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
- Tez No: 416498
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE MERAL YÜCEL, PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: TaNAC69-1, Agrobacterium'a dayalı gen transferi, transgenik tütün, Southern blot, qRT-PCR, abiyotik stres, TaNAC69-1, Agrobacterium-mediated gene transfer, transgenic tobacco, Southern blot, qRT-PCR, abiotic stress
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Tuzluluk ve kuraklık stresi bitkilerde verim ve kalite azalmasına yol açarak bitkisel üretimi büyük ölçüde etkilemektedir. Olumsuz koşullara dayanıklı bitkiler strese karşı direnç sağlayan genlerin ya da transkripsiyon faktörlerinin bitkilere aktarılmasıyla hızlı bir şekilde üretilebilmektedir. Bu çalışmada NAC tipi bir transkripsiyon faktörü olan TaNAC69-1 geni Triticum aestivum L. cv. Yüreğir-89 bitkisinden izole edilmiş ve Gateway uyumlu bir yüksek ifade seviyesi vektörü olan pEarleyGate 100 vektörüne klonlanmıştır. TaNAC69-1 geni Agrobacterium'a dayalı transformasyon yöntemiyle Nicotiana tabacum L. cv. Samsun bitkisinin yaprak dokularına aktarılmıştır. Bağımsız yapılan transformasyon denemeleri sonucunda kırk beş transgenik bitki namzeti (T0) edilmiştir. TaNAC69-1 geninin kalıcı ifadesi ve genoma entegrasyonu moleküler, biyokimyasal ve fizyolojik testler yardımıyla incelenmiştir. Transgenlerin kalıtımı gen spesifik ve bar genine spesifik primerler kullanılarak Polimeraz Zincir Reaksiyonu yöntemiyle doğrulanmıştır. Southern blot analizi TaNAC69-1 geninin genoma kalıcı entegrasyonunu kanıtlamak için kullanılmıştır. Genin farklı zaman periyotlarında ifade profilini anlayabilmek için aktin geni referans olarak kullanılıp kantitatif gerçek zamanlı PZR yapılmıştır. Kuraklık ve tuz uygulamalarının TaNAC69-1 geninin ifadesini önemli ölçüde arttırdığı görülmüştür. Yabani tip ve transgenik tütün bitkilerinin kuraklık ve tuz stresi altındaki tepkileri bazı fizyolojik deneyler yardımıyla karşılaştırılmıştır. Transgenik bitkilerin çimlenme ve hayatta kalma oranları NaCl ve LiCl uygulamasında yabani tip bitkilere göre büyük oranda yüksek bulunmuştur. NaCl ve LiCl ile muamele edildiğinde transgenik bitkilerin kök ve gövde uzunlukları ile yaş ve kuru ağırlıkları yabani tip bitkilerle karşılaştırıldığında önemli derecede artmıştır, ancak mannitol uygulamasının bitkilerin büyüme parametreleri üzerine herhangi bir etkisi bulunamamıştır. Moleküler ve fizyolojik analizlere bakarak, TaNAC69-1 geninin sürekli ifadesinin transgenik tütün bitkilerinin tuz ve iyonik stres toleransını arttırdığı söylenebilir. Abiyotik stress koşulları altında TaNAC69-1 geninin fonksiyonunu daha iyi anlayabilmek için soğuk ve sıcaklık stresi koşulları altında daha ileri denemeler yapılabilir.
Özet (Çeviri)
Environmental stresses such as drought and salinity greatly affect plant production leading to reduction in yield and quality. Stress tolerant plants can be rapidly produced by transferring stress related genes or transcription factors to crop plants. In this study, TaNAC69-1 gene, a NAC type transcription factor, was isolated from Triticum aestivum L. cv. Yüreğir-89 and cloned into a Gateway compatible overexpression vector, pEarleyGate 100. Transformation of Nicotiana tabacum L. cv. Samsun leaves was carried out via Agrobacterium-mediated transformation method. A total of fourty five T0 putative transgenic tobacco lines were obtained at the end of independent transformation experiments. Stable expression and integration of TaNAC69-1 gene into the tobacco genome were evaluated by molecular, biochemical and physiological analysis. Traditional PCR was made by using gene specific and bar gene specific primers to screen transgenes. Stable integration of TaNAC69-1 gene into the genome was also confirmed by Southern blot analysis. Expression of TaNAC69-1 gene was examined by qRT-PCR with different time periods under salt and drought stress conditions using actin as a reference gene. It was found that drought and salt treatments led to significant up-regulation of TaNAC69-1 gene expression. Physiological assays such as germination, root and shoot lengths, fresh and dry weights were achieved to compare stress tolerance of wild type and transgenic tobacco lines under salt and osmotic stress conditions. Germination and survival rates of transgenic tobacco seeds were significantly higher than wild type seeds when subjected to NaCl and LiCl treatment. Root and shoot lengths, fresh and dry weights of transgenic plants significantly increased when compared to wild type plants with application of NaCl and LiCl. On the other hand there was no difference between growth parameters of wild type and transgenic lines with mannitol treatment. According to molecular and physiological analysis, overexpression of TaNAC69-1 gene increased salt and ionic stress tolerance of transgenic tobacco plants. Further experiments should be done with cold and heat stress treatments to better elucidate the function of TaNAC69-1gene under abiotic stress conditions.
Benzer Tezler
- Expression analysis of NAC type transcription factors on wheat seedlings under abiotic stress conditions
Buğday fidelerinde abiyotik stres koşulları altında NAC tipi transkripsiyon faktörlerinin ifade analizi
MEHMET CENGİZ BALOĞLU
Doktora
İngilizce
2011
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Bölümü
PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM
PROF. DR. MERAL YÜCEL
- Genetic transformation of tobacco with Hs1(pro-1) gene and evaluation of nematode resistance in transgenic plants
Tütün bitkisinin Hs1(pro-1) geni ile genetik transformasyonu ve transgenik bitkilerde nematod dirençliliği analizi
ÇAĞLA ALTUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM
PROF. DR. HALİL ELEKÇİOĞLU
- 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
- 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
- Bitkilere yabancı kaynaklı gen aktarımı çalışmaları
Heterologous gene transfer studies in plants
S. DENİZ GÜRLE