İklim Değişikliğine Dayanıklı Bitki Islahı

İklim değişikliği; yüksek sıcaklık stresi, kuraklık, tuzluluk, ani don olayları ve CO₂ konsantrasyon artışı gibi faktörlerle bitkisel üretimi doğrudan etkiler. İklime dayanıklı bitki ıslahı; bu stres koşullarına toleranslı genotiplerin geliştirilmesini hedefler.

Bu alan; genetik, moleküler biyoloji, bitki fizyolojisi, genomik ve biyoinformatik disiplinlerinin entegrasyonunu gerektirir.

1️⃣ İklim Kaynaklı Başlıca Stres Faktörleri
🌡️ A) Isı Stresi

Fotosentez düşer

Polen canlılığı azalır

Tane dolumu zayıflar

Özellikle:

Triticum aestivum

Oryza sativa

yüksek sıcaklığa hassastır.

💧 B) Kuraklık Stresi

Stomatal kapanma

Klorofil azalması

Verim kaybı

Fizyolojik parametreler:

Su kullanım etkinliği (WUE)

Kök/üst aksam oranı

🧂 C) Tuzluluk Stresi

İyon toksisitesi (Na⁺ birikimi)

Ozmotik stres

Büyüme inhibisyonu

2️⃣ Geleneksel Islah Yaklaşımları
🌱 Seleksiyon

Doğal varyasyon içinden dayanıklı bireylerin seçimi.

🔁 Melezleme

İki farklı ebeveynden istenen özelliklerin kombinasyonu.

Sınırlılıkları:

Uzun süre (8–12 yıl)

Karmaşık poligenik özelliklerde düşük etkinlik

3️⃣ Modern Islah Teknikleri
🧬 A) Marker Assisted Selection (MAS)

DNA belirteçleri kullanılarak erken dönemde seleksiyon yapılır.

Avantaj:

Fenotip gözlemini beklemeden seçim

🧬 B) Genomik Seleksiyon

Tüm genomdaki SNP verileri kullanılır.
Yapay zekâ destekli tahmin modelleri ile üstün genotip belirlenir.

Kullanılan yöntemler:

BLUP modelleri

Makine öğrenmesi algoritmaları

🧬 C) Gen Düzenleme
Ana Araç:

CRISPR-Cas9

Uygulamalar:

Kuraklık tolerans genlerinin aktivasyonu

Tuz taşınmasını düzenleyen genlerin modifikasyonu

Avantaj:

Hedefe yönelik müdahale

Kısa sürede sonuç

4️⃣ Dayanıklılık Mekanizmaları (Moleküler Düzey)
🔬 Transkripsiyon Faktörleri

Örneğin:

DREB

HSP (Heat Shock Protein)

🧪 Osmoprotektan Üretimi

Prolin birikimi

Şeker alkolü sentezi

🌿 Kök Mimarisi

Daha derin ve yaygın kök sistemi → su erişimi artışı

5️⃣ Fenotipleme ve Yüksek Teknoloji
📡 Yüksek Verimli Fenotipleme

Drone tabanlı NDVI ölçümü

Termal görüntüleme

Spektral analiz

Amaç:
Genotip–çevre etkileşimini (G×E) doğru analiz etmek.

6️⃣ Çoklu Stres Dayanıklılığı

Gerçek tarla koşullarında stresler tek başına görülmez.

Örnek kombinasyon:

Isı + kuraklık

Tuzluluk + besin eksikliği

Bu nedenle çoklu stres toleransı ıslahın yeni hedefidir.

7️⃣ İklim Modellemesi ve Islah Entegrasyonu
🌍 İklim Senaryoları

2050 ve 2100 projeksiyonları kullanılarak hedef bölgeler belirlenir.

Islah stratejisi:
“Geleceğin iklimine uygun genotip geliştirme”

8️⃣ Türkiye Açısından Değerlendirme
Riskli Bölgeler

Güneydoğu Anadolu (kuraklık)

İç Anadolu (ısı ve su stresi)

Kıyı bölgeleri (tuzluluk riski)

Stratejik ürünler:

Triticum aestivum

Hordeum vulgare

Zea mays

9️⃣ Ekonomik ve Sosyal Boyut

Verim istikrarı artışı

Gıda güvenliği

Çiftçi gelir stabilitesi

Ancak:

Patent ve tohum hakları

Biyogüvenlik tartışmaları

Regülasyon farklılıkları

önemli politika başlıklarıdır.

🔟 Gelecek Eğilimler
🌱 Sentetik Biyoloji

Yeni metabolik yolak tasarımı.

🤖 Yapay Zekâ Destekli Islah

Büyük genom verisinin analizi.

🧬 Pangenom Çalışmaları

Tek referans genom yerine tür içi genetik çeşitlilik haritası.