ÖzSentromer hücre bölünmesi esnasında mikrotübüller aracılığıyla kromozomların yeni hücrelere eşit dağılımını sağlayan kompleks bir yapıdır. Böylesi bir kompleks yapı, tüm ökaryotlarda olduğu gibi bitki türlerinde de büyük ilgi çekerek farklı çalışma disiplinlerinin temelini oluşturmuştur. Çalışma disiplinlerinden birisi olan bitki sentromer biyolojisi, çeşitli bitki sentromerlerindeki benzerlik ve farklılıkları ortaya koyarak genom biyolojisi, taksonomi, filogeni gibi alanlara temel bilgiler sunmaktadır. Ökaryotlarda kromozomları üzerinde fonksiyonel olarak korunmuş sentromer, yapısal anlamda farklı özellikler gösterebilmektedir. Bu yapısal değişiklikler en yaygın anlamda iki yapısal unsur olan sentromere özgü histon H3 (CENH3) proteini ve sentromerik DNA dizileri bakımından ifade edilmektedir. Sentromer tiplerinin karakteristik yapısal özelliklerinin tanımlanabilmesi için klonlanarak dizilenmesi gerekmektedir. Ancak sentromerik DNA dizilerinde bulunan uzun tekrar DNA elementlerinden dolayı hatalı dizilemeler meydana gelebilmekte ve doğru fiziksel haritalar oluşturulamamaktadır. Bu nedenle bitki sentromer evrimi yeteri kadar çözümlenememiştir. Bitki sentromerini çözümleyebilmek amacıyla sentromer mühendisliği, bitki biyoteknolojisi ve biyoinformatik alanları birbiriyle entegre edilerek yeni analiz yöntemleri geliştirilmiştir. Bu çalışma kapsamında, tarihsel perspektiften yola çıkarak çeşitli model bitkiler ve devamında baklagiller (Fabaceae) özelinde farklı epigenetik özellikteki sentromerik DNA dizileri ve sentromer proteinleri irdelenerek evrensel bitki sentromer yapısının özellikleri ortaya konulacaktır. Ayrıca sentromer mühendisliği aracılığıyla uygulamalı tarım bilimlerinde bitki ıslahına büyük yenilikler katabilecek farklı bilimsel çalışmalar sunulacaktır.

Öz: 2050 yılında nüfusun 9.2 milyara ulaşacağı ve dünya genelinde eşit ve insani temel ihtiyaçlara olan taleplerin karşılanması gerektiği öngörülmektedir. Günümüze kadar, tarımsal üretimin arttırılmasına yönelik çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte birim alandan daha yüksek verim alınmasını sağlayan yeni teknoloji ve yöntemlerin geliştirilip bitki ıslah programlarına entegre edilmesi gerekmektedir. Bu entegrasyon sayesinde hem sürdürülebilir tarım anlayışına uyumsuz aşırı girdi ve mekanizasyon kullanımı azaltılabilecek hem de bitki biyolojisi, evrimi, genom yapısı anlaşılarak tarımda verimlilik arttırılabilecektir. Ayrıca genetik çeşitlilikten yararlanılması, model bitkilerden sağlanan verilerin bitki ıslah programlarına adapte edilmesi, yetim bitkilerin genetik kaynak potansiyelinin kullanılmasına yönelik çalışmalar yeni genotiplerin eldesine katkı sağlayacaktır. Bugüne kadar gen transformasyonu, DNA dizilemesi, genom haritalaması ve genom düzenleme gibi modern teknolojiler bitkilerde genom yapısının anlaşılmasında etkin rol oynamıştır. FISH, GISH, telomer aracılığıyla kromozom kesimi, minikromozomlar, organizmalar arası sintenik kromozomal lokuslarının saptanması, tekrarlayan DNA elementlerinin keşfi ve yapısal CENH3 proteininin kullanımı gibi çok sayıda kromozom mühendisliği yöntemleri de tarımsal gelişmede itici güç oluşturacaktır. Temel bilimlerdeki ilerlemelerden faydalanan tarımsal araştırmalar uzun vadede istenilen amaca ulaşmayı destekleyecek ve gelecekte kromozom mühendisliği yöntemleri özelinde tarımsal üretimin artırılmasına katkı sağlayacaktır. Tüm bunlara ek olarak, bu derleme makalesinde bir araya getirilen güncel ve hızlı gelişen disiplinler arası tematik çalışmalar ve aynı zamanda tarım, ıslah ve genetik disiplinlerinden sentezlenen perspektiflerin, bu alanlarda çalışan araştırmacılara yönlendirici bir tartışma platformu sunması hedeflenmiştir.