Hibrit (F1) Tohumlar Hakkında

F1 TOHUM NEDİR ?

Öncelikle hibrit tohum ne demek ? Bunu anlatmaya çalışalım. Hibrit tohumluk, aynı türe ait bitkinin genetik bakımdan kendisiyle yakın akraba olmayan bir başka bitki ile tozlanmasıyla yani melezlenmesiyleelde ediliyor. Yani aynı bitki türünün farklı ailelerden gelen ana ve baba bitkiler birleştirilerek F1 denilen melez tohum elde ediliyor. Elde edilen sebze tohumları, hastalık ve zararlılara, sıcağa ya da soğuğa karşı dayanıklılığı, raf ömrünün uzunluğu ve yüksek verim sağlaması gibi nedenlerle üretimde tercih edilirken, eskiden beri yetiştirilen yerel çeşitler piyasadan çekiliyor, hatta bunlar gen bankaları tarafından muhafaza edilmedikçe yok olma tehlikesiyle karşı karşıya kalıyor.

F1 tohumdan büyüyen bir sebzeyi tohumluk bıraksanız, ondan alacağınız tohumlarla gelecek yıl yine böyle verimli sebze alabilirmiyiz?Yoksa F1 tohumları gelecek sene yeniden mi almamız gerekir?

F1 Tohumun hibritliğini belirten bir kod, Filial 1’ın kısaltmasıdır.F1 hybridlerini şöyle anlatmayı deniyeyim.

F1 Hibrid (Melez) Tohum Hakkında Merak Ettikleriniz

“f1 Hibrid” tohum nedir?

Yer küremizde ki biyolojik çeşitlilik kabaca 2 temel kaynaktan beslenmektedir; bunlar;

a.    Ya genetik mutasyonlar sonucunda oluşmuş olan ve de normalde olmaması gereken genetik dizilişler ile oluşanlar,
b.    Ya da doğal yolla birbirleriyle gen transferi yapabilen türlerin birbirlerine gen aktarmaları sonucunda ortaya çıkanlar yani melezler (veya hibridler) dir.

Doğada Gen aktarımı çoğunlukla böcekler aracılığı (özellikle arılar), rüzgarın etkisiyle, vb… dış etkenler sayesinde gerçekleşmektedir. Arı, çiçekten çiçeğe uçarak, erkek organdan aldığı polenleri (üreme materyalini) dişi çiçeğin döl yatağına taşıyıp, döllenmeyi sağlayarak, ziyaret ettiği bu iki birey arasında doğal şartlarda gen aktarımı mümkünse, gen aktarımı gerçekleştirmektedir.

İnsanlar doğayı gözlemleyerek bu sırrı çözmeye başladıklarında melezliğin çok önemli bir özellik olduğunu fark etmişler ve 19 ncu yy.da ağırlıklı olarak Mendel’ in çalışmaları sonrasında bu olguyu kuramsallaştırmışlardır.

Hibrid veya melez tohum, aynı bitki türüne ait uzak akraba konumunda olan iki doğal bitki kümesi veya popülasyonundan (örneğin A ve B) seçilen saf hatların veya bireylerin birbirleri ile çaprazlanması (A x B) sonucunda elde edilen ilk nesil (f1) melez tohumlara verilen isimdir; bu teknik ile değişik yöntemler kullanılarak ana veya babada bulunan özelliklerin f1 çocuklarında ortaya çıkıp çıkmadığı belirlenmekte ve böylece yetiştiricilerin yani çiftçilerin en çok istedikleri özellikleri bünyesinde toplayacak olan f1 melezin hangi ana – baba birleşiminden elde edildiği saptanarak, çoğaltıma geçilmektedir.

Ancak f1 melezler genetik yapıları gereği tohum verdikleri zaman yani f2 elde edildiğinde, f1 de ki istenen özelliklerin çok az bir kısmının f2 de korunduğu görülmektedir. Örneğin f1 de bulunan herhangi bir hastalığa dayanıklılık özelliği f2 de kaybolmakta,  dolayısı ile bu özelliklere sahip bir çeşit talep eden kullanıcılar her sene yeniden f1 tohum satın alma zorunda kalmaktadır. Zaten f1 melezlerin bu özellikleri sayesindedir ki bir çok kişi ve kuruluş bitki ıslahı konusunda yatırım yapmış ve yapmaktadır; tohum sektörü her sene cirosunu yaklaşık %13 ila %15 ini ARGE bütçesine aktararak dünyada tüm sektörler içerisinde araştırmaya en çok kaynak ayıran sektör konumunda bulunmaktadır.

Burada göz ardı edilmememsi gereken iki önemli hususa dikkat edilmelidir bunlar;

a.    Tohum maliyetinin toplam girdiler içinde ki payı oldukça düşüktür. (örneğin sera domatesinde %1,5 civarı),
b.    Diğer girdi maliyetlerinin sabit kalmasına karşın sadece tercih edilen tohum sayesinde toplam hasılat çok fazla değişiklik gösterebilir. (örneğin serada 1 dekar domates üretiminde hiçbir şey kazanmamak, 25.000.- TL kazanmak veya bu iki uç arasında bir hasılat elde etmek mümkündür).

Bu uğraşlar sayesinde elde edilen özellikli (örneğin verimli, belirli hastalıklara mukavim, soğuğa veya sıcağa dirençli, erkenci veya geçci, yağ oranı yüksek, vs…) f1 hibridler sayesinde tohum sektörü özellikle dünyada nüfusun çok hızlı arttığı 20 nci yy. ın ikinci yarısı boyunca insanların bol ve ucuz gıdaya kavuşmalarını sağlayabilmiştir.

Tohumculuk uğraşında uygun ana – babaları belirleme ile istenen f1 melezleri elde etme işlemine “ıslah çalışması”, yapan kişiye de “ıslahçı” ismi verilmektedir.

f1 Hibrid – Melez tohumlar kısır mıdır?

Maalesef ülkemizde ulu orta dillerde dolaşan “f1 tohumlar kısırdır” söylemi tamamen yanlış ve de büyük bir yalandır! Bu iftiranın altında işin özünü bilmeyen geniş kitlelere korku salarak bilimsel gelişmelerin önüne bilinçli veya bilinçsiz set çekmek isteyen ufak ama yaygaracı bir grup insanın yarattığı bilgi kirliliği vardır! Melezleme yolu ile geliştirilen f1 hibridler mutlaka kısır olur diye bir şey söz konusu değildir; ancak istenirse bu özelliği sağlamak genetik olarak mümkündür. Örneğin eşek ile altın melezi olan katır, kısırdır; ancak katırı alan da, satan da, üretimine aracı olan da bunun böyle olduğunu bilerek belirli özellikleri nedeni ile katırı tercih eder ve ahırına koyar! f1 tohumlar içerisinde de örneğin çekirdeksiz karpuz doğal olarak kısırdır ve tohumu olmadığı için de çocuk yani meyve veremez; bu karpuzları üreten de, yiyen de bunun böyle olduğunu bilir! Ancak çekirdek ayıklaması zor geliyorsa ve de canı kolaylık isterse bu kısır çeşidi bilinçli olarak satın alabilir.

Bu yöntemle belli bir amaca yönelik kısır bir çeşit geliştirildi diye ticari olarak satılan tüm f1 hibrid tohumlar kısırdır demek büyük bir yalandır. Örneğin domateslerde kısırlığın bir cazibesi bulunmamaktadır; ancak ülkemizde piyasada satılan ve tüketilen domateslerin yüzde 99’ a yakınının f1 hibrid olmasına karşın bu çeşitler kesinlikle kısır değildir; bunu doğrulamak için yediğiniz domatesin içerisinden ayıracağınız çekirdekleri, kış sonrası, bahar aylarında toprağa ekerseniz yaza tekrar domates elde edeceğinizi göreceksiniz!

Canavar tohum var mıdır?

Canavar tohum, yakıştırması da aynen “Kısır Tohum” benzeri tamamen medyatik bir abartmadır. Yeryüzünde böyle bir tohum ne doğal olarak var olabilir ne de insanoğlu tarafından meydana getirilmiştir. Ülkemizde “Canavar Tohum” diye adlandırılan şey belki de terminatör tohumlar (terminator seeds) diye tercüme edebileceğimiz bir olgudur. Genetik mühendisliği ürünü olan terminatör tohumların bu teknoloji de dünya lideri bir firma tarafından yapılabilirliği kanıtlanmış ise de aynı firmanın açık taahhüdü ile hiçbir durumda kullanılmayacağı dünya kamuoyuna duyurulmuştur. Bu ürünler ne Türkiye de ne de başka herhangi bir ülkede hiçbir zaman kullanılmamıştır. Ayrıca ileride değineceğimiz gibi ülkemizde GDO’ lu ya da aktarma genli bitkilerin AGB tarımı yapılmaz.

Hibrid-Melez f1 tohumlar insan ve çevre sağlığı açısından zararlı mıdır?

Kesinlikle hayır! Belirli bir bitki türünde örneğin mısır, şeker pancarı veya domateste hibrid melez tohumlar ile olamayanlar arasında genetik olarak hiçbir fark yoktur. Her ikisi de aynı genetik temele (yani aynı genlere ve gen sayısına) sahiptir. Dolayısı ile hibrid melez tohumu ile organikçilerin yere göğe sığdıramadıkları baba annelerinin domatesi (ki yukarıda açıklandığı gibi o da melez idi) arasında sahip oldukları genlerin niteliği ve sayıları itibari ile hiçbir fark bulunamamaktadır. Hibrid melez tohumlar ıslah edilirken genetik mühendisliğin teknikleri kullanılmaz ve de bu tohumlar başka canlı türlerine ait gen taşımazlar.

Bu aşamada hibrid- melez tohum kullanımı ile bilinçsiz veya kontrolsüz tarım uygulamalarını ayırmamız gerekiyor. Kontrolsüz tarımda ölçüsüz yoğun ilaç ve gübre uygulamaları kültürel tedbirlere riayet etmeden üretim anlatılmaktadır. Denilebilir ki yüksek oranda üretim artışı getiren hibrid-melez tohum kullanımı yoğun tarımı teşvik etmiyor mu?

Hayır etmiyor! “ Bilinçsiz Tarım” karşıtı olarak AB ülkelerinde yaygınlaşmaya ve ülkemizde de sebze üretiminde kullanılmaya başlanan “ iyi tarım uygulamaları” yükselen çevre koruma bilinci ile her geçen gün daha fazla benimsenmekte ve burada hibrid-melez tohumlar kaçınılmaz olarak en önemli girdi olarak kullanılmaktadır; şöyle ki f1 hibrid-melez çeşitler ile kurumsal olarak her istenen özellikte çeşit geliştirmek mümkün olduğundan belirli hastalıklara dayanıklı yani ilaç gerektirmeyen, daha az su tüketen, daha az gübre gerektiren, vs… özellikte tam çevre dostu daha fazla vitamin, daha fazla kanser düşmanı moleküller içeren insan sağlığına dost ürünler elde etmek mümkündür. Bu konular üzerinde tüm ıslahçılar şu anda yoğun olarak çalışmaktadırlar.

F1 tohum mendel deneylerini bilenler daha iyi bilirler ana çeşit ile baba çeşidin birleşmesinden elde edilen ilk döldür.Bunlardan da elde edilirse F2-F3 diye gider. Ancak anne ve babadan olan ilk döl “melez azmanlığı” denilen bir olay gerçekleştirir. Verim ve özellikler oldukça yüksektir sonraki döllerde de tam tersine döner ya hiç verim vermez ya da verse bile F1 dekine göre hayal kırıklığına uğratır.

F1 tohumlar ile GDO ( Genetiği Değiştirilmiş Organizma) aynı anlama mı gelmektedir?

Kesinlikle hayır, apayrı şeyler.

F1 elle tozlandırma dediğimiz bitki ıslahı terimini ifade ederken diğeri ise tamamen laboratuvar ortamında hücre ve DNA genetiği düzeyinde çok farklı canlıların DNA ve genleri ile önceden ne olacağı belli canlılar (Bitki hayvan vs) ortaya çıkarma çabasıdır. Ancak şunuda söylemeliyim ki F1 tohum GDO lu olmaz bir şey yok. Bu tamamen tohumun hangi labaratuvara girdiğine bağlı.

Bu anlamda ben GDO’lu ürünlerden çekinen okuyucularımız için yerli tohumları tercih etmelerini tavsiye ederim zira yerli firmalarımız o tohumu laboratuvara sokacak ne teknolojileri ne de bu GDO’lu ürünleri üretebilecek sermayeleri var.

HİBRİT TOHUMUN ÜRÜNÜNDEN TOHUM ELDE EDİLEBİLİR Mİ ?

F1 denilen hibrit tohumdan üretilen ikinci ve daha sonraki nesiller ilk melezlemede elde edilen olumlu özellikleri taşımadığı için F1 tohum

ancak bir yıl başarılı şekilde tarımsal üretim için kullanılabiliyor. Aynı yüksek verimi, bitki performansını veya istenilen kalite özelliklerini elde edebilmek için hibrit tohumluğun her yıl satın alınması gerekiyor. Böylece milyonlarca dolar yurt dışına gidiyor.   Türkiye 20-25 bitki türünde ihtiyacı olan yüzlerce hattabinlerce hibrit çeşidi yurt içinde geliştirme ve bunların tohumluğunu üretme kapasitesinden yoksun olduğu için, bunların bir kısmını ithalatyoluyla karşılamak zorunda kalıyor. Örneğin sadece domateste yaklaşık 850 kayıtlı çeşit varken, bunların ancak birkaç yüz tanesi üretimde kullanılabiliyor.

lk bakışta bu gibi görünse de açıklayan Formula 1 yarış motorlarının nesil, aslında kullanılan bir terimdir genetik ve özellikle seçici yetiştirme . Bu durumda, F1 açılımı FILIAL 1, tarif belirgin biçimde farklıdır ve genetik olarak saf ana bitkilerin bir çapraz tozlaşma elde edilen tohum ya da bitki ilk filial (veya ilk nesil). Bu belirgin ebeveynlerin çıkan döl veya yavru özel ve / veya arzu edilen ya gelen özelliklerinden ya da her iki ebeveyn ile yeni bir üniforma çeşitli üretir. Bir F2 melez olarak bilinen canlı tohumun üremesi yoluyla bir sonraki nesle bu özellikleri yeniden artık neredeyse imkansız gibi belirgin farklı ebeveynler kullanılarak da genetik bir kilit oluşturur olacaktır.

Bir F2 melez tohum çapraz iki F1 hibrit ebeveyn tozlaşmanın sonucudur veya bitki  bu F2 melez bazı özellikleri gösterebilmesine rağmen özelliklerini F1 anne fidan bu kuşağın en tekdüzelik göstermez ve özgün ve genetik saf  büyük ebeveynleri tarafından görüntülenen değişen özellikleri bir dizi olacak.

Bu hibridizasyon tekniğin ana yararı sağlamak için özelliklerini ekili ekin, ama aynı zamanda daha çok hibrid gücü “olarak bilinen, büyüklüğü ve şekli sürekliliğini hem de Heterosisin üretir.

Hibrid gücü genetik sonucudur, üreme bir ebeveyn bitkiden baskın genler ikinci ebeveyn bitkinin arzu çekinik bastırmak için kullanılır. Oluşan fideler anne ya da genel olarak daha iyi bir hastalık direnci gösteren daha büyük ve daha güçlü olacaktır.

Belli bir gerektiren miktarda araştırma bu terim görüntüleyen herhangi bir tohum paketleri geleneksel ekili oranla belirgin şekilde daha pahalı olacağını göreceksiniz .

Avantajları

Homojenlik ve öngörülebilirlik ;
Homozigot bireysel bitki veya hayvan F1 yavru genleri saf hatları kendi fenotip üniforma yaparak, sınırlı değişim gösterdiği ve mekanik işlemler ve hafifletilmesi ince dolayısıyla cazip  yönetimi  ve özellikleri bu çapraz verimlerle tam olarak aynı sonucu tekrarlayarak, bilinen bir kez yüksek performans olarak , bir farklı sürümleri için kod protein veya enzim , enzim iki farklı sürümleri olan bu alel miktarlarda iki farklı sürümlerine sahip bir yeni nesil ve bu enzim mevcut olan optimal versiyonu olasılığını artırır ve bir olasılığını azaltır genetik defekt olarak karşımıza çıkar.

Dezavantajları

F1 çeşitlerin ebeveyn olarak kullanıldığı zaman, yavruları (F2 nesil) birbirinden büyük ölçüde değişir. Bazı F2 onların dedesi bulunduğu gibi, homozigot genlerin yüksek olan ve bu melez gücü diğerinden eksikliği olacaktır. Müşterilerin kendi tohumlarını üretmek isteyen bir ticari tohum üretici bakış açısından bakıldığında, bu genetik çeşitliliği istenen bir özelliğidir.

Akraba evliliği ve melez atalarının hatları geçiş hem  çok daha yüksek fiyata ve maliyetlidir. Genel olarak, daha yüksek verim, vs, bu dezavantajı kaydırır.Aynı çevre şartlarında kaldırdığında F1 melezleri, aynı zamanda olgunklaşır. Hepsi aynı anda olgunlaşan meyveler daha kolay bir makine ile hasat edilebilir. Geleneksel çeşitlerin ve yerel çeşitlere göre  gıda sıkıntısıyla kaçınarak, daha uzun bir süre boyunca hasat etmek çoğu bahçıvanlar için daha yararlıdır.

Diğer Kaynaklar:

Mendel’in ilk çalışmaları, fenotipik  olarak tek bir özelliği farklılık gösteren bezelye tohumlarını (Örneğin AA ve aa) çaprazlamaktı. Çaprazlama sonucunda oluşan F1 ve F2 tohumlarının fenotipik özelliklerini gözlemleyerek, karakterlerin döllere geçiş biçimini belirlemiştir.

Birden fazla fenotipik farklılık gösteren tohumların çaprazlanmalarında sonuçlar ne olacaktı? Farklı gruptaki allellerin döllere geçişi sırasında birbirlerini etkilemeleri söz konusu muydu?

Bu sorulara cevap olabilecek fenotipik iki karakteri olan bezelye tohumları ile çaprazlama çalışmaları yapıldı. Düzgün ve sarı tohumlu bitkilerle, buruşuk ve yeşil tohumlu bitkiler çaprazlandı. F1 dölünde düzgün ve sarı renkli tohumların elde edildiği görüldü. Dominant karakterlerin sarılık ve düzgünlük olduğu doğrulanmış oldu.

Mendel’in 2. yasası:    Bağımsız dağılım prensibi

DDSS (dişi)    *  ddss (erkek)

D  D  S  S            d  d  s  s

Muhtemel alleller

DdSs  Düzgün sarı

P:

G:

F1:

F1 dölünde fenotipik olarak düzgün ve sarı karakterler gözlenmesine karşın, genotipik olarak resesif karakterler mevcuttur (buruşukluk ve yeşillik karakterleri). Dominantların resesiflere etkisi nedeniyle; genotipikte mevcut karakterlerin fenotipte belirmesi mümkün olamamaktadır.

Mendel, tabloda verdiğimiz çaprazlama sonucu elde edilen F1 tohumlarını bir sene sonra ekti ve bitkilerin kendi kendine döllenmesine izin verdi. Oluşan 556 adet F2 tohumlarını renk ve biçimlerine göre 4 farklı gruba ayırdı. 315 sarı-düzgün, 108 yeşil-düzgün, 101 sarı-buruşuk ve 32 yeşil-buruşuk sonucunu elde etti. F1 de gizli kalan karakterlerin, F2 de ana-baba tiplerine ek olarak yeni iki tipin meydana gelmesi, Mendel’e, ana-babada bir arada bulunan karakterlerin birbirlerinden bağımsız olarak döle geçtiklerini düşündürdü.

Karakterler kendi aralarında incelendiğinde, tohum biçimlerine göre (315+108) 423 düzgün, (101+32) 133 buruşuk ( 3:1 ), tohum rengine göre de  (315+101) 416 sarı,  (32+108) 140 yeşil ( 3:1 ) oranları ortaya çıkar. Bu sonuçlar, tek karakterli çaprazlamadaki sonuçlarla aynı olduğunu göstermiştir. Matematiksel sonuçlar Mendel’in ikinci yasasını oluşturmuştur. Buna göre farklı genlere ait allellerin eşey hücrelerinde bir araya gelmeleri birbirlerinden tamamı ile bağımsızdır ve rastlantıya bağlıdır. Daha sonraki çalışmalar, daha fazla karakterler çaprazlamaları içinde  bu yasanın geçerli olduğunu göstermiştir.

Fenotipik olarak 4 farklı karakter gözlemlenmesine karşın genotipik 16 kombinasyon mümkündür.

DdSs (dişi )         *         DdSs(erkek)

F1 tohumları kendi aralarında çaprazlanır.

DS  Ds  dS  ds          DS  Ds  dS  ds

Muhtemel alleller

P:

G:

Dişi ve erkek alleler (G)

DS

Ds

dS

ds

DS

DDSS

DDSs

DdSS

DdSs

Ds

DDSs

DDss

DdSs

Ddss

dS

DdSS

DdSs

ddSS

ddSs

ds

DdSs

Ddss

ddSs

ddss

F2:

Genotipik 16 çeşit döllün fenotipik oranları :

Fenotip :                   Genotipik kombinasyonları :

9/16             DS(düzgün-sarı)            (DDSS,DDSs,DdSS,DdSs)

3/16             Ds(düzgün-yeşil)            (DDss,Ddss)

3/16             dS(buruşuk-sarı)            (ddSS,DDSs)

1/16             ds(buruşuk-yeşil)            (ddss)

1902 yılında hücre biriminde mendel yasaları derinlemesine araştırılmış ve geliştirilmiştir. Mendelin kalıtım birimlerinin (günümüzde gen olarak adlandırılan) davranışları kromozomların hareketleriyle paralellik gösterdiği saptanmış, bitkiler için geçerli yasaların, hayvanlar ve insanlar içinde geçerli olduğu anlaşılmıştır.

Karakterlerin mendel yasalarına uygunluk gösterecek şekilde bir dölden diğerine geçmesine Mendelizm denir. Karakterlerin mendelizme uygunluk gösterebilmesi için en başta dominantlık, resesiflik ilişkisinin bulunduğu allellerin olması şarttır. Ayrıca eşeyli üreme ile çoğalma (ana-baba) ve farklı karakterlere ait genlerin ayrı kromozomlarda taşınması koşulu vardır.

Açılım Oranlarının İhtimal Hesapları
Eğer (F1) lerde D ve d allellerini ayıran çekirdek bölünmesi gamet şekillenmesin-den önce oluşursa (F1) gametlerinin yarısı Dominant (D) genini diğer yarısıda resesiv (d) genini taşıyacaktır. Eğer tesadüfi Syngamy oluşuyorsa (D) yumurtasının (D) veya (d) spermi ile eşleşme şansı eşittir. Söz gelişi (F1)lerin çiftleştirilmesi elde edilen (F2) leri aşağıdaki gibi gösterelim.

F1 Dişi’lerinden yumurta : 1/2 D + 1/2  d

F1 Erkek’lerinde sperm : 1/2 D + 1/2    d

F2 : 1/4 DD + 1/4 Dd + 1/4 dD + 1/4      dd

Böylece Monohibrit genotipik açılım oranı [(1/4) DD] + [(2/4 Dd)] + [1/4 dd] yada kısaca 1:2:1 şeklinde elde edilir.

Bu çeşit bir hesaplama iki bağımsız olayın aynı anda oluşma ihtimali bu iki bağımsız olayın tek başına olma ihtimallerinin çarpımına eşittir kuralından elde edilmiştir. Böylece yumurtalardan yarısı (D) genotipinde ve spermlerin yarısıda (D) genotipinde ise tamamiyle dölleme oluşursa (DD) zigotu elde edilme ihtimali (1/2) x (1/2) = 1/4 olacaktır. Fenotipik olarakda DD ve Dd organizmaları bir birinden dış gö-rünüş olarak ayırdedilemezler ve neticede 3:1 monohibrit F2 fenotipik oranı elde edilir. Bu varsayımların hepsinin geçerliliği daha sonra sıtolojik incelemeler ve ilave çiftleştirme denemeleri ile test edilmiştir. Ayrıca bu sonuçları elde edebilmek için da-ma tablosu (Checker board) ve Punnet kare metotları gibi metotlarda kullanılabilir.