Trehalose metabolism in wheat and identification of trehalose metabolizing enzymes under abiotic stress conditions
Buğdayda trehaloz metabolizması ve trehaloz metabolizmasındaki enzimlerin abiyotik stres koşullarında belirlenmesi
- Tez No: 143637
- Danışmanlar: PROF. DR. MERAL YÜCEL, PROF. DR. HALUK HAMAMCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Buğday, trehaloz, trehaloz-6-P sentaz, trehalaz, stres koruyucu, kuraklık, tuz, Wheat, trehalose, trehalose-6-phosphate synthase, trehalase, stress protection, drought, salt
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Trehaloz (a-D-glukopayranozil-l,l-a-D-glukopayranozid), iki glukoz ünitesinden oluşan ve indirgemeyen bir disakkarittir. Trehaloz, enerji kaynağı ve stres koruyucu olarak bakterilerden omurgasız hayvanlara kadar birçok organizmada bulunur. Yakın zamana kadar sadece birkaç bitki türünün, -kuraklığa dayanıklı bitkilerin- trehaloz sentezlediği düşünülüyordu. Birçok bitki türü kolayca ölçülebilen trehaloz miktarını biriktirmiş gözükmemesine rağmen, Arabidopsis ve tahıl bitkilerinde trehaloz biyosentezi genlerinin bulunması trehaloz sentezleyebilmenin bitki aleminde yaygın olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada 3 buğday çeşitinde -2 ekmeklik {Triticum aestivum L.) Tosun, Bolal (strese dayanıklı), ve 1 durum {Triticum durum) Çakmak (strese dayanıksız)- trehaloz miktarı analiz edilmiştir. Gaz Kromatografi-Kütle Spektroskopi (GS-MS) analizini kullanılarak, trehaloz 3 farklı buğday çeşitinin (Bolal, Çakmak, ve Tosun) tohumlarında ve fidelerinde belirgin bir şekilde teşhis edilmiştir. Trehaloz miktarı refraktorü indeks detektörüne bağlı HPLC ile ölçülmüştür. Tuz ve kuraklık stresinin buğday çeşitlerinin trehaloz içeriği üzerindeki etkisine fide seviyesinde bakılmıştır ve trehaloz analizi hem gövde hem de kök dokularında yapılmıştır. Trehalozun tuz ve kuraklık stresi koşullarında tüm buğday çeşitlerinde biriktiği bulunmuştur. En yüksek trehaloz birikimi kuraklık stresi koşullunda Bolal çeşitinin köklerinde tespit edilmiştir. Bunun yanında, kontrol, tuz ve kuraklık stresi koşullarında Bolal ve Çakmak çeşitlerinin kök ve gövdelerinde trehaloz-6-P sentaz ve trehalaz enzim aktivite tayinleri yapılmıştır. Bulduğumuz en ilginç sonuç TPS aktivitesinin stres koşullarında aniden yükselmesidir. En yüksek TPS aktivitesine kuraklık stresi altında köklerde rastlanmıştır ve bu aktivite kontrol koşullarındaki TPS aktivitesinin 3-4 katı kadardır. Stres koşullarında TPS aktivitesinin yükselmesi ile trehaloz birikimi paraleldir. Bolal çeşitinde trehalaz aktivitesi tuz ve kuraklık stresi koşullarında düşmüştür, fakat Çakmak çeşitinde trehalaz aktivitesinde belirgin bir değişiklik olmamıştır.
Özet (Çeviri)
Trehalose (a-D-gIucopyranosyl-l,l-<x-D-glucopyranoside) is a non reducing disaccharide of glucose that occurs in a large variety of organisms, ranging from bacteria to invertebrate animals, where it serves as an energy source or stress protectant. Until recently, only few plant species, mainly desiccation tolerant 'resurrection' plants, were considered to synthesize trehalose. Although most plant species do not appear to accumulate easily detectable amounts of trehalose, the discovery of genes for trehalose biosynthesis in Arabidopsis and in a range of crop plants suggests that the ability to synthesize trehalose is widely distributed in the plant kingdom. In this study, three wheat cultivars {Triticum aestivum L.) Tosun, Bolal (stress tolerant) and Çakmak (stress sensitive) were analysed for the presence of trehalose. Using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis, trehalose was unambiguously identified in extracts from seeds and seedlings of three different wheat cultivars (Bolal, Tosun and Çakmak). The trehalose amount was quantified by high performance liquid chromatography connected with refractory index detector. Effects of drought and salt stress on trehalose contents of wheat cultivars were studied at seedling level and trehalose analysis was achieved both on shoot and root tissues. It was found that trehalose had accumulated under salt and drought stress conditions in all wheat cultivars. The highest trehalose accumulation was detected in roots of Bolal cultivar under drought stress condition. Furthermore, trehalose metabolizing enzymes; trehalose-6-phosphate synthase (TPS) and trehalase enzyme activities were measured in roots and shoots of Bolal and Çakmak cultivars under control, salt and drought stress conditions. The most interesting results that we found that TPS activity sharply increased under stress conditions. The activity of TPS in roots under drought stress condition was the highest and reached to 3-4 times of its activity under control condition. The increase in the activity of TPS showed parallelism with trehalose accumulation under stress condition. Trehalase activity in Bolal cultivar decreased under both salt and drought stress conditions, however there was no significant change in trehalase activity of Çakmak variety.
Benzer Tezler
- Bazı maya türlerinde trehaloz ve glikojen metabolizmasına etki eden faktörlerin analizi
Analysis of factors affecting metabolism of trehalose and glycogen metabolisms in some yeast species
HÜLYA KARACA GENÇER
- Kluyveromyces türlerinde glikojen ve trehaloz metabolizmasının analizi
Analysis of glycogen and trehalose metabolism in the kluyveromyces species
ÇİĞDEM EGEL
- Trehalose and glycogen metabolism of gcrl mutants of Saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae gcrl mutantlarında trehaloz ve glikojen metabolizması
TAMAY ŞEKER
Doktora
İngilizce
2002
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK HAMAMCI
DOÇ. DR. MUSTAFA TÜRKER
- Analysis of the effects of glycolysis regulators on the sucz gene expression and reserve carbonydrate levels in the yeast saccharomyces cerevisiae
Saccharomyces cerevisiae maya hücresinde glikolizis düzenleyici faktörlerin sucz geninin işleyişi ve depo karbonhidratları üzerine olan etkilerinin analizi
TÜLAY TURGUT
Doktora
İngilizce
2000
BiyolojiAbant İzzet Baysal ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEZAİ TÜRKEL
DOÇ. DR. UFUK BAKIR
- Saccharomyces cerevisiae maya türünde Gcn5 transkripsiyon koaktivatörünün TPS1 ve NTH1 gen ekspresyonlarına etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of Gcn5 transcription coactivator on TPS1 and NTH1 gene expressions in yeast Saccharomyces cerevisiae
GÜLŞAH TOYRAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
GenetikÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TÜLAY TURGUT GENÇ