Genome-wide identification of metacaspases in barley with their expressions under boron stress
Arpa bitkisindeki metakaspaz genlerinin genom düzeyinde tanımlanması ve bor stresindeki ekspresyonlarının gösterilmesi
- Tez No: 424366
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN TOMBULOĞLU, YRD. DOÇ. DR. GÜZİN TOMBULOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Fatih Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 65
Özet
Yapraktaki sararma bitki gelişiminin sonunda gerçekleşir ve Programlı Hücre Ölümü (PHÖ) organ seviyesindedir. PHÖ, genetik düzeyde kontrol edilen ve hücre yıkımını organize eden bir prosestir. Hücre ölümünün gerçekleşmesi için çok sayıda görevli proteaz mevcuttur. Bunlardan bir tanesi, Sistein proteaz ailesinden olup Sistein ve Histidin katalitik çifti içeren metakaspazdır (MK). Değişik bitki türlerine ait metakaspazların tespit edilmesi üzerine birçok çalışma mevcuttur. Ancak arpaya ait metakaspazlara dair bir çalışma yoktur. Bu çalışmada, biyoinformatik yöntemler kullanılarak arpa (Hordeum vulgare cv Sahara) bitkisindeki metakaspazlar genom düzeyinde tanımlandı. Bulunan on metakaspaz filogenetik ağaç üzerinde gösterildi. Metakaspazlar Tip I ve tip II olmak üzere iki gruba ayrıldı. Arpa bitkilerine Bor uygulaması yapıldı ve 0, 3 ve 10 günlük arpa yaprakları, üç parçaya bölünerek örnekler alındı; uç kısımları (UK), orta kısımları (OK) ve yaşlı kısımları (YK). SYBR yeşil floresans boyasıyla gerçek zamanlı-PZR kullanılarak eş zamanlı olarak metakaspazların ekspresyonları gösterildi. Bor stresindeki arpa bitkisinin metakaspaz genine ait ekspresyon seviyeleri hesaplandı ve grafiklerde gösterildi. Elde edilen sonuçlara göre, genlerin ekspresyonu beklenenden farklıydı. Bütün grafik sonuçlarında metakaspaz genlerinin, bor stresi uygulanmış arpa yapraklarının uç kısımlarında (UK) ve orta kısımlarında (OK) ekspresyonları yokken, yaşlı kısımlarında (YK) metakaspaz gen ekspresyonları mevcuttur. Dahası, SAG12 geni sararma için belirteç olarak kullanıldı ve zamanla sararmanın arttığı görüldü. Ayrıca, HvMK10 yüksek oranda değişim gösterdiği için bor stresi durumlarında PHÖ için önemli bir rolü olabilir. Bu sonuçlar bor stresindeki arpa bitkisine ait metakaspaz gen aktivitesini anlamak için önemli bir başlangıç sağlayabilir.
Özet (Çeviri)
Leaf senescence is the final stage of development which is intimately associated with cellular or organismal death. Programmed cell death (PCD) is a process which is genetically controlled and organized by the spesific bioprocesses and resulting in destruction of the cell. There are a large number of proteases that have a role in the process of PCD. One of them is metacaspases (MCs, family C14) which is a cysteine proteases family in plants that have C and H catalytic dyad in their predicted sites and they cleave their substrate after Arg and Lys residues. There are a few studies to detect MCs in variety of plant species. But there is no evidence about barley MCs and their probable roles in stress. Especially, as a stress factor, we focused on Boron (B) toxicity stress which caused necrosis and chlorosis in leaf blades as a result of toxicity symptom. In this study, we firstly identified MCs and mined their possible roles in B-stress conditions. For this aim, genome-wide identification of MCs in barley (Hordeum vulgare cv. Sahara) was perfomed by using bioinformatic tools. Available all of ten MCs were found in the genome and they represented in a phylogenetic tree combining with Arabidopsis MCs. Type I and type II MCs were distinguished by observing specific motifs. The expression levels of selected MCs were examined by Real Time quantitative PCR (RT-qPCR) method using SYBR Green fluorecence dye. Boric acid (H3BO3) was exposed to barley seedlings and leaf samples were collected after 0, 3 and 10 days by separating into three zone: the tip margin (TM), center zone (CZ) and mature zone (MZ). The results revealed that MCs were not expressed in the TM and CZ of leaves; whereas MZ of the leave showed high metacaspase gene expression under B stress. Moreover, Senescence Associated Genes 12 (SAG12) was preferred as a senescence marker gene which exibited increase expression upon toxic B concentration. Interestingly, HvMC10 expression was found to be highly up-regulated during B stress. HvMC10 may be imply that it has an important role upon PCD in plant during excess the B stress conditions. These results can be important to understand of MC activity in barley not only for B stress; but also various kind of stress condition for furder studies.
Benzer Tezler
- Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) bitkisinde trihelix gen ailesi üyelerinin genom düzeyinde tanımlanması ve çeşitli abiyotik stresler sırasında ifade profilleri
Genome-wide identification of Trihelix gene family members in common bean (Phaseolus vulgaris L.) and expression profiles during various abiotic stress
SAMET CAN EKER
- Genome-wide identification of rna sensors in prokaryotes and eukaryotes
Başlık çevirisi yok
SIDIKA TAPŞIN
- Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) bitkisinde WOX gen ailesi üyelerinin genom düzeyinde tanımlanması ve tuz stresi sırasında ifade profilleri
Genome-wide identification of WOX gene family members in Phaseolus vulgaris L. and their expression profiling during salt stress
SİMAY EZGİ AKBULUT
- Fasulye'de (Phaseolus vulgaris L.) b-box gen aı̇lesı̇ üyelerı̇nı̇n genom çapında tanımlanması, gelı̇şı̇m ve stres tepkı̇lerı̇ sırasında ı̇fadelerı̇
Genome-wide identification of b-box gene family members in bean (Phaseolus vulgaris L.) and their expression during development and stress responses
ONUR ALTAY AKDAŞ
- Fasulye'de DGK (Diacylglycerol kinaz) genlerinin genom düzeyinde tanımlanması ve gen ifade düzeylerinin abiyotik stres faktörleri ile ilişkisi
Genome-wide identification of DGK (Diacylglycerol kinase) genes in common bean and association of gene expression levels with abiotic stress factors
MEHMET ZAHİT YEKEN
Doktora
Türkçe
2021
ZiraatBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VAHDETTİN ÇİFTÇİ
DOÇ. DR. GÖKSEL ÖZER
