Determination of genes involved in yellow rust disease of wheat
Buğday sarı pas hastalığında rol alan genlerin saptanması
- Tez No: 199105
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHİNUR AKKAYA, PROF. DR. SEMRA KOCABIYIK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Avocet farklı hatları, farklılık gösterimi, Mikroarray, sarı pas, buğday, Virus ile gen susturma, PDS, BSMVvii
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 120
Özet
Tahıllarda hastalıklara karşı ürün kaybını azaltabilecek en iyi stratejileri geliştirmekiçin, bitkilerdeki savunma sistemi mekanizmasının ortaya çıkarılması çok önemlidir.Bu konuda şu anki bilgimiz model organizmalar ve onların patojenleri ile olanetkileşimleri ile sınırlıdır. Bu çalışmada, buğdayın en tahrip edici patojenlerden biriolan sarı pasa karşı savunmada kullandığı genleri tanımlama amacınayoğunlaşılmştır. Farklılık gösterim ve Mikroarray yöntemleri kullanılarak, buğdayıniki farklı hattında (Avocet Yr10 ve Avocet Yr1) hastalığa sebep olan ve bitkidedirençlilik oluşturan patojen suşları kullanmı (Pst: PST17, PST45, 169E136 and232E137) ile ortaya çıkan gen ifadesindeki değişmeler saptanması amaçlanmıştır.Farklılık gösterim tekniği ile 90 primer kombinasyonu sonucunda bulunan genlerden14 tanesi gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu ile de doğrulanmıştır. Bugenlerden biri hariç hepsi buğdayda daha önce tanımlanmamış yeni genlerdir. Bugenlerden iki tanesi tam olarak proteine dönüşebilecek şekilde üç üstü ve beş üstüuçları da dahil olmak üzere tanımlanmıştır . Bunlardan bir tanesi cylophilin (olasıviantifungal) benzeri bir gen diğeri ise ubikütin conjugating E2 tipi enzim olaraktanımlanmıştır. Tanımlanan genlerin homoloji çalışmaları sonucunda ubikütine bağlıprotein parçalanması, programlanmış hücre ölümü, hastalık dirençlilik gibimekanizmalarda rol alan genlere karşılık geldikleri saptanmıştır.Farklılık gösterim tekniğine ek olarak, mikroarray yöntemi kullanılarakbitkide hastalığa karşı direnç oluşumu sırasında ifade düzeyleri değişen 93 tane gensaptanmıştır. Bunun yanı sıra hastalığın bitkide oluşumu esnasında, yani dirençliliğinolmadığı durum da ifade düzeyleri değişen 75 tane gene saptanmıştır. Bunlarda 15tanesi gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu ile çalışılıp gen ifadelerindekideğişimler doğrulanmıştır.Tanımlanan genlerin ileri düzeyde karakterize edilebilmeleri için, yanihastalık esnasında ne gibi roller üstlendiklerini anlamak için fonksiyonel testlereihtiyaç vardır. Biz bu sebeple bu tezde BSMV'ye (Barley Stripe Mosaic Virus) bağlıvirus ile gen susturma yöntemini buğday için optimize ettik. Bitkide bulunan PDSgenini başarıyla susturduk. Bu gen susturalarak tanımlamış olduğumuz genlerepozitif kontrol geni olarak kullanılıp , susturma deneylerinin izlenmesisağlanabilecektir. Sonuçlarımız, BSMV kullanılarak buğdayda mickroarray vefarklılık gösterim tekniği ile saptadığımız genlerinin etkin bir biçimdesusturulabileceğini göstermektedir ve bu yöntemle bu genlerin fonksiyonlarısaptanabilecektir.
Özet (Çeviri)
It is important to understand the underlying plant defense mechanisms inorder to establish best strategies to reduce losses due to diseases in cereals. Thecurrent available information is mostly on model organisms and their plant-pathogeninteractions. However, this study is focused on the identification of genes involved inthe resistance mechanism of one of the most devastating diseases of wheat, yellowrust. The strategy undertaken was to use differential display method (DD) togetherwith microarray technology, on yellow rust differential lines of wheat (Avocet-Yr1and Avocet-Yr10) infected with the virulent and avirulent Puccinia striiformis f. sp.tritici races (Pst: PST17, PST45, 169E136 and 232E137) together with appropriatecontrol infections. DD primer combinations of ninety allowed the detection offourteen differentially expressed genes which were also confirmed by real-timeQRT-PCR analysis. All of but one were found to be novel sequences in wheatgenome. Among those, two very important genes were identified as full ORFincluding 5? and 3? end untranslated regions (UTR); namely cyclophilin like proteiniv(putative antifungal activity) and ubiquitin conjugating enzyme (E2). The sequencehomology analysis of the cloned gene fragments reveled that the genes detected haveroles in ubiquitinylation, programmed cell death (apoptosis), putative antifungalactivities, disease resistance, pathogen related responses, including a few with noknown function.In addition to DD analysis, using wheat Affymetrix ?GeneChip?, weidentified 93 differentially expressed ESTs of wheat in response to avirulentpathogen attack. We also investigated the differential expression profiles of wheatleaves during the virulent infections and determined 75 differentially regulated ESTs.1Selected ESTs were further analyzed using QRT-PCR analysis and 15 wereconfirmed to be differentially regulated.For the further characterization of the identified genes, such as determinationof their putative roles in disease response, functional studies have to be performed.For this purpose, BSMV (Barley Stripe Mosaic Virus) mediated virus induced genesilencing (VIGS) method is optimized in this thesis for wheat. We have successfullymanaged to silence the endogenous PDS gene (Phytoene desaturase) of wheat whichcan be used as a positive control for the monitoring of silencing of the genes we haveidentified. Our results show that BSMV mediated VIGS can be used efficiently andeffectively to silence wheat genes that we identified through differential display andmicroarray analysis and can be used to study the functions of those genesKey words Avocet differential lines, differential display, microarray, Pucciniastriiformis f.sp. tritici, yellow rust, wheat, VIGS, PDS, BSMVv
Benzer Tezler
- AFLP markers in molecular characterization and genetic relationship analysis of triticum ssp. in Turkey and bulk segregant analysis for determination of linked yellow rust resistance marker
AFLP markörü kullanılarak Türkiye'deki triticum alttürleri arasında moleküler karakterizasyon ve genetik ilişki analizi yapılması ve birleştirilmiş açılan populasyon analizi kullanılarak sarı pas dirençlilik genine bağlantılı markör saptanması
FİGEN YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHİNUR S. AKKAYA
- Farklı bitkilerin antioksidan aktivitelerinin belirlenmesi
Determination of antioxidant activities of different plants
DUYGU ELİF BİLGE
- Gallik asit tayini için elektrokimyasal sensör olarak yarıiletken nanokompozit yapılarının geliştirilmesi
Development of semiconductor nanocomposite structures as electrochemical sensors for the determination of gallic acid
İREM SARIKAYA
- Olgunlaşmamış siyez buğdayının fizikokimyasal, besinsel ve prebiyotik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of physicochemical, nutritional and prebiotic properties of immature einkorn wheat
MEHMET FATİH ERKÖLENCİK
Doktora
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET ARICI
- Cıva(II) iyonuna karşı seçici ve hassas kromenilyum-siyanin tabanlı yeni bir kemodozimetrenin geliştirilmesi
Development of a new chromenylium-cyanine based chemodosimeter selective and sensitive for mercury(II) ion
MUHAMMED İKBAL GÜNDÜZ