Bor hiperakümülatör bitkilerde mir408 ve bor2 genlerinin yüksek düzeyde ifadesinin bor fitoremediasyonuna etkileri
Effects of mir408 and bor2 overexpression in boron hyperaccumulator plants for boron phytoremediation
- Tez No: 554299
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UFUK ÇELİKKOL AKÇAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 146
Özet
Bu çalışmada miR408 geninin pamuk ve karanfil bitkilerine Agrobacterium aracılığıyla genetik transformasyonu gerçekleştirilmiştir. Transgenik bitkilerin rejenerasyonu her iki bitki içinde gerçekleştirilmiştir. Ancak F1 eldesi yalnızca pamuk bitkisinde gerçekleştirilebilmiştir. miR408 geninin bor fitoremediasyon potansiyeli F1 jenerasyon transgenik pamuk bitkilerinde moleküler ve biyokimyasal seviyede incelenmiştir. Bu amaçla transgenik ve kontrol pamuk bitkilerine 1. gün ve 5. gün 7.5 mM olmak üzere iki farklı süreyle şiddetli bor stresi uygulanmış ve tepkiler karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. mir408 geninin varlığının transgenik bitkilerde artan bor stresi altında PIP1;1 gen ifade seviyesini artırdığı belirlenmiştir. Benzer şekilde PIP2;1 gen ifade seviyesi transgenik bitkilerde artan bor stresi ile birlikte artmaktadır. MDA ve iyon sızıntısı miktarları, transgenik bitkilerin bor uygulamaları altında bor uygulanan kontrol bitkilere göre üstün dayanım özelliği gösterdiğini ve daha az strese girdiğini göstermektedir. Transgenik bitkiler bor stresinin ilk gününde aşırı borla karşılaştığında Boron transporter 1 geninin ifadesini azaltarak bitkilere bor girişini azaltmıştır. Ancak 5 günlük stres sonunda, bu genin ifadesinin artarak bitkilere bor girişinin arttığı tespit edilmiştir. miR408 geninin, boron transporter 1 geninin ifade seviyesini düzenleyerek bitkilerin bor dengesinin sağlanmasında görev aldığı belirlenmiştir. Transgenik bitkilerde Boron transporter 2 gen ifadesinin, stres süresi uzadıkça arttığı belirlenmiştir. Birinci stres gününde Boron transporter 2 gen ifadesinin transgenik bitkilerde düşük olmasının bir nedeninin Boron transporter 1 geninin ifade seviyesini düşürerek bitki içerisine bor alınımını azaltması nedeniyle olduğu tespit edilmiştir. Bağıl su içerikleri, transgenik bitkilerde 1. stres gününde kontrol bitkilerden daha yüksek yüzdeye sahip ve istatistiksel olarak önemli iken, 5. stres gününde bu yüzdenin düşerek bor uygulanan kontrol bitkileri ile aynı seviyeye geldiği belirlenmiştir. Prolin içerikleri transgenik bitkilerde 1. stres gününde bor uygulanan kontrol bitkilerin seviyesinin altındayken, 5. stres gününde artmıştır. Bu sonuçlar Boron transporter 1 ve Boron transporter 2 genleri arasındaki ilişkiyi destekler niteliktedir. Plastosiyanin gen ifadesinin stresle birlikte arttığı belirlenmiştir. Birinci stres gününde transgenik bitkilerde plastosiyanin gen ifadesi bor uygulanan kontrol bitkilerine göre daha düşük seviyede kalırken, 5. stres gününde kontrol bitkilerinden daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Plastosiyanin‟in bakır eksikliğinde ifade edilen bir gen olduğu bu nedenle artan stres koşullarında bitkinin bakır ihtiyacı duyması nedeniyle arttığı belirlenmiştir. miR408 geni, artan bor stresi (5. gün) altında transgenik bitkilerde plastosiyanin gen ifadesini düzenleyerek bor uygulanan kontrol bitkilerine kıyasla %11 artırmıştır. Transgenik bitkilerin toplam klorofil içerikleri, 1.stres gününde bor uygulanan kontrol bitkilerinden yüksek olmasına rağmen istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. Beşinci gün bor stresinde transgenik bitkilerin toplam klorofil içerikleri, bor uygulanan kontrol bitkilerden daha yüksek seviyede olup istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Transgenik bitkilerin toplam klorofil içeriklerini artan bor stresiyle birlikte, kontrol bitkilerine kıyasla daha iyi düzeyde koruduğu tespit edilmiştir. miR408 geninin bor stresi altında MAPK ve CPR2 gen ifadelerinin düzenlenmesinde etkin bir rol oynamadığı anlaşılmıştır. EF1A8‟in bor stresi altında kullanılabilecek uygun bir referans gen olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, genetic transformation of miR408 gene to cotton and carnation plants was carried out via Agrobacterium. The regeneration of transgenic plants was performed successfully in both plants. However, F1 seed production could only be achieved in cotton plants. Boron phytoremediation potential of miR408 gene was investigated at the molecular and biochemical level by the use of F1 generation transgenic cotton plants. For this purpose, severe boron stress was applied to the transgenic and control cotton plants at two different durations, namely 1 day and 5 days at the rate of 7.5 mM B and the responses were examined comparatively. The mir408 gene was found to increase the expression level of PIP1;1 gene under long term boron stress in transgenic plants. Similarly, the PIP2;1 gene expression level increased with increasing boron stress in transgenic plants. Levels of MDA and ion leakage indicated that transgenic plants were more tolerant to boron stres when compared to control plants. Boron transporter 1 gene expression level decreased in transgenic plants when encountered with excesss boron on the 1st day of stress. However, at the end of the 5th stress day, increased expression of this gene was found to increase boron input to the plants. The miR408 gene was determined to regulate the expression level of boron transporter 1 gene in the provision of boron balance in plants. Similarly boron transporter 2 gene expression was increased with the exposure of longer stress duration in transgenic plants. The reason for the lower Boron transporter 2 gene expression in transgenic plants on the 1st day of stress might be resulted from the decrease of Boron transporter 1 gene expression and eventually decreased boron intake of plant tissues. Plant relative water content percentages (%) were higher and statistically significant in transgenic plants compared to control plants under boron stress on the 1st day of stress, while this percentage decreased and found to be statistically insignificant between transgenic and boron stressed control plants on the 5th day of stress. Plant proline contents did not exhibit statistically significant difference in transgenic plants when compared to boron stressed control plants on the first day of stress; however the difference increased at the duration of five days. These results also supported the relationship between Boron transporter 1 and Boron transporter 2 genes. The expression of plastocyanin gene was increased with the duration of stress. On the 1st day of stress, plastocyanin gene expression in transgenic plants was found to be lower than boron stressed control plants, whereas it was found to be higher on the 5th day of stress when compared to boron stressed control plants. Plastocyanin is a gene expressed in the lack of copper; however plants are unable to absorb essential copper under increased stress conditions. This might be the reason for the plastocyanin gene expression increase under long stress duration. miR408 gene seems to regulate plastocyanin gene expression under long stress duration in transgenic plants with 11% more expression compared to boron stressed control plants. Although the total chlorophyll content of transgenic plants was higher than boron stressed control plants at the 1st day of stress, the difference was not statistically significant. However, at the 5th day of boron stress, increase in the total chlorophyll content of transgenic plants compared to boron stressed control plants was statistically significant. Therefore, transgenic plants have been found to maintain their total chlorophyll contents under severe boron stress when compared to boron stressed control plants. The miR408 gene was found to play no effective role in the regulation of MAPK and CPR2 gene expressions under boron stress. EF1A8 was found to be a suitable referance gene which can be used under boron stres.
Benzer Tezler
- Determination of abiotic stress tolerance genes in gypsophila perfoliata
Gypsophila perfoliata'da abiyotik stres tolerans genlerinin belirlenmesi
NUREFŞAN CIRIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyoteknolojiAkdeniz ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET AYDIN AKBUDAK
- Ekstrem toleranslı Puccinellia distans bitkisinde proteomik analizler
Başlık çevirisi yok
TAMER GÜMÜŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Biyolojiİstanbul Kültür ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGE ÇELİK
- Farklı miktarlarda bor uygulanan Puccinellia distans bitkisinde enerji metabolizması ve taşıma ile ilişkili genlerin QRT-PCR analizi
QRT-PCR analyses of genes involved in energy metabolism and transport in Puccinellia distans grown under different levels of boron applications
FATMA AKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyoteknolojiSelçuk ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDOĞAN EŞREF HAKKI
- Farklı B ve NaCl dozu uygulamalarında Puccinellia distans (Jacq.) Parl. bitkisinin B ve Na transporter genlerinin ifade düzeylerinin gerçek zamanlı analizi
Real-time expression of Puccinellia distans (Jacq.) Prl. B and Na transpoter genes under different B and NaCl treatments
MERVE İNANÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatSelçuk ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDOĞAN EŞREF HAKKI
- Puccinella distans L. (Jacq). parl. bitkisinin rizosferinden ekstremofilik bakterilerin izolasyonu ve moleküler tanımlanması ile pgpr özelliğine sahip olanların biyokömür ortamında ekmeklik buğday (Triticum avestivum L.) gelişimi üzerine etkisi
Isolation and molecular identification of extremophilic bacteria with pgpr characteristics from the rhizosphere of Puccinella distans L. (Jacq). parl., and their impact on the growth of bread wheat (Triticum aestivum L.) in a biochar
NOYAN EKEN
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiSelçuk ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDOĞAN EŞREF HAKKI