Geri Dön

Uncovering structural genomic contents of wheat

Buğdayın yapısal genomik içeriklerinin ortaya çıkarılması

PDF İndir

  1. Tez No: 558564
  2. Yazar: HALİSE BÜŞRA ÇAĞIRICI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. LEVENT ÖZTÜRK, PROF. DR. HİKMET BUDAK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyomühendislik, Genetik, Bioengineering, Genetics
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 137

Özet

Dünya genelinde önemli bir gıda olan buğdayın üretim hızı çeşitli stress faktörleri tarafından kısıtlanmaktadır. Strese dayanıklı kültürlerin geliştirilmesi ise buğday ve/veya buğday ile etkileşimde olan türlerin moleküler mekanizmalarının ve yapısal elementlerinin anlaşılmasıyla sağlanabilir. Günümüzdeki referans genomunun yayınlanmasına kadar, buğdayın büyük ve karmaşık genom yapısı bu moleküler mekanizmaların anlaşılmasını zorlaştırıyordu. Bu çalışmada, bitkilerin yapısal parçalarının anlaşılmasını sağlayacak methodlar oluşturmaya, olan methodlarıysa geliştirmeye çalıştık. Bahsi geçen methodlar; miRNA belirleme, tüm özelliklerine bakarak elle lncRNA belirleme, yapay zeka kullanarak buğday genomuna özel lncRNA tanımlama and WES data analizlerinde kullanılan programların karşılaştırılması. Tüm bu methodları kullanarak, buğday genomunun yapısal elementlerini bu çalışmada ortaya çıkartmaya çalıştık. Geliştirilen tanılama methodları ve lncRNA moleküllerinin manuel belirlenmesi ile durum buğdağı ve ekmeklik buğdayın önemli bir böceği olan ekin sap arısında birçok miRNA ve lncRNA molekülleri ortaya çıkardık. Tetraploid buğday türlerinde kapsamplı bir transkriptom analizi gerçekleştirdik ve kuraklığa duyarlı transcriptleri ortaya çıkardık. Ayrıca, sap arısı larvası ile buğday arasındaki miRNA geçişine yönelik bulguları gösteren ilk çalışmayı sunduk. Böylece, buğday türlerine ait bilinen genetik bilgileri artırmanın dışında, bu çalışma buğdayın biotik ve abyotik stress tepkilerini çalıştıran önemli elementleri de ortaya çıkarmaktadır. Bu çalışmada, aynı zamanda, buğday lncRNA moleküllerinin doğru ve hızlı tanımlayabilmek için yapay zeka kullanılmıştır. Anotasyonları yapılmış hexaploid ve tetraploid buğdağ genomlarını da kullanarak, en sık kullanılan programların üzerinde bir doğruluk payı (%99.81) sağladık. Son olarak, varyant tanımlama için kullanılan programların karşılaştırmalı değerlendirmesini yaptık. Sekiz eşleştirici ve üç tarayıcı arasından buğday için en etkili kombinasyonu seçtik. Sonrasında, bu en iyi kombinasyonu kullanarak, 48 farklı elit buğday kültüründeki varyantları ortaya çıkardık. Genel olarak, bu çalışmada buğday bitkilerindeki yapısal değişkenler, miRNA ve lncRNA molekülleri ortaya çıkarılmıştır.

Özet (Çeviri)

Production rate of wheat, an important food source worldwide, is significantly limited by both biotic and abiotic stress factors. Development of stress resistant cultivars are highly dependent on the understanding of the molecular mechanisms and structural elements in wheat and/or wheat interacting species. The huge and complex genome of bread wheat (BBAADD genome) has stood as a vital obstruction for understanding the molecular mechanisms until the recent availability of wheat reference genome. In this study, we provided improved and/or novel methodologies to reveal structural elements in plants. These methodologies include miRNA identification, manual curation of lncRNAs, identification of lncRNAs using wheat specific prediction models and a comparative analysis of WES data analysis tools. Using these techniques, we here focused on the uncovering of structural genomic contents of wheat. With an improved identification methodologies and manual annotation of lncRNAs, we revealed several miRNAs and lncRNAs in Triticum turgidum species and Wheat stem sawfly (WSS), a major pest of wheat. We provided a comprehensive transcriptome analysis of tetraploid wheat varieties and revealed drought responsive transcripts. Additionally, we presented the first clues of miRNA mobility between WSS larva and hexaploid wheat. Thereby, besides enrichment of the genetic information available for wheat species, this study provides important elements driving both abiotic and biotic stress responses in wheat. In this study, we also applied machine learning approaches for the fast and accurate prediction of lncRNAs in wheat species. With annotated genomes of hexaploid and tetraploid wheats, we provided better accuracy scores (99.81%) over the most popular tools available. Finally, we conducted a comparative analysis of the tools used for variant discovery. Among eight aligners and three callers, we chose the best combination for the variant calling in wheat. Later, we performed variant calling in 48 lines of elite wheat cultivars using the best tool sets. Overall, this study focused on the improvements on the identification of miRNAs, lncRNAs and structural variations in wheat.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    735225

    Genome-wide discovery of structural variants and their potential role in DMI-propiconazole resistance in Monilinia species

    Monilinia türlerinde yapısal varyantların genom çapında keşfi ve DMI-propikonazol direncindeki potansiyel rolü

    MUHAMMED RAŞİT DURAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    BiyolojiÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HİLAL ÖZKILINÇ

  2. Tez No

    472829

    Proteomic and genetic analyses of heat-resistant Rhodobacter capsulatus mutants with modified hydrogen production capacity

    Isı stresine dayanıklı ve hidrojen üretim kapasiteleri farklılaşmış Rhodobacter capsulatus mutant suşlarının proteomik ve genetik analizleri

    ABDULMECİT GÖKÇE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR

  3. Tez No

    890384

    Social network analysis of class structures: A study case of Brazil, China, Germany, Rusia and United States

    Brezilya, Çin, Almanya, Rusya ve America Birleşik Devletleri'nde sınıf yapılarının sosyal ağ analizi: Bir durum çalışması

    DAVID ESTEBAN ROJAS OSPINA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    SosyolojiAnkara Sosyal Bilimler Üniversitesi

    Sosyal ve Beşeri Bilimler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. SUTAY YAVUZ

  4. Tez No

    716028

    Uncovering the patterns of united statesoil diversification motivations via a neocoxian interpretation

    Başlık çevirisi yok

    SULEYMAN ORHUN ALTİPARMAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Uluslararası İlişkilerUniversity of Exeter

  5. Tez No

    904157

    Makine öğrenmesi yöntemleri ile yapısal verilerin vektör gömülümleri

    Vector embeddings of structural data by machine learning techniques

    SARMAD NIHAD MOHAMMED SALIH

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAnkara Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEMRA GÜNDÜÇ

Geri Dön