Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Bitki Biyoteknolojisi. MÖ 2,000 19. yy Erken 20. yy Orta 20. yy 1930lar 1950ler 1970ler 1980 1980ler 1990lar 2000 2000ler Kültivasyon Seçilimli Çapraz.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Bitki Biyoteknolojisi. MÖ 2,000 19. yy Erken 20. yy Orta 20. yy 1930lar 1950ler 1970ler 1980 1980ler 1990lar 2000 2000ler Kültivasyon Seçilimli Çapraz."— Sunum transkripti:

1 Bitki Biyoteknolojisi

2 MÖ 2, yy Erken 20. yy Orta 20. yy 1930lar 1950ler 1970ler ler 1990lar ler Kültivasyon Seçilimli Çapraz Döllenme Hücre Kültürü Mutajenez ve Seçilim Somaklonal Çeşitlilik Poliembriyojenez Anter Kültürü Rekombinant DNA Markör-yardımlı Seçilim Genomiks Biyoenformatiks GDO Tartışmaları Bitki Teknolojilerinde Gelişimin Tarihçesi

3 Genetik Değişikliğe Uğratılmış Organizmalar (GDOlar) nelerdir? GDOlar kendi türünden ya da kendi türü dışındaki bir canlıdan gen aktarılarak bazı özellikleri değiştirilen bitki, hayvan ya da mikroorganizmalardır. + Don’a dayanıklı bir çilek = Antartika Balık DNAsı Çilek

4 GDOlar Nasıl Yapılır? 1. – Bir bitki doku kültürü ve rejenerasyonu sistemi kurmanız gerekecektir. 2. – Hedeflediğiniz amaca hizmet edecek gen’i bulup bu bitkide çalışacak hale getirmeniz gerekecektir. 3. – Bitki hücre yada dokularına bu geni transfer etmeniz gerekecektir. 4. – İçine gen girmiş hücreden “tam-bitki” büyütmek için 1. aşamayı kullanmanız gerekecektir.

5 Bitki Doku Kültürü: Bitki Rejenerasyon Sistemi Bitki Hücreleri Hücre Çoğaltımı: Kallus Sitokininler Oksinler Steril ortamdan çıkış ve tarla hazırlığı Rejenerasyon Başlıyor Koşullandırma

6 Bitkilere Gen Transferi Çıplak DNA, bitki hücresine transfer edilir. Transfer edilen genin ifadesi hemen kontrol edilebilir (Geçici Gen İfadesi) yada kalıcı olarak genetik değişikliğe uğrayan hücreler seçilir ve bunlardan tam-bitkiler (Transgenik Bitkiler ) elde edilir. DNA Transfer Metotları: 1.Kimyasal 2.Microenjeksiyon 3.Elektroporasyon 4.Partikül Bombardımanı (Biyolistik) 5.Agrobacterium tumefaciens

7 Kimyasal DNA Transferi Genellikle hücre duvarı soyulmuş bitki hücrelerine (protoplast) uygulanır. Birçok protokol mevcut: 1.DNA’yı ve protoplastları bir araya getirin. 2.Ortama yüksek polikatyon içeren bir madde ekleyin (PEG ve CaCl 2 ). 3.DNA endositoz yoluyla hücreye girecek ve çekirdekteki kromozoma yerleşecektir.

8 iğne ~ 1-2 pikolitre volüm enjekte edilir. Hayvanların yaklaşık %5- 40’ı transgeni içerir. Yeni döllenmiş bir yumurtaya DNA transferi : Microenjeksiyon

9 Elektroporasyon Genellikle hücre duvarı soyulmuş bitki hücrelerine (protoplast) uygulanır. Protoplastlar ve DNA bir araya getirilir. Yüksek voltaj uygulanır. Bu voltaj membranda geçici delikler oluşturur DNA bu deliklerden içeri girer.

10 Ti plazmidi: Tümör-oluşturan plazmid Agrobacterium tumefaciens bakterisinden Çift çenekli bitkilerde taç uru hastalığı yapar Agrobacterium tumefaciens Yöntemi

11 A.tumefaciens taç uru küçük bir şey değildir

12 Doğal Enfeksiyon Süreci Çok Karmaşıktır

13 Ti plazmitleri Transgenik Bitki Elde Etmek İçin Bir Vektör Olarak Kullanılabilir

14 Partikül Bombardımanı (Biyolistik) Diğer tüm yöntemlerden daha geniş uygulama alanı Organel transformasyonu yapılabilmekte Yöntem : 1.DNA altın yada tungsten partikülleri üzerine çöktürülür. 2.Bu partiküller hücre yada dokuların içine girecek şekilde hızlandırılır. 3.Diğer yöntemlerde olduğu gibi seçilme yolu ile tüm-bitkiler elde edilir.

15 J. Sanford and T. Klein, Cornell Orjinal Biyolistik tabancası,.22 kalibre

16 Helyum Gaz Tabancası : BioRad PDSHe1000

17 Seyyar Gaz Tabancası : BioRad Amaç: Laboratuvar dışında da gen transferi çalışmaları yapabilmek. Örneğin Pfizer tarafından 2006 yılında Kuş gribi aşılamasında kullanılmıştır.

18 AMAÇKullanılan Genler Abiyotik Stres Toleransıgpat, sod, MtID, sod Tuz Toleransı betA, p5cs, hval, codA, afp, imt 1 Tohum depo proteinleriPhaseolin, phytohemagglutinin, conglycinin, patatin, zein glutenin Gıda Kalitesi psy, crtl, Icy Erkek Döl-verim Yenilemesi Ribonuclease (barnase)*, Ribonuclease inhibitor (barstar) * FotosentezChlorophyll a-b binding protein, rubisco ss NodülasyonLectin, leghemoglobin TranspozonlarAc, Ds, Tam, En-l Fungal DirençChitinase, ribosome inactivation protein (RIP) Virüs KorumasıCoat protein genes*, antisense-coat protein*, satelit RNA * Böcek DirenciBt toxin*; crylA(a), crylA(b), crylA(c), crylC, crylllA, proteinase inhibitor (CpTi),corn cysatin (CC),rice cystatin Nematot Direnci1 (OCI) a’ ai, gna, chicken avidin gene* Bakteriyal DirençMi, Hs1 Attasin*, HEWL*,T4L* Renk Değişimi ß-glucuronidase*, luciferase*, ß -galactosidase * Opin SenteziOctopine synthase*, nopaline synthase* Kimyasal Direnç[neo, nptII, (aphA2), nptI (aphA1), aaC3, aaC4,6_gat, aadA, SPT, hph (aphIV), Ble, sulI, sat3,cat]* DOG,BADH*,DHPS, ocs,TDC*,DHFR Herbisit Toleransı Pigmentasyon Pro-Vitamin A Pat*, bar*,EPSP synthaseA*, cp4 epspsgox*, csr1-1, csr1-2, bnx*,hemL*, Cah*, tfda* Dihydrocuercetin reductase, chalcone synthase psy (phytoene synthase), crt * DiğerleriPolygalactrunase, heat-shock proteins (HSP), tubilin, ATP synthase, isopenthenyl transferase, metallotionein, pathogenesis-related proteins (PR), phythochrome

19 EN GENİŞ İKİ TİCARİ GDO UYGULAMASI

20 Böceğe Dirençli Bitkiler Bacillus thuringiensis (Bt) bakterisinden elde edilen delta-endotoxin epitopları kullanılır. Birtakım böceklere dirençlidirler Avantaj: Verim kayıpları azalır, daha az tarım ilacı kullanılır Mısır, Pamuk, Patates

21 Böcek Direnci GD BitkiGD Olmayan Bitki Avrupa Mısır deleni

22 Herbisite Toleranslı Bitkiler “Round-up” (Glyphosate) herbisitine toleranslıdırlar Bakteriyal EPSP sentaz geni içerirler Avantaj: Ucuz ve pratik yabani ot mücadelesi Soya, Mısır, Pamuk

23 GD olmayan GD Bitkiler Herbisit Direnci

24 ISAAA Global Area of Biotech Crops, 1996 to 2010: Industrial and Developing Countries (M Has, M Acres) Kaynak: Clive James, M Acres yılları arası dünyada GD Bitkiler tarımının Genel yüzölçümü (Milyon Hektar) Toplam Endüstriyel Gelişmekte olan

25 ISAAA Global Area of Biotech Crops, 1996 to 2010: By Crop (Million Hectares, Million Acres) Kaynak: Clive James, 2010 M Acres yılları arası dünyada GD Bitkiler tarımının Ürüne göre yüzölçümü (Milyon Hektar) Soya Mısır Pamuk Kanola

26 ISAAA Global Area of Biotech Crops, 1996 to 2010: By Trait (Million Hectares, Million Acres) Kaynak: Clive James, M Acres Herbisit Toleransı Böcek Dirençli (Bt) Her ikisi Kombine yılları arası dünyada GD Bitkiler tarımının Karaktere göre yüzölçümü (Milyon Hektar)

27 2010 Yılı için GD Bitki Üreten Ülkeler ve Mega-Ülkeler * * 14 mega ülke 50,000 hektar ve üzeri GD Bitki üretenlerdir Kaynak: Cive James: 2010 * 17 mega ülke 50,000 hektar ve üzeri GD Bitki üretenlerdir

28 2010 yılı itibariyle GD Bitkilerinin Toplam piyasa değeri : 11,2 Milyar ABD Doları: Bu da toplam ziraat getirisi olan 51,8 Milyar ABD dolarının yaklaşık %22’si. Bu değer ABD için % yılı için bu değerin 12 Milyar ABD Doları olacağı tahmin edilmektedir. GD Bitkilerin Biyoteknolojik Değeri

29 GDOlar Hakkındaki Endişeler

30 Çevre Konusunda Endişeler Yakın akrabalara polen (gen) kaçışı. Monokültür ve bunun olası yan etkileri. Hasat sonrası doğada kalan kalıntılar.

31 Gıda Güvenliği ve Sağlık Konusunda Endişeler  Allerjenlik, Toksisite  Markör genlerin olası yatay transferi  Genetik değişimler (kanser?)

32 Sosyal ve Ekonomik Endişeler  Gelişmekte olan ülkelerdeki tarım ve çiftçiler üzerindeki etkisi  Tarımda patent konusu  Dev şirketlerin tekel oluşturması ve bunun dünya tarımı üzerindeki etkisi  Gelişmekte olan ülkelerdeki olası gen yağmalanması

33 Etik ve Din Konusundaki Endişeler  Tüketicinin Bilgilendirilmesi (Etiketleme)  Hayvan genlerinin bitkilerde kullanılması ? (vejeteryanlar)  Dini Endişeler. Kanunlar Konusundaki Endişeler  Halihazırda bulunan yasalar araştırmacıları ve çiftçileri ne kadar koruyor?  Bu yasalar ülkelerin çıkarlarını ne kadar koruyor?

34 FAYDALI GDO UYGULAMALARI

35 Fonksiyonal Gıdalar: Altın Bitkiler Altın PirinçAltın Şeker Patates Altın Karnabahar

36 Fonksiyonal Gıdalar: AmaçKaynakHedefRef. Kolestrolü azaltmak Ekmek mayası 3-hidroksisteroid oksidaz Kolza ve SoyaVankatramesh ve arkd Yüksek AntioksidanPirinç Antosiyanidin sentaz geni PirinçReddy ve arkd Yüksek Temel Yağ Asidi PUFAs-Omega-3 Yosun Elongaz/Desatür az Arabidopsis thaliana Qi ve arkd Düşük Linolenik AsitSoya GmFAD3 RNAi yoluyla SoyaFlores ve arkd.2008 Yüksek Lisin ve TriptofanMısır KD α-zein RNAi MısırHuang ve arkd. 2006

37 RNAi Uygulamaları AmaçKaynakHedefRef. Patates Virüs-Y rez.Viral proteinaz geni RNAsı PatatesKusaba 2004 Erkek kısırlığıTütün TA29 geni RNAsı TütünMao 2007 Dekafeine KahveKahve theobromine synthase (CaMXMT1) KahveOgita ve arkd Düşük nikotin tütünTütün ornithine decarboxylase (ODC) TütünDeBoer ve arkd. 2011

38 KESİMDEN 8 GÜN SONRAKESİMDEN 24 GÜN SONRA GD Olmayan Bitki GD Bitki Raf Ömrünün Uzatılması

39 Biyomolekül Üretimi Canlı Biyoreaktörler ÜrünUygulamaBitkiMenşei Gastrik LipazKistik FibrozMısırFRANSA İnsan Glukoserebrosidaz (prGCD) Gaucher HastalığıBitki Doku Kültürü İSRAİL İnsülinDiyabetYalancı Safran KANADA LactoferonHepatit CSu Mercimeği ABD İnsan LizozimiSağlık-Gıda Katkısı PirinçABD Non-narkotik Retikülin Sağlık-KozmetikHaşhaşAVUSTRALYA Polyhidroksibütirat PHP Çevre-BioplastikDallı DarıABD

40 GD Bitkilerde Aşı Üretimi : Yenilebilir Aşılar

41 HastalıkAntijenBitki/DokuYıl KoleraKolera ToxinB subunit CTBTütün / Yaprak1996 KoleraCTBPatates/ Tüber1998 Kolera- Gastroenterit CTB-Rotavirüsenterotoxin protein NSP4 Patates/ Tüber2001 İshalHeat-labile toxin B subunit LTBPatates/ Tüber2001 İshalNorwalk Virüs Kapsid ProteiniPatates/ Tüber1996 Hepatit BHepatit B yüzey antijeni HBsAgPatates/ Tüber2001 Viral İshalRotavirüs Kapsid proteiniPatates/ Tüber2003 Serviks KanseriHuman Papilloma Virus Kapsid Proteini Tütün/ Yaprak2007 Difteri, Pertusis, Tetanus Difteri ve Pertusis epitopları ve kolera exotoksini Domates/Meyva2007 KuduzKuduz virüsü nükleoproteini (RNP) Domates/ Meyva2008 KabakulakParamyxovirüs (MV-H hemagglutin) Havuç/ Kök2003 AIDSHIV-1’in Tat proteiniDomates/ Meyva2007 Alzheimerİnsan β-Amyloid (Aβ)Patates/ Tüber2003 ArtritisTip II kolojen peptitPirinç/ Tohum2008 Solunum Yolu Hastalığı Respiratuvar Syncytial Virüs (RSV) F proteini Domates/ Meyva2000

42 VETERİNERLİK ŞAP AŞISI İÇEREN YEMLER

43 GD BİTKİLERİ YEMEK DIŞINDA DA KULLANIYORUZ Biyoremediasyon: Çevre Temizliği Askeri Uygulamalar

44 KirleticiKaynakHedefRef. Kadmiyum, Çinko, Kurşun, Nikel ve Boron Fitoçelatin TaPCS1 Geni Çalı tütünü (N. glauca) bitkisi Martinez ve arkd SelenyumAstragalus bisulcatus SMTA geni Arabidopsis thalianaCherian&Oliveira 2005 CıvaBakteriyal merA ve merB genleri Arabidopsis thaliana, tütün, kavak ve hint hardalı Gratao ve arkd. 2005; Cherian&Oliveira 2005; Bizily ve arkd ArsenikBakteriyal arsC ve γ – ECS genleri Arabidopsis thalianaCherian&Oliveira 2005 Vinil KlorürMemeli P450 sitokrom geni KavakDoty ve arkd RDX PatlayıcıBakteriyal NADPH- bağımlı nitoreduktaz TütünRylott ve arkd Biyoremediasyon: Çevre Temizliği

45 Askeri Uygulamalar Danimarka Aresa Şirketi araştırmacıları Arabidopsis thaliana bitkisine bir gen aktarılarak mayın yakınında gelişmesi durumunda NO 2 ye karşı hassasiyet göstermeleri ve kırmızıya dönüşmesini sağlanmış oldu. Sızıntı

46 YEŞİL ENERJİ : BİYO-YAKITLAR Biyo-etanol Biyo-dizel Selüloz yada nişastanın fermentasyonu Yağ bitkileri: Kolza, palmiye yada soya

47 YEŞİL ENERJİ : BİYO-YAKITLAR-2004 ÜlkeBiyo-etanol (Milyar Litre) Biyo-dizel (Milyar Litre) BrezilyaŞeker Kamışı (15)- ABDMısır (13)Soya (0,1) ÇinSüpürge Darısı (2)- AlmanyaŞeker Pancarı (0,02)Kolza, Ayçiçeği (1,1) FransaŞeker Pancarı (0,1)Kolza, Ayçiçeği (0,4) İtalya-Kolza, Ayçiçeği (0,35) KanadaTahıllar (0,2)- TaylandManyok :cassava (0,2)- İspanyaŞeker Pancarı (0,2)- Danimarka-Kolza, Ayçiçeği (0,08) Çek Cumhuriyeti-Kolza, Ayçiçeği (0,07) AvustralyaTahıllar, Şeker Kamışı (0,07)- DÜNYA TOPLAMI312,2 Kaynak : Clive James 2010, Pocket K No.24

48 Bitki Biyoteknolojisinin Diğer Uygulamaları Omiks Bilimleri  Genomiks : Fonksiyonel Genomiks Karşılaştırmalı Genomiks Yapısal Genomiks  Proteomiks  Metabolomiks

49 Bitki Biyoteknolojisinin Diğer Uygulamaları Bitki Biyoteknolojisine Yönelik BİYOENFORMATİKS Yaklaşık 2200 genom projesinden 405 adedi tamamlanmış ve yayınlanmıştır. Internet kanalı ile ulaşılabilecek arama siteleri ve veri-bankaları bulunmaktadır. Arama : NCBI (The National Center for Biotechnology Information) sisteminde BLAST isimli bir arama motoru mevcuttur. Araştırma : ENTREZ, NCBI tarafından kullanılan veri alım sistemidir, Ekleme : Bilim insanlarını NCBI sistemine verilerini eklemeleri için kullanılabilecek leri “Bank It” gibi araçlar vardır. Bilgi Madenciliği: NCBI’da “Spidey” gibi bilgi karşılaştırma ve hizalama (align) araçları mevcuttur.

50 Tarımda Nanoteknoloji Nanokapsüller : “Magic bullets”; herbisit-gübre-insektisit-hormon transferi Mesoporous silica nanopartiküller: Gen transferi Nano-engineered enzimler: Selüloz-Etanol çevrimi


"Bitki Biyoteknolojisi. MÖ 2,000 19. yy Erken 20. yy Orta 20. yy 1930lar 1950ler 1970ler 1980 1980ler 1990lar 2000 2000ler Kültivasyon Seçilimli Çapraz." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları