Yrd. Doç. Dr. Emre Aksoy’un yürütücülüğü ve Prof. Dr. Sevgi Çalışkan’ın danışmanlığında üniversite öz kaynaklarından desteklenen proje kapsamında 20 soya çeşidinden demir eksikliğine en dayanıklı olanlar seçilmiştir. Yapılan çalışmalarda soya bitkilerinin demir eksikliğine karşı göstermiş oldukları fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler tepkiler incelenmiştir. Araştırmanın sonucunda 2 dayanıklı ve 2 hassas çeşit belirlenmiştir. Belirlenen çeşitlerin demir eksikliğine göstermiş oldukları moleküler tepkilerin daha detaylı inceleneceği bir sonraki proje de TÜBİTAK tarafından desteklenmiş ve projenin çalışmaları tül serada başlamıştır.

Paralel bir çalışmada soyada demir eksikliğiyle alakalı kantitatif karakter lokusları (Quantitative Trait Loci - QTL) içerisinde bulunan demir alımından sorumlu genler keşfedilmiştir (Aksoy vd., 2017). Bu genlerin farklı soya çeşitleri arasındaki ifade farklılıklarından yola çıkılarak ileride ıslah programlarında markör olarak kullanılıp kullanılmayacakları incelenecektir.

Projeler kapsamında belirlenen dayanıklı soya çeşitlerinin anaç olarak kullanılacağı bir ıslah programı başlatılmıştır. Bu program sayesinde soyanın en büyük sorunlarından birisi olan demir eksikliğinin çözülmesi, ayrıca danelerinde daha yüksek oranda demir biriktiren, insan sağlığına yararlı soya çeşitlerinin geliştirilerek Türk Tarımına kazandırılması hedeflenmektedir.

Soyanın önemi

Soya (Glycine max L.) baklagiller familyasından, yazlık ve tek yıllık bir yağ bitkisi olup, tohumlarında %36-40 protein, %18-24 yağ, %26 karbonhidrat ve %18 mikro ve makro elementler içermektedir (Öner, 2006). Soya özellikle demir miktarı bakımından tüm bitkiler arasında ikinci sırada yer almaktadır (Newstorm, 1993). 100 g soyada 15,7 mg demir bulunurken, deniz yosunu spirulinanın 100 gramında 28,5 mg demir bulunmaktadır (USDA, 2015). Soya, insan diyetindeki heme harici demirin ana kaynaklarından birisi olmakla birlikte, tohumlarında depolanan demirin %90’ı ferritin proteinine bağlı olarak bulunur (Ambe, 1987). Soya tohumlarında demirin ferritine bağlı olarak depolanması, buğday danelerindeki fitat (fitik asit) ile kompleks oluşturarak depolanmasından farklıdır (May, 1980). Yapılan araştırmalarda monoferrikfitat kompleksindeki demirin bağırsaklardan emilememesinden dolayı insan metabolizmasında kullanılamayacağı bulunmuştur (Sayers, 1973). Öte yandan soyadaki demir ve izole edilmiş ferritinin farelere verilmesiyle farelerde tamamen emildiği ve farelerdeki demir eksikliğini önlediği gösterilmiştir (Beard, 1996). Yine aynı çalışmada at dalağından izole edilmiş hayvansal ferritin ile soya unundan izole edilmiş bitkisel ferritin verilen farelerdeki eritron demir miktarları birbirine eşit bulunmuştur (Sayers, 1973). Buradan da anlaşılacağı üzere soya tohumlarında ferritine bağlı olarak bulunan demirin bağırsaklardaki emiliminin ve kandaki kullanılabilirliğinin diğer bitkisel demir kaynaklarına oranla yüksek olmasından dolayı, insan diyetinde soya kullanımının artırılması teşvik edilmelidir. Bu sayede hayvansal demir kaynaklarına oranla daha ucuz maliyetlerle dünyada yaygın olarak görülen demir eksikliği anemisinin önüne geçilebilir.

İçerdiği değerli besin maddeleri nedeniyle, soya asrın harika bitkisi olarak bilinmektedir (Arıoğlu, 2007). Yağ, protein, karbonhidrat, vitaminler ve madensel maddeler bakımından zengin bir bileşime sahip olan soya tohumları, insan ve hayvan beslenmesinde önemli bir yere sahiptir. Soya, içerdiği protein bakımından insan diyetindeki en zengin protein kaynağıdır. 453 gramlık soya ununda 31 yumurtanın, 6 büyük şişe sütün veya 900 gramlık kemiksiz etin ihtivâ ettiği kadar protein bulunduğu laboratuvar deneyleriyle tespit edilmiştir. Soya tohumlarının insan diyetinde kullanılmasıyla kandaki kolesterol seviyelerinde ve buna bağlı olarak da kalp krizi geçirme risklerinde önemli azalmalar gözlemlenmiştir. Soya tohumlarında yüksek oranda omega-3 ve kalsiyum bulunmaktadır. Bu yüzden osteoporoza (kemik erimesi) karşı soya tüketimi önerilmektedir. İçeriğindeki antioksidanlar sayesinde özellikle prostat, mide, meme, bağırsak, rahim, deri, akciğer ve kolon kanserlerine karşı etkili olduğu gösterilmiştir. Soya, dünyanın bitkisel yağ üretiminin %20’sini karşılaması yanında dünyada 200’ün üzerinde kullanım alanına sahip olması ile bugün başlı başına bir sanayi haline gelmiştir (Arıoğlu, 2007). Ayrıca, baklagil bitkisi olması nedeniyle de toprağı azotça zenginleştirmekte ve toprağın verimliliğini eksiltmeden uzun süre devam ettirebilmektedir.

Soya 20. yüzyılın başlarına kadar sınırlı bir üretime sahip iken, günümüzde dünyanın en önemli bitkisel protein ve yağ kaynağı haline gelmiş ve insan gıdası olma yönündeki önemi artmıştır. Dünya’da en çok üretilen baklagil olan soya 2013 yılında 111.269.782 ha ekim alanıyla 276.406.003 ton üretime ulaşmış ve bu sayede de dünyada en çok üretilen 8’inci tarla bitkisi olmuştur (FAO, 2015). Ülkemizde soya üretimi ise 34.318 ha ekim alanıyla 150.000 ton üretime ulaşmıştır. Yağlı tohumlar arasında ayçiçeği ve pamuktan sonra 3.sırada yer almaktadır (TÜİK, 2014).

Soyada demir eksikliği

Demir eksikliği klorozu (DEK) tüm bitkilerde gözlemlenmesine karşılık, baklagiller familyasından bir yağ bitkisi olan soya demir eksikliğine karşı yüksek hassasiyet gösterir. Bundan dolayı da DEK altında birçok soya çeşidinin verimi büyük ölçüde azaltır. Sadece ABD’de DEK’e bağlı soya üretimindeki kaybın her yıl milyonlarca ton olduğu tahmin edilmektedir (Naeve ve Rehm, 2006).

Demirin bitki ve insan sağlığı açısından önemi

Bitkilerde metalloproteinlerin kofaktörü olan demir hem fotosentez, hem de solunumda görev alan demir-sülfür proteinlerinin aktif bölgelerinde yer alır. Demir ayrıca DNA ve hormon biyosentezi, azot bağlanması, sülfat asimilasyonu ve klorofil biyosentezinde görev yapar (Hell  ve  Stephan,  2003). Temel mikro-besin maddelerinden bir tanesi olan demir her ne kadar doğada sık rastlanan bir metal olsa da, toprakta çözülmemiş halde bulunduğundan dolayı bitkiler tarafından emilmesi çok zordur. Demirin çözülmesi için toprağın asiditesinin yüksek olması gerekir. Özellikle kireçli toprakların asiditesinin düşük olmasından dolayı, bu tür topraklarda büyüyen bitkilerde demir yetersizliği çok sık gözlenir. Ne yazık ki Türkiye topraklarının yaklaşık %70’i kireçli topraklarla kaplı olduğundan tarımsal öneme sahip bitkiler sürekli demir eksikliğine maruz kalırlar. Demir eksikliği altında fotosentezin azalmasına bağlı olarak verim kayıpları yaşanır. Niğde bölgesindeki toprakların kireçli yapısından dolayı bu sorun özellikle Niğde yöresindeki tarımsal üretimi kısıtlayan en büyük etmenlerin başında gelmektedir.

İnsan diyetinin temel maddesi bitkiler olduğundan, bitkilerde oluşacak demir eksikliği dolaylı yoldan insan sağlığını da etkiler. Anemi (kansızlık) hastalığının en temel nedeni olan demir eksikliği hem gelişmiş, hem de gelişmekte olan ülkeler için büyük bir halk sağlığı sorunudur. Demir eksikliğine bağlı anemi, dünyada 1,6 milyardan fazla insanı etkilerken, her yıl 1 milyona yakın insanın da hayatını kaybetmesine neden olmaktadır (WHO, 2002; 2015). Demir eksikliği anemisi, yetersiz beslenmeye bağlı olarak halkın tümünü etkilediğinden erişkinlerde iş kayıplarına neden olur (Dugdale, 2001). Bu da ülke ekonomisini olumsuz yönde etkiler (T.C. Sağlık Bakanlığı, 2004). Demir eksikliği özellikle gebe kadınlar ile bebeklerde daha sık görülür (Hoffbrand ve Herbert, 1999). Ülkemizde yapılan çalışmalarda demir eksikliği anemisinin genel olarak yetersiz beslenen, çok doğum yapmış ve menstrüel düzensizlikleri olan kadınlar ile 0-5 yaş grubundaki çocukların %50'sinde ortaya çıktığı bulunmuştur (Çetin ve Aydın, 1999; Şahin vd., 2003; Sharma vd., 2004). Bu önemli halk sağlığı sorununun çözümü için Sağlık Bakanlığı ülke düzeyinde; toplumun demir yetersizliği konusunda bilinçlendirilmesi ve 13-24 ay anemisi olan bebeklere demir tedavisi önerilmesi amacıyla “Demir Gibi Türkiye” projesini başlatmıştır (T.C. Sağlık Bakanlığı, 2004). İnsan diyetindeki neredeyse tüm mineraller bitkilerden karşılandığından, halk sağlığını temelden etkileyen demir eksikliği gibi mineral yetersizliklerinin önlenebilmesi için tarımsal öneme sahip bitkilerde biyo-zenginleştirme (biyo-fortifikasyon) yöntemiyle mineral seviyelerinin artırılması çok önemlidir.

Referanslar

Aksoy, E., Maqbool, A., Tindas, İ. and Caliskan, S., Soybean: A new frontier in understanding the iron deficiency tolerance mechanisms in plants. Plant and Soil, pp.1-8. DOI 10.1007/s11104-016-3157-x

Ambe S, Ambe F, Nozuki T. Mossbauer study of iron in soybean seeds. 1987. J Agric Food Chem. 35:292–6.

Arıoğlu, H.H., 2007. Yağ Bitkileri Yetiştirme ve Islahı Ders Kitapları Yayın  No: A-70, Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ofset Atölyesi, 204s., Adana.

Beard JL, Burton JW, Theil EC. Purified ferritin and soybean meal can be sources of iron for treating iron deficiency in rats. J Nutr 1996; 126:154–60.

Çetin E, Aydın A. 1999. İstanbul’da yaşayan çocuk ve adolesanlarda anemi prevalansı ve anemilerin morfolojik dağılımı.Türk Pediatri Arşivi 34:29-38.

Dugdale M. 2001. Anemia. Obstet Gynecol Clin Nort Am 28:363-81.

Food and Agriculture Organization of the United Nations. FAOSTAT Statistics Database. Rome. FAO. 2015. http://faostat.fao.org/site/339/default.aspx.

Hell R, Stephan UW. 2003. Iron uptake, trafficking and homeostasis in plants. Planta 216: 541-551.

Hoffbrand AV, Herbert V. 1999. Nutritional anemias. Semin Hematol 36:13-23.

May L, Morris ER, Ellis R. 1980. Chemical identity of iron in wheat by Mossbauer spectroscopy. J Agric Food Chem. 28:1004–6.

Naeve SL, Rehm GW. 2006. Genotype x environment interactions within iron deficiency chlorosis-tolerant soybean genotypes. Agron J 98:808–814.

Newstrom, H. Nutrient catalogue. Jefferson, NC, and London: McFarland and Company, Inc, 1993:153–66

Öner, T., 2006. Soya Sektör Raporu İstatistik Şubesi www.ito.org.tr/ ITOPortal/Dokuman/15.59.pdf

Sayers MH, Lynch SR, Jacobs P, et al. 1973. The effects of ascorbic acid supplementation on the absorption of iron in maize, wheat and soya. Br J Haematol. 24:209–18.

Sharma, J.B., Jain, S., Mallika, V., Singh, T., Kumar, A., Arora, R. and Murthy, N.S., 2004. A prospective, partially randomized study of pregnancy outcomes and hematologic responses to oral and intramuscular iron treatment in moderately anemic pregnant women. The American journal of clinical nutrition, 79(1), pp.116-122.

Şahin, A., Şahin, G. and Bayraklı, B., 2003. Göçmen gebelerde anemi prevalansı. Türk Aile Hek Derg, 7(1), pp.63-6.

T.C. Sağlık bakanlığı ana çocuk sağlığı ve aile planlaması genel müdürlüğü. 2004. Emzirmenin korunması, özendirilmesi, desteklenmesi ile demir yetersizliği anemisinin önlenmesi ve kontrolü. 4-8. Ankara.

TÜİK, Türkiye İstatistik Kurumu, 2014. http://tuikapp.tuik.gov.tr/bitkiselapp/bitkisel.zul

The United States Department of Agriculture, USDA . 2015. http://ndb.nal.usda.gov/ndb/nutrients/report/nutrientsfrm?max=25&offset=0&totCount=0&nutrient1=303&nutrient2=&nutrient3=&subset=0&fg=&sort=c&measureby=m

WHO. World Health Organization. 2002. The World Health Report 2002: Reducing risks, promoting healthy life. In A Lopez, ed. Genova.

WHO. World Health Organization. 2015 The global prevalence of anaemia in 2011. Genova.