Genome editing by CRISPR/CAS9 system for capsaicin synthase gene in pepper (Capsicum annuum L.)
Biberde (Capsicum annuum L.) kapsaisin sentaz geni için CRISPR/CAS9 sistemi ile genom düzenleme
- Tez No: 1023444
- Danışmanlar: PROF. DR. SAMİ DOĞANLAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biyoloji, Genetik, Biotechnology, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Acı biberlerin acılığından sorumlu başlıca alkaloid olan kapsaisin, Pun1 geni tarafından kodlanan kapsaisin sentaz enzimi tarafından üretilir. Geleneksel ıslah yöntemleri acısız çeşit geliştirmede zaman alıcı ve melezleme engelleriyle kısıtlı olup biberin kendine özgü tat ve aroma profilini olumsuz etkileyebilmektedir. Bu çalışmada, Türk biber çeşitlerinde Agrobacterium aracılı transformasyon protokolü optimize edilmiş ve CRISPR/Cas9 sistemi kullanılarak Pun1 geninin ekzon 1 bölgesi hedeflenmiştir. Kotiledon eksplantları hipokotil eksplantlarına kıyasla daha iyi rejenerasyon yanıtı vermiş; Agrobacterium' un vakum infiltrasyonu ise Acıdemre çeşidinde transformasyon verimliliğini %2,68' den %8,29' a yükselterek önemli ölçüde artırmıştır (p = 0.031). Sanger dizileme sonucunda altı T0 hattında farklı mutasyon tipleri belirlenmiştir. T1 meyvelerinde acılık düzeyi kontrole kıyasla anlamlı düzeyde azalmış (p < 0.001), HPLC analizinde kapsaisinoid içeriğinde belirgin düşüş saptanmış ve qPCR analizinde T1 14-4 hattında Pun1 gen ekspresyonu istatistiksel olarak anlamlı şekilde azalmıştır (%91). Bu bulgular, homozigot mutasyon olmaksızın dahi CRISPR/Cas9 aracılı Pun1 düzenlemesinin acılığı metabolit düzeyinde azaltmada etkili olduğunu göstermektedir. Homozigot T2 hatlarıyla yürütülecek ileri çalışmalar gen düzenleme verimliliğinin daha kapsamlı değerlendirilmesine katkı sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Capsaicin, the alkaloid responsible for the pungent taste of chili peppers, is synthesized via capsaicin synthase encoded by Pun1 in the final step of the biosynthetic pathway. Conventional breeding approaches for developing non-pungent varieties are time-consuming, limited by crossbreeding barriers, and may alter taste and aroma profiles. Capsicum annuum is one of the most recalcitrant species among Solanaceae for Agrobacterium-mediated transformation, making genetic improvement challenging. This study aimed to generate non-pungent peppers retaining aroma and morphological characteristics using CRISPR/Cas9 targeting exon 1 of Pun1. The transformation protocol was optimized using different explant types, cultivars, medium compositions, and hormone combinations. Cotyledon explants gave better regeneration response than hypocotyl explants in most cultivars. Vacuum infiltration of Agrobacterium significantly improved transformation efficiency in Acıdemre from 2.68% to 8.29% compared to non-infiltrated experiments (p = 0.031). Sanger sequencing of T0 plants revealed six candidate lines harboring frameshift, in-frame, premature stop codon, and substitution mutations. Both Acıdemre and Baba2 T1 lines exhibited significantly lower heat levels compared to WT (p < 0.001). HPLC analysis demonstrated significant reduction in capsaicin and dihydrocapsaicin content in all T1 Baba2 lines. Pun1 expression was significantly reduced in T1 plant 14-4 compared to WT Baba2 (91%). These findings suggest that CRISPR/Cas9-mediated editing of Pun1 was effective in reducing pungency at the metabolite level even without homozygous mutations. Future studies with homozygous T2 lines under controlled conditions will provide a more accurate evaluation of editing efficiency.
Benzer Tezler
- Generation of a CRISPR/Cas based genome editing system for MEFV gene in familial mediterranean fever-specific induced pluripotent stem cells
Ailesel Akdeniz ateşine özgü uyarılmış pluripotent kök hücrelerdeki MEFV geni için CRISPR/Cas temelli genom yazılım sisteminin oluşturulması
GÜLNİHAL KAVAKLIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
GenetikKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. TEVFİK TAMER ÖNDER
- Generation and validation of genome editing tools for mouse CatSper β & Ɣ using CRISPR/Cas9 and split-EGFP systems
Fare CatSper β & Ɣ genlerinin CRISPR/Cas9 ve ayrık-EGFP sistemleri için genom değiştirme araçlarının oluşturulması ve doğrulanması
YUSUF İŞERİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Genetikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. NEVİN GÜL-KARAGÜLER
YRD. DOÇ. DR. JEAN-JU L.CHUNG
- Changing leaf shape in ornamentals by genome editing CRISPR-Cas9 changing leaf shape of petunia
CRISPR-Cas9 genom editing ile süs bitkilerinde yaprak şeklinin değiştirilmesi petunyanın yaprak şeklinin değiştirlmesi
MOHAMMAD MOAZZAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
ZiraatEge ÜniversitesiTohumluk Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EFTAL DÜZYAMAN
PROF. DR. STEFAAN WERBROUCK
- Isolation, Characterization And In Vitro Culture of Mouse Leydig Cells: A Trial For Targeted Genome Editing Via CRISPR/Cas9
Fare Leydig Hücrelerinin İzolasyonu, Karakterizasyonu ve İn Vitro Kültürü: CRISPR / Cas9 ile Hedeflenen Genom Düzenlenme Denemesi
NİDA KARAHAN KELEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiÜroloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERÇİN KARAHÜSEYİNOĞLU
- TGFBI genindeki R555W mutasyonunun, CRISPR/Cas9 ile indüklenmiş homoloji yönelimli onarım tekniği kullanılarak oluşturulmasına yönelik gRNA, donör DNA tasarımı ve vektör dizaynı
Vector design with gRNA and donor dna design for the generation of R55W mutation in the TGFBI (transforming growth factor beta induced) gene by using CRISPR/Cas9 induced homology-directed repair technique
SEREN MIZRAK DANACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Tıbbi BiyolojiSelçuk ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DUDU ERKOÇ KAYA