22 Ağustos 2016
Buğday, dünya nüfusunun büyük bir bölümü için temel gıda maddesi niteliğindedir. Bu tahıl için talep giderek artarken, hava şartlarının aşırı değişkenliği ve sert iklim değişikliği dünya genelinde hasatlar için yeni tehditler oluşturmaktadır. İstikrarlı ve daha yüksek rekolteli çeşit ihtiyacını karşılamayı amaçlayan Bayer Crop Science bilim insanları, geleceğe uygun buğday çeşitleri geliştirmek için yetiştirme istasyonları, araştırma tesisleri ve ortak şirketlerden oluşan geniş bir ağ ile işbirliği yapmaktadır.
Yüksek Performanslı Tahıllar için Global Stratejiler
Buğdaya Genel Bakış
Zorluk
Buğday, önemli bir temel gıda maddesidir. Çiftçiler bu ürüne gösterilen büyük talebi karşılamada zorluk yaşamaktadır.
Çözüm
Bayer Crop Science araştırmacıları, kurum içi yetiştirme istasyonları ve kurum dışı ortaklardan oluşan dünya genelinde bir ağ oluşturmuştur. Bu ağın hedefi, yerel koşullar için en iyi hale getirilmiş dayanıklı buğdaylar yetiştirmektir.
Faydalar
Yeni çeşitler, yenilikçi bitki koruma ürünleri ve buğday çiftçileri ile işbirliğinin birleşimi bitki rekoltesini önemli ölçüde artırabilir ve dünya genelinde gıda tedarikinin güvence altına alınmasına yardımcı olabilir.
Buğday, dünya nüfusunun besin ihtiyacını karşılamaktadır. İki milyardan fazla kişi, geleneksel tahıl ve temel gıda maddesi olarak buğdaya bağlı olarak hayatını sürdürmektedir. Besleyici altın buğday taneleri ekmek, makarna, bira, pizza ve hayvan yemi üretiminde kullanılmaktadır. Dünya çapında yaklaşık 220 milyon hektar alanda buğday yetiştiriciliği yapılmaktadır. Bu oran çavdar, yulaf ve arpa gibi diğer küçük taneli tahıllara kıyasla çok daha büyüktür. 1960’lı yılların sonlarından bu yana, hektar başına Buğday rekoltesi iki katın üzerine çıkmıştır. Ancak son on yılda buğday rekoltesi bazı önemli bölgelerde çok az artış göstermiştir. Bu durum, önemli sonuçlara neden olabilecek bir gelişmedir. Bayer Crop Science Global Bitki Tahıl Müdürü Steve Patterson, konuyla ilgili olarak şu yorumda bulunmaktadır: “Süreç böyle devam ederse, artan dünya nüfusunun ihtiyaçlarını karşılamada zorluk yaşayacağız.”
Kaynak: FAO, İstatistik Yıllığı 2013
Buğday yalnızca ekmek ve makarna yapımında kullanılmamaktadır. Tahıllar, biyoyakıt ve çiftlik hayvanları ve evcil hayvanlar için hayvan yemi gibi sanayi ürünlerinin üretiminde de kullanılmaktadır.
Geleneksel olarak çeltik yetiştiriciliğine ağırlık veren Çin ve Kore gibi ülkelerde bile buğday giderek yaygın hale gelmektedir. Bunun ötesinde, özellikle iklim değişikliğinin bir sonucu olarak mevcut rekolte düzeyi düşebilir. Patterson’a göre “Uzun kuraklık dönemleri ya da şiddetli yağış gibi sert hava koşulları, buğday pazarında beklenmedik tedarik sıkıntılarına yol açabilir. Global sıcaklıkların arttığı her bir derece için buğday rekoltesinin yüzde 6 düşebileceği tahmin edilmektedir.” Buna ek olarak, geleneksel bitki koruma ürünlerine dirençli hale gelen hastalıklar ve yabancı otlar, önemli yetiştirme bölgelerinde giderek artan şekilde hasat kaybına neden olmaktadır.
Dünya genelinde tahıl: Buğday, dünya çapında yaklaşık 220 milyon hektar alanda yetiştirilmekte ve 90 ülkede tüketilmektedir. Ancak, gelecekte talep arzı geçebilir. Bu nedenle, Bayer bilim insanları özellikle rekolteyi artırmak için yeni teknolojiler kullanmaktadır.
“Uzun kuraklık dönemleri ya da şiddetli yağış gibi sert hava koşulları, buğday pazarında beklenmedik tedarik sıkıntılarına yol açabilir. Global sıcaklıkların arttığı her bir derece için buğday rekoltesinin yüzde 6 düşebileceği tahmin edilmektedir.”
Uzmanlar Daha Yüksek Rekolte için daha Dayanıklı Bitkiler Yetiştirmeyi Amaçlıyor
Patterson’a göre “Buğdayın geleceğini güvence altına almak için, çok çeşitli uzmanlık alanlarını bir araya getiren ve bunları yeni çiftçilik konseptlerine entegre eden global düzeyde önlemleri hızlı bir şekilde uygulamamız çok önemlidir”. Bayer, bu amaca yönelik olarak, yalnızca birkaç yıl içinde kurum içi yetiştirme istasyonları ve kurum ortaklardan oluşan dünya genelinde bir ağ oluşturmuştur. Şirket aynı zamanda 2011 yılında Paris’te G20 Tarım Bakanları tarafından onaylanan uluslararası Buğday Girişimi ile işbirliği yapmaktadır. Bayer CropScience Buğday Yetiştirme Araştırma Merkezi Başkanı Edward Souza, konuyla ilgili şu yorumda bulunmaktadır: “Hedefimiz ilgili yerel iklim ve toprak koşullarında daha yüksek rekolte sağlayan ve şiddetli hava koşullarına, zararlılara ve hastalıklara karşı daha dayanıklı bitkiler yetiştirmektir.” Bilim insanları Kanada, Almanya, Fransa, Ukrayna, Avustralya’da bir ve Amerika Birleşik Devletleri’nde iki olmak üzere toplamda yedi bitki yetiştirme istasyonunda bu temel gıda maddesi tahılın yeni çeşitlerini geliştirmek için yoğun şekilde çalışmaktadır. Bu dünya çapındaki yetiştirme programları 400.000’in üzerinde test planı ve 8000 farklı seçkin deneysel tür içermektedir.
Buğdayın Tarihçesi
En eski kanıtı 10.000 yıl öncesine dayanan buğday, arpadan sonra en eski ikinci tahıldır. Çok sayıda çim gibi modern buğdayın yabani ataları kolayca kırılan ve tohumları yere saçılan çok ince tohum başlarına sahipti. Bu da buğdayın hasat edilmesini zorlaştırıyordu. Bu nedenle eskiden çiftçiler, özellikle tohum başları kalın olan türleri tercih ediyordu ve bunları harman dövülene kadar başakları bütün halde kalan çeşitler yetiştirmek için kullanıyordu.
Yetiştirilen ilk türler, küçük kızıl buğday ve gernik buğdayı idi. İlk olarak Orta Doğu’da yetiştirilen, sert koşullara sahip yerlerde dahi yetişebilen bu çeşitler dayanıklıydı ve iyi saklanabiliyordu. Ancak buğday, pek çok avantajına rağmen uzun zaman boyunca niş bir ürün olarak görüldü. Tahıl ancak 11. yüzyılda yaygınlaşmaya başladı. 1950’li yıllarda araştırmacılar evcil buğday ile melezledikleri yabani çimlerde cüceleştirme genini keşfederek çığır açan bir buluşa imza attı. Yeni bitkiler, daha küçük ve sabitti. Ayrıca, daha çok tane taşıyabiliyordu. Bu bilgi Hindistan dahil olmak üzere pek çok ülkede rekolteyi iki katına çıkaran yeşil devrimin bir parçası olarak kullanıldı. Günümüzde dünya genelinde yaklaşık 5000 farklı buğday çeşidi yetiştirilmektedir.
Buğday yetiştiriciliğine ayrılan alanının yüzde 90’nını kaplayan yaygın buğday, ekmek ve hayvan yeminin ana bileşenidir. Ayrıca nişasta üretiminde kullanılır. Bu buğday türü, durum buğdayının atası olan gernik buğdayı ile yabani keçi çimi arasında yapılan rasgele bir melezleme sonucu ortaya çıkmıştır. Durum buğdayı özellikle yüksek gluten içeriğine sahiptir, bulgur ve kuskus yanında çoğunlukla makarna ve şehriye için kullanılır. Çok az su gerektiren ve sıcak iklimlere çok iyi uyum sağlayan bu buğday, ağırlıklı olarak Akdeniz bölgesinde ve Orta Doğu’da yetiştirilir.
Dünya çapında yaklaşık 5000 farklı buğday çeşidi yetiştirilmektedir.
En büyük potansiyeli seçme: Laboratuvar teknisyeni Claire Pons de Vincent, en çok gelecek vadeden buğday bitkilerini seçmektedir. Bayer’in Paris yakınlarında Milly-la-Fôret’de bulunan buğday araştırma merkezinde Claire Pons de Vincent ve meslektaşları, bu tahıl için çok daha etkili yetiştirme yöntemleri geliştirmektedir.
Bilim insanları, daha dayanıklı ve yüksek rekolteli hibritlerin yetiştirilmesi de dahil olmak üzere çeşitli stratejiler uygulamaktadır. Souza bu durumu şöyle açıklıyor: “Bunlar çok spesifik özellikler için seçilen iki saf türün melezlendirilmesiyle oluşturulur. Birinci nesil (F1) hibrit tohumu özellikle tercih edilir çünkü bu tohum, ana çeşitlere göre çok daha yüksek rekolte üretir. Bu hibritleri oluşturmak için yetiştiricilerin bir ana türde polen oluşumunu bastırarak türü steril hale getirmesi gerekmektedir. Bu gerçekleşmezse, bitkiler kendi tozlarıyla melezlenir ve rekolte yükselten etki kaybolur.” Günümüzde buğdayın F1 çeşitlerini üreten çok az program kimyasal sterilleştirici kullanır. Ancak bu sterilleştiricilerin kullanılmasına yalnızca birkaç ülkede izin verilmektedir. Souza’nın ekibinde yer alan Bayer araştırmacıları, buğday ve buna çok yakın türlerden doğal genler kullanarak bu sorunu çözmek için genetik sterilizasyona odaklanmıştır.
Bilim insanları, yaklaşık 8000 Buğday Çeşidi ile Çalışıyor
Patterson’a, istenen özellikleri bir araya getirmek için daha geleneksel yetiştirme süreçleri de kullandıklarını belirtmektedir. “Örneğin, özellikle dirençli yabani buğdayı modern, yüksek rekolteli türler ile melezlenir.” Bayer uzmanları, yetiştirme sürecini önemli ölçüde hızlandıran yeni teknolojiler kullanmaktadır. Souza’ya göre “Moleküler belirteçler kullanarak melezleme için uygun adayları hızlı bir şekilde belirlenebilir ve daha az uygun olan türleri sürecin erken aşamasında elenebilir”. Bundan önce uygun türlerin seçimi yeni türün değerini bitkinin büyümesi, yaprak ve kök gelişimine göre yalnızca gözüyle değerlendirmesi gereken yetiştiriciye kalıyordu.
Buğday genom diziliminden alınan bilgileri kullanan Dr.Catherine Feuillet ve ekibi, iyileştirilmiş türlerin seçilmesi ve oluşturulmasının hızlandırılması için rekolte sağlayan genlerin keşfedilmesi ve iyileştirilmesi üzerinde çalışmaktadır.
Bayer CropScience’ın Özellik Araştırma departmanına başkanlık eden buğday genetik uzmanı Dr.Catherine Feuillet: “Özellikle rekolteden ve biyotik ve abiyotik strese karşı dirençten sorumlu genlerin belirlenmesiyle ilgileniyoruz.” Dr.Catherine Feuillet, son on yılda kendini özellikle buğday genomunun şifresini çözme gibi zorlu bir göreve adamıştır. Ancak 17 milyar baz çiftine sahip olan buğday genomu insan genomundan beş kat daha büyük ve daha karmaşıktır. Her bir bitki, aynı bilginin çok sayıda kopyasına sahip üç kromozom grubu içerir. Feuillet, uzun zaman boyunca buğday genomunun çözülmesinin teknik olarak imkansız veya çok maliyetli olduğu belirtmektedir. Ancak özellikle Feuillet’in liderliğini yaptığı ve Bayer CropScience’ın finansal destek sağladığı Uluslararası Buğday Genom Dizilimi Konsorsiyumu (IWGSC) sayesinde şu anda ilerleme kaydedilmektedir.
Feuillet konuyla ilgili olarak “Şu ana kadar en büyük kromozomdan referans bir dizilim elde etmeyi başardık ve diğer 20 kromozomdan ise kaba taslaklar oluşturduk.” Şeklinde bir yorumda bulunmuştur. Bunlar, dünya genelinde yetiştiricilerin yanı sıra, Souza’nın ekibi tarafından kullanılabilecek belirteçler geliştirilmesinde yararlıdır ancak tam dizilim bilgisinin istenen özelliklerin altında yatan genleri belirlemesi ve ayırması gerekmektedir.
Feuillet’e göre “Hangi genin rekolteden sorumlu olduğunun bilinmesi yüksek rekolte sağlayan yolların verimliliğinin artırılması için bazı genlerin düzenlenmesi yanında yetiştirme aracılığıyla gen kombinasyonlarının optimize edilmesine, daha iyi versiyonlarının keşfedilmesine imkan sağlayacaktır”. Bu nedenle buğday türlerinde daha fazla çeşitlilik sağlayacak tüm yaklaşımlar, Bayer CropScience’ın şu anda geliştirmekte olduğu buğday araç kutusunun bir parçasıdır. Bu nedenle Bayer’in uzmanları Hollanda’da KeyGene gibi biyoteknoloji şirketleri, Avustralya’da Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) (Ulusal Bilimsel ve Endüstriyel Araştırma Kurumu) ve Romanya’da National Agricultural Research and Development Institute (Ulusal Tarım Araştırma ve Geliştirme Enstitüsü) gibi çeşitli harici ortaklarla işbirliği yapmaktadır. Kuraklığa dayanıklı türler alanında uzman Nebraska Üniversitesi, South Dakota State Üniversitesi ve Texas A&M Üniversitesi ve yabani buğday türlerini belirlemede ve kullanmada dünya çapında bilinen bir merkez olan Kansas State Üniversitesi de işbirliği yapılan kurumlar arasında yer almaktadır.
Buğdayın en eski kanıtı yaklaşık 10.000 yıl öncesine dayanır.
Hassas çalışma: Bitkinin kendi tozları ile melezlenmesini önleyerek seçici bir şekilde melezlenmesini sağlamak için stamenler, başaklardan steril pensler kullanılarak çıkarılır.
Etkili Buğday Stratejisi için Uluslararası Ağ
Bu altın tahılın geleceği, yalnızca birinci kalite buğday çeşitleri geliştirilerek güvence altına alınamaz. Çiftçilerle yakın işbirliği içinde çalışmanın yanı sıra yeni, daha etkili bitki koruma ürünleri de Bayer’in stratejisinin bir parçasıdır. Patterson’a göre günümüzde üreticiler, ekim nöbetinden gübre ve bitki koruma ürünlerinin en iyi şekilde kullanılmasına kadar iyi tarım uygulamaları için her bir fırsatı tam olarak değerlendirerek çok daha yüksek rekolte elde edebilmektedir. İhtiyaca özel bölgesel çözümler geliştirilmesi için dijital teknoloji de giderek artan şekilde kullanılmaktadır. Örneğin, çiftlik makineleri üzerine monte edilen sensörler ve kameralar toprak, nem içeriği, bitki büyümesi ve rekolte hakkında değerli veriler sağlamaktadır. Patterson yeni türler, etkili bitki koruma ürünleri ve en iyi yönetim stratejileri ile buğday rekoltesi artan nüfusun ihtiyaçlarını karşılamak üzere önemli ölçüde artırılabileceğine inanmaktadır. Bu, buğdayda bir devrim anlamına gelmekte ve dünya gıda güvenliğine çok önemli bir katkı sağlamaktadır.