Transformation of Nicotiana tabacum plants with Na+/H+ antiporter (AtNHX1) gene isolated from Arabidopsis thaliana for evaluation of salt tolerance
Arabidopsis thaliana bitkisinden izole edilen Na+/H+ antiporter (AtNHX1) geninin Nicotiana tabacum bitkisine aktarılarak tuz direncinin değerlendirilmesi
- Tez No: 201833
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM, YRD. DOÇ. DR. A. ELİF ERSON
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Botanik, Genetik, Biology, Botany, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Tuz stresi, AtNHX1, Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum, Na+/H+ iyon pompası, Salt Stress, AtNHX1, Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum, Na+/H+ (pump) antiporter
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Bitki hücreleri sahip oldukları büyük ve kendisini çevreleyen zarıyla bağlantılı kofulları sayesinde iyonların buralarda toplanmasına yapısal olarak oldukça uygundurlar. Bazı bitkiler kofullarında bulunan iyon pompaları sayesinde kolaylastırılmıs difüzyonla protonları dısarı vererek sodyum iyonlarının aktif olarak koful içine alınımını kolaylastırır. Bu sekilde bitki sodyum iyonlarının zararlı etkilerinden korunmus olur. Bir Na+/H+ iyon pompası kodlayarak bitkilere tuz direnci kazandıran AtNHX1 geninin tanımlanmasıyla bitkilerdeki tuz toleransı mekanizmaları anlasılmaya baslamıstır. Bu çalısmanın amacı Arabidopsis thaliana bitkisinde bulunan AtNHX1 geninin izole edilip klonlandıktan sonra Agrobacterium tumefaciens aracılığıyla gen aktarım yöntemi kullanılarak Nicotiana tabacum bitkisine vii aktarılmasıdır. Bu amaçla Arabidopsis bitkisinden RNA izolasyonu yapılmıs ve bitkiye ait cDNA sentezlenmistir. AtNHX1 (1614bp) cDNA sekansına uygun olarak dizayn edilmis primerler yardımıyla amplifiye edilmis ve gen diziliminin doğruluğu sekans analizi yapılarak belirlenmistir. XbaI ve BamHI restriksiyon enzimleri kullanılarak yapılan kesim isleminin ardından gen bitki transformasyon vektörüne (pCVB1) klonlanmıs ve Agrobacterium tumefaciens gen aktarım yöntemi kullanılarak 10 adet transgenik adayı bitki elde edilmistir. Bu bitkilerden 8 tanesinin toprakta büyütülmesiyle elde edilen tohumların farklı tuz konsantrasyonuna (0, 50, 100, 150, 200, 250 mM NaCl) sahip ortamda çimlendirilmesinin ardından T1 bitkilerinin tuza karsı direnç gelistirdikleri saptanmıstır. 150 mM NaCl ve 200 mM NaCl içeren ortamda çimlendirilen transgenik tohumların sırasıyla ortalama %82`si % 60`ı çimlenmesine rağmen gen aktarılmamıs kontrol bitkilerinin tohumlarının çimlenme oranı ise sırasıyla ortalama %39 ve %21`dir. T1 tohumlarının farklı tuz konsantrasyonlarında çimlenme miktarlarının istatistiksel olarak analiz edilmesiyle transgenik adayı bitki tohumlarının kontrol bitkilerinin tohumlarına göre daha iyi çimlendiği bulunmustur (p=0.001). Elde edilen bulgular bir bütün olarak değerlendirildiğinde, transgenik bitkilerin kontrol bitkilerine oranla özellikle de yüksek tuz konsantrasyonuna sahip ortamda daha iyi çimlenebilme ve gelisebilme özelliği gösterdiği sonucuna ulasılmıstır.
Özet (Çeviri)
Large, membrane-bound vacuoles of plant cells are suitable organelles for the compartmentation of ions. These vacuoles contain Na+/H+ antiporters for movement of Na+ within the organelle in exchange for H+. They provide an efficient mechanism to prevent the occurance of detrimental outcomes of Na+ accumulation in the cytosol. Identification of AtNHX1 gene that confers resistance to salinity by expressing a Na+/H+ antiport pump facilitates the understanding of the salt stress tolerance mechanisms of plants. The aim of the present study was to isolate and clone the Arabidopsis thaliana AtNHX1 coding sequence for transformation of Nicotiana tabacum plants via Agrobacterium tumefaciens mediated gene transfer. For this purpose, total RNA was isolated from Arabidopsis thaliana plants and cDNA synthesis was performed. AtNHX1 (1614bp) was amplified by using cDNA of Arabidopsis via specific primers. The amplified PCR product was verified by v sequencing. AtNHX1 coding sequence was cloned into the plant transformation vector pCVB1 and 10 independent putative transgenic tobacco plants were obtained via Agrobacterium tumefaciens mediated gene transfer sysytem. Transfer of selected 8 putative transgenic plants to soil provided the regeneration of T1 seeds. Germination of the seeds under different salt treatments (0, 50, 100, 150, 200, 250 mM NaCl) was observed for evaluating the salt tolerance of transformed plants. The 82% and 60% of the transgenic T1 seeds were germinated on 150 mM NaCl and 200 mM NaCl containing media, respectively. In contrast the germination percentage of wild type tobacco seeds under 150 mM NaCl and 200 mM NaCl concentrations were 39% and 21%, respectively. The germination rate of the transgenic T1 seeds were significantly higher (p=0,001) when compared to the control seeds especially under high salt stress conditions (150 and 200 mM NaCl). Taken all together, our results demonstrated that the germination efficiencies and growth of the plants transformed with AtNHX1 were higher than the wild type tobacco plants under high salt concentrations.
Benzer Tezler
- Evaluation of salt tolerance in STO transformed Arabidopsis thaliana and Nicotiana tabacum plants
STO geni aktarılmış Arabidopsis thaliana ve Nicotiana tabacum bitkilerinde tuz toleransının değerlendirilmesi
FEYZA SELÇUK
Doktora
İngilizce
2004
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM
PROF.DR. MERAL YÜCEL
- Transformation of tobacco with a nac type transcription factor, TaNAC69-1 and characterization of transgenic plants via molecular and physiological techniques
Tütünün nac tipi bir transkripsiyon faktörü olan TaNAC69-1 geni ile transformasyonu ve transgenik bitkilerin moleküler ve fizyolojik yöntemlerle karakterize edilmesi
AYTEN EROĞLU
Doktora
İngilizce
2015
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE MERAL YÜCEL
PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM
- Development of salt resistant transgenic plants by using TaNHX1 and TaSTR genes
TaNHX1 ve TaSTR genleri kullanarak tuza dirençli bitkilerin geliştirilmesi
MUSA KAVAS
Doktora
İngilizce
2011
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Bölümü
PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM
PROF. DR. MERAL YÜCEL
- Bor taşıyıcısı HvBor1a geninin tütüne (Nicotiana tabacum) aktarılması ve transgenik bitkilerin analizleri
Transformation of tobacco (Nicotiana tabacum) with HvBor1a as a boron transporter gene and analysis of transgenic plants
DOĞA SELİN GÜMÜŞEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
BiyolojiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YELDA ÖZDEN ÇİFTÇİ
PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM
- Bitkilere yabancı kaynaklı gen aktarımı çalışmaları
Heterologous gene transfer studies in plants
S. DENİZ GÜRLE