleri, hücre süspansiyonu ve protoplast kültürü gibi).
  2. doku kültürü (nasır ve diferansiye dokular).
  3. organ kültürü (kökler, sürgünler ve anterler gibi tüm organlar).

Bitki doku kültürünün popüler uygulamalarından biri, mikro yayılım olarak da bilinen in vitro klonal yayılımdır. Bitki dokusu kültürü, bu durumda, tohum çimlenmesi (asi bitkiler) ile ilgili sorunları olan veya kısa tohum canlılığına sahip bitkilerin çoğalmasına yardımcı olabilir. Mikro yayılım herhangi bir türe uygulanabilse de, ticari olarak gerekli bitkiler veya yok olma riski altında olanlar için önerilir. Örneğin, mikro yayılım, Himalayalara özgü bir tür olan Paphiopedilum delenatii gibi orkidelerin yetiştirilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu orkideler geleneksel olarak tohumlarla yayılır. Bununla birlikte, olgun orkidelerin bunları üretmesi yaklaşık 2-3 yıl sürer. Bu nedenle, bitki doku kültürü, bu türün yok olmasını önlemek ve ticari canlılığı sağlamak için ideal bir yöntem haline gelmiştir.

Mikro yayılım üç farklı şekilde yapılabilir:

  1. apikal veya aksiller tomurcuk kullanarak.
  2. adventif tomurcuk kullanarak.
  3. somatik bir embriyo oluşumu yoluyla, somatik ana bitki hücreleri kullanarak.

Tekniklerin her birinin başarısı genetik mirasa, kültür ortamına ve kuluçka koşullarına bağlıdır.