Doğal melezleme, çiftleşme veya doğal gen geçişleri dışında, gen veya genlerin modern biyoteknolojik yöntemler kullanarak bir canlıdan diğer bir canlıya aktarılması neticesinde elde edilen canlılara Genetik Yapısı Değiştirilmiş Organizmalar (GDO) adı verilmektedir. Örneğin bakterilerden genler bitkilere aktarılarak bitkiler böceklere ve yabancı ot ilaçlarına karşı dayanıklı hale gelebilmektedirler.

Günümüzde GDO'lar en yaygın olarak bitkisel üretimde kullanılmaktadır. Genetiği Değiştirilmiş (GD) bitkileri nesil olarak 3 grupta sınıflandırmak mümkündür. Yabancı ot ilaçlarına (herbisitlere), böceklere ve çevresel stres koşullarına dayanıklılık gibi özelliklerinin kazandırıldığı bitkiler birinci nesil GD ürünler olarak bilinmektedir. Verim ve besleme kalitesinin artırıldığı bitkiler ise ikinci nesil GD ürünler grubunda yer alırken, insan tedavisinde kullanılan çok pahalı aşı ile ilaçların üretildiği ve biyo-yakıt üretimine daha yatkın GD bitkiler ise üçüncü nesilde yer almaktadır. Günümüzde sadece birinci nesil bitkilerden herbisitlere ve böceklere dayanıklı GD bitkiler dünya genelinde çok yaygın bir üretim alanı bulmuştur. İkinci ve üçüncü nesil GD bitkiler ise halen araştırma ve geliştirme aşamasında olup, yakın bir gelecekte bu bitkilerin de ticari anlamda üretilebileceği tahmin edilmektedir.

Klasik ıslah yöntemleriyle çözümü çok uzun zaman alan veya çözülemeyen birçok problem biyoteknolojik yöntemlerle çok kısa sürede çözülebilmektedir. Şu anda üretimde bulunan çok verimli ve kaliteli bitki çeşitleri genellikle hastalıklara ve zararlılara karşı dayanıksızdırlar. Bu çeşitler hastalık ve zararlılara karşı kimyasal ilaçlamayla korunabilmektedir. Bu ilaçlama sayısı da çoğu zaman üçe kadar çıkabilmektedir. Bu kimyasallar da çevre, hayvan ve insan sağlığı için önemli bir risk oluşturmaktadır. Modern biyoteknolojik yöntemler kullanılarak örneğin böceklere ve herbisitlere tam dayanıklı bitkiler çok kısa bir süre içerisinde elde edilebilmektedir. Bu süreçte öncelikle böceklere dayanıklılığı sağlayan genler Bacillus thuringiensis bakterisinden kopyalanmakta ve daha sonra da Agrobacterium tumefaciens bakterisi veya doğrudan gen aktarım teknikleriyle bitki hücrelerine aktarılmakta ve kromozomlarla birleşmektedir (Şekil 1). Bu tek bitki hücrelerinden de doku kültürü laboratuar teknikleriyle tam bitkiler kolaylıkla elde edilebilmekte, elde edilen bitkinin bütün hücreleri aktarılan geni taşımakta ve genin kodladığı protein ise belirli zararlı böcekler üzerinde zehir etkisi yapmaktadır. Bu bitkileri yiyen zehirli böcekler ya ölmekte veya bu bitkilerden kaçmaktadır. Herbisitlere dayanıklı bitkilerin elde edilmesine yönelik çok değişik stratejiler geliştirilmiş olmasına rağmen, en fazla uygulama alanı bulun yöntem herbisitin toksik etkisini ortadan kaldıran bir genin bitkilere aktarılmasıdır. Örneğin, bar geninin Streptomyces hygroscopicus bakterilerinden izole edilerek (kopyalanarak) kültür bitkilerine aktarılması sonucunda geniş spektrumlu fosfinotrisin (PPT) herbisitine karşı tam dayanıklı çeşitler geliştirilmiştir. Diğer GDO'lar veya GD bitkiler de benzer şekilde elde edilmektedir. Bu bitkilerin üretiminin yapıldığı alanlarda böcek ve yabancı ot zararının engellenmesinden dolayı %20 oranında bir verim artışı gözlenebilmektedir. Adana'da Tarım ve Köyişleri Bakanlığı tarafından yapılan denemelerde böceklere dayanıklı (Bt) GD mısır çeşitlerinin üretilmesiyle 2. üründe verim geleneksel çeşitlerine göre %30 daha fazla olmuştur. Aynı şekilde çok geniş alanlarda (7,6 milyon ha) GD pamuk üretimi yapan Hindistan'da böcek zararın en aza indirilmesi sonucunda verimde çok önemli artışlar olmuştur. GD bitkilerin ekiminin yapıldığı alanlarda verim artışları sağlandığı gibi, insektisit kullanımı ve işçilikten de önemli ölçüde tasarruf sağlanmaktadır. 

Günümüzde yaygın olarak ticari üretimi yapılan 4 GD bitki türü bulunmaktadır. Bunlar; böcek ve herbisitlere dayanıklı mısır ve pamuk ile herbisitlere dayanıklı soya ve kolza bitkileridir. Ayrıca, herbisitlere dayanıklı Şeker pancarı üretimi de başta ABD olmak üzere yaygınlaşmaya başlamıştır. GD bitkiler 7'si AB ülkesi olmak üzere toplam 25 ülkede 125 milyon hektarlık bir alanda üretilmekte ve 54 ülkede de yem (%90) ve gıda amaçlı kullanılmaktadır. Bu üretimin %95'i ABD, Arjantin, Brezilya, Kanada, Hindistan, Çin, Paraguay ve Güney Afrika'da gerçekleşmektedir. AB ülkeleri yıllık 30 milyon tonun üzerinde yem ve gıda amaçlı GD soya tüketirken, Japonya 15 milyon ton GD mısır ithal etmektedir. Türkiye'de GD bitkilerin ekimleri ve üretimleri yasaktır. Ancak, ülkemiz her yıl ortalama olarak 1 milyon ton mısır ve 1 milyon ton soya ithal etmektedir. Bu ürünlerin çok önemli bir kısmı ada ABD, Arjantin ve Brezilya gibi %80-90 oranında GD soya ve mısır üreten ülkelerden yapılmaktadır..

 Şekil 1. Biyoteknolojik yöntemlerle böceklere dayanıklılık genlerinin bitkilere aktarılması.

Pirince dayalı tek yönlü beslenmenin hakim olduğu Güneydoğu Asya Ülkelerinde A vitamin eksikliği körlük başta olmak üzere çok sayıda hastalığa neden olmaktadır. Biyoteknolojik yöntemlerle A vitaminince zengin çeltik çeşidi geliştirilmiştir. Beslenme kalitesinin iyileştirilmesi yanı sıra Biyoteknoloji uygulamaları sayesinde insan tedavisinde kullanılan çok pahalı aşı ve ilaçların da bitkiler üzerinde çok ucuza ve bol miktarda üretimine olanak sağlayacağı belirtilmektedir. Bilindiği gibi hepatit B virüsü kronik karaciğer hastalığına neden olmaktadır. Bu hastalığa karşı mayalardan aşı geliştirilmesine karşın, fiyatının yüksek olması ve eksik donanım aşı kullanımını engellemektedir. Biyoteknolojik yöntemler kullanarak hepatit B yüzey antijeni (HbsAg) üreten transgenik tütün ve patates bitkileri elde edilmiştir. Patates yumrularının farelere yedirilmesi sonucunda da farelerin savunma sistemlerinin uyarıldığı belirlenmiştir. Ümit var sonuçlar insanlar üzerine yapılan çalışmalardan da elde edilmiştir. Benzer çalışmalar gelişmekte olan ülkelerde yaygın olarak üretilen ve taze olarak tüketilen muz üzerine yoğunlaşmıştır. Hepatit B'de olduğu gibi bu konuda yoğun çalışmalar kızamık, çocuk felci, difteri, kuduz ve viral hastalıklara karşı kullanılan aşıların bitkilerde üretimi konusunda da devam etmektedir. Gelecekte, insanların çok düşük bir fiyatla taze olarak tükettikleri meyvelerle, sebzelerle veya onlardan elde edilen aşılarla aşılanabilecekleri bildirilmektedir. Aşılarda olduğu gibi, insan tedavisinde kullanılan ve çok pahalı olan ilaçların transgenik bitkilerde üretimine yönelik çalışmalar da devam etmektedir. Kistik fibrosis ve karaciğer hastalıklarında kullanılan Î¬-1-antitripsin proteininin çeltik bitkisinde, gaucher hastalığında kullanılan, dünyanın en pahalı ilacı olan ve insan plasentasından elde edilenGlukoserebrosidaz ise tütün bitkisinde üretilebilmiştir. Yakın bir gelecekte astronomik fiyatlarla ticari olarak satılan ilaçların çok düşük maliyetlerle ve bol miktarlarda bitkilerde üretilmesi beklenmektedir.

Dünya kesme çiçekçilik ticareti 27 milyar doları aşmış olup, süs bitkisi pazarının da 1/3'ünü oluşturmaktadır. Ticari olarak üretime geçen ilk transgenik süs bitkisi karanfildir. Biyoteknolojik yöntemlerle süs bitkilerine yeni pigment genleri aktarılarak veya mevcut pigment genleri antisens RNA tekniği ile engellenerek çok değişik renklerde süs bitkileri elde etmek mümkün olmaktadır. Örneğin CHS geninin ifadesi farklı oranlarda engellenerek beyaz, kırmızı, pembe ve karışık renkte siklamen üretilebilmiştir. Çiçek renginde olduğu gibi, süs bitkilerinde çiçek canlılığın uzatılmasında, şekil ve koku alanlarında da önemli başarılar elde edilmiştir. Çok yakın bir gelecekte süs bitkisi üretiminde biyoteknolojinin yaygın olarak kullanılması beklenmektedir. 

GD bitkilerle ilgili risk ve endişeleri sağlık, çevre ve tarım olmak üzere üç grupta toplamak mümkündür.

GD bitkilerin tüketime girmesiyle sağlık açısından oluşan en önemli endişe insanlar üzerine alerjik ve toksik (zehir) etkilerinin olabileceği endişesidir. Yapılan araştırmalarda yaygın olarak üretilen böcek ve herbisitlere dayanıklı GD bitkilerin alerjik etkisine rastlanmamıştır. GD bitkilerin toksik etkileri üzerine çok sayıda araştırma yürütülmüş olup, bu araştırmalar çoğunlukla hayvanlar üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmaların büyük çoğunluğunda önemli klinik bulgular ile organ ve dokularda anormalliklere rastlanmamıştır. Ayrıca, GD bitkilerle beslenen koyun, domuz, tavuk, sığır ve balıklarda da GD olmayan bitkilerle beslenenlere göre önemli bir fark bulunmamıştır. Ancak son yıllarda yine fare ve kobaylarla yapılan detaylı araştırmalarda, GD bitkilerle beslenen bu hayvanların böcek direnç genine karşı antikor ürettikleri, bazı serum ve hücre tipleri ile karaciğer yaşlanma markörlerinde artışların olduğu ve kısır fare sayısının arttığı yönünde bulgular elde edilmiştir. Ancak, bu araştırmalarda GD bitki ürünlerinin toksik, kanserojen veya kısırlığa neden olduğuyla ilgili kesin bir fikir belirtilmemiş olup, fare ve kobay denemelerinin çok değişken olduğu, daha detaylı çalışmalarla araştırmaların tekrarlanarak teyit edilmesi gerektiği ifade edilmiştir.

GD bitkilerin oluşturduğu diğer bir endişe ise bu bitkilerde bulunan başta antibiyotiğe direnç genleri olmak üzere bakteriyel orijinli genlerin canlı bünyelerinde ve toprakta bulunan bakteri ve virüslere geçme ihtimalidir. Ancak, yapılan araştırmalarda bu ihtimalin yok denecek kadar düşük olduğu ve riskin doğada gerçekleşen yatay gen kaçışından daha yüksek olmadığı belirtilmektedir.

GD bitkilerin oluşturduğu çevresel endişelerin başında GD değiştirilmiş bitkilerden diğer kültür çeşitleri ile yabanilerine gen kaçışı ve faydalı böcekler ile hedef dışı organizmaların zarar görmesidir. Yapılan araştırmalarda GD mısır, kolza ve şeker pancarından yabani türlerine yabancı tozlanma ve döllenme sonucunda gen kaçabileceği yönünde önemli bulgular elde edilmiştir. Öte yandan buğday, patates ve arpa gibi bitkilerde ise yabani türlere gen kaçışı son derece düşüktür.  Özellikle herbisitlere dayanıklılık genini taşıyan GD bitkilerden yabani türlerine gen geçmesi sonucunda o türlerin de herbisitlere dayanıklı hale gelmesi kaçınılmazdır. Bundan dolayı yabani türlerinin bulunduğu ve gen geçişinin olabileceği endişesi ile Meksika'da GD mısır ve Avrupa'da GD kolza ve şekerpancarı üretimine geçilememiştir. Ancak, GD bitkiler yabani akrabalarının bulunmadığı birçok ülkede yaygın olarak üretilmektedir.

Özellikle Bt genlerini taşıyan böceklere dayanıklı GD bitkilerin, bu bitkiler üzerinde ve toprakta yaşayan birçok canlı organizmaya da zarar verebileceği endişeleri bulunmaktadır. Bu konularda da çok sayıda araştırma yapılmıştır. Yapılan bu araştırmalarda genel olarak Bt genlerini içeren GD bitkilerin kelebekler, arılar, kuşlar, akarlar, solucanlar, nematodlar, protozolar, parasitoid ve predatorlar ile topraktaki çok sayıda enzim üzerine etkisi ya olmamış veya düşük olmuştur. Öte yandan, tarımda kullanılan böcek öldürücü ilaçların bu canlılar üzerine olan negatif etkilerinin çok daha yüksek olduğu bilinmektedir.

Böceklere ve herbisitlere dayanıklı GD bitkilerin yaygın olarak tarımda kullanılmasıyla hedef böceklerin dayanıklılık kazanması riski bulunmaktadır. Ancak, GD bitkilerin üretiminde zorunlu olan barınak stratejisinin başarılı olduğu ve yaygın olarak Bt bitkilerin üretildiği alanlarda dayanıklılığın geciktirildiği belirlenmiştir. İlave olarak, herbisitlere dayanıklı bitkilerin ekim nöbetinde kullanılmasında ve geleneksel bitki üretimi ile organik tarım yapan çiftçilerle bu bitkileri üreten çiftçiler arasında da hukuki problemlerin olabileceği endişesi duyulmaktadır. Yine bu bitkilerin yaygın olarak üretimi sonucunda kullanılan çeşit sayısında azalma ve tekelleşme gibi endişeler de bulunmaktadır. 

Sonuç olarak, ürün verimini artırmak için zararlı böcekler, hastalıklar ve yabancı otlarla mücadelede kullanılan kimyasal ilaçların ekolojik denge ile insan ve hayvan sağlığına verdiği zararlar gibi, GD bitkilerin üretime girmesiyle dikkatli olunmadığında bazı risklerin oluşması da muhtemeldir. Bilimsel temeli olmayan nedenlerle bu teknolojinin tamamen kullanımını engellemek yerine, ülkemizin kendi şartları da dikkate alınarak bilimsel veriler ve yaygın olarak üretildiği ülkelerdeki sonuçlar esas alınmalıdır.