Kuraklık stresi altındaki Cleome spinosa (C3) ve Cleome gynandra (C4) bitkilerinin karşılaştırmalı proteomik analizleri
Comparative proteomic responses of Cleome spinosa (C3) and Cleome gynandra (C4) plants under drought stress
- Tez No: 563141
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Afyon Kocatepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Toprak ve atmosferik su eksikliğinden kaynaklanan kuraklık stresi dünyadaki bitki büyümesini ve verimliliğini etkileyen en önemli çevresel faktörlerden biridir. Karboksilasyon yoluna bağlı olarak bitkilerin kuraklık stresine toleranslarında önemli farklılıklar vardır. C4 bitkilerinin, C3 bitkilerinin aksine, su stresine daha iyi adapte olduğu bildirilmektedir. Bitkilerin kuraklık stresine adaptasyon mekanizmaları proteom düzeyinde yoğun bir şekilde çalışılmış olmasına rağmen, kuraklık stresi altında büyüyen C3 ve C4 bitkilerinin adaptasyon stratejileri tanımlanmamıştır. Kuraklık stresinin proteom değişiklikleri üzerindeki etkilerini belirlemek için iki boyutlu poliakrilamid jel elektroforezi (2-DE) ve MALDI-TOF/TOF (matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight/time-of-flight) kütle spektrometresi Cleome spinosa (C3) ve C. gynandra (C4) bitkilerinin yapraklarında kullanılmıştır. 2-DE jellerinde toplam 96 farklı şekilde ifade olan protein beneği tespit edilmiş ve bunlardan 65'i MALDI-TOF/TOF kütle spektrometrisi ile tanımlanmıştır. Her iki türde de fotosentez ve enerji metabolizması ile ilgili proteinler, kuraklık stresi altında büyük ölçüde etkilenmiştir. RuBisCO küçük alt birimlerinin bolluğu C. spinosa'da artmış olmasına rağmen, RuBisCO aktivaz proteinlerinin bolluğu azalmıştır. Ayrıca, OEE ve FNR proteinleri gibi fotosentezin ışık reaksiyonları ile ilgili proteinlerin bolluğu C. spinosa'da azalmıştır. Kuraklık stresi altında, triosfosfat izomeraz ve fruktoz-bifosfat aldolaz gibi glikoliz ile ilişkili proteinlerin bolluğu C. spinosa'da azalmıştır; ancak, enolaz proteini C. gynandra'da artmıştır. Kuraklık stresi altında kloroplastik ATP sentaz enziminin ifade seviyesi her iki türde de azalan yönde düzenlenirken, mitokondriyal ATP sentaz artan yönde düzenlenmiştir. Annexin ve 14-3-3 proteinleri gibi sinyal iletimi ile ilgili proteinlerin bolluğu C. spinosa'da artmıştır. Reaktif oksijen türlerinin detoksifikasyonu ile ilişkili proteinlerin bolluğu genellikle her iki türde artmıştır. Bu bulgular, karboksilasyon yolunda farklılık gösteren türlerin kuraklık stresi altındaki proteomik cevaplarının daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Drought stress caused by soil and atmospheric water deficiency is one of the most significant environmental factors affecting plant growth and productivity in the world. There are significant differences in the tolerance of plants to drought stress depending upon the carboxylation pathway. C4 plants, in contrast to C3 plants, are known to be better adapted to water stress. Although the mechanisms by which plants adapt to drought stress has been studied extensively at proteome level, the adaptive strategies of C3 and C4 plants grown under drought stress remain undefined. To determine the effects of drought stress on proteome changes, we used two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (2-DE) and matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry in the leaves of Cleome spinosa (C3) and C. gynandra (C4) plants. Totally 96 expressed differently protein spots were detected on 2-DE gels, of which 65 were identified by MALDI-TOF/TOF mass spectrometry. In both species, proteins related to photosynthesis and energy metabolism were predominantly affected under drought stress. Although the abundance of RuBisCO small subunits was increased in C. spinosa, the abundance of RuBisCO activase proteins was decreased. Furthermore the abundance of proteins related to light reactions of photosynthesis such as OEE and FNR proteins was decreased in C. spinosa. Under drought stress, the abundance of glycolysis-related proteins such as triosephosphate isomerase and fructose-bisphosphate aldolase was decreased in C. spinosa; however, enolase protein increased in C. gynandra. The chloroplastic ATP synthase enzyme was down-regulated also in both species under drought stress, while the mitochondrial ATP synthase up-regulated. The abundance of signal transduction-related proteins such as annexin and 14-3-3 proteins were increased in C. spinosa. The abundance of reactive oxygen species detoxification related proteins was generally increased in both species. These findings would lead to an improved understanding of the proteomic responses of the species differing in carboxylation pathway under drought stress.
Benzer Tezler
- Kuraklık stresinin C3 bitkisi Cleome spinosa ve C4 bitkisi Cleome gynandra'nın antioksidant enzim sistemi üzerine etkisi
Effect of drought stress on antioxidant defense system of Cleome spinosa (C3) and Cleome gynandra (C4)
BARIŞ UZİLDAY
- Kuraklık stresi koşullarında Moricandia, Flaveria ve Cleome cinslerinin fizyolojik özelliklerinin incelenmesi ve fotorespirasyon oranlarının modellenmesi
Photorespiraton models and determination of physiological properties of Moricandia, Flaveria and Cleome genera under drought stress
EMRE YAZAR
Doktora
Türkçe
2018
BiyolojiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBiyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FERİT KOCAÇİNAR
- Kuraklık stresi altındaki pamuk (Gossypium hirsutum L.) bitkisine bazı osmotik koruyucuların etkisinin fizyolojik ve biyokimyasal özelliklerin incelenmesi
Investigation of physiological and biochemical properties of the effects of some osmotic preservatives on cotton (Gossypium hirsutum L.) plant under drought stress
NİMET KILINÇOĞLU
- Kuraklık stresi altındaki ekinezya (Echinaceae purpurea L.)' da deniz yosununun büyüme parametreleri ile fizyolojik ve biyokimyasal değişimler üzerine etkisi
The effect on physiological and biochemical changes wi̇th growth parameters of seaweed in echinacea under the drought stress (Echinaceae purpurea L.)
MİZGİN BAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RÜVEYDE TUNÇTÜRK
- Kuraklık stresi altındaki iki buğday varyetesinde Rosa canina L. ekstraktının antioksidan aktivite üzerine etkileri
Effects of Rosa canina L. extract on antioxidant activity in two wheat varieties under drought stress
GAMZE BALTACIER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyolojiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OKAN ACAR
