Bitkiler, polen (erkek üreme kısmı) pistilden (dişi üreme kısmı) geçip yumurtalığın içindeki yumurtayı döllediğinde bir meyve oluşturur.
Çoğu zaman bu polen aynı bitkinin başka bir çiçeğinden ya da aynı türden farklı bir bitkiden ya da farklı türden ama aynı türden bir bitkiden gelir. Tozlayıcılar, kuşlar, arılar, rüzgar ve memeliler, çiçeklere polen taşıyan aracılardır.
Döllenmeden sonra yumurtalık, bitkiye bağlı kalan bir meyveye dönüşür. Bu, anne bitkinin kim olduğunu bilmeyi kolaylaştırır (meyve hasat edilmediği sürece). Ancak baba bitkiyi bulmak o kadar kolay değildir; polenin nereden geldiğini bilmemiz gerekir. İşleri daha da karmaşık hale getirmek için, bir çiçek birçok farklı çiçekten farklı polen türlerinin bir karışımını alabilir. Bir meyvenin birden fazla tohumu olduğunda, her tohumun farklı bir babası olabilir.
Bitki ıslahçıları ve meyve yetiştiricileri “meyve babasının” kim olduğunu bilmek isterler çünkü bu onlara meyve bahçesinde yetişen çeşitlerden hangisinin polen donörü olarak en iyi işi yaptığını gösterir. Bu nedenle araştırmacılar, çevredeki tüm polenleri meyvenin DNA’sı ile karşılaştırarak bir meyve “babalık testi” gerçekleştiriyor.
Bu durumda, babanın kim olduğunu nasıl bileceğiz? Poleni hangi bitki ya da çiçek sağladı?
Şimdi, bir meyvenin babasının kim olduğunu neden bilmek isteyesiniz ki diye sorabilirsiniz. Bitki yetiştiricileri için bu önemli bir bilgidir. Yetiştirici, bahçesinde yetişen çeşitlerden hangisinin polen donörü olarak en iyi işi yaptığını bilmek istiyorsa, en iyi ‘meyve babalarını’ belirlemesi gerekir.
İnsanlarda tartışmalı bir babalık sorunu olduğunda, babayı DNA belirteçleri ile babalık testleri yoluyla tanımlarız. Aynı şeyi meyveler için de yapabiliriz.
Babalık Analizi Nasıl Yapılır?
Meyveler genetik materyallerini (DNA) her iki ebeveynden de miras alır. Eşeyli üreme sırasında ebeveyn DNA’sı birleşir ve DNA’nın (ve genlerin) benzersiz bir kombinasyonunu oluşturur. Çocuklar her iki ebeveynin özelliklerinin bir karışımını taşır.
Meyvenin DNA profili, her iki ebeveynin DNA profilinin bir kombinasyonunu içerir. DNA’nın babadan gelen kısımlarını bulmak için DNA belirteçleri kullanılarak bir babalık analizi testi yapılır.
İlk olarak, meyvenin DNA profili ana bitkinin DNA profili ile karşılaştırılarak DNA profilinin hangi kısımlarının dişi ebeveynden, hangi kısımlarının erkek ebeveynden geldiği belirlenir. Daha sonra, meyvenin DNA profiline hangilerinin katkıda bulunduğunu belirlemek için çevredeki tüm potansiyel polen donörlerinin DNA profilleri karşılaştırılır.
Araştırmacılar zeytin meyvelerinin polen donörlerini belirlemek için babalık analizini kullandılar. Bunu yapmak için zeytin çekirdeğini açtılar ve embriyolardan DNA çıkardılar. Bu embriyoların, ana bitkinin ve bahçede bulunan 17 zeytin çeşidinin parmak izini almak için DNA işaretleyicileri kullandılar. Daha sonra, parmak izlerini karşılaştırdılar ve çevredeki çeşitlerden hangisinin embriyonun erkek ebeveyni olduğunu belirlediler. Polen donörleri arasında net tercihler (çapraz uyumluluk) görebildiler.
Baba çeşidin, anne ağaca en yakın ağaç ya da en fazla bitki sayısına sahip çeşit olması gerekmiyordu.
Başka bir çalışmada, çilek tohumlarındaki polen donörlerini belirlemek için babalık analizi kullanılmıştır. Çilek meyvesi, etli bir hazne üzerinde yüzlerce akenden (gerçek meyveler) oluşan toplu bir meyvedir. Her aken bir tohum içerir. Araştırmacılar bu tohumların DNA profillerini ana bitkinin ve komşu çeşitlerin DNA profilleriyle karşılaştırarak tohumların çapraz tozlaşma mı yoksa kendi kendine tozlaşma sonucu mu oluştuğunu belirledi. Çilek söz konusu olduğunda, diğer çeşitlerin polenleri mevcut olsa bile, çiçeklerin kendi polenlerini tercih ettiği ortaya çıktı. Tohumların %98’i kendi kendine tozlaşmıştır.
Bitki Neden Bir Polen Donörü Bulmaya İhtiyaç Duyar? Ve Neden Bunun Hangi Bitki Olduğunu Bilmemiz Gerekiyor?
İki farklı bitki türünün genleri bir tohum oluşturmak için birbirine karıştığında, yeni gen kombinasyonuna sahip bitki hayatta kalmak için daha iyi hale getiren bazı yeni özelliklere sahip olabileceğinden, tohuma evrimsel bir avantaj sağlar. Bitkiler tek bir yere kök saldığından, doğa gen karışımının mümkün olmasını sağlamak için belirli yollar tasarlamıştır.
Bu yöntemler arasında çok çeşitli tozlayıcılar ve bitkilerin tozlayıcılara uyum sağlamasının çeşitli yolları vardır. Örneğin, rüzgarla tozlaşan türler rüzgarla kolayca taşınabilen çok sayıda hafif polen üretir. Öte yandan, arılarla tozlaşan türler, arıları cezbetmek için nektar içeren çekici renklerde çiçekler üretir. Ayrıca arıların vücutlarına yapışan yapışkan polenlere de sahiptirler.
Bitkiler ayrıca aynı çiçeğin polenlerinin kendi kendini tozlaştırmamasını sağlayacak mekanizmalara da sahiptir. Bu mekanizmalar, çiçekteki polenin pistilden zaman ve mekan olarak ayrıldığı fiziksel ve zamansal engeller şeklinde olabilir. Kendi kendine tozlaşmayı engelleyen bazı genetik farklılıklar da olabilir. Aynı zamanda, tüm çeşitler çapraz uyumlu değildir.
Örneğin, popüler elma çeşidi Red Delicious kendi kendini dölleyemez (kendine uyumsuz). Bu nedenle, bu çeşitle bir elma bahçesi planlarken, yetiştiricinin yakınlarda Gala ve Golden Delicious gibi Red Delicious ile uyumlu çeşitlerin dikildiğinden emin olması gerekir. Uyumlu polen mevcut değilse, Red Delicious ağaçları meyve vermeyecek veya verim çok düşük olacaktır.
Bu nedenle, yetiştiricilerin çeşitlerin kendine ve çapraz uyumluluklarını bilmeleri ve çeşitlerini buna göre yetiştirmeyi planlamaları önemlidir. Kendi kendine tozlaşabilen ve çapraz uyumlu çeşitlere ihtiyaç duymayan türlere örnek olarak şeftali, nektarin, kayısı, üzüm, çilek ve vişne verilebilir. Başka bir çeşidin uyumlu polen donörüne ihtiyaç duyan türlere örnek olarak elma, armut, tatlı kiraz ve badem verilebilir.
Sonuç
Birçok bitki türü, başarılı bir şekilde meyve verebilmek için farklı çeşitte bir polen donörüne ihtiyaç duyar. Bir meyvenin ana ebeveyninin kimliğini bilmek kolay olsa da, meyve ana bitkiye bağlı olduğu için, erkek ebeveynin kimliğini belirlemek, özellikle çevrede büyüyen birden fazla potansiyel polen donörü olduğunda zor olabilir. DNA belirteçleri kullanılarak yapılan babalık analizi, belirli bir meyvenin polen donörlerini tanımlamak için kullanılabilir.
