Ata Tohumu ve Hibrit Tohumu Arasındaki Fark Nedir?

Yazar: Atakan Şahin

Düzenleyen: Ümit Sözbilir

Özet

Tarımın ve dolayısıyla tohumun kaybolmayan önemine karşın, doğru bilginin yanlışlar arasında kaybolması oldukça muhtemeldir. Bu yazı kapsamında, son yıllarda adlarından çokça söz edilen ata tohumu, hibrit tohumlar ve GDO meselesi ülkemizdeki mevcut hâliyle ele alınmıştır.

Giriş

Yaklaşık 11.000 yıl önce tarımın ortaya çıkışıyla birlikte, “tohum” insan için yalnızca günü kurtaran bir besin kaynağı değil, uzun vadeli planlar yapmayı gerektiren sürdürülebilir besinin temel kavramı olmuştur [1]. Dönemin insanlarının buğday ile yapmaya başladığı işler, bugünün insanının yaşamına da etki etmiştir.

Araştırmalara göre yabani buğday ile evcilleştirilmiş buğday fenotipleri bazı temel özellikler bakımından farklılık göstermektedir. İlk fark: Yabani türler daha küçük tohum boyutuna sahipken evcilleştirilmiş türler nispeten büyük tohumlara sahiptir. İkinci fark: Yabani başakların başakçıkları, olgunlaşmadan kaynaklı sağlam dokusu zarar gören başak gövdesinden dolayı düşerken evcilleştirilmiş türlersedaha dayanıklı bir yapıya sahip olmalarından dolayı taneleri kolay dökmeyip bir arada tutar ve insana hasat olanağı tanır [2]. Bu fenotipik farklılıklar, insanın tohumu elde edip onu kendi lehine daha etkili şekilde kullanmasına yardımcı olmuştur. İnsan da o zamanlardan beri tohumu yalnızca yemek için değil, ekmek ve üretmek için de elinde bulundurmuştur.

Günümüzde üretim yapan çiftçiler, ihtiyaç duyduğu tohumu, tohum üreticilerinden doğrudan veya bir aracı üzerinden satın almaktadır. Ülkemizde, belirlenmiş kanunlar ile, yalnızca kayıt altına alınıp bakanlık tarafından belirlenen nitelik ve standartlara uygun olan tohumlukların ticaretine izin verilir. Belirtilen şartları sağlamadığı hâlde tohum ticareti yapanlara veya şahsi ihtiyacından fazlasını ticarete konu olacak kadar elinde bulunduranlara 10.000 TL idarî para cezası kesilir. [3]. Sertifikalı tohumlar dışındaki tohumların ticareti yasak olsa da üretimi ve ticarate konu olmayayacak kadarını elde bulundurmak yasak değildir. Özellikle romantik tarım yani ticaret kaygısı olmaksızın yalnızca kendi için üretim yapan kişilere baktığımızda, kayıt altına alınmamış tohumların sıklıkla kullanıldığını görebiliriz.

Konunun devamının daha iyi anlaşılabilmesi için bazı temel kavramların ne anlama geldiğini bilmek gerekir.

Ata tohumları: Halkın elinde bulunan, nesilden nesle aktarılarak bugüne kadar korunmuş kayıt dışı tohumlar, “ata tohumu” veya diğer adıyla “yerel tohum” olarak bilinir. Genotipi bilinmez fenotipik özellikleri de sabit değildir. Ata tohum olduğu iddia edilen her tohumun da ata tohumu olduğunun garantisi yoktur, ıslah edilmiş bir ticari çeşidin soyu da olabilir.

Hibrit tohumlar: Temelde, doğada her an gerçekleşmekte olan tozlaşmanın, insan eliyle iki saf hat arasında yapılmasına melezleme, bu işlemden elde edilen tohumlara da “hibrit tohum” (F1¹) denir. Burada amaç, her iki hattın da belirli istenen özelliklerine sahip yeni bir genotip oluşturmaktır. Oluşan nesilde, ebeveynlerin ortalamasından veya her iki ebeveyn hattan da üstün özellik görülmesine genetikte “heterotik” etki denir [4]. Üretimi, yalnızca ebeveynlerine sahip olan kişi ve kurumlarca yapılabilir.

Sertifikalı tohum: Adı ve üreticisi belirli, genetik saflığı sağlanmış, bakanlık tarafından yetkilendirilmiş kurum ve kuruluşlarca yapılan gerek saha gerek laboratuvar çalışmalarıyla güvence altına alınmış, fiziksel, biyolojik ve sağlıkla ilgili belirli kalite parametrelerini² karşılayan tohumlardır [3]. Sertifikalı tohum, tip dışı tohum barındırmaz, üreticiye üst düzey memnuniyet sunmak amacıyla olası mağduriyet durumlarında geriye dönük takibi de yapılabilir.

Tescil: Islah edilmiş bir çeşidin tescil süreci bakanlık tarafından yürütülür. Çeşit tescil sürecinde; ilgili çeşidin morfolojik ve fizyolojik özelliklerinin kayıt altına alınarak mevcut çeşitlerden “farklı, yeknesak ve durulmuş” olduğunu göstermek üzere FYD (Farklılık³, Yeknesaklık⁴ ve Durulmuşluk⁵) testleri; tarla bitkisi çeşitlerinin biyolojik ve teknolojik özellikleri ile hastalık ve zararlılara dayanıklılık ve verim gibi tarımsal değerlerinin tespitini yapmak üzere TDÖ (Tarımsal Değerleri Ölçme) testleri yapılır.

GDO: Bitki dışından bir genetik materyalin direkt veya aracılı olarak bitkiye aktarılmasına ve bitkinin bu işlem sonucunda hedeflenen geni ifade ederek istenen özelliği göstermesine genetiği değiştirilmiş organizma denir [6]. Ülkemizde, 2010 yılında kabul edilen 5977 sayılı Biyogüvenlik Kanunu ile GDO sıkı bir denetim altındadır. Genetiği değiştirilmiş bitki veya hayvanların üretimi kanun tarafından yasaklanmıştır. Dolayısıyla Türkiye’deki tohum tartışmalarında GDO’nun yeri yoktur.

Ata Tohumlarının Önemi

İnsanlığa gıda ve yem kalitesi arz edebilmek, artan nüfusa gıda sağlayabilmek, yeni süs bitkileri geliştirmek, sanayinin taleplerine cevap verebilmek gibi birçok amaçla yürütülebilen bitki ıslah çalışmalarında aşamalar temel olarak sırasıyla; hedef belirleme, genetik kaynak toplama, seleksiyon, değerlendirme ve tescillemedir [7].

Genetik çeşitlilik ile ıslah programının başarısı, doğru orantılıdır [7]. Islahçılar, başlangıç kaynağı olarak kullanmak üzere kendi bölgelerindeki ticari çeşitleri, yurt dışından temin edilen kaynakları, ilgili türün yabani akrabalarını kullanabildiği gibi, yerel popülasyonları da bir potansiyel olarak kullanırlar. Islahçının amacı; yüksek verim, hastalık dayanıklılığı gibi istenen birçok özelliği bir bitkide toplamaktır.

Uzun yıllardır bölgede bulunan yerel popülasyonun (ata tohumlarının), o bölgede çeşitli stres kaynaklarına adaptasyon sağlamış olması muhtemeldir. Ülkemizde yapılan çalışmalarda, çeşitli hastalıklara karşı dayanıklılığa sahip olan yerel çeşitler olduğu belirtilmiştir [8] [9].

Ata tohumları, genetik çeşitliliğin önemli bir parçasıdır. Yerel çeşitlerin, ıslah programlarının ikinci temel aşaması olan genetik kaynak toplama kısmında programa katkı sağlama potansiyeli inkâr edilemez bir gerçektir. Dolayısıyla ata tohumları, üretime doğrudan dahil olmak noktasında olmasa da çeşitli amaçlarla yürütülen ıslah çalışmalarında genetik kaynak olarak önemli bir rol oynamaktadır.

Genetik Kaynakların Korunması

Bitki gen kaynakları, küresel gıda güvenliğinin temelidir. Bugün ihtiyaç duyduğumuz genetik kaynaklara gelecekte çok daha muhtaç olacağımız açıktır. Koruma altına alınmayan genetik kaynaklar; ormanların yok olması, baraj faaliyetleri, yol inşaatları, kentlere kontrolsüz göç, aşırı otlatma gibi birçok sebepten zarar görmektedir. [10]

Dünyada ve ülkemizde genetik kaynakların korunması için yoğun çaba sarf edilmektedir. Islah açısından baktığımızda önemli bir role sahip olan gen kaynakları, kullanım amacına ve süresine bağlı olarak farklı şekillerde muhafaza edilebilir.

Ülkemizde; hem Adana, Niğde ve Kayseri kesişiminde bulunan Aladağlar Milli Parkı gibi in-situ⁶ hem de tohum gen bankaları gibi ex-situ koruma alanları mevcuttur. Ayrıca üniversitelere bağlı botanik bahçelerinde ve tohum gen bankalarında, araştırmacılar tarafından toplanan ve tanımlanan bitkilerin muhafaza edildiği herbaryum⁷ koleksiyonları bulunur.

Tohum gen bankaları hem vatandaşlar tarafından kendilerine iletilen hem de görevlilerce toplanan genetik kaynakları hem aktif koleksiyon hem de daha uzun süreli muhafazayı hedefleyen temel koleksiyonlar oluşturarak muhafaza eder. Tohumların canlılığı zaman içerisinde azaldığı için çimlenme oranları belli aralıklarla kontrol edilir ve çimlenme oranı düşen tohumun üretimi yapılarak tohum tazelenir [11]. Genetik kaynakların korunması ve muhafazası ayrı bir uzmanlık alanı olduğundan, bu gibi işlerin alanlarında öncelikli olarak uzman ekiplerce yapılması önemlidir.

Ülkemizde, Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğüne bağlı Ulusal Tohum Gen Bankası ve Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü’ne bağlı Türkiye Tohum Gen Bankası olmak üzere iki adet tohum gen bankası mevcuttur.

Küresel Firmalar ve Hibrit Tohum İddiaları

Ülkemizde, tohumculuk alanında faaliyet gösteren her firma, 5553 Sayılı Tohumculuk Kanunu çerçevesinde kurulan, kamu kurumu niteliğinde meslek kuruluşu olan Tohum Sanayicileri ve Üreticileri Alt Birliği (TSÜAB) üyesi olmak zorundadır [3]. 2022 yılı itibari ile TSÜAB’ın 1.060 üyesi vardır ve bu firmaların ~%94’ü tamamen yerli sermaye, ~%4’ü tamamen yabancı sermaye, kalan ~%3’ü ise yerli-yabancı ortak sermaye ile kurulmuştur (TSÜAB, 2022). Dolayısıyla yerli tohum firmalarımızın rolünü görmemek doğru olmayacaktır. Ülkemizde tohumluk üretimi de gelişen teknoloji ile beraber artış göstermektedir.

Hibrit tohumların kısır olduğu iddiası da oldukça yaygın bir yanlış bilgidir.

Diyagramda görülen, iki farklı hattın (AA ve aa) melezlemesi ile elde edilen F1 hibrit nesli (Aa), tüm bireylerde aynı genotipe sahiptir. Bu tohumlardan oluşan bitkiler aynı fenotipik özellikleri yansıtır, sahada tek tip olur.

F1 hibrit tohumlar ise kısır değildir ancak sonraki nesilde açılım (genotipik farklılaşmalar) gösterir. Diyagramda da görüldüğü gibi, Aa ile Aa’nın melezlemesinden elde edilen F2 nesilde “AA, Aa ve aa” görülür. Bu ise sonraki yıllarda verimin ve ürün kalitesinin aynı kalmamasına sebep olur [13].

Üretici, aynı kalite ve verimi yakalamak için hibrit tohuma ihtiyaç duyar. Ana ve baba hatlara sahip olan firmalar da üreticiye hibrit tohum tedarik eder.

Doğallık ve Ata Tohumlar

Konuyla ilgili bir diğer yaygın yanlış bilgi de ata tohumlarının doğal, sertifikalı tohumların da bir dizi işlemden geçtiği için doğal olmadığı, doğanın işleyişine aykırı olduğudur. Ancak göz ardı edilen bir durum var ki tarımın kendisi “doğal” değildir. Günümüzde; evcilleştirilmiş, kültüre alınmış bitkilerin hiçbiri mevcut haliyle doğada yoktur. Evrim yasaları tüm organizmalarda olduğu gibi bitkiler üzerinde de etki ederken; insan, bu sürece dahil olmuş ve bitkileri yaşam alanlarına dahil etmiştir. Islah ile birlikte de “hedef odaklı hızlandırılmış evrim” anlayışı ile amaca yönelik çeşitler üretmeye başlamıştır. Örneğin; Hint-Ganj ovasında evcilleştirilen, bugün sofralarımızdan eksik olmayan hıyarın (Cucumis sativus var. sativus) en yakın akrabası olan ve 4,5 milyon yıl önce ortak atadan evrimleşmeye başlayan Cucumis hystrix, 4-5 cm meyve boyu, dikenli yapısı ve ekşi tadı ile günümüzde alışık olduğumuz hıyardan oldukça farklıdır [14] [15]. Veya tekstil sanayisinde sıklıkla kullanılan bir bitki olan Malvaceae ailesinden pamuk (Gossypium spp.), doğada çok yıllık olarak bulunan otsu çalı benzeri formdan yaklaşık 15 metreyi bulan ağaç biçimlere kadar morfolojik çeşitliliklere sahiptir [16]. Tohumları oldukça sert kabuklara sahip olan bu tür bitkiler, doğada kendiliğinden tohum döküp üreme şansı bulmakta zorlanır, çimlenmeyi önleyen dormansi durumunu kırmak için tohum kabuğunun zarar görmesi gerekir. Çeşitli hayvanların sindirim sistemlerinden geçen tohumların kabuklarında incelme, hasar görme ve çimlenme oranlarında artış saptanmıştır [17] [18].

Bugün insanlık doğaya dönüp ne alışılmadık hıyarı sofralarına sokabilir ne de yabani pamuk ile lif üretip tekstil ihtiyacını karşılayabilir. Doğaya başvuru safsatası olarak da bilinen bu yaklaşım; doğal olan şeylerin, doğal olmayanlardan daha iyi olduğu varsayımına dayanır [19]. Ancak doğal olan her şeyin günümüz yaşamına uygun olmasını beklemek her zaman doğru bir yaklaşım değildir.

Neden Hibrit Tohum?

1908’de hibrit mısırlar üzerinden heterotik etkiyi açıkladığı çalışmada Shull; kendilenmiş (kendi ile tozlaştırılmış) hatlarda verimin düştüğünü, ancak kendilenmiş hatların melezlemesinden elde ettiği hibritlerin verimlerinin çoğu durumda ana ve baba hattan bile daha üstün olduğunu ve son derece istenen bir özellik olan yeknesaklığa sahip olduğunu ortaya koymuştur [20] [21]. Ayrıca yapılan çalışmalarda, melezlenmek üzere kendilenmiş hatlar arasıdaki genotipik yakınlığın heterotik etki üzerinde doğrudan etkiye sahip olduğu belirtilmiştir, genetik olarak uzak hatlardan heterotik etki etmek daha olasıdır [4].

Hibrit tohum üretimindeki amaç, bu genetik etkiden faydalanarak arazide üreticinin yüzünü güldürecek sonuçlar veren tohumu elde etmektir. Hibrit tohum üretimi için yapılan çeşitli melezleme yöntemleri vardır. Tek melez F1, iki farklı kendilenmiş veya homozigot çeşidin melezlenmesiyle edilir. Çift melez F1, iki farklı tek melezin yeniden kendileri aralarında melezlenmesiyle elde edilir. Üçlü melez F1 ise tek melez F1’in üçüncü bir ebeveyn ile melezlenmesine dayanır. Kullanılan yöntemler farklılık gösterse de temel amaç hep aynıdır; heterozigot yapıda hibrit tohum elde etmek.

Hibrit tohum üretimi için, en iyi birleşimi tespit etmek amacıyla yapılan genel kombinasyon yeteneği ve özel kombinasyon yeteneği testleri vardır. Kombinasyon yeteneği testleri, heterotik etkinin tespiti için yapılan etkili bir testtir. Genel Kombinasyon testinde, elde bulunan hatlar ayrı ayrı tek bir ebeveynle melezlenirken, özel kombinasyon testinde ebeveyn adayları farklı hatlarla melezlenir. Hatlar kendi aralarında diallel melezlenir, yani her bir hat diğer tüm hatlarla melezlenir ki oluşabilecek tüm kombinasyonlar değerlendirilsin. Bu bakımdan, eğer bir genel kombinasyon testinde ebeveyn sayısı 15 ise, özel kombinasyon testinde  formülü ile  adet melezleme elde edilir [22] [23]. Dolayısı ile hibrit çeşit ıslahı, heterotik etki elde etmek için yoğun emek gerektiren bir iştir.

Heterotik etki, 3 farklı şekilde elde edilebilmektedir. Ortalama heterotik etki (mid-parent), heterobeltiosis (better-parent) ve standart heterotik etki.  Ortalama heterosiste F1 hibrit, ebeveynlerinin ortalamasından daha iyi sonuç verir [22]. Standart heterosiste F1 hibrit, istenen özellikler bakımından mevcut ticari hibrit çeşitlerden daha iyi sonuç verir [24]. Heterobeltiosis ise F1 hibritin en iyi ebeveyninden daha iyi sonuç vermesidir [25]. “Genetik olarak farklı diğer genotip gruplarla melezlendiğinde, benzer kombinasyon yeteneği ve heterotik tepki gösteren, aynı veya farklı popülasyonlardan bir grup genotip” ise “heterotik grup” olarak tanımlanır.  Heterotik gruplama işlemi, daha iyi heterotik etki verebilecek ebeveyn seçiminde yardımcı olur [22].

Tarımsal üretimde son 60 yıldaki verim artışı, her ne kadar teknolojik gelişmelerin ve sahada uygulanan yöntemlerin de payı olsa heterotik etkinin faydasını gözler önüne sermektedir. Örneğin, 2000’lerde dünyadaki mısır üretiminin %65’inin hibrit üretim olduğu düşünülmekteydi. Mısırdaki hibrit kullanımının verime yansıyan avantajı ise en az %15 olmuştur [26]. Hibrit tohumun genel verim avantajı, üründen ürüne değişmekle birlikte %15 ile %50 arasındadır [26, 27]. Hibrit tohumların sunduğu yeknesak popülasyon ve yüksek verim, bugün onun bu kadar yaygın olmasına sebep olmuştur.

Sonuç

Ata tohumları, bugün olduğu gibi gelecekte de önemli olmaya devam edeceklerdir. Yerel çeşitlerin barındırdığı gen potansiyeli, yürütülecek ıslah çalışmalarını da başarıya ulaştırma noktasında önemli rol oynayacaktır. Son yıllarda ata tohumları, üretiminin yapılması amacıyla tekrar yaygınlaşmaya başlamıştır. Satışı yasak olan bu tohumlar [3], genellikle tohum takas şenlikleri ile alıcılarına ulaşmaktadır [28, 29]. İnsanların tohuma değer verip bu yerel çeşitleri üretme isteğinde bulunması her ne kadar iyi niyetli faaliyetler olsa da biyokaçakçılık ve tohum kökenli patojen taşınması riski gibi birtakım problemleri beraberinde getirmektedir. Genetik çeşitliliği oluşturan materyallerin, endemik türlerin, yetkili makamlardan izin alınmaksızın yurt dışına çıkarılması olarak bilinen biyokaçakçılık; İran-Turan, Akdeniz ve Avrupa-Sibirya olmak üzere 3 fitoçoğrafik bölgenin kesişiminde bulunan Türkiye’nin zengin genetik çeşitliliği göz önünde bulundurulduğunda, riski yüksek denilebilir [30, 31]. Bir diğer risk olan tohum kökenli patojenler de tohumla beraber taşınır, bitkiye bulaşarak tarımsal üretimde risk oluşturur [32]. Halkı bu konuda bilinçsizleştirmeye yönelik, ata tohumlarının önemi üzerinden sertifikalı ve hibrit tohumlara karşı yürütülen kampanyalar ve ata tohumu olduğu iddia edilen tohumları yüksek ücretlerle satmaya çalışan gruplar da riskin ayrı bir yüzüdür. Tüm bu riskler de göz önünde bulundurulduğunda, yapılması gereken; teknolojik gelişmelerin tarıma uygulanması konusunda bilinçlenmek, özellikle tohuma ve üretime ilgi duyduğu için tohum takas şenliklerine gelen vatandaşları bilgilendirmek, hibrit ve sertifikalı tohumların rolünü anlamak ve biyolojik çeşitliliğin önemini kavrayarak yerel çeşitler de dahil olmak üzere bu çeşitliliği oluşturan tohumları güvenli bir şekilde muhafaza edip geleceğe saklama noktasında yetki ve sorumluluğu bulananlara yardımcı olmaktır.

¹ Hibrit tohumlar, F1 olarak bilinir. F, İngilizcedeki “filial”, kelimesini ifade etmektedir ve bir melezlemeden elde edilen yavruları ifade eder. “1” ise melezleme sonrasında kaçıncı nesli elde ettiğimizi gösterir. Dolayısıyla F1, iki saf hattın melezlenmesinden elde edilen ilk nesli ifade eder.

² İlgili parametreler tür bazında değişiklik göstermektedir ve belirleyici role sahip olan kuruluş 1924 yılında kurulan, Uluslararası Tohum Test Birliği’dir (ISTA). ISTA, tohum test yöntemleri geliştirmek, kaliteli tohumların ticaretini kolaylaştırmak ve gıda güvenliğine katkı sağlamak üzere kurulmuştur [5]. Kamu ve özel kuruluş laboratuvarları ISTA’ya üye olabilmektedir ve ISTA tarafından akredite edilen laboratuvarların verdiği sertifikalar uluslararası geçerliliğe sahiptir. Ülkemizde de Tohumluk Tescil ve Sertifikasyon Merkez Müdürlüğü (TTSMM), ISTA tarafından akredite edilmiş laboratuvara sahiptir.

³ Bir çeşidin, müracaatının yapıldığı tarihte herkesçe bilinen çeşitlerden, tescile esas özelliklerden, en az bir tanesi bakımından farklılık göstermesi [3].

⁴ Çeşidin çoğaltımı esnasında, çoğaltma metoduna bağlı olarak beklenen varyasyonun dışındaki diğer özellikler yönünden bir örneklik göstermesi veya yeterince homojen olması [3].

⁵ Çeşidin, tekrarlanan üretimlerden sonra veya belirli çoğaltım dönemleri sonunda ilgili özellikleri değişmeksizin aynı kalması [3].

⁶ Yerinde anlamına gelen terim. (Kaynak: Biyoloji Terimleri Sözlüğü, 1998)

⁷ Bitkilerin tanımlanmasında, taksonomik ve floristik çalışmalarda kaynak oluşturmak üzere yararlanılan, yassılaştırılarak kurutulmuş bitki örneklerinin belirli bir sınıflandırma kuralına göre düzenlenerek muhafaza edildiği koleksiyon veya yer. (Kaynak: İlaç ve Eczacılık Terimleri Sözlüğü, 2014)