Patates, hem vejetatif hem de generatif olarark çoğaltılabilen

bir bitkidir.

Vejetatif çoğaltım, yumrular ve sap çelikleri kullanılarak

yapılmakta olup, tüm dünyada ticari patates üretimi yaygın

olarak yumrular kullanılarak yapılmaktadır.

Generatif çoğaltım ise patates saplarının ucunda oluşan ve

küçük yeşil domateslere benzeyen meyveleri içerisinde

bulunan tohumlar kullanılarak yapılmaktadır.

Bu tohumlar, patates çiçeklerindeki yumurtalığın döllenmesi

sonucu oluşan, botanik anlamda bitkinin gerçek tohumlarıdır.

Bu nedenle de bu tohumlara tüm dünyada “Gerçek Patates

Tohumu (GPT)” adı verilmektedir.Mini yumru üretimi değişik

şekillerde yapılmaktadır.

Patates üretiminin tohumluk yumrular kullanılarak yapıldığı Türkiye’de,

yıllık ortalama 200 bin ha alanda patates dikimi yapılmakta ve kaba bir

hesapla yaklaşık 450-500 bin ton patates yumrusu tohumluk olarak

kullanılmaktadır.

Ancak ülkemizde halen sağlıklı bir patates tohumluğu üretim programı

bulunmamakta, kullanılan sertifikalı tohumluğun tamamına yakını anaç

veya orijinal kademede ithal edilen tohumluğun yurt içinde çoğaltılması

ile üretilmektedir.

Bu durum sertifikalı tohumluk fiyatlarının yüksek olması yanında,

üreticilerin tohumluk ihtiyacının çok altında sertifikalı tohumluk üretimine

neden olmakta ve bu iki faktörün birleşmesiyle de ülkede sertifikalı

tohumluk oranı çok düşük seviyelerde kalmaktadır.

Bu nedenle birçok üretici tohumluk niteliği olmayan patates yumrularını

tohumluk olarak kullanmak zorunda kalmaktadır.

Bunun sonucunda verim azalmaları olduğu gibi, ülkemiz patates

alanlarında hastalık ve zararlı bulaşıklığı da gittikçe artmaktadır.

Bu nedenlerden dolayı ve dışarıya milyarlarca dolarımızı dışarıya

çıkmasını önlemek için patates tohumluğunun teşvik edilmesi

gerekmektedir

GPT İLE MİNİ YUMRU ELDE EDİLMESİ

Özel fideliklerde GPT’ nun sık ekilmesiyle mini yumru üretilir. GPT’

dan elde edilen yumrular kullanılarak yapılan patates üretimi pek

çok açıdan uygulanabilir olarak kabul edilmektedir.

Bu şekilde üretimde de en fazla tercih edilen yöntem, fideliklerde

veya kontrollü çevrelerde GPT’den mini yumrular üreterek bunların

gelecek sezon tohumluk yumru olarak kullanılmasıdır.

Fideliklerde üretim, sıcaklık kontrolü ve sulama olanaklarının

sağlanması ile gerek sezon dışı üretime olanak vermesi açısından

gerekse de hastalık baskısının yoğun olduğu bölgelerde korunaklı

bir çevre sağlaması açısından avantajlıdır. Bununla birlikte sık ekim

nedeniyle üretilecek yumrular küçük olacaktır (ortalama 10 gr).

Bu şekilde, normal patates yetiştirme dönemi öncesinde tohumluk

yumrular üretileceği için depolama süresi de kısaltılmaktadır. Ancak

bu durumda dormansinin kırılması gerekmektedir

Fideliklerde tohumluk yumru üretiminde en uygun dikim

sıklığının 70-100 bitki/m2 arasında olduğu,sık dikimlerde yumru

sayısının seyrek dikimlerde ise ortalama yumru iriliğinin arttığı

saptanmıştır.

Fideliklerde belirtilen bitki sıklıklarında uygun çeşitlerin

kullanılması durumunda 1 g’ın üzerindeki yumru miktarı 12-13

kg/m2’ nin veya 1000 adet m2’nin üzerine kadar ulaşmakta;

yumru irilikleri ise ortalama 10-20 g civarında olmaktadır.

Ortalama 15 g’lık yumruların kullanılması durumunda bir dekar

için yaklaşık 75 kg tohumluk yumru yeterli olmaktadır.

Etiyopya’da yapılan bir çalışmada 4 m2 lik bir fidelikten 1 dekarlık

bir alana yetecek tohumluk yumru üretiminin yapılabileceği

belirlenmiştir.

Yapılan çalışmalar ışığında GPT teknolojisinin ülkemiz

koşullarında uygulama potansiyeli olduğu görülmektedir.

Ancak , patates üretici ve tüketicilerin alışkanlıkları ile

GPT kullanımında henüz aşılamayan bazı sorunlar göz

önüne alındığında Türkiye’de patates üretiminde GPT

kullanımının yakın gelecekte fazla yaygınlaşması da

beklenmemektedir.

Ülkemizde GPT teknolojisinin yaygınlaşabilmesi en

büyük engellerden birisi de çeşit tescil ve tohumluk

sertifikasyon sisteminin yumru ile çoğaltıma göre

düzenlenmiş olmasıdır.

Mevcut yönetmelik çerçevesinde GPT hibritlerinin tescili

mümkün olmayıp yasal düzenlemelerin yapılması

gerekmektedir

TOHUMLUK PATATES ÜRETİMİNDE DOKU KÜLTÜRÜ TEKNİĞİ İLE

MİNİ YUMRU ELDE EDİLMESİ

KÜLTÜR YAPMA (Meristem Kültürü ve Nod Kültürü)

Hastalıksız patates tohumluk stoklarının üretimi için meristem

kültürü tekniği şarttır.

Meristem: Apikal meristem 0,2-0,3 mm çapında ve 0,2 mm

yüksekliğinde kubbe şeklinde bir dokudur.

Meristem kültürü tekniğinin esası: Apikal meristemin bir veya iki

yaprak taslağı (primordium)ile beraber binoküler altında sürgün

uçlarından çıkarılarak in vitro’da besin ortamında kültüre

alınmasıdır.

Meristem Dokularının Özelliği: Virüsten ari olmaları , totipotent

özelliğe sahip olmaları ve meristemden gelişen bitkilerin genetik

olarak değişmeden donor bitki ile aynı yapıda olmaları.

MERİSTEM KÜLTÜRÜ UYGULAMASI AŞAMALARI

a) Kimyasallara ait stok solüsyonlarının hazırlanması

Kimyasalların hesaplanması ve tartım işlemleri

Stokların hazırlanması

b) Besin ortamının hazırlanması

Besin ortamının oluşturulması

Besin ortamında pH ayarı

Ortamın homojenize edilmesi (agarlı)

Ortamın kültür kaplarına dağıtılması

Ortamın sterilizasyonu

Meristem Kültürü Uygulaması

a) Meristem Kültürüne Alınacak Materyalin Seçimi

- Meristem kültürüne alınacak patates yumrularının seçimi

- Gerekirse yumruların Eliza testi ile virüslerden temizliğinin saptanması

- Yumrulara gerekirse ön işlemler uygulanması ( termoterapi, kemoterapi)

- Yumrularda sürgün oluşumunun sağlanması

b) Meristem Kesitlerinin Alınması

- Sürgünlerin yüzeysel sterilizasyonu

- Sürgünlerden meristemlerin izolasyonu

- Meristemlerin kültüre alınması

c) Kültürlerin İklim Odalarında Tutulması ve Meristem Kökenli Bitkiciklerin

Elde Edilmesi

- Kültür odası 8 saat karanlık 16 saat aydınlık periyotta ve 1200-2000

lux/m2 aydınlatma, 25-26 0C sıcaklıktadır.

In-vitro Bitkilerin Mikroklonal Çoğaltımı (Nod Kültürü)

Nod kültürü yoluyla kitle üretimi yapılan 6-7 cm boyundaki

sağlıklı fidelerden yumru elde edilmesi mini yumru ve mikro

yumru üretimi şeklinde olmaktadır.

Ancak en çok kullanılan yol mini yumru üretim şeklindedir.

Meristem Bitkilerinden Mini Yumru Elde Edilmesi

Bu yöntem patates tohumluk üretiminde en pratik ve zaman tasarrufu

bakımından en kullanışlı yöntemdir. Uygulama aşağıdaki basamaklarda

gerçekleşmektedir:

1. Kültür kaplarındaki (in-vitro) fidelerin, kültür odasından çıkarılarak oda

sıcaklığında tutulması ve değişik uygulamalarla dış koşullara alıştırma

2. Dış koşullara dayanıklılığı sağlanmış fidelerin mini saksılarda toprağa

dikilmesi ve serada bakım işlemleri

3. Serada saksıda gelişen patates bitkilerinin fide yastıklarına transferi

4. Fideliklerde bakım işlemleri

5. Tohumluk üretiminde “ 0 Generasyonu” oluşturan mini yumruların hasadı

6. Meristem kültürünün daha garantili uygulanması amacı ile mini

yumruların alınacağı bitkilerin yaprak örneklerinin Eliza testi ile kontrol

edilmesi ve sağlıklı bulunan bitkilerin yumruları ile temel tohumluk

kademesinin oluşturulması

Mikro Yumru İle Mini Yumru Üretimi

Son yıllarda mini yumruya alternatif olarak in vitro’da oluşturulan

mikro yumrular önem kazanmıştır.

Bu yöntemin mini yumruya göre üretim maliyetinin düşük

olması, her mevsim üretimin yapılabilmesi gibi bir çok avantajı

bulunmaktadır.

Bu yöntemde patates yumruları in vitro koşullarda meristem

kültürüne alınarak bitkicikler elde edilmekte, daha sonra bu

bitkicikler nod kültürüne alınarak çoğaltılmaktadır.

Yeterli sayıya ulaşan bitkiler laboratuvarda uygun koşullarda

tutularak mikro yumru üretimleri sağlanmaktadır.

Mikro yumrularda dormansi periyodu sonrası serada mini

saksılara dikimi yapılarak mini yumrular elde edilir.

PATATES ÇELİKLERİYLE İLE MİNİ YUMRU ÜRETİMİ

En çok kullanılan üretim yöntemlerinden birisidir.

Bu yöntemle üretimde kullanılan üretim materyali olan çeliklerin

üretimi için diğer yöntemle üretimde kullanılan üretim materyali

olan çeliklerin üretimi için diğer yöntemlerde olduğu kadar

patates materyaline gereksinim duyulmaz.

Bu yöntemde sadece bir yumrudan 50-60 hatta daha fazla çelik

dolayısıyla bitki elde edilebilir.

Dikim öncesinde çeliklerin dikime hazırlanması gereklidir. Bunun

için dallar dikkatli bir şekilde yumrunun hemen üzerinden

kesilerek alınırlar. Yapraklar gövdenin üzerinde 1-2 cm yaprak

sapı kalacak şekilde gövdeden kesilerek atılırlar. Kalan gövde,

üzerinde 3-4 yaprak koltuğu kalacak şekilde 15-20 cm

uzunluğunda parçalara ayrılır.

Bu parçalar üretimde kullanılacak olan çeliklerdir. Çelikler mini

saksılara alınarak seraya aktarılır.

PATATES ÇELİKLERİYLE İLE MİNİ YUMRU ÜRETİMİ

Çelikleri oluşturan gövde bitkinin gelişme döneminde yaprakların altına

gölgede kaldığı için güneşe karşı hassastır. Çelikler dikimden sonra

korunmazsa güneşten kolayca zarar görür ve kururlar.

Bu şekilde dikilerek güneşten korunan çelikler bir hafta içinde toprak

üstündeki yaprak koltuklarından sürgün meydana getirmeye başlarlar.

Dikimden sonraki 15 gün içinde 3-4 yaprak oluştururlar. Bundan sonra

yapılan işlem sadece düzenli aralıklarla bitkilerin sulanmasıdır. Düzenli

bir şekilde bakımları yapılarak mini yumru elde edilir.

Bu yöntemle üretimde başta virüs olmak üzere birçok hastalıkların

bulaşma riskleri diğer metodlara göre yüksektir.

Bu yolla elde edilen mini yumru verimi düşük olmaktadır.

Bu metot zaman ve yerden sağladığı tasarruf sağlaması, fazla altyapı

gerektirmemesi nedeniyle tercih edilmektedir.

BİOREAKTÖR İLE ÜRETİM

Doku kültürü ile üretimde kısa sürede sağlıklı tohumluğa ulaşmak

hedeflenmektedir. Ülkemizde son yıllarda konvansiyonel doku kültürü ile

yapılan üretimler söz konusu olmakla birlikte bu üretimler henüz beklenen

seviyeye ulaşmamıştır.

Öncelikle maliyet yüksektir çünkü konvansiyonel doku kültürü yöntemleriyle

yapılan üretimde işçilik, maliyetin % 40’na yakın bir bölümünü

oluşturmaktadır.

Otomasyona yönelmemiş doku kültürü yöntemleri ile çoğaltılan materyal

uniform olmamakta ve sonuç olarak uniform bitkiler üretilememektedir.

Ayrıca explantlara belirli bir ortam sağlanmakta, küçük araçlarla

gerçekleştirilen üretim düşük verimliliğe neden olmaktadır.

Bioreaktörler ile daha büyük çapta üretim mümkün olmakta, sonuç olarak

maliyet düşmektedir.

Bu üretimlerde uygulanan geçici daldırma (immersion) sisteminin getirdiği

olumlu özellikler de bioreaktörlerde üretimi cazip hale getirmektedir.

BİOREAKTÖR İLE ÜRETİM

Daldırma süresince sıvı ortam bitkinin tüm kısımları ile temas ettiği için

mikro yumru oluşumu daha uniform gerçekleşmektedir.

Besin alınımı da arttıran bu yöntemde özellikle patates mikro yumruları

daha büyük ve daha ağır olmaktadır.

Bu yöntem ile 6 mm’den büyük yumru sayısında önemli oranda artış

görülmüştür.

6 mm üzeri mikro yumrular herhangi bir alıştırma dönemi

gerektirmeksizin direk toprağa dikilebilirler ve canlılıklarını kaybedecek

ölçüde ağırlıklarında kayıp olmaksızın uzun süreli saklanabilirler.

Katı ortamlara göre bioreaktörlerde in-vitro fide gelişimi de daha hızlı

olmakta, daha uzun internod gelişimi, daha sağlam kök yapısı

gözlenmektedir.

Geçici daldırma sisteminin ökaliptüs gibi bazı bitkilerde de alıştırma

döneminde dayanıklılığı arttırdığı da saptanmıştır.

Bioreaktörlerde yapılan üretimlerde de bazı sorunlar da

gözlenebilmektedir.

Bunlardan biri ajitasyon faktörü olup, bu faktör kültüre alınan

hücrelerin parçalanmasına yol açabilir.

Bu da somaklonal varyasyonu tetikleyebilir. Burada önemli

olan, esas tehlikeyi oluşturan küçük balonların oluşumuna

izin vermemektir.

Vitrifikasyon bu kültürlerde görülen bir diğer sorundur ancak

bir takım kimyasallar ile ortaya çıkması engellenebilmektedir.

Ayrıca patates bitkisinde bugüne kadar yapılan çalışmalarda

vitrifikasyon sorunu gözlenmemiştir.

Ülkemizde tohumluk üretiminde kullanım alanı bulamamış

olan bu yöntemin tohumluk patates üretim programlarda rutin

olarak kullanılabilmesi için gerekli ekipmanların temin

edilmesi ve araştırmaların başlatılması gereklidir

UYGULANIŞI

Amaç mikro yumru üretimi olduğu için normal MS ortamına % 8

oranında sakkaroz eklenerek mikro yumru üretimini teşvik edici

ortam hazırlanır.

Bioreaktörün otoklavlanabilir parçaları ve ortam otoklavlanır,

filtreler ultraviyole ile steril edilirek, Bioreaktöre 1 lt. ortam

eklendikten sonra bütün malzemeler steril kabine alınır.

Burada Nodal kesim yapılır, 1 lt. ortama 25 nodal segment ilave

edilir. İmersiyon süresi 3 saatte bir 5 dakika (günde 8 defa)

olacak şekilde ayarlanır.

İmersiyon süresi ve ortam miktarına göre ilave edilen nodal

segment sayıları literatür bulgularına göre belirlenir. Immersiyon

süresi ile ilgili araştırmalar yapabilmek için manifold sayısının

arttırılması gerekmektedir.

Doku kültüründen gelen materyal hastalıklardan ari olarak kabul edilmekle

birlikte kontamine olasılığının kontrol edilmesi özellikle büyük çapta

planlanan üretimlerde büyük önem taşımaktadır.

Bu ortamlarda kontaminasyon durumu en geç iki gün içinde

gözlenebilmektedir.

Kontaminasyon bioreaktörde ortaya çıkmadan önce önlem alma fırsatı

veren bu uygulama bioreaktörlerde üretimin önemli adımlarından birini

oluşturmaktadır.

Literatür bulgularına göre katı ortamlarda üretilen doku kültürü materyaline

kıyasla bioreaktörlerlerde üretilen materyal daha yüksek oranda makro,

mikro besin elementleri ve total şeker içermektedir.

Bu konuda yapılan bütün araştırmalarda biokimyasal özelliklerin

belirlenmesine büyük önem verilmektedir.

şeker akümülasyon

oksidatif stres (süper oksit)

mineral madde analizi

Bioreaktörler faydalı olmakla birlikte, çeşide özel reaksiyon

verdikleri için her çeşit için ayrı araştırılması

gerekmektedir.

Yaşanan sorunların başında enfeksiyon gelmektedir.

Normalde tüpte bir sorun yokken reaktörler de

olabilmektedir.

İkinci konu bioreaktöre konulacak sıvının doğru miktarda

konulmasıdır.

Az olduğunda bitkiler (nodlar) tam temas etmemektedir.

Çok olduğunda ise pompa havalandırma aşamasında

zorlanmakta, sonuçta yine nodlara yeterince ortam

ulaşmamaktadır.

HİDROFONİK SİSTEM İLE MİNİ YUMRU ÜRETİMİ

Bitkiler genel olarak toprakta yetiştirilir. Toprak ortamı besinleri, su,

oksijen ve toprak altı bitki bölümlerine mekanik destek sağlar.

Hidrofonik topraksız bir yetiştirme metodudur. Bu sistemde bitki bir

besin solüsyonu içerisinde yetiştirilir.

Hidrofonik sistemleri farklılık gösterirler:

1)Bitkiler sadece besin solusyonu içerisinde yetiştirilir veya besin

solusyonu ile katı bir materyali birleşimi içerisinde (substrate

olarak adlandırılır) yetiştirilir,

2)Kullanılan katkı materyalinin tipine göre değişir,

3)Besin solüsyonunun bitkiye verilme şekline göre değişir

4)Solüsyon içerisindeki besin elementlerinin miktarlarına, ph

seviyesine veya solüsyonun yenilenmesine göre değişir.

Patates için kullanılan besin solüsyonları bütün önemli makro ve mikro

besin elementlerini içerir.(:N(NO3 - , NH4+),P, K, S, Ca,Na, Mg,

Fe(genellikle şelat formundadır.) Mn, Zn, Cu ve Mo).

Solüsyon sistemleri olarak hidrofonik sistemlerde bitkiler besin

solüsyonu üzerinde yetiştirilir, kök sistemi solüsyon içerisinde gelişir.

Besin solüsyonu statik olabilir. Bu durumda kök sistemi tamamen

solüsyon içerisinde olduğundan oksijen eksikliğini gidermek amacıyla

havalandırılmalıdır.

Besin solüsyonları alt kök gövdesi boyunca devamlı akış gösterir.

Diğer hidrofonik sistemler besin solüsyonu ile birlikte katı materyaller

içerir.

Hidrofoniklerde genellikle katı materyal olarak kaya yünü , perlit,

vermikülüt, gravel, pumice, genişletilmiş kil parçaları veyea bunların

karışımları kullanılabilir.

Bunların yanı sıra kum ve organik materyal olarak hindistan cevizi lifi

hidrofoniklerde kullanılır.

Hidrofonikte kullanılan katkı materyalleri su tutma kapasiteleri, drenajları,

hava miktarları, ph seviyeleri, yığın yoğunluğu ve katyon değişim

kapasiteleri farklılık gösterir. Katı ortam hidrofonik sistemlerde besin

solisyonları genellikle damla sulama ile verilir.

Hidrofonik sistemler toprakta yetiştirmeye göre daha temiz bir sistem

olarak kabul edilir.

Topraktan kaynaklanan hastalık ve zararlılar hemen hemen hiç

görülmez.

Bunun yanı sıra besinlerin daha düzenli bir şekilde verilmesi

mümkündür, bitkinin değişik gelişme dönemlerine göre besin miktarları

kolayca ayarlanabilir.

Hidrofonik sistemde su kullanma etkinliği çok yüksektir.

Kullanılan besin elementlerinde yıkanma söz konusu

değildir.

Stolanların ve yumruların büyümesinde karanlık ortam

gerektiği için hidronofik patates üretiminde kök bölgesine

ışık girmesi engellenmelidir

Hidrofonik sistemle mikro yumru üretimi…

AEROFONİK SİSTEM İLE MİNİ YUMRU ÜRETİMİ

Özel bir yetiştirme sistemi olan Aerofoniklerde

bitkilerin toprak altı bölümleri hava ortamı

içerisinde bulunur ve belirli aralıklarla besin

solisyonu püskürtme yapılarak sisleme yapılır.

Aktif sistem içerisinde aerofonik sistem (hava

püskürtme) ile besin çözeltisi, bitki köklerine

püskürtülmekte ve böylece köklerde yeterli

besin maddesiyle birlikte mükemmel bir

havalanma sağlanmaktadır.

Bu uygulama köklere, stolanlara ve yumrulara

iyi bir şekilde oksijen sağlar. Bu sistemde bitkiler

hidrofonik sistemde olduğu gibi bitkiyi

destekleyecek katı ortam olmadığı için bitkiler

kanca ile tutturulur.

Aerofonik sistemle bitkinin vejetatif büyümesi

yapılan çalışmalarda hidrofonik sisteme göre

daha uzun olduğu (7 ay), bitki başına yumru

verimi %70 daha fazla ve yumru sayısı 2,5 kat

daha fazladır. Aerofonik sistemde ortalama

yumru ağırlığı %33 daha az çıkmıştır.