Mikroçoğaltım Nedir? Mikroçoğaltım Aşamaları

Size küçük bir bitki parçası verilirse bundan bin tane bitki çoğaltabilir misiniz? Kulağa imkansız gibi geliyor değil mi? Ama bir bitki parçasından bin bitki üretmek mümkün. Bu çoğaltım şekline ise ‘Mikroçoğaltım‘ denir. Gelin birlikte bu mikroçoğaltım nedir, nasıl yapılıyor bakalım…

Mikroçoğaltım Nedir ?

Hepimiz hayatımızın bir döneminde bitkilerle haşır neşir olmuşuzdur. Bitkiyi ya tohumla çoğaltırız, ki buna generatif üretim denir, ya da bitkinin dalını vesaire kesip köklendirerek çoğaltırız, buna da vejetatif üretim şekli denir. Bitki doku kültürü yöntemlerini kullanarak çoğaltım şekline ise mikroçoğaltım denir. Mikroçoğaltımda, steril laboratuvar koşullarında bitkinin hücre, doku veya organları besin ortamına konularak yeni bir bitki elde edilir. Yani mikroçoğaltım, adından da anlaşılacağı üzere hücre gibi mikrometrelik ya da sürgün ucu gibi santimetrelik bitki parçasından yüzlerce binlerce tam bitki üretilmesidir. Her bir canlı hücrenin tam bir organizma oluşturma potansiyeline sahip olmasına “totipotensi” denir ki mikroçoğaltımın temeli de bitkilerin totipotensi özelliğine dayanır. Böylece, bir bitki parçasından bütün tam bir bitki elde edebiliyoruz.

Bir örnek vererek mikroçoğaltımı daha iyi açıklayalım. Farz edelim ki elimizde herhangi bir bitki var. Bundan küçük bir kesit alıyoruz. Bu bitki parçasını önce sterilize ediyoruz. Daha sonra solda görseldeki gibi bitkiyi bir tüp içerisinde bulunan yarı katı besin ortamına koyuyoruz. Burada, bitki büyüyüp yeni kardeş bitkicikler veriyor. Sonra bu kardeş bitkicikleri ayırıp gene yeni besin ortamına koyuyoruz. Bu şekilde bitkiler çoğalarak devam ediyor. En basit anlatımıyla mikroçoğaltımı böyle tarif edebiliriz. Tabi anlatımı kolay olsa da aslında mikroçoğaltım meşakatli bir yöntemdir. Mikroçoğaltımın her bir aşamasında optimizasyon sağlanmalıdır. Gelin şimdi mikroçoğaltımın aşamalarına bakalım.

Mikroçoğaltım Aşamaları

1. Sterilizasyon Aşaması

Bitki kültüre alınmadan önce kesinlikle steril edilmelidir çünkü besin ortamında bitki haricinde istenmeyen bakteri ve mantar gibi mikroorganizmalar da büyüyebilir. Bu da bitki kaybına sebep olur. Bu aşamada bitki steril edilirken kullanılan solüsyondan tututan solüsyonun konsantrasyonuna ve bitkinin solüsyonda bekleyeceği süre bile çok önemlidir. Bunun sebebi, belki de seçilen sterilizasyon protokolu mikroorganizmaları uzaklaştırmaya yeterli olmayacak. Ya da çok güçlü bir protokol seçilirse, mikroorganizmalarla beraber bitki de zarar görebilir. O yüzden, bu aşamada en iyi sterilizasyon protokolu bitkinin yapısına göre seçmelidir ya da optimize edilmelidir. Bunların haricinde, her aşamada olduğu gibi bu aşamada da çalışılacak ortam ve kullanılacak tüm malzelemeler önceden steril edilmelidir.

2. Çoğaltım Aşaması

Bitki steril ettikten sonra, önceden hazırlanan bir besin ortamına aktarılır. Bu ortam, bitkinin ihtiyaç duyduğu bütün makro ve mikro besin elementleri, vitaminleri, amino asitleri ve şekeri içerir. Bunun haricinde, bitki büyüme düzenleyicisi de eklenebilir. Besin ortamı, pH’ı ayarlandıktan sonra, ortamı yarı katı hale getirmek için agar veya benzeri malzeme eklenip steril edilir. Besin ortamında genel olarak bu malzemeler ve kimyasallar bulunsa da bitkinin ihtiyaç duyduğu maddeye göre ya da çalışmanın amacına göre besin ortamının içeriği değişiklik gösterebilir. O yüzden besin ortamında kesin olarak bu vardır demek zordur. Gene, sterilizasyon aşamasında olduğu gibi, besin ortamındaki maddeler, kimyasallar ve bunların konsantrasyonları da bitkiye göre seçilmeli ve iyi bir şekilde ayarlanmalıdır. Bütün bu optimizasyonların bitkiden bitkiye değiştiği gibi, aynı bitki cinsinin farklı türlerinde bile değişilik olabileceği unutulmamalıdır.

Yukarıda görseldeki gibi, besin ortamına aktarılan bitki, yeni kardeş bitkicikler verdiğinde bu bitkicikler steril pens ve bistüri ile ayrılıp yeni ortama aktarılır. Daha sonra bu bitkiciklerde yeni bitkicik verir. Bu şekilde bitki sayısı artarak çoğaltım yapılmış olur. Bu aşamada, bitkiyi strese sokmadan kardeş bitkiciklerin ayrılmasına dikkat edilmelidir.

Bitkiler besin ortamına konulduktan sonra bitkinin ihtiyaç duyduğu çevre koşulları (sıcaklık, ışıklandırma, nem gibi) ayarlanmalıdır. Bunun için, bitkiler iklim odaları, bitki büyütme odaları veya bitki büyütme kabinlerinde tutulur.

3. Köklendirme Aşaması

Çoğaltım aşamasında bitkilerin kökü yoktur. En son aşamada bitkileri dış ortama çıkarmadan önce köklendirme aşaması yapılmalıdır. Böylece, bitki toprağa geçtiğinde gerekli besinleri topraktan alabilsin. Bu aşamada da gene besin ortamı hazırlanır. Bazı bitkiler sadece macro ve mikro elementleri, vitaminleri ve şekeri içeren besin ortamlarında kök verebiliyorken bazı bitkilerin kök vermesi için bitki büyütme düzenliyicileri kullanılarak köklendirme desteklenir. Eğer bitki ne kadar iyi kök verirse, bir sonraki aşamada bitki dış çevre koşullara o kadar daha iyi adapte olur.

4. Adaptasyon Aşaması

En son aşamada, köklenen bitkiler steril laboratuvar koşullarından çıkartılıp dış koşullara aktarılır. Bu aktarma işlemi, bitkinin bu zamana kadar alıştığı laboratuvar ortamından, normal şartlarda yaşadığı ortam koşullarına doğru kademeli kademeli değiştirerek yapılmalıdır. Böylece, bitki her kademede ortama alışıp adapte olur. Diğer türlü, tek seferde bitkiyi dış koşullara aktarırsak bitki hemen adapte olamaz. Bu da bitkileri kaybetmemize sebep olur. Mikroçoğaltımda ilk ve son aşama çok önemlidir. İlk aşamada düzgün protokol bulunamazsa bitki baştan çoğaltılamaz. Eğer son aşama düzgün yapılmazsa çoğalttılan bitkiler adapte olamayacağı için bitki kaybı yaşanır.

Mikroçoğaltımın Avantaj ve Dezavantajları

Avantaj:

• Tek tip bitki (klon) üretimi
• Çimlenmeyen veya köklenmeyen bitkiler çoğaltımı
• Patojenlerden ari bitki çoğaltımı
• Mevsime ve dış hava koşullarına bağlı olmaksızın üretim
• Az miktarda bitki materyali gereksinimi
• Kısa zamanda ve dar alanda fazla sayıda bitki üretimi

Dezavantaj:

• Diğer üretim yöntemlerine göre yüksek maliyet
• Bitki doku kültürü bilgisine sahip donanımlı uzman kişi ihtiyacı
• Her bitkiye göre ayarlanması gereken protokol

Bir önceki yazımız ‘Topraksız Tarım‘ı okumadan geçmeyin !

Kaynak:

1. Murashige, T. (1974). Plant Propagation Through Tissue Cultures. Annual Review of Plant Physiology, 25, 135–166. https://doi.org/10.1146/annurev.pp.25.060174.001031
2. Thorpe T. (2012) History of Plant Tissue Culture. In: Loyola-Vargas V., Ochoa-Alejo N. (eds) Plant Cell Culture Protocols. Methods in Molecular Biology (Methods and Protocols), vol 877. Humana Press, Totowa, NJ. https://doi.org/10.1007/978-1-61779-818-4_2
3. George E.F., Hall M.A., Klerk GJ.D. (2008) Micropropagation: Uses and Methods. In: George E.F., Hall M.A., Klerk GJ.D. (eds) Plant Propagation by Tissue Culture. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-5005-3_2