Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Kültür Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Moleküler Biyoloji Ve Genetik, Türkiye
Tez Danışmanı: Ercan Arıcan, Baohong Zhang
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
Kuraklık bitki gelişimi ve verimliliğini olumsuz etkileyerek tarımsal üretimi önemli ölçüde sınırlandıran çevresel stres faktörlerinden biridir. Kuraklık stresine maruz kalan bitkiler transkripsiyonel, post-transkripsiyonel ve post-translasyonel düzeylerde gen anlatımlarını değiştirerek hücresel homeostazlarını yeniden ayarlamak zorundadırlar. MikroRNA’lar (miRNA) hedef mRNA’ların anlatımını degredasyon ve/veya translasyonel baskılama aracılığıyla post-transkripsiyonel düzeyde kontrol etmeleri nedeniyle ökaryotik kodlama yapmayan küçük düzenleyici RNA’ların önemli bir sınıfını oluşturmaktadır. Bitki miRNA’ları büyüme, gelişme, meyve olgunlaşması ve biyotik ve abiyotik stres yanıtlarında aktif rol oynar. Domates (Solanum lycopersicum) dünya genelinde ekonomik değeri yüksek tarla bitkilerinden biri olup genellikle kuraklık stresine karşı hassastır. Ancak domateste genom düzeyinde kuraklık yanıtında rol oynayan miRNA’lar henüz belirlenmemiştir. Bu tez çalışmasının amacı, kuraklık koşulları altında doku-spesifik domates miRNA’larının tanımlanması ve anlatımlarındaki değişimin belirlenmesidir. Bu kapsamda, öncelikle kuraklığa hassas (S. lycopersicum) ve toleranslı (S. lycopersicum var. cerasiforme) domates genotipleri %5 polietilen glikol (PEG) kullanılarak 7 gün süresince in vitro kuraklık stresine maruz bırakıldı. Ardından kök ve topraküstü dokuları kullanılarak küçük RNA (sRNA) ve degradom dizileme işlemleri gerçekleştirildi. Sekiz kitaplığa ait toplamda 192 387 328 temiz okuma elde edildi ve bu etiketlerin %94.78’i 20-24 nt aralığında kategorize edildi. Küçük RNA veri analizinin ardından, 578 aileye ait toplamda 699 bilinen miRNA tanımlandı ve 688 miRNA kuraklık stresine karşılık iki doku ve genotip arasında farklı anlatım yaptı. Ayrıca 189 yeni aday domates miRNA’sı da yeni nesil dizileme analizi ile tespit edildi. miRNA anlatımları rastgele seçilmiş 8 miRNA kullanılarak qRT-PZR ile valide edildi. Degradom dizileme analizi 64 miRNA’ya ait 59 kesim bölgesi ile 36 miRNA ailesine ait 44 hedef genin varlığını ortaya koydu. Kuraklık ile ilişkili hedef genlerin işlevsel karakterizasyonu amacıyla Gen Ontolojisi (GO) zenginleştirme ve Kyoto Gen ve Genom Ansiklopedisi (KEGG) yolak analizleri gerçekleştirildi. BCP (mavi bakır proteini), CSD (bakır/çinko süperoksit dismutaz, Cu/Zn-SOD), DRP (dehidrasyona yanıt oluşturan protein), HD-ZIP (homeodomain-lösin fermuar) ve SAUR (küçük oksin-uyarıcı RNA) gibi kuraklık yanıtı ve doku gelişimi ile ilişkili 23 gen sly-miR165, sly-miR166, sly-miR398, sly-miR408 ve sly-miR9552’nin de dahil olduğu 53 miRNA tarafından düzenlendi. Ayrıca bitki hormonu sinyal iletim yolağında bulunan ABF (absisik asite yanıt oluşturan element bağlama faktörü), DELLA, JAZ (jasmonat ZIM-domain proteini) ve PP2C (protein fosfataz 2C) gibi genler sly-miR169, sly-miR172, sly-miR393 ve sly-miR5641 tarafından hedeflendi. Elde edilen bulguların gelecekteki bitki hormonu sinyal iletişim yolağı ile ilişkili kuraklık araştırmalarında kullanılmak üzere kuraklık yanıt genlerinin miRNA-aracılı düzenlenmesinin daha iyi anlaşılmasına ve kuraklığa toleranslı domates ıslahına katkı sağlaması beklenmektedir.