Boron toxicity responsive regulations of antioxidative metabolism at physio-biochemical, transcriptional and post transcriptional levels in plants
Bitkilerde bor toksisitesine cevaben antioksidatif metabolizmada gelişen fizyo-biyokimyasal, transkripsiyonel ve post transkripsiyonel seviyedeki düzenlenmeler
- Tez No: 492594
- Danışmanlar: PROF. DR. YELDA ÖZDEN ÇİFTÇİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biyoloji, Biyoteknoloji, Biochemistry, Biology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
Yüksek seviyede bor (B), dünyada tahıl üretimindeki başlıca sınırlayıcı faktörlerden biridir. Bitkilerde B toleransı geliştirmeye olanak sağlamak için B toksisitesine cevaben gelişen düzenlenmelerin altında yatan mekanizmaları anlamak önemlidir. Bu yüzden, bu tezde, B toksisitesi altındaki bitkilerdeki antioksidan mekanizmaları, fizyo-biyokimyasal, transkripsiyonel ve post-transkripsiyonel seviyeleri içeren farklı biyolojik organizasyonlarda aydınlatıldı. Bu amaçla, 14 gün boyunca 1 mM B (1B) ve 3 mM B (3B) içeren MS ortamında büyüyen Arabidopsis thaliana'daki oksidatif zarar seviyesi, enzimatik olmayan antioksidanların birikimi, antioksidan enzimlerinin ekspresyon seviyeleri ve aktiviteleri ve bazı ilgili mikroRNA'ların ekspresyon seviyeleri belirlenmiştir. Artan flavonoid, antosiyanin ve prolin miktarları ve total süperoksit dismutaz (SOD) aktivitesindeki dikkate değer artış, 3B koşulunda oksidatif stres toleransını provoke etmiştir. SOD ve askorbat peroksidaz (APX) enzimlerinin ekspresyonları ile aktiviteleri uyumlu bulunmuştur. 1B altında dramatik bir şekilde artan total glutatyon S-transferaz (GST) aktivitesinde, phi sınıfı GST genlerinden ziyade, ATGSTU19 ve ATGSTZ1 ekspresyon seviyelerinin rolü olabilir. Jasmonat ve etilen metabolizmaları ile ilişkili mikroRNA'ların ekspresyon seviyeleri 1B altında dikkat çekecek derecede uyarılmıştır. miR397 ve miR408 ekspresyonlarının sabit kalmasından dolayı, B toksisitesi hücre duvarı modifikasyonunu post-transkripsiyonel seviyede etkilemiyor olabilir. Arabidopsis thaliana'da elde edilen dikkat çekici sonuçlar, B-hassas ve B-dirençli buğday çeşitlerinde taranmıştır. Buna göre, miR172 ve hedeflediği genin (TOE1), bitkilerdeki B tolerans mekanizmasında rolleri olabilir. Bu bulgular, B'a toleranslı tahıl bitkileri geliştirmeyi amaçlayan ıslah çalışmalarına yeni hedefler sunabilir.
Özet (Çeviri)
Excess boron (B) is one of the major limiting factors for cereal production in the world. It is important to understand the underlying mechanisms of B toxicity responsive regulations in order to facilitate improving B tolerance in plants. Therefore, in this thesis, the antioxidant mechanisms at different biological organizations including physio-biochemical, transcriptional and post-transcriptional levels were elucidated in plants under B toxicity. For this purpose, oxidative damage level, accumulation of non-enzymatic antioxidants, expression levels of antioxidant enzymes and their respective activities as well as expression levels of some related microRNAs were determined in Arabidopsis thaliana grown on MS media containing 1 mM B (1B) and 3 mM B (3B) for 14 d. Increased contents of flavonoids, anthocyanins and proline and remarkable induction of total superoxide dismutase (SOD) activity provoked oxidative stress tolerance under 3B. The correlation was found between the expressions and activities of SOD and ascorbate peroxidase (APX). Rather than phi class glutathione S-transferase (GST) genes, ATGSTU19 and ATGSTZ1 can have role in dramatic increase of total GST activity under 1B. Expression levels of microRNAs related to jasmonate and ethylene metabolisms were induced remarkably by 1B. B toxicity might not affect cell wall modification at post-transcriptional level due to stable levels of miR397 and miR408 expressions. Striking results from Arabidopsis thaliana were screened in B-sensitive and -tolerant wheat cultivars. Accordingly, miR172 and its target (TOE1) can have role in B tolerance mechanism in plants. These findings might provide new targets for breeding studies aimed for improving B tolerant plants.
Benzer Tezler
- Identification of the genes responsible for boron uptake, transport and detoxification in black poplar
Karakavakta bor alımı taşınması ve detoksifikasyonundan sorumlu genlerin tanımlanması
SENEM UYLAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyomühendislikGaziosmanpaşa ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KUBİLAY YILDIRIM
- Bor toksisitesine yanıt olarak bor toleranslı Triticum urartu genotipinin transkriptomik analizi
Transcriptomic analysis of the boron tolerant Triticum urartu genotype in response to boron toxicity
GÜL SEMA UYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
ZiraatSelçuk ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MOHD KAMRAN KHAN
- Transcriptomics identification of barley (Hordeum vulgare L.) boron tolerance mechanism
Arpada (Hordeum vulgare L.) bora karşı direnç mekanizmasının transkriptom düzeyinde incelenmesi
GÜZİN TOMBULOĞLU
Doktora
İngilizce
2014
BiyoteknolojiFatih ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET SERDAL SAKÇALI
DOÇ. DR. TURGAY ÜNVER
- Farklı bor konsantrasyonlarında yetiştirilen Arabidopsis thaliana L. bitkilerinde 24-epibrassinolid'in etkilerinin araştırılması
Investigation of 24-epibrassinolide effects on Arabidopsis thaliana L. plants grown under different boron concentrations
YONCA SURGUN
Doktora
Türkçe
2015
BiyolojiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BETÜL BÜRÜN
- Microarray based expression profiling of barley under boron stress and cloning of 3H boron tolerance gene
Bor stresi altında arpa gen ifade profillerinin mikrodizi analizi ile belirlenmesi ve 3H bor tolerans geninin klonlanması
MEHMET TUFAN ÖZ
Doktora
İngilizce
2012
BiyoistatistikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FÜSUN EYİDOĞAN
PROF. DR. HÜSEYİN AVNİ ÖKTEM