Geneva® Elma Anaçlarının Benzersiz Özellikleri

Geneva® elma anaç ıslah programı, 1970’lerin başından bu yana uygulanmaktadır ve NY’deki ARS elma koleksiyonuna dönüşmüş olan önemli gen kaynaklarına erişebilmesi açısından benzersiz bir programdır (Aldwinckle ve diğerleri, 1976). Bu genetik çeşitlilik, proje hedeflerinden biri olan hastalıklara dayanıklı elma anaçlarının ıslahı ve verim artışının sağlanmasını mümkün kılmıştır.

Cornell Üniversitesi’nde vizyon sahibi bir bitki ıslahçısı olan Dr. Cummins ve bitki patoloğu olan Dr. Altwinckle, yıllar önce elma sektörü için cüceleşme hastalığına dayanıklı anaçlar üretilmesi amacıyla yabani gen kaynaklarının kullanılmasına öncülük eden bilim insanlarıdır (Cummins ve Aldwinckle, 1974). USDA ARS ise ıslah programının aynı hızda sürdürülmesi için 1990’ların sonunda bu çalışmalara katılmıştır.

Geneva® elma anacı ıslah programının nihai amacı, elma üreticilerinin de nihai hedefi olan ticari meyve bahçesi ortamında aşılı elma çeşitleri yetiştirerek verimli ve yüksek kaliteli elma üretimini, azami düzeye çıkartmaktır. Meyve verimi ve kalitesini etkileyen birçok unsur vardır. Ancak bir yetiştiricinin, meyve bahçesinin yaşam süresi boyunca aralarından bir defa seçim yapabileceği birkaç
seçenek vardır. Verimli bir meyve bahçesi için uyumlu bir elma anacı seçimi, meyve bahçesinin verimini artırabilecek veya azaltabilecek önemli kararlardan biridir. Bu noktada Geneva® anaç ıslah programından beklenen, mevcut elma anacı popülasyonu ile ilgili daha iyi alternatifleri ortaya koymasıdır.

Bu makalede, konuya ilişkin bulgularımızdan bazılarını açıklıyor ve Geneva® elma anaçlarının kullanılmasının faydalarını ele alıyoruz.

Benzersiz genetik kaynaklar

Diğer ıslah programlarından elde edilen ticari ve deneysel anaçlarla karşılaştırıldığında Geneva elit anaçlar, diğer elma anaç gen kaynaklarından farklıdır (Fazio ve diğerleri, 2011). Şu anda Geneva ıslah serisindeki elit anaçlar ve yabani gen kaynakları arasındaki çeşitli melezlemeler sayesinde hastalıklara direnç, büyüme gücü, erken gelişme ve verimlilik dahil olmak üzere yeni özelliklerin belirlenmesi için kullanılabilecek çok sayıda genetik değişiklik vardır.

Bu değişikliğin çok küçük bir kısmının, çok farklı lezzetler, renkler, yaprak ve dal tipi, büyüme şeklinde görülmesi veya tecrübe edilmesine karşın geri kalan genetik değişiklik, çıplak gözle görülemez ve sadece bu değişikliğin ortaya çıkarılmasını amaçlayan deneyler, şartlar ve analizlerle belirlenebilir. Söz konusu Geneva anaç materyalinden bazılarında Rosellinia’ya (geçici olmasına rağmen) karşı dirençli olduğu gözlenmiştir. Bu, ilk seçilen hastalık taraması kapsamında değildi ancak Brezilya şartlarında kendisini gösterdi. Islah programının geniş genetik alt yapısı, yeni güçlüklere ve hedeflere (anaç açısından) hızlı cevap vermeye imkan vermektedir.

Elma pamuklu bitlerine (WAA) direnç

Elma pamuklu bitleri, yetiştiriciler için bir sorun oluşturmasının yanı sıra belirli iklimlerde meyve üretimi üzerinde önemli bir olumsuz etki yaratabilir. M.9, B.9, M.26, M.7, Ottawa 3 dahil olmak üzere birçok ticari bodur anaç, bu zararlıya karşı çok hassastır (Beers ve diğerleri, 2010).

Böcekler yetişme sezonunda kök sistemlerinden beslendikleri ve zararlılara karşı havadan yapılan tarım ilaçlarından kaçabildikleri için dirençli elma anaçları, toprakta meydana gelen kışlama aşamasını önleyerek meyve bahçesindeki bir zararlının ortadan kaldırılmasına katkıda bulunabilir. Geneva® ıslah programı, MM.106, MM.111 tiplerine göre daha etkin ve farklı bir dirence sahip olan birkaç bodur elma anacını (G.41, G.969, G.214, G.210, G.202) ortaya çıkaran ilk program olmuştur.

Ağaç dal ve kök yapısındaki değişiklik

Aşılı çeşidin bodurlaştırılmasına ilave olarak bazı Geneva anaçları, aşağıda belirtilen kabiliyetlere sahip olduklarını da göstermiştir:
1) Anaçların fidanlıklarda köklenme yeteneğinin arttırılması,
2) Aşı sürgünlerinin dal açılarının düzleştirilmesi.

Dalların düzleştirilmesinin, bu özelliğe sahip olmayan diğer anaçlarla karşılaştırıldığında bu elma anaçlarının verimliliğindeki artışla yakından bağlantılı olduğu görülmektedir (Fazio ve Robinson, 2008).

Bir anaç, bunu nasıl başarabilir? Son birkaç yıl içinde elma anaçlarının, aşı kalemindeki gen modülüne etki ederek ağacın temel fizyolojisinde değişiklik yapabildiğini öğrendik (Jensen ve diğerleri, 2010). Bu nedenle elma anaçlarının, aşı kaleminde ağaç özelliklerini
veya büyümesini değiştiren ve kaynakları meyve üretimine yönlendiren bir sinyal göndermeleri olasıdır.

Islah programımızdaki birkaç anacın başka bir benzersiz özelliği de kalıtsal olan kalın köklerden daha ince kök sistemleri üretme kabiliyetidir

(çok ince/kalın kök oranı) (Fazio ve diğerleri, 2009b) ve bu kabiliyet Geneva anaç serisini, diğer ticari benzerlerine göre daha verimli hale getirebilir.

Ateş yanıklığı (erwinia amylovora)’na direnç

Ateş yanıklığına neden olan E.amylovora bakterisine direnç, Geneva ıslah programının başlamasına neden olan önemli bir etkendir (Cummins ve Aldwinckle 1974). Piyasaya sürülmüş olan tüm Geneva anaçları, bu hastalığa karşı toleranslıdır ya da bağışıklığa sahip ve yüksek hastalık baskısı altında bile bu hastalığa hassas olan çeşitlerin hayatta kalmasına imkan vermektedir (Norelli ve diğerleri, 2002; Russo ve diğerleri, 2007).

Ateş yanıklığının gelişen türlerine karşın, bu direnç seviyesini koruyacak ıslah çalışmaları yeni türlerde yüksek seviyede direnç sağlamak hedefi ile devam etmektedir (Fazio ve diğerleri, 2009a).

Elma tekrar dikim hastalığı (ard-apple replant disease)’na tolerans

Daha önce elma dikilmiş bahçelerde yeniden elma dikimi yapılması sonucunda görülen hastalık sorunu, meyve bahçesinin tekrar dikiminden önce toprağın sterilize edilmesi için daha az dezenfektan bulunması nedeniyle, elma üretim alanlarında önemli bir sorun oluşturmaya başlamıştır. Tekrar dikim hastalığına direnç, ıslah programının ilk aşamalarında öncelikler listesinde bulunmayan gizli özelliklerden biridir. Ancak Geneva’da geliştirilen elit gen kaynaklarında ortaya çıkarılmıştır.

Tekrar dikim, genç ağaçları bodur bırakır ve meyve bahçesinin yaşam süresi içinde üretimde önemli kayıplara neden olur.

Bu karmaşık bir sorun olmakla birlikte aşağıda sayılanlar da dahil olmak üzere tekrar dikim hastalık belirtileri olarak ortaya çıkmaktadır: Cylindrocarpon destructans, Phytophthora cactorum, Pythium spp, ve Rhizoctonia solani (Mazzola, 1998). Bütün meyve ağaçları, bu patojenlerin tamamından etkilenmeyebileceği gibi, bazılarında emsal olarak bir veya iki tane bulunabilir.

ABD’de ve dünyadaki birçok farklı yerde yapılan birkaç araştırma, belirli Geneva anaçlarının, mevcut ticari anaçlara göre yeniden dikim sorununa karşı yüksek toleransa sahip olduğunu ortaya koymuştur

(Auvil ve diğerleri, 2011; Fazio ve diğerleri, 2012; Rumberger ve diğerleri, 2004). Bu deneylerden bazıları, fumigasyon uygulamasının, normalde elverişsiz bir alanda büyümenin 2-3 yıl teşvik edilmesi konusunda başarılı olduğunu gösterirken, anacın kalıtsal genetik toleransı veya direnci, fumigasyon etkilerinin ortadan kalkmasından sonra da meyve bahçesi kadar uzun ömürlü olmaktadır.

Ağaç verimliliğindeki artış

Birçok Geneva® elma anacı, son 20 yılda gerçekleştirilen çeşitli, çok devletli ve uluslararası saha denemelerine tabi tutulmuştur. En iyi Geneva anaçları, kümülatif verim, verim etkinliği ve hayatta kalma açısından çok başarılı olurken bunlardan bazıları birçok yerde standart ticari çeşitlerden sürekli olarak daha başarılı olmuşlardır (M.9 klonları, B.9, M.26, M.7, MM.106, B.118, vb.) (Autio ve diğerleri, 2011a; Autio ve diğerleri, 2011b; Czynczyk ve diğerleri, 2010; Kviklys, 2011; Marini ve diğerleri, 2006a; Robinson ve diğerleri, 2003; Robinson ve diğerleri, 2006; Russo ve diğerleri, 2007). New York Eyaleti, Wayne İlçesinde yapılan bir denemeden elde edilen en iyi Geneva anaçlarının yüksek verim etkinliğinin bir örneği, Şekil 1’de gösterilmiştir.

Piyasaya sürülen Geneva® anaçları

ABD’de on bir Geneva® anacı piyasaya sürülmüş olup, bunlardan yedisi başka ticari uygulamalar için olmak üzere desteklenmektedir.
Bu anaçlardan birkaçı, ABD dışındaki ülkelerde de ticari olarak pazarlanmaktadır. Başka birçok genotip de, bu ülkelerde test edilme ve ticarileştirme sürecindedir.

Geneva® 41

büyüklük açısından (vigor) Nic29 ve Pajam 2 gibi M.9’daki büyüme gücü yüksek klonlara benzemektedir. G.41, genellikle denemelerimizdeki en etkin bodur anaçtır (Şekil 1) ve Honeycrisp çeşidindeki iki yıllık oranını azaltmaktadır (Robinson ve diğerleri, 2011). Mükemmel bir meyve büyüklüğüne sahiptir ve geniş dal açıları oluşturur.

Ateş yanıklığına çok dayanıklıdır ve aynı zamanda Pytophthera ve elma pamuklu bitlerine karşı dayanıklıdır. Elma yeniden dikim problemine karşı bir ölçüde toleranslıdır ve iyi kış dayanıklılığına sahiptir. M.9’a benzeyen narin köklere ve narin bir aşı birleşmesine sahiptir ve dikkatli bir şekilde desteklenmesi gerekir. Kuzey Amerika’nın doğusu ve batısındaki mükemmel meyve bahçesi performansı, ateş yanıklığından etkilenme olasılığı yüksek bölgelerde, yeniden dikim hastalığının görüldüğü yerlerde ve elma pamuklu bitinden etkilenen yerlerde M.9’a kıyasla çok üstün özellikler sunmaktadır.

Geneva® 935

büyüklük olarak kimi denemelerde M.26’ya, kimi denemelerde ise M.9’un kuvvetli klonlarına benzerlik göstermektedir. Çok erken gelişir ve çok yüksek verimlilik etkinliğine sahiptir. Geniş dal açıları oluşturur, ateş yanıklığı ve Phitophthora’ya karşı çok dirençlidir ve elma yeniden dikim hastalığına (ARD-Apple Replant Disease) karşı bir ölçüde toleranslı olduğu anlaşılmaktadır. Ayrıca kışa çok dayanıklı olduğu görülmektedir. Ancak elma pamuklu bitine dirençli değildir. Meyve büyüklüğü, M.9’a göre biraz küçüktür. Kısa dallı çeşitler; ‘Delicious’, ‘Honeycrisp’, ‘Sweet Tango’ veya ‘Snapdragon’ gibi az gelişen çeşitler için mükemmel yeni bir anaçtır.

Geneva® 202,

M.26’ya göre biraz daha büyük bir ağaç oluşturmaktadır. Yüksek saha verimliliğine sahiptir ve erken gelişir. Ateş yanıklığı, Phitophthora, elma tekrar dikim hastalığı ve elma pamuklu bitine karşı dirençlidir. Yavaş gelişen çeşitler için yararlıdır ve elma pamuklu biti sorunlarının yaşandığı iklimlerde M.26’ya bir alternatif oluşturmaktadır. Yeni Zelanda’da yaygın bir bodur anaç haline gelmiştir.

Geneva® 214

büyüklük olarak bazı denemelerde M.9’a ve diğer denemelerde M.9’un kuvvetli klonlarına benzerlik göstermektedir. G.214, bu makalede belirtilen denemelerde ve Washington eyaletinde yapılan diğer denemelerde görülen yüksek performansı nedeniyle 2010’da piyasaya sürülmüştür. G.41’e göre saha verimi biraz düşüktür.

Geneva® 969,

büyüklük olarak kimi denemelerde M.26’ya, kimi denemelerde ise M.7’ye benzerlik göstermektedir. Saha verimliliği yüksektir ve meyve bahçeleri oluşturulması için bir bağımsız yarı bodur anaç olarak 2010’da piyasaya sürülmüştür. Ateş yanıklığı, Phitophthora ve elma pamuklu bitine karşı dirençlidir. Kuzey iklimlerinde performansı iyidir. Yüksek yoğunluklarda dikildiğinde Honeycrisp, Sweetango veya Snapdragon gibi kuzey iklimlerinde yavaş gelişen çeşitler için mükemmel bir anaç olabilir.

Geneva® 890

büyüklük olarak M.7 veya MM.106’ya benzerlik göstermektedir. M.7 veya MM.106’ya göre saha verimliliği yüksektir ve meyve bahçeleri oluşturulması için bağımsız yarı bodur ağaç olarak 2010’da piyasaya sürülmüştür. Ateş yanıklığı, Phitophthora ve elma pamuklu bitine karşı dayanıklıdır.

Sonuçlar

Elma anaçlarının ıslahı ve değerlendirilmesine uzun yıllar boyunca yapılan yatırımlar sayesinde Geneva® ıslah programıyla,
verimlilik ve hastalıklara direnç açısından mevcut ticari standartlara göre sürekli olarak daha başarılı olan bir dizi benzersiz elma anacı üretilmiştir. Bunların yüksek saha performansı, Elma üretilen pazarlarda giderek artan bir talep yaratmış olup, bu gidişat, gelecek on yıl içinde mevcut ticari anaçların yerini hızla alabileceğini göstermektedir.

Teşekkür

Geneva® anaçlarının, USDA ARS elma anaç ıslah programının uluslararası işbirlikçileri ve test uzmanları Todd Holleran
ve Sarah Bauer’a özel teşekkürlerimizi sunuyoruz. Bir ticari isim, tescilli ürün veya belirli bir donanımın belirtilmesi, USDA tarafından verilen bir taahhüdü veya garantiyi oluşturmaz ve uygun olabilecek diğer ürünler hariç tutularak USDA’nın bunları onaylandığı anlamına gelmez.

Gennaro Fazio1, Herb Aldwinckle2 ve Terence Robinson3
1 ABD Tarım Bakanlığı, Tarımsal Araştırmalar Servisi, (USDA- ARS) Bitki Genetik Kaynakları Birimi, Geneva, NY
2 Bitki Patolojisi ve Mikrobiyoloji Bölümü, Cornell Üniversitesi, Geneva, NY
3 Bahçe Bitkileri Bölümü, Cornell Üniversitesi, Geneva, NY