Tohumlarda Yerli ve Milli Üretim Teknolojilerinin Geliştirilmesi ve Genetik Mirasın Korunması

TOHUMLARDA YERLİ VE MİLLİ ÜRETİM TEKNOLOJİLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ ve GENETİK MİRASIN KORUNMASI

Proje Yürütücüsü

Kurum/Kuruluş(lar): Ege Üniversitesi

Stratejik Hedef: Yenilikçi Tohumculuk Teknolojileri ile Yerli ve Milli Ürünlerin Geliştirilmesi, Genetik Mirasın Korunması

Faaliyet Alanı: Tohum Gen Kaynakları ve Üretim Teknolojileri, Tohum Dezenfeksiyonu Teknolojisi, Tohum Hastalıkları ve Dayanıklılık Teknolojisi, Tohumlarda Kaliteyi İyileştirici Teknolojiler, Gıda Arz Güvenliği Teknolojileri

Proje Özeti: Ülkemiz, coğrafi konumu, iklim çeşitliliği dikkate alındığında tarıma ve tohum üretimine çok uygun ve elverişli alanlara sahiptir. Tohumculuk sektörünün en önemli gereksinimi tohumda kaliteyi arttırabilecek Ar-Ge çalışmalarının yapılmasıdır. Bu gereksinimden yola çıkılarak tohum kalitesi konusunda ülkemizde açılmış ilk merkez olarak 1998 yılında Ege Üniversitesi bünyesinde Tohum Teknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi (Ege TOTEM) kurulmuş ve kurulduğu tarihten itibaren Türk tohumculuk sektörüne bilimsel ve teknik destek sağlamaktadır.

Projemiz kapsamında, Türkiye’de ilk kez seçilen bitkilerde gen haritalandırılması ve biyoinformatik veri kütüphanesi oluşturulacaktır. Yerel tohumların korunması ve saklanması konusunda Ülkemizde öncü ve referans kuruluş rolünü üstlenecektir. Bunun yanısıra gerçekleşecek projeler ile tohumlarda pestisitlerin kullanılmasının azaltılması hatta sıfıra indirilmesi, tarla aşamasında da azaltılması amaçlanmıştır. Bu amaçla Milli tohum dezenfeksiyon cihazı geliştirilerek ulusal ve uluslararası sektöre bu teknolojinin ilk olarak kazandırılması gerçekleştirilmiş olunacaktır. Tohum dezenfeksiyonunun yanında tohumlardaki hastalık etmenlerine karşı moleküler düzeyde dayanıklı gen bölge çalışması yapılarak, dayanıklı tohumların belirlenmesi ve bu sayede tarla aşamasında hastalığa yakalanma ihtimalinin azaltılması, yakalansa bile biyolojik savaş ürünleri ile sorunun aşılacağı model planlanmıştır. Tohumların ekiminden gelişimine kadar geçen kritik periyotta tohumların maruz kalabileceği biyotik ve abiyotik strese karşı tohumların korunması ve ayrıca tohumların depolanması sırasında depo kararlılıklarının sağlanması amacıyla tohum kaplama teknolojilerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilecek teknolojiler ile tohumdan tarlaya ve tarladan sofraya zararlı kimyasalların kullanımının azaltıldığı ve verimi yüksek kaliteli ürün üretimi ile gıda arz güvenliği prosesine destek verilecektir.

Yürütülen Çalışmalar:

Birinci Alt Proje -“Milli Tohum Dezenfeksiyon Cihazının” Geliştirilmesi, Tohumların Patojenlerden Ari Hale Getirilmesi ve Pestisit Kullanımının Engellenmesi : Tohumlarda görülen hastalık etmenlerine karşı dünyada çeşitli tohum uygulama cihazları olsa da tohumlardaki patojenleri elemine eden ve kimyasal kullanımını sıfıra indiren kompakt bir cihaz henüz geliştirilmemiştir. Proje ekibinin önceki yıllarda ön çalışmalarını yapmış olduğu Tubitak ve çeşitli araştırma projeleri sonucunda elde edilen ön veriler ile bu projemizde “Milli Tohum Dezenfeksiyon Cihazı”nın geliştirilmesi ve uluslararası ve ulusal tohum sektörüne bu teknolojinin kazandırılması hedeflenmektedir. Geliştirilecek olan bu cihaz ile patojenlerden ari hale gelecek olan tohumlarda kullanılacak olan pestisit miktarının “sıfıra” düşürülmesi hedeflenmektedir. Projemiz ana hatları ile “Milli Tohum Dezenfeksiyon Cihazı” geliştirilmesi, kalibrasyon çalışmaları, Tohum Patojenleri Bulaşıklık Testleri, Tohumların Dezenfeksiyonu, Tohum Dezenfeksiyonu Başarısının Ölçülmesi ve Tohum Dezenfeksiyonu Sonucu Çimlenme Testleri aşamalarından oluşacaktır.

İkinci Alt Proje - Yerel ve Ata Gen Kaynaklarının Toplanması, Yerli ve Milli Tohum Deposu Oluşturulması: Ülkemizde yaygın olarak üretimi yapılan ve anavatanı Türkiye’yi içine alan bir coğrafya olan atalık tohumumuz buğday tohumları ile ülkemiz tarımsal ürünleri arasında gerek ekonomik gerekse beslenme açısından önemli olan mısır, domates ve biber tohumları toplanacaktır. Toplanan materyalin morfolojik ve moleküler olarak tanımlanması yapılacaktır ve sınıflandırılarak kodlanacaktır. Tohumların genetik olarak haritalandırması ve kayıt altına alınmasıyla başta atalık buğday çeşitlerimiz ile yerel çeşitlerin muhafazası sağlanacak ve bu değerli numuneler uzun yıllar saklanarak gelecek nesillere aktarılacak mirasımız olacaktır. Ayrıca kendi çeşidini geliştirmek isteyen ve genetik kaynak arayan milli tohum sektörümüze ve üreticilerimize, ıslah çalışmalarında gen kaynağı ve biyoinformasyon desteği verilmiş olacaktır.

Üçüncü Alt Proje - Tohum Hastalıklarının Tespiti, Güncellenmesi ve Oranlarının Belirlenmesi: Bu çalışmada ülkemiz beslenmesi ve ekonomisinde oldukça öneme sahip olan domates, biber, mısır, patates (gerçek patates tohumu ve yumru) ve buğday tohumlarında bulunan viral, bakteriyel ve fungal hastalık etmenlerin belirlenmesi, güncellenmesi ve daha önce ülkemizde ve dünyada bu bitkilerin tohumlarında bulunmadığı düşünülen ve test edilmeyen patojenlerin, varyantlarının ve mutasyonlarının yeni nesil tanılama teknolojileri ile tohumlardaki varlığının dünyada ve ülkemizde ilk olacak şekilde tespitinin sağlanması, bu etmenlerin ülkemiz tohumlarındaki bulunma durumlarının belirlenmesi, etmenlerin bulunmaları halinde gerekli kurumlarla sonuçların paylaşılarak ülkemizde ve dünyada test edilmesi gereken viral, fungal ve bakteriyel etmenlerin ve karantina listelerinin güncellenmesi amaçlanmıştır.

Dördüncü Alt Proje- Tohumlarda Görülen Viral, Fungal ve Bakteriyel Hastalıkların Moleküler Düzeyde Dayanıklı Çeşitlerin Belirlenmesi ve Bu Çeşitler ile Yapılan Üretim ile Tarla Aşamasında Pestisit Kullanımının Minumum Seviyeye İndirilmesi: Bu çalışmada tohum dezenfeksiyonun yanı sıra tohumlardaki hastalık etmenlerine karşı moleküler düzeyde dayanıklı gen bölge çalışmalarının yapılması, dayanıklı tohumların belirlenmesi ve bu sayede tarla aşamasında da hastalıklara yakalansa bile minumum düzeyde pestisit ihtiyacının olacağı, bu ihtiyacında biyolojik savaş ürünleri ile çözüleceği bir model planlanmıştır. Planlanan bu proje kapsamında gelecek nesillerin sağlıklı beslendiği, doğal dengenin korunduğu, çevre kirleticilerinin olmadığı, yeraltı sularına kimyasal ve çeşitli kirleticilerinin katılmadığı, biyoçeşitlilik ve ekosistemlerin zarar görmediği, pestisit kullanımının sıfıra indirildiği, kimyasal gübre kullanımın azaltıldığı tohumdan hasata, hasattan sofraya sağlıklı sürdürülebilir biyolojik ve biyoteknik yöntemlerin kullanıldığı bir tarımsal üretim modeli amaçlanmaktadır.

Beşinci Alt Proje- Patateste GPT Tohum Kaplama Teknolojilerinin Geliştirilmesine Yönelik Yeni Uygulamalar Ve Bunların Tarımsal Üretime Katkısı: Patates insan ve hayvan beslenmesi yanında, sanayi alanlarında da geniş bir kullanım alanına sahiptir. Pelletleme ile tarımsal üretim sonucu ortaya çıkan (yaprak, yaprak sapı, kabuk gibi) organik atıkların yeniden değerlendirilmesi ve üretim zincirine yeniden alınması söz konusudur. Pelletleme materyali olarak mısır koçanı, buğday sapları ve patates kabuklarının un formuna getirilerek kullanılması bu çalışma içerisinde amaçlanmaktadır. Bu şekilde, ülkemiz için ekonomik anlamda öneme sahip olan bu üç üründen arta kalan atıklarında değerlendirilmesi planlanmaktadır. Bunun yanında, gerçek patates tohumlarının film kaplama ve pelletleme olanaklarının geliştirilmesi, pelletlenen tohumların uygun şekillerde ambalajlanarak tıpkı sebze tohumları gibi ticari olarak marketlerde satışının yapılması, küçük işletme ve aileler için hobi bahçelerinde ya da balkonlarda saksı içerisinde üretiminin veya süs bitkisi olarak yetiştirilmesi mümkün olacaktır. Bu çıktılar ile projenin Tarladan Sofraya Sürdürülebilir Tarım Tekniklerinin Yaygınlaştırılmasına Yönelik Yenilikçi Uygulamalar ve ayrıca Tarımsal Üretimde ve Gıda Sektöründe Atık ve Artıkların Geri Dönüşümünün Sağlanmasına ve Tekrar Değerlendirilmesine Yönelik Yenilikçi Uygulamalar hedeflerine inovatif katkı sağlaması hedeflenmektedir.

Altıncı Alt Proje- Yeni Nesil Teknolojiler ile Tohum Kalite ve Sağlık Özelliklerinin Geliştirilmesi: Dünyanın pek çok ülkesinde çeşitli araştırmalara konu olmuş hem değişik bitkilerde gelişim ve verim, hem kalite özellikleri üzerinde olumlu etki yaptığı anlaşılan, değişik stres faktörlerine ve hastalıklara karşı bitkide direnç oluşumuna katkı yapan, hem de bitki koruma alanında umut veren fungal endofitler, bu araştırma ile, domates, biber, mısır, buğday ve patates bitkilerinde patojenlerin biyolojik savaşımında tohum uygulaması yoluyla araştırılacaktır. Amacımız bu patojenlerin savaşımında yararlı olabilecek endofitlerin tespiti ve tohuma uygulama yönteminin belirlenmesi olacaktır. Bu proje kapsamında pestisitlere alternatif olabilecek, doğa ve çevre dostu yeni nesil teknoloji ve biyolojik ürünlerin belirlenmesi, başarılı olanların “milli tohum dezenfeksiyon cihazı” sistemine entegre edilmesi, pestisit kullanımının hem tohumlarda hem de tarla aşamasında kullanımının tamamı ile engellenmesi amaçlanmaktadır. Bu veriler dünya literatürü için de ilk olacaktır.

Yedinci Alt Proje- Tohum Kaplamasında Kullanılmak Üzere Genel Kullanım Amaçlı Doğal Polimerik Hidrojel Geliştirilmesi: Tohum kaplama teknolojisi geliştiren firmalar son yıllarda akıllı polimerler geliştirmeye başlamışlardır. Fakat, geliştirilen polimerlerin sentetik olduğu göze çarpmaktadır. Tohum kaplamalarında bitkilerin ihtiyaç duyduğu nutrientler ve pestisit gibi zararlılarla mücadele etme amaçlı kullanılan kimyasallar polimerlerle birlikte uygulanmaktadır. Nutrientlerin kullanımı bitkinin gelişimi açısından faydalı iken, zararlılarla mücade etmek amacıyla tohum kaplama malzemesine eklenen kimyasallar çevreci bir çözüm olmaktan uzaktır. Önerilen projeyle, düşük maliyetli ve genel kullanımda kendine yer bulabilecek çevre dostu bir tohum kaplama materyali geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, doğal ve bol bulunan bir polisakkarit olan agaroz ve hem mikronutrient hem de zararlılarla mücade etme yeteneği olan çinko oksit nanopartikülleri ile bir hidrojel hazırlanacaktır. Öncelikle çinko oksit nanopartikülleri sentezlenecek, daha sonrasında bu nanopartiküllerin varlığında genipin ile çapraz bağlanacak olan agaroz hidrojelleri hazırlanacaktır. Toksisite verilerinin uygunluğunun değerlendirilmesinin ardından, laboratuvar ortamında ve gerçek ortamı simüle eden koşullarda bitki üzerindeki fiziksel ve biyokimyasal parametrelerdeki iyileşme tespit edilecektir. Böylelikle, geliştirilen teknolojinin ekonomik kazanç potansiyeli artırılmış olacaktır. Projenin başarıyla tamamlanması ile sadece ekonomik getiri değil aynı zamanda tarımsal ürün verimliliği artırılarak toplumun gıda talebinin karşılanması ve ilerleyen yıllarda karşılaşılması muhtemel olan gıda kıtlığı riskinin azaltılmasına da katkı sağlanmış olacaktır.

Proje Ekibi: Bu projeler EGE ÜNİVERSİTESİ’nin APYK sorumluluğunda, Erciyes Üniversitesi ortaklığında yürütülmektedir. EGE ÜNİVERSİTESİ olarak araştırmacı/uzmanlarımız, bursiyerlerimiz ile projede görev almaktayız.

Doç. Dr. İsmail Can Paylan (Yürütücü)
Ege Üniversitesi, ismail.paylan@ege.edu.tr
Projede Çalışma Alanları: Ziraat Mühendisi, Tohum Patolojisi

Doç. Dr. Güliz Ak Demiroz (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, guliz.ak@ege.edu.tr
Projede Çalışma Alanları: Hidrojel hazırlanması, hücre kültürü

Prof. Dr. Gülsüm Öztürk (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, gulsum.ozturk@ege.edu.tr
Projede Çalışma Alanları: Ziraat Mühendisi, Tohum Teknolojisi, Tohum Fizyolojisi, Endüstri Bitkileri ve Islahı

Dr. Adem Gökçöl (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, adem.gokcol@ege.edu.tr
Projede Çalışma Alanları: Ziraat Mühendisi, Tohum Teknolojisi

Dr. Öğr. Üyesi Nedim Çetinkaya (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, nedim.cetinkaya@ege.edu.tr
Projede Çalışma Alanları: Ziraat Mühendisi, Tohum Patolojisi

Prof. Dr. Şenay Şanlıer (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, senay.sanlıer@ege.edu.tr
 Projede Çalışma Alanları: Hidrojel hazırlanması, polimer sentezi

Prof. Dr. Sıdıka Ekren (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, sidika.ekren@ege.edu.tr
Projede Çalışma Alanları: Ziraat Mühendisi, Tohum Fizyolojisi

Prof. Dr. Gülay Turhan (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, gulay.turhan@ege.edu.tr
Projede Çalışma Alanları: Tohum Patolojisi

Arş. Gör. Dr. Pınar Özsarı (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, pınar.ozsari@ege.edu.tr
Projede Çalışma Alanları: Entomolog

Doç. Dr. Deniz Eroğul (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, deniz.erogul@ege.edu.tr
Projede Çalışma Alanları: Ziraat Mühendisi, Tohum Fizyolojisi

Dr. Ebru Kavut (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, ebru.kavut@ege.edu.tr
Projede Çalışma Alanları: Ziraat Mühendisi

Dr. Hande Evren Arda Ergin (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, hande.evren.arda@ege.edu.tr
Projede Çalışma Alanları: Ziraat Mühendisi

Zir. Yük. Müh. Büşra KAYA (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, kybusrra@gmail.com
Projede Çalışma Alanları: Tohum Teknolojisi, Tohum Patolojisi

Dr. Muhammet Anıl Aydın (Araştırmacı/Uzman)
 Ege Üniversitesi, anilaydinn10@gmail.com
Projede Çalışma Alanları: Bitki ıslahı ve Genetiği

Biyolog (M.Sc) Gaye Hamarat (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, gayehamarat@gmail.com
Projede Çalışma Alanları: Biyokimya

Zir. Yük. Müh. Onur Ata Çetinkaya (Bursiyer)
Ege Üniversitesi, onuratacetinkaya@gmail.com
Projede Çalışma Alanları: Ziraat mühendisi

Biyolog (M.Sc) Aslı Bayrakdarlar (Bursiyer)
Ege Üniversitesi, aslbayrakdarlar@gmail.com
 Projede Çalışma Alanları: Biyokimya

Zir. Yük. Müh. Gülhan Kaygusuz (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, gulhan88kygsz@gmail.com
Projede Çalışma Alanları: Tohum Teknolojisi

Zir. Yük. Müh. Merve Eda ONAT (Araştırmacı/Uzman)
Ege Üniversitesi, medaonat@hotmail.com
Projede Çalışma Alanları: Tohum Teknolojisi