Bitkilerin Şifresini Çözüyor

Yeditepe Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Genetik ve Biyomühendislik Bölümü Dr. Öğr. Üyesi Bahar Soğutmaz Özdemir, moleküler genetik, bitki biyoteknolojisi, biyotik strese karşı tarımsal iyileştirme gibi konularda araştırmalar yürütüyor. Binlerce yıl toprak altında kalmış tohumda DNA analizi yapıyor, ülkemize özgü bitkilere genetik kimlik veriyor, gelecek nesiller için bitki donduruyor.

Özdemir’le, koronavirüs salgınıyla birlikte iyice gündeme yerleşen tarımın geleceği adına yaptıkları çalışmaları konuştuk. (Hilal Köse / Cumhuriyet Gazetesi)

Sizce salgın dünyaya ne diyor?

Pandemi en çok şunu gösterdi, her toplum kendi kendine yetebilmeli. Sınırlar kapandığında, tüm dünyada olağanüstü hal olduğunda toplumlar kendi ihtiyaçlarını karşılayabilmeli. Türkiye o potansiyele sahip. Bir de pandemi öyle bir döneme denk geldi ki, küresel ısınmanın etkilerini, iklim değişikliğini belirgin bir şekilde hissediyoruz. Sabah ve akşam arasında 10 derece sıcaklık farkı yaşayabiliyoruz. Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) verilerine göre, tarımsal verimi arttıramadığımızda 2030’dan sonra artan insan popülasyonunu beslemekte sorun yaşanacağı görülüyor. Bence o tarih biraz daha geriye geldi çünkü kritik eşik aşıldı. Her şeyin bir taşıma kapasitesi var. Dünyanın, ekosistemlerin de öyle... Küresel ısınma ile kuraklık yaşayacağız. Yeşil devrim dönemi ile makineleşme ve kimyasal kullanımı arttı. Yıllarca tek tip bitki çeşitleri ekildi, bu da genetik kaynakların kaybolmasına neden oldu. Biraz har vurup harman savurduk elimizdekileri, toprak kimyasala doydu, vahşi sulama ile tuz yüzeye çıkıyor. Kuraklık, tuzluluk ve bitki hastalıkları verimi en çok düşüren etmenler. Dünyada ekilebilir arazilerin hepsi kullanılıyor şu anda.

Ne yapacağız?

Mevcut tarımsal alanda verimi artırmak zorundasınız. Verimi artırabilmek için de kuraklığa, tuzluluğa, hastalığa dirençli türler yetiştirmeniz gerekiyor. Biyoteknoloji burada devreye giriyor. Bir çeşidin ıslahı 30 yıla kadar sürüyor, bu çok uzun bir süre. Yani kuraklığa dayanıklı bir buğday çeşidi geliştirmek yıllar alıyor.

Aynı zamanda GDO’suz olacak...

Bitki biyoteknolojisi dediğinizde herkesin aklına GDO geliyor ama sadece o değil. DNA dizi analizi yöntemleri kullanarak genomda seçilim yapıyorsunuz. Moleküler markörler ile nokta atışı seçimler yapıp ıslah zamanını kısaltıyorsunuz. Bitki doku kültürüyle iki farklı türü birleştirebiliyorsunuz ya da var olan türü sayıca çok fazla üretebiliyorsunuz. Bitki biyoteknolojisi hem kendine has teknikleri hem de genetik analizler ile nokta atışı çalışmalar yaparak klasik ıslaha destek veriyor. Amacımız 30 yılı, 15 yıla indirebilmek. Bu şekilde tarımsal iyileştirmeyi hızlandırıyorsunuz. Amaç verimi ve besin içeriği açısından kaliteyi artırmak. Kalite dediğinizde mesela bir domatesin rengi, kokusu, raf ömrü de işin içine giriyor...

Domates demişken, o eski domatesler neden yok artık?

Biraz çeşitle alakalı. Az önce dediğim gibi yeşil devrim tek tip ürün kullanmaya yönlendirdi. Bir A bitkisi var, çok verimli ve herkes onu ekiyor. Bu doğru bir şey değil diyemem çünkü verim önemli ama o sırada var olan gen havuzumuzu, genetik kaynaklarımızı -elimizdeki farklı çeşitleri- korunmadığı için kaybediyoruz. Belki eskiden yediğimiz domateslere o kokuyu, tadı veren bir gen vardı. O çeşidi kaybettiğinizde o geni kaybediyorsunuz. Gen havuzunuz ne kadar zengin olursa yeni çeşitler üretme şansınız da artıyor. Sizin elinizde 20 harf var. Ne kadar kelime üretebilirsiniz? Ya da beş harfle? Gen havuzunu kaybederseniz tekrar yaratamazsınız. O eski tatları bulamamamız biraz da o çeşitliliğin kaybolmasından kaynaklanıyor, tabii ki çevre faktörleri -güneş, toprak gibi- de etkiliyor...

Genetik kaynaklar nasıl korunabilir?

Önce sahip olduklarınızı bilmelisiniz, ondan sonra koruyabilirsiniz. Türkiye’de bitki çeşitliliği açısından aşağı yukarı 12 bin takson var. Bu kadar çeşide sahip çok fazla ülke yok. Bizde farklı ekosistemler var. Kazdağı bölgesinde, Artvin’de, Güney’de... Çok fazla endemik türümüz var. Avrupa’daki endemik türün üçte ikisi bizde. Buğdayın ana vatanı Türkiye, bütün yabani akrabaları burada. Sürdürülebilirlik, genetik kaynakların korunması, yeni çeşitlerin oluşturulması dünyanın gündeminde artık. Tarım hiç olmadığı kadar gündemde.

Bitki dondurma nasıl oluyor?

Genetik kaynakların kayıt altına alınması, korunması ile ilgili farklı projeler var. Bizimki ‘Ulusal DNA Barkodlama Projesi’, Tarım ve Orman Bakanlığı ile birlikte çalışıyoruz. Önce endemik bitkilerden başladık, DNA’larını analiz ederek onlara moleküler kimlik veriyoruz. Böylece bu kimlikle, bu benim ülkeme ait diyebiliyorsunuz.  Bitki çeşitliliği, genetik çeşitlilik verilmiş bir nimet. Tüm dünya için çok önemli. Gelişmiş ülkelerde genelde genetik kaynaklar çok fazla değil, o yüzden şimdi istiyorlar ki tüm dünya genetik kaynaklarını birbirine açsın. Paylaşımda hak sahibi olabilmek için hazırlıklı olmalısınız... Dünya nereye gidecek bilmiyoruz elimizdekileri korumak zorundayız.

Ne kadar türe kimlik verebildiniz?

2000’e yakın bitkiyi kimliklendirdik, devam ediyoruz. Veri tabanını da kurduk, eğitimler verdik. DNA Barkodlama 20 yıl önce Kanada’da başladı aslında.

Bitki dondurma nasıl oluyor peki?

Ultra soğuktan, eksi 196 dereceden bahsediyoruz. Bu da bir çeşit, genetik kaynakları koruma yöntemidir. Bitkilerde çok kolay değil, her bitki için ayrı bir optimizasyon çalışması yapılıyor. Belirli aralıklarla altı ay sonra, 4 yıl sonra, 6 yıl sonra çözüp, hâlâ yaşıyor mu diye kontrol ediyorsunuz. Biz tatlı patatesle bu işe girdik, sırada fındık var.

Neden?

Türkiye’de iki önemli tatlı patates çeşidi varmış, Hatay kırmızısı ve Hatay beyazı. Tatlı patates geleceğin fonksiyonel gıdalarından biri olarak görülüyor. Her toprakta yetişebiliyor, kuraklığa dayanıklı, erozyonu önlüyor, besin içeriği yüksek, çok fazla lif oranına ve antioksidana sahip. Türkiye’de virüs hastalıkları yüzünden bu çeşitlerin üretimi azalmış. Dondurarak korumadaki en önemli nokta doku kültürünü kullandığınız için virüsten arındırılmış bitkileri saklamak. Yeni nesillere bunu aktarmaya çalışıyorsunuz. Yok olmaya yüz tutmuş bitkileri de bu şekilde koruma altına alabiliyorsunuz.

Kaç yıl saklayabileceksiniz?

Her bitki için farklı koşullar söz konusu ama uzun vadede amaç 15-20 yıl saklayabilmek.

Antik DNA’yı bile çözüyorsunuz! Biraz bundan da söz edebilir misiniz?

Dr. Mehmet Görgülü ve Dr. Fatih Tepgeç hocalarımızla beraber çalışıyoruz. Onlar insan, hayvan kemikleri üzerine çalışıyorlar, bize de bitki ile çalışmayı önerdiler. Kazı alanlarından bitki materyali de çıkıyor. Bazen korunaklı bazen de kömürleşmiş bir halde çıkıyor... En son Kuşadası’ndaki Kadı Kalesi kazı alanından gelen materyalin DNA şifresini çözüp ne olduğunu bulduk. 11./12. yy Bizans dönemine ait bu tohumların Akdeniz bölgesindeki endemik bir türe ait olduğunu belirledik, tıbbi kullanımı olan bir bitki. Bu veriler ile bitki bugüne nasıl evrimleşmiş onu görüyorsunuz. İnsan davranış ve beslenme şekline ışık tutuyor. Aslında biyolojik materyaller yakın zamana kadar burada çalışılamadığı için yurt dışına çıkıyordu, artık çıkmıyor. Ayrıca Selçuk Kalesi kazı alanının olduğu yerde, ekibimiz sahadaki ilk antik DNA laboratuvarını kurmaktalar.

Yediklerimiz açısından çeşitliliğinin azalmasında en çok endişe ettiğiniz tür hangisi?

Salep, safran. Bunlar yumrulu bitkiler, doğadan toplanırken bilinçsizce yumrusuyla alınıyor, orada başka yumru kalmazsa yok olmaya yüz tutuyor. Özellikle soğanlı bitkilerde, Orkide türü bitkilerde bilinçsiz toplamadan dolayı azalma var. Salep ve safranda da doku kültürüyle üretip bu zararın önüne geçebilir miyiz diye çalışmalara başladık.

Üzerinde çalıştığınız bitkilerden sizce en değerlisi hangisi?

Gözbebeğim buğday diyebilirim. Yüksek lisans çalışmalarımdan beri benim ana bitkim. Buğday çimi, ruşeymi çok faydalı. Kanser çalışmalarında da büyük potansiyel vaat ediyor.

Buğdaya kötü bir imaj yüklendi son yıllarda, diyet sektörünün etkisiyle...

Çok kıymetlidir buğday. Ekmeklik buğdayın, makarnalık buğdayın birden fazla genomu vardır. Ekmeklik buğdayın genomu, insan genomunun altı katı büyüklüğünde. Acayip bir bilgi var içerisinde. Durum buğdayının dört genomu var, ekmeklik buğdayın altı genomu var. Atalarına giderseniz, siyez buğdayına, onun iki genomu var. Buğdayla ilgili en büyük tartışma glutenle ilgili. Gluten hamurun kabarmasını sağlayan protein. Ekmeklik buğdayda daha fazla gluten var, genomu yüzünden. Siyez daha az gluten içeriyor. Gluten, çölyak hastalığında problem oluşturuyor. Buğdayı bu kadar karalamak doğru değil, yüksek vitamin içeriğine sahip hele ki tam buğday yerseniz. Geçmişten günümüze buğdayda bir şey değişmedi, bu evrimsel bir süreç. Siyez zaten ekmeklik buğdayın atasıydı. Buğdayın ana vatanının Türkiye olması, bütün dünyanın hayranlıkla baktığı bir durum.

Başka hangi bitkiyi söylersiniz?

Fındık da gözbebeklerimizden biri. Fındık üzerine çalışıyoruz, doku kültürüyle üretim için iki çeşitte başarılı olduk. Türkiye’deki çeşitler yabani türe yakın. Çok enerji harcadık. İki patent başvurumuz var. Fındığı tohumdan üretmeye çalıştığınızda genetik açılım oluyor. Siz aynı yağ içeriğine veya miktarına sahip bitki elde edemiyorsunuz, o yüzden klonal üretmek gerekiyor. Klonal üretimde bir yapraktan, aynı genetiğe sahip binlerce ağaç üretebiliyorsunuz. Türkiye’deki fındık bahçelerinin verimi çok düştü, çok eskiler, değişmeleri gerekiyor. Dünyanın yüzde 70 fındık arazisi Türkiye’de ama üretim açısından bir numara olamıyoruz. Doku kültürüyle üretimi Amerika 10-15 yıl önce yaptı, bahçelerini kurdu ve çok yakında Türkiye’ye rakip olacak...

Ya organik tarım?

Çok kıymetli ama bütün dünyayı organik tarımla besleyemezsiniz. Arazi belli, insan popülasyonunun artma trendi belli. Organik tarımda hiçbir şekilde kimyasal kullanamıyorsunuz. Şu bir gerçek, özellikle zararlılar için kimyasal kullanmadan yüksek verim alma şansınız yok. Bence iyi tarım çok önemli. İyi tarımda bir sertifikasyon var, belli oranda kimyasal kullanabiliyorsunuz. Bizim sorunumuz kimyasal kullanımında belirtilen kritik limitlerin aşılması. İyi tarım daha fazla desteklenmeli...

Eksozom patendi alındı

Bitki hücreleri dışarıya hücre dışı kesecikler yolluyor. Biz dünyada ilk defa meyve veya tüm bitkiyi kullanmadan bitki hücrelerinden eksozom elde ettik ve patentini aldık. Bu şekilde eksozomu kontrollü koşullarda, çok saf ve konsantre bir şekilde elde edebiliyoruz. Stevia, tütün, üzüm, sarımsak, buğday gibi bitkilerle çalışıyoruz. Prof. Dr. Fikrettin Şahin ve ekibi ile bu eksozomların hastalıklar üzerindeki etkilerini araştırıyoruz. Yenilebilir gıdadan elde edildiği için toksikoloji testlerine veya faz çalışmalarına ihtiyaç bulunmuyor. Mesela yara iyileşmesi, kanser tedavisinde kullanımı söz konusu...