Kenevir Bitkisi Doku Kültürü: Nedir?

• 1. Doku kültürünün tarihi
• 2. Doku kültürünün temelleri
• 3. Bitki doku kültürü nedir ve nasıl İşler?
• 4. Doku kültürü vs klonlama
• 4. a. Klonlama
• 4. b. Bitki doku kültürü
• 5. Doku kültürünün 5 adımı
• 5. a. Evde doku kültürü nasıl yapılır
• 5. b. Kimyasal bileşim rehberi
• 6. Sonuç

Doku kültürü, bir bitkiden canlı doku alınarak sterile koşullarda o dokudan tam bir bitki yetiştirilmesi işlemidir. Bu süreç 1885'e kadar uzanır ve kenevir tohumları dünyasında göreli olarak yeni olsa da oldukça etkilidir ve çoğu bitki türünde kullanılabilir. Doku kültürü sürecinin sonucunda, teknisyenlerin bitki hücrelerinin çoğalması aracılığıyla koruyabildiği, stabilize edilmiş bir bitki dokusu kaynağı elde edilir. Bu genetik materyali temiz ve güvenli tesislerde muhafaza ederek, özel bitki çeşitlerini ve fenotiplerini tutup sürekli çoğaltabiliyorlar. Bu teknik nadir bitkilerin korunmasına yardımcı olacağı gibi, verimli ve güçlü fenotiplerin çoğaltılarak tarla kullanımı için canlı tutulmasını da sağlar. Doku kültürünü, ihtiyaç duyulana dek özel koşullarda saklanan bir "genetik banka" olarak görebilirsiniz; ardından kaplara ya da dış mekânda toprağa nakledilir.

1. Doku Kültürünün Tarihi

Doku kültürünün tarihi 1885 yılına dayanır; bir Alman zoolog civciv embriyosundan doku yetiştirmeyi denedi ancak 1907 yılında bir Amerikalı zoologun bir kurbağanın sinir hücresini başarıyla yetiştirmesine kadar başarıya ulaşılmadı.

Daha sonra, 1910 yılında bir Fransız cerrah bu tekniği geliştirdi ve doku kültürünün ne olduğunu tanımladı. Teknik belirlendikten ve oturduktan sonra, başka deneyler de başarılı oldu ve diğer araştırmacıların yapay koşullarda kök hücre yetiştirmesine olanak verdi. Bu, insan biyolojisi hakkında daha fazla bilgi ve rejeneratif tıpta büyük ilerlemeler sağladı. Ama kendinize şu soruyu soruyor olabilirsiniz: Bu, kenevir ile nasıl ilgili?

2. Doku Kültürünün Temelleri

Doku kültürünün nasıl işlediğine ve klonlama ile farklarına derinlemesine girmeden önce, önce doku kültürünün olmazsa olmazlarını öğrenelim.

Araştırma

Eğer evde doku kültürünü denemek istiyorsanız, öncelikle seçtiğiniz o özel strain için bu işlemin daha önce başarıyla uygulanıp uygulanmadığını araştırmanız gerekir. Böylece aynı prosedürü takip edebilir ve kılavuz olarak kullanarak ne yapmanız ya da yapmamanız gerektiğini öğrenebilirsiniz.

Bitki Dokusu

Ne yapmanız gerektiğini öğrendiyseniz, sıradaki adım, doku kültürü işlemi için kullanacağınız bitkiyi edinmek. Verici bitki kesinlikle %100 sağlıklı ve hastalıksız olmalıdır. Ayrıca, kullanılacak bitki bölümü bitkiden bitkiye değişir, bu nedenle daha önce bahsi geçen kılavuzlara bağlı kalmak başarı şansını artıracaktır. Unutmayın ki bu işlem temiz bir çevre gerektirir; kıyafetleriniz, ekipmanınız ve odanın kendisi dahil her şey tamamen temiz ve steril olmalıdır çünkü kontaminasyon başarısızlığın bir numaralı sebebidir.

Hava

Daha sonra sıra havaya geliyor; bitkiler temiz havaya ihtiyaç duyar, o yüzden havanın temiz olduğunu garanti etmek için hazır bir eldivenli kutu alabilir veya eski bir akvaryum ve PVC borular kullanarak kendiniz de yapabilirsiniz.

Ortam

Doku kültürünün en önemli noktalarından biri ortamdır, çünkü bitki yeterince büyüdüğünde yerleştirileceği ortam burasıdır. Ortam, kök gelişimi ve bitki büyümesine destek sağlamak için jel benzeri bir madde olmalı; ayrıca bitkinin büyümesi için gerekli enerjiyi üreteceği besinleri de sunmalı. Bu nedenle Agar en popüler ortamlardan biridir.

Artık ihtiyacınız olanlar hakkında daha iyi bir fikriniz olduğuna göre, doku kültürüyle kenevir ve diğer bitkileri nasıl yetiştirebileceğinizi anlamak için okumaya devam edin. Doku kültürünün doğru materyal ve ekipman olmadan zor olabileceğini unutmayın, ancak endişelenmeyin, her zaman bitkilerinizi klonlayabilirsiniz. Klon sayısı, bitkinin büyüttüğü dal sayısına bağlıdır ve doku kültürüne göre çok daha kolaydır, ayrıca fazla deneyim gerektirmez. Tüm ihtiyacınız olan klonlama jeli ve makas, o kadar!

3. Bitki Doku Kültürü Nedir ve Nasıl İşler? 

Doku kültürü yukarıda açıklandığı gibi; kısacası, birkaç parça bitki dokusu veya hücresini alıp bunlardan yüzlerce hatta binlerce özdeş klon üretme sürecidir. Bu yöntem, yetiştiricilerin belirli bir strain'i neredeyse sonsuza kadar korumasını sağlar ve çok az alan ve emek gerektirir. Klasik klonlamada olduğ gibi, doku kültürü de klonlamak istediğiniz bitkiden küçük bir parça almakla başlar; ancak klasik klonlamadan farklı olarak, bu doku örneği kesilir, steril edilir ve temizlendiğinde, sadece besinler değil aynı zamanda hormonlar ve şekerler de içeren bir besin ortamına yerleştirilir.

Bu besin ortamı, her doku kültürü için özel hazırlanır çünkü bazı besinler ve hormonlar gelişim fazlarını tetikler. Yani büyümeyi, kök gelişimini ve/veya çoğalmayı (bitki yeterince büyüdüğünde) tetiklemek istiyorsanız spesifik bir besin ortamı vermelisiniz. Kısacası, elinizde biraz doku olur ve yeterince büyüdüğünde, yüzlerce parçaya bölüp ayrı ayrı klonlamak isterseniz bunu yapabilirsiniz. Bu dokular büyümeye hazır olduğunda, kök oluşturmalarını ve ardından büyümelerini teşvik eden bir besin ortamı ile beslenirler.

4. Doku Kültürü vs Klonlama

Kenevir endüstrisi geliştikçe, ticari yetiştiriciler daha kısa sürede daha fazla verim ve yüksek etki arayışındalar. Mümkünse, yetiştiriciler klonlamadan doku kültürüne geçiyor. Neden mi?

Klonlama 

Bildiğiniz gibi, klonlama bir bitkiden dal alıp kök oluşturana kadar beklemekten ibarettir. Bu klon, anasının birebir kopyası olur.

Ancak klonlar, fide kadar güvenilir olmayabilir; iyi bir hayatta kalma oranı sağlamak zordur ve bununla da kalmaz, zararlılar, enfeksiyonlar, hastalıklar ve nesil ilerledikçe kolayca genetik mutasyonlar oluşabilir. Doku kültüründe ise işler farklıdır.

Bitki doku kültürü

Doku kültürü işlemi oldukça basittir, fakat doğru koşulların sağlanması için ciddi bir kontrol gerektirir; doku kültürü laboratuvarlarında şu gereklidir:

Sterilizasyon

Doku kültürlerinde ideal ortam sağlanmalıdır; bu, bitkinin ihtiyaç duyduğu tüm şeyleri kolayca alabileceği şekilde sunar, ancak bu ortam bakteriler ve zararlı mikroorganizmalar için de idealdir, dolayısıyla her şey steril olmalı. Bu sterilizasyon hayati önemdedir, çünkü mantar veya bakteri bitkileri öldürebilir; bu nedenle sadece laboratuvar değil, aynı zamanda tüm araçlar, ekipman ve bitki dokusu da (explants) steril edilmelidir.

Aseptik ortam  

Tüm işlemin tamamen steril bir ortamda yapılması çok kritik; ideal koşullarda özel bir kabin oluşturulup, önceden steril ekipmana dokunabilirsiniz. Bu özel ortam, alet, ekipman ya da doku havayla temas edeceğinde kullanılır.

Hastalıklar çalışma alanlarına kolayca sızabilir; mantar sporları her zaman havada dolaşır. İn vitro bitkiler (örneğin Petri kutusu içinde büyüyenler) kontaminasyondan korunmak için teknisyenler genellikle bir hava akış kabini altında çalışır. Bu cihazlar, havayı HEPA filtresinden geçirerek—virüs, bakteri ve mantar sporları gibi çok küçük kirleticileri süzen bir ekipman—iş alanına temiz hava üfler. Bu laminer akış, Petri kutularının üstüne partikül düşmesini engeller.

Özel yetiştirme ortamı

Doku kültüründe, sterildir ve besinler, şeker, su ve büyüme ortamı sağlar. Bu ortam, bitkiniz tüm ihtiyaçlarını karşılarken tam bir bitkiye dönüşene kadar yaşamasını sağlar. Evde, hazır bir karışım, şeker ve saf suyla hazırlanabilir; pH'ı 5,8'e ayarlanmalıdır. Basit olsa da çok fazla güvenlik önlemi gerekir.

5. Doku Kültürünün 5 Adımı

Laboratuvarda bitki doku kültürünün 5 basit adımı burada; unutmayın, bu tüm sürecin özetidir.

1. Kullanmak istediğiniz bitkiyi seçin;
2. Dokuyu steril ortama yerleştirip bir parça alın, temizleyin ve uygun ortamda büyütmeye bırakın;
3. Uygun koşulları sağlayın ve dokunun çoğalmasını bekleyin (genellikle 14 gün alır);
4. Bitkinin köklenmesini sağlayın;
5. Son kaba nakledin ve büyümeye bırakın.

Daha ayrıntılı ve evde nasıl yapılacağını gösteren adım adım bir rehber isterseniz, burada bir rehber var; ancak unutmayın ki pahalı ekipmanlar gereklidir, diy olsa bile özel ekipman gerekir.

Evde doku kültürü nasıl yapılır

Kenevir ile bitki doku kültürünü evde nasıl yapacağınızla ilgili rehber arıyorsanız, işte ayrıntılı adım adım anlatım. Yukarıda denildiği gibi, özel ekipman gerekir ama evde yapmak tamamen mümkündür.

Başlatma fazı (1-2 hafta)

Adım 1

Hava akımı kabinini açın ve başlamadan önce en az 30 dk çalıştırın; laminer hava akımı kabininiz yoksa, alkol ocağı/ampul kullanın ve alevin yakınında çalışın.

Adım 2

Hava akımı kabinini %70 etanol ile sterilize edin ama doğrudan filtreye sprey sıkmayın.

Adım 3

Sterilizatörü açın ve 20 dk ısınmasını bekleyin.

Adım 4

Bir paket kâğıdı kuru döngüde sterilize edin, ardından kapları, suyu ve tween'i yavaş döngüde sterilize edin.

Adım 5

Daha sonra ortam hazırlamak için bir kap alın, ters ozmoz, damıtılmış veya arıtılmış su (en ideali) ile doldurun. 1L ortam yapmak için 900 ml su ekleyin. Su hazır olduğunda, Grow besinleri ekleyin ve EC 1.5'e ulaşınca 30g/L şeker ekleyin ve çözeltinin pH'ını 5.7'ye ayarlayın, ardından 6g/L agar ekleyin ve otoklavlanabilir şişeye koyun (taşırmayın). Şişeyi sterilizatörde 15 dakika çalıştırın ve kullanacağınız sterilize kaplara yaklaşık 50 ml dökün.

Adım 6

Ortam hazırsa, %0,5 çamaşır suyu ve %0,1 steril tween 20 ile çözeltinizi hazırlayın; yalnızca %2,75 çamaşır suyunuz varsa, 1 L için 181 ml ekleyin.

Adım 7

Bir kabı az miktarda suyla doldurun, kenevir materyalinizi alın ve suya yerleştirin; bitki materyalinin sağlıklı olduğundan emin olun. Eğer materyali 1 saatten fazla bekletecekseniz, buzlu termos içinde saklayın ve olabildiğince çabuk suya koymaya çalışın.

Adım 8

Kapaklı steril bir kap alın, %80 kadarını çamaşır suyu/tween çözeltisiyle doldurun, bitki materyalini ekleyin ve kabı kapatın.

Adım 9

20 dakika nazikçe çalkalayın, ardından ilk 20 dakikadan sonra 20 saniye kuvvetlice çalkalayın.

Adım 10

Bitki materyalini %80 steril suyla dolu başka bir kaba aktarın, nazikçe 5 dakika çalkalayın ve 2 kez tekrar edin.

Adım 11

Steril cımbızla bitki materyalini steril bir kağıda alın, fazla suyunu çektirin ve her kaba bir parça bitki materyali koyun. Bitki dik pozisyonda olmalı ve kap, 25°C ve 18/6 ışık döngüsünde en az 3 hafta raf üzerinde kalmalı. Bitkileriniz hazırsa, başarılı şekilde klon yetiştirmiş olursunuz ve artık seçtiğiniz ortamda dış mekan ya da iç mekan yetiştirilebilir.

Kimyasal Bileşim Rehberi 

Farklı ortam türleri olduğunu unutmayın; mineraller ve miktarlar kullandığınız ortama göre değişebilir. Bu rehberde Murashige-Skoog ortamı örnek alınmıştır; kendi ortamınızda kullanılan içerik ve miktarı mutlaka öğrenin.

Bunlar, kenevir bitkilerinizin yüksek miktarda ihtiyaç duyduğu temel besinlerdir ve doku kültürü için gereklidir, eksik olduklarında bitkileriniz yeşil doku üretemez.

Bunlar, kenevir bitkilerinizin daha az miktarda ihtiyaç duyduğu, ama doku kültüründe vazgeçilmez besin maddeleridir; olmazsa bitkiler düzgün büyüyemez ve eksiklik belirtileri gösterir.

Bu vitaminler bitkinizin metabolizmasına yardımcı olmak için gereklidir, özellikle doku kültüründe bunların doğru miktarda verilmesi şarttır.

6. Sonuç

Kenevir doku kültürü oldukça zor görünebilir ama aslında oldukça basittir; yalnızca en uygun koşulları sağladığınızdan ve güvenlik önlemlerini aldığınızdan emin olmanız gerekir. Bu tekniğin yeni olduğunu ve pahalı ekipman gerektirdiğini biliyoruz; yani tüm yetiştiriciler gerekli ekipmana ulaşamayabilir, fakat laboratuvarda ya da evde kendi doku kültürü laboratuvarınızı yaptıysanız, lütfen diğer yetiştiricilerle bilginizi paylaşın, aşağıya yorum bırakın!

Dış kaynaklar

1. Bitki Doku Kültürleri. - Kärkönen, Anna & Santanen, Arja & Iwamoto, Kuninori & Fukuda, Hiroo. (2020). 
2. Nanoteknoloji ve Bitki Doku Kültürü. - Tariq, Amina & Ilyas, Saiqa & Naz, Shagufta. (2020). 
3. Bitki Doku Kültürü Ortamları, Bitkilerin İn Vitro Kültüründe Son Gelişmeler. - Annarita Leva ve Laura M. R. Rinaldi (2012).