Hibrit Tohum Üretimi ve Melezleme Çeşitleri

Hibrit tohum nedir?

İki farklı saf hattın birbirleriyle melezlenmesinden elde edilen yavru döl (hibrid) melez olarak adlandırılır.
Hibrid tohum elde edilirken izlenen yollar şunlardır:

1. İntrodüksiyon
2. Seleksiyon
a. Teksel seçme ( saf hat seleksiyonu )
b. Toptan seçme ( mass seleksiyon )
3.Melezleme
a. Açılan döllerde teksel seçme
b. Açılan döllerde toptan seçme
c. Geri melezleme
d. Çoklu melezleme
e. Türler arası melezleme

İntrodüksiyon:

Bitki ıslahında ilk adım,ıslah için gerekli olan materyalin toplanmasıdır.Materyal toplamada önemli olan husus,toplanan materyalin,bulunan yerin çevre koşullarına benzer yerlerden (yurtiçi yada yurtdışı)sağlanmış olmasıdır.
İntrodüksiyon yolu ile materyal toplamanın amaçları şunlardır:
1.Yurdun herhangi bir bölgesinde yetiştirilmekte olan üstün bir çeşidi arayıp bularak diğer bölgelere de yayılmasını sağlamak.
2.Diğer ülkelerde yetiştirilen çeşitler arasında ıslahçının çalıştığı ekolojiye uygun ,üstün vasıflı çeşitleri arayıp bulmak ve bunları üretilmelerini sağlamak.
3.Yerli ve yabancı materyal içinden belli karakterler bakımından üstün olan çeşit veya tipler seçip bunları doğrudan doğruya üretime almak veya melezlemelerde anaç olarak kullanmak.

Seleksiyon

Teksel Seçme(saf hat seleksiyonu):

Teksel seçme,populasyondan tek bitkilerin seçilmesine ve tek bitkilerin yavru döllerinin kontrolü temeline dayanır.Teksel seçme ile ortaya çıkan çeşit,homozigot bir bitkinin kendine döllenmesi ile meydana gelen döllerin çoğalması ile elde edilmiştir.Bu nedenle böyle çeşitlere ‘saf hat çeşidi’ denir.
Doğada uzun yıllar kendi halinde yetişmiş olan autogam bitki populasyonları (yerli çeşitler) seleksiyon için büyük değer taşımaktadır,çünkü bunlar tarımsal,patolojik ve kalite karakterleri yönünden farklı genotipli saf hatlardan oluşurlar.Bu gibi yerli çeşitler,yeni ıslah çeşitleri ile yer değiştirdikçe giderek ortadan kalkmakta ve asırların seleksiyonu ile ortaya çıkmış genotipler kaybolma tehlikesiyle karşılaşmaktadır.Bu nedenle yerli materyalin toplanması ve korunması önemli bir sorundur.
Teksel seçmenin uygulanması aşağıda özetlenmiştir.Pratikteki ıslahçı,kendi koşul ve amaçlarına göre değişiklikler yapabilir.

1. yıl : Populasyon içinden (karışık bir çeşit veya açılım gösteren melez materyal) 200 – 1000 kadar bitki seçilir.Bunlara elit bitkiler denir.

2. yıl : Seçilen her bitki ayrı sıra yada ocaklara ekilir.Bütün yetişme süresince yapılan gözlemlere göre üstünlük gösteren sıralar seçilir ve her sıra ayrı hasat edilir.Her sıradan elde edilen tohum yeni bir ‘deneme hattı’dır.

3. yıl : Seçilen hatlar,tekrarlamalı (genellikle 3 tekrarlamalı ) gözlem ve mikro verim denemelerine alınır.Bu denemelerde her tekrarlama genellikle 1 sıra ve her sıra 5 m. Uzunluğundadır.1/5 ve 1/10 oranında kontrol çeşidi de kullanılır.Gözlemler ve verim sonucuna göre en üstün görünen hatlar seçilir.

4. – 7. yıl : Tekrarlamalı denemelere devam edilir.Verin denemelerine paralel olarak gerekirse hastalıklara dayanma gibi özel denemelerde yürütülür.Bu denemelerde tekrarlama sayısı genellikle 4, parsel büyüklüğü ise ürünün çeşidi ve arazi durumuna göre 5 – 10 m2 olabilir.Verim denemeleri sırasında ürünün gelişme devrelerinde yine gözlemler yapılır.Bunlar kışa-kurağa dayanma,erkencilik,hastalıklara dayanma v.b. gibi gözlemlerdir.

8. yıl : Deneme sonuçlarına göre en üstün ve ümitvar görünen bir veya birkaç çeşit seçilir ve bölge çeşit denemeleri yapılmak üzere,Bölge Çeşit Deneme İşleri Müdürlüğüne verilir,bir yandan tohum üretimine başlanır.Genellikle üç yıl orada da denendikten sonra tescil edilir ve yeni bir çeşit olarak çiftçiye dağıtılır.Böylece başlangıçtan çiftçiye dağıtılma safhasına kadar 11 – 12 yıl kadar zaman alır.

Toptan seçme(mass seleksiyon):

Fenotipik olarak birbirlerine benzeyen bitkilerin seçilip,birlikte harman edilerek tohumlarının karıştırılmasına ‘toptan seçme’ denir.Toptan seçme ile elde edilen çeşitler;renk,olgunlaşma zamanı v.s. gibi gözle görülebilen karakterler bakımından oldukça saftır,fakat verim ve kalite gibi kantitatif karakterler bakımından farklı hatları (genotipleri) içerebilirler.
Toptan seçmede bitkiler fenotip esasına göre seçilir.Hasat edilen tohumlar döl kontrolü yapılmaksızın karıştırılır.Amaç,populasyonda mevcut ve üstün genotipleri seçerek populasyonun genel düzeyini yükseltmektir.
Toptan seçme yönteminin uygulama prensipleri genel hatları ile aşağıda açıklanmıştır:

1. yıl : Populasyon içinden birbirine benzeyen ve arzulanan tipte birkaç yüz bitki seçilir,harman edilerek tohumları karıştırılır.

2. yıl : Seçilen bitkilerin tohumları,bölgenin standart çeşitleriyle karşılaştırmalı ön verim (mikro verim) denemelerine alınır.Eğer toptan seçme eski ve karışık bir çeşidin saflaştırılması amacıyla yapılıyorsa,bu eski çeşit de kontrol olarak denemede bulundurulur.Çeşitlerin bitki boyu,yatma,erkencilik,kışa dayanama gibi karakterleri yönünden gözlemler yapılır.Kalite ve verimleri de saptanır.

3. – 6. yıl : Standart çeşitlerle karşılaştırmalı verim ve adaptasyon denemelerine devam edilir.

7. yıl : Önceki yıllar denemelerinde yeni çeşit üstün durum gösteriyorsa,tohum üretimine başlanır ve çiftçiye dağıtılır.

Kendine döllenen bitkilerin ıslahında toptan seçme metodunun kullanılmasının iki sakıncası vardır:
1.Grup olarak ayrılan bitkilerin heterozigot yada homozigot oldukları belli değildir.Heterozigot olan bitkiler ileriki kuşaklarda açınım göstereceklerinden yeniden fenotipe göre seçim gerekli olabilir.
2.Bitkilerin içinde yetiştiği çevre koşulları,onların gelişmesi ve saflığı üzerinde etkilidir.Bu nedenle fenotipe göre yapılan toptan seçmede,üstün görünüşlerinin genotipten mi,yoksa çevre koşullarından ileri gelen bir durum mu olduğunu bilmek olanaksızdır.Bu nedenlerle kendine döllenen bitkilerde toptan seçme yöntemi,teksel seçme yöntemine göre daha az kullanılır.Toptan seçme daha çok karışık çeşitlerin saflaştırılmasında ve çeşitli kuruluşlar tarafından dağıtımı yapılan tohumlukların saf tohumluğunu koruyabilmek amacıyla kullanılır.

Melezleme ıslahı:

Kendini dölleyen bitkilerde uygulanan melezleme ıslah yöntemi; iki çeşidi birbiriyle melezleyip,açılan kuşaklarda anaçlarda arzu edilen karakterlerini taşıyan bitkileri seçme temeline dayanır.Amaç değişik anaçlarda bulunan karakterleri aynı bitki üzerinde toplamaktır.
Ana ve baba karakterlerini bir bitki üzerinde toplamanın yanında,kantitatif kalıtım gösteren,verim,kışa dayanma,erkencilik v.b. gibi karakterleri bakımından anaçlardan daha üstün genotipler elde edilmesi de mümkün olabilir.Bu üstün kombinasyonlar ‘Transgressif açılımlar’ sonucu meydana gelmektedir,domates bitkisi de kendine döllenen bir bitkidir.

Melezlemede anaç seçimi :

Melezleme ıslahı yönteminde,ıslah amaçlarına göre anaç seçilir.Melezlemede kullanılacak anaçlar,aynı türden olabilecekleri gibi farklı türlerden de seçilebilir.Ancak yeni çeşidin yörede kullanılan eski çeşidin yerini alacağı,bu nedenle yeni çeşidin yerini alacağı eski çeşitten verim ve adaptasyon bakımından üstün olması gerektiği dikkate alınarak melezlemede kullanılacak anaçlardan biri yerli anaçlar arasından seçilmelidir.Diğer anaç ise ilk anaçtaki zayıf özellik veya özellikleri tamamlayıcı niteliğe sahip olmalıdır.Eğer bu melezlemeden istenilen karakterleri taşıyan bitkiler elde edilemez ise üçüncü gerekirse dördüncü bir anaçta melezlemeye katılabilir.
Seçilen anaçlar farklı zamanlarda ekilerek melezleme süresince çiçekli olmaları sağlanmaya çalışılır.Bu amaçla geçci olan anaç daha erken,diğer anaç ise daha geç ekilir.Eş zamanlı çiçeklenmeyi sağlamak için her anaç 3- 4 farklı tarihte de ekilebilir.

Melezlemenin uygulanması :

İstenilen sayıda F1 tohumluğu elde etmek amacıyla ana olarak kullanılacak bitkilerde yeterli sayıda salkım kısırlaştırılır.Ana olarak kullanılacak bitkiden çiçek tozu keselerinin (antherlerin) koparılıp uzaklaştırılması işlemine ‘emasculasyon’ denir.Emasculasyonun ne zaman yapılacağı,üzerinde çalışılan bitkilerin çiçek yapısı ve döllenme biyolojisine bağlıdır.Genel prensip ana bitkinin erkek organlarının çiçek tozlarını dökmeden koparılması ve dişi organın canlılığını kaybetmeden tozlanmanın yapılmasıdır.Bu işlem sırasında antherlerin yeşilimsi ve fazla gelişmemiş olması;yapılan işlemin doğru ve güvenilir olması açısından önemlidir.Emasculasyon işlemi özellikle hava sıcaklığı yüksek ise öğleden önce yapılmalıdır.
Kısırlaştırılmış salkım,kağıt yada bez torba ile dışarıdan gelebilecek çiçek tozlarına karşı korunur.Bu amaçla tül ile kaplı izolasyon kafesi de kullanılabilir.Kısırlaştırılmış salkımlar etiketle belirlenir.Etiket üzerine ana bitkinin çeşidi ve kısırlaştırılma tarihi yazılır.Kısırlaştırılma işleminden 1 – 3 gün sonra tepecik (stigma) çiçek kabul etme olgunluğuna gelince,baba olarak seçilen bitkilerden alınan çiçektozları tozlanır ve tekrar kese kağıdı v.b. ile izole edilir.Salkıma bağlı etikete baba olarak kullanılan çeşidin adı ve tozlanma tarihi yazılır.

Bir diğer önemli konu ise:

Geri Melezleme :

Geri melezleme yöntemi,aslında üstün olan bir çeşidin noksan yada yetersiz olan bir veya birkaç karakterini tamamlama amacıyla kullanılır.Yöntemin planlanması oldukça basittir.Anaçların seçimi önemlidir.Anaçlardan birinin bölgeye adapte olmuş verimli bir çeşit;diğerinin de birinci çeşitte bulunmayan üstün karakteri taşıyan bir çeşit olması gerekir.Bu iki çeşit arasında melezleme yapıldıktan sonra meydana gelen F1, bölgenin standart çeşidi olan birinci anaçla yeniden melezlenir ve bu işlem birkaç kez tekrarlanır.Her melezlemeden sonra ortaya çıkan bitkiler arasından ikinci çeşidin üstün karakterlerini taşıyan bitkiler seçilir ve birinci çeşitle geriye melezlenir.Böylece yalnız aktarılması arzulanan karakteri taşıyan bitkiler geri melezlemede kullanılır.Buna tekrarlanan ‘recurrent’ anaç denir.Diğer anaç ise yalnız bir kez melezlemeye girmiş ve aktarılması istenen karakterlerini vermiştir,buna verici ‘donör’ anaç denir.
Geri melezleme standart çeşidin bütün karakterleriyle birlikte ikinci anacın üstün karakterini de taşıyan çeşit elde edilinceye kadar sürdürülür.Geri melezleme bir çeşit kendileme sayılabilir.Her geriye melezleme sonunda standart çeşidin özellikleri(genleri) artarak çoğalır.Her geriye melezlemede tekrarlanan anaçtan genlerin yarısı geldiğinden,donör (verici) çeşidin genleri %50 azalır.Donör çeşidin genotipteki payı (gen yüzdesi) ( ½ )n formülüne göre hesaplanır.Burada “n” tekrarlanan anaçla yapılan melezleme sayısıdır.Geri melezleme sayısı ıslahçının görüşüne ve aktarılacak karakterin kalıtım özelliğine göre 1-8 arasında değişir.Eğer aktarılması istenen karakterin kalıtımı basit ve melezlerde kolayca görülebilen dominant bir karakter ise,geri melezleme yöntemi daha kolay ve başarılı olur.

Melez çeşit ıslahı :

Melezlerin anaçlarından daha üstün olması genel bir özellik olup,buna melez azmanlığı (heterosis) denir.Melez azmanlığından yararlanarak yeni ıslah sistemleri geliştirilerek ilk olarak mısırda uygulanmış ve melez mısır büyük başarı kazanmıştır.Günümüzde sorgum ve şekerpancarı gibi allagom bitkilerle,domates gibi autogam bitkilerde bu özellikten pratikte yararlanma yoluna gidilmektedir.
Melez çeşit sözcük olarak,değişik kendilenmiş hatlar,klonlar veya populasyonlar arasında gerçekleşmiş melezlerin F1 döllerini ifade eder.Heterosisten yararlanmak için F1 tohumluğun kullanılması gerekir.En çok kullanılan melez çeşit,iki veya daha fazla kendilenmiş hattan elde edilen çeşitlerdir.Günümüzdeki uygulama,kendileşmiş hatların elde edilmesi ve bunlar arasında uygun melezlerin yapılması şeklindedir.Bu nedenle melez çeşidi verecek kendilenmiş hatlar ve bunların elde edilmesi çok önemlidir.

Kendilenmiş hatların elde edilmesi :

Açılan bir populasyondan kendilenmiş hatların geliştirilmesi 6 aşamayı kapsar:
1. Açılma gösteren bir populasyonun bulunması
2. Yeterli bir homozigotluk derecesine ulaşıncaya kadar populasyonun kendilenmesi
3. Kendilenmiş hatların çeşitleri özellikler 8morfolojik,fizyolojik,patolojik,kalite v.s.) yönünden değerlendirilmesi
4. Kendilenmiş hatların genel uyuşma yeteneğinin belirlenmesi
5. Kendilenmiş hatların ticari melez tohumluk potansiyelinin belirlenmesi (özel uyuşma yeteneği)
6. Kendilenmiş hattın temel tohumluğun (breeder seed) hazırlanması

Teorik olarak bir kendilenmiş hat tamamen homozigot hale gelmiş bir çeşit demektir.Kendilenmiş hatlar bir populasyonda bitkilerin kendi çiçek tozlarıyla tozlanmaları sağlanarak elde edilir.Bu işleme “kendileme” denir.Kendileme 5-7 yıl süreyle yapılırsa bitkiler hemen tamamen homozigot hale gelir ve kendilenmiş hat elde edilmiş olur.Kendilenmiş hatlar arasında yapılan melezlerin hepsinde “heterosis” beklenmez.

Yukarıda bahsettiğim domates tohumlarının hibrid safhasına kadarki süreci ifade etmektedir.Bu süre en az 6-7 sene,rezistans genler 10 yıla çıkabilmektedir.O yüzden ıslahçının bölge adaptasyonu ve bölge istemine cevap verecek çeşitleri iyi öngörüp gelecekteki değişimleride hesaplamalıdır.
Bundan 10 yıl önce verimlilik,renk ve aroma ön plandayken zaman içinde taşımacılığa uygun ve raf ömrü uzun çeşitlere yönelindi.Şu anda ise kaybedilen aromanın ve hastalıklara rezistansın önemi artmakta,daha az ilaç kullanımı,aroma oranı daha yüksek,lycopen miktarı arttırılmış çeşitler ön plana çıkmıştır.
Bu yüzden ıslahçı üretim sorunlarına duyarlı,ona iletilen bilgilerin doğruluğu,gelecek tüketim anlayışına açık olmalı ve çalışılmalıdır.Her zaman ıslahçı ve üretici arasındaki teknik ekip sorunların çözümünde,bilginin aktarılmasında,ıslahçının yönlendirilmesinde önemli sorumluluklar yüklenmiştir
Domates ıslahında bölgesel istemler önemlidir,bunun kadar geleceği şekillendirmekte öngörüdür.

Ticari melez tohum üretimi şu şartlar bağlıdır:
1. Tohumların meydana geldiği ebeveyn çiçek tozu meydana getirmelidir.
2. Çiçek tozu hazır olarak baba çeşitten kolayca transfer edilebilmelidir.
3. Ebeveyn olarak oldukça homozigot hatlar kullanılmalıdır.

Domates ıslahında 3 ana kompenant vardır:
1.Bitki ıslahı ve genotip seçimi
2. Moleküler destekli ıslah programlarında yabani çeştlerden gen nakli
3. rDNA teknikleri kullanarak diğer çeşitlerden de genleri nakletmek germplasmı zenginleştirmek.