Omics comparison of two common bean genotypes and study of pvSPS4 knockdown in composite plants under saline conditions
Tuz stresi altında iki fasulye genotipinin omiks karşılaştırması ve kompozit fasülyede pvSPS4 geninin susturulmasının incelemesi
- Tez No: 716212
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜGE TÜRET
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoistatistik, Biyoloji, Biostatistics, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 201
Özet
Toprak tuzluluğu, küresel tarımsal üretimi sınırlayan önemli bir stres faktörüdür. Fasulye, tuzluluğa duyarlı olmakla birlikte gelişmekte olan ülkelerde önemli bir protein kaynağıdır. Tuz stresi tepkilerinin altında yatan mekanizmayı anlamak için, tuzlu koşullar altında hem tuza dayanıklı hem de duyarlı fasulye genotipleri üzerinde transkriptomik, metabolomik ve iyonomik analizler yapıldı. Transkriptomik analiz, tuzlu koşullarda dayanıklı genotipin daha aktif karbon ve amino asit metabolizmaları ile birlikte artmış fotosentez sergilediğini göstermiştir. GC-MS ile metabolit analizi, toleranslı genotipte artan şeker içeriği ile etkin amino asit ve karbonhidrat metabolizmasını işaret etmiştir. İyon içeriği karşılaştırması, toleranslı genotipin yapraklarda Na+ birikimini engellediğini göstermiştir. Bu omik çalışmasının sonuçları, zıt genotiplerdeki farklılıkları göstermiş ve fonksiyonel analizler için yüksek potansiyele sahip genleri saptamak için tolerans mekanizmaları hakkında bilgi sağlamıştır. Strese bağlı karbonhidrat metabolizması dinamik bir ağdır ve bu sistemdeki aksamaların tolerans üzerinde olumsuz etkileri olabilir. Sükroz fosfat sentaz (SPS) enzimleri, sükroz sentezi yolağında çalışır ve şeker metabolizmasında önemli rollere sahiptir. Çalışma, tuz stresi altında, tuza dayanıklı fasulye genotipinin köklerinde SPS homologu pvSPS4'ün işlevine odaklanmıştır. pvSPS4 anlatımı azaltılmış köklere sahip kompozit fasulye bitkileri, tuzluluğa karşı hassasiyet sergilemiştir. Bozulmuş kök karbonhidrat ve iyon dengesi, ozmoregülasyon ve antioksidan kapasitesi ile birlikte fotosentezde bir azalma ile sonuçlanmıştır. Sonuçlarımız, pvSPS4'ün, kök dokularında tolerans açısından, karbonhidrat dengesi regülasyonu için önemli bir gen olduğunu ima etmektedir.
Özet (Çeviri)
Soil salinity is an abiotic stress factor that limits global agricultural output. Common bean is an important protein source in developing countries, however sensitive to salinity. To understand the underlying mechanism of salt stress responses, transcriptomics, metabolomics, and ionomics analyses were performed on both salt-tolerant and susceptible common bean genotypes under saline conditions. Transcriptomics revealed enhanced photosynthesis together with active carbon and amino acid metabolism in the tolerant genotype. Metabolomics revealed increased carbohydrate and amino acid metabolism in the tolerant genotype. Ion content comparison indicated that the tolerant genotype blocked the accumulation of Na+ in the leaves. The results of this omics study have demonstrated the differences in contrasting genotypes and provided information on the novel mechanisms salt tolerance to pinpoint genes with high potential for functional analyses. Stress-related carbohydrate metabolism is a dynamic network and disruptions in this system can have negative effects on tolerance. Sucrose phosphate synthase (SPS) enzymes operate in the sucrose synthesis pathway and have significant roles in sugar metabolism. This study has focused on the function of SPS homolog, pvSPS4, in the roots of salt-tolerant common bean under salt stress. Composite common bean plants with pvSPS4 knockdown roots exhibited sensitivity to salinity. Disturbed root carbohydrate and ion balance resulted in a reduction in photosynthesis together with osmoregulation and antioxidant capability. These results indicate that pvSPS4 is an important gene for carbohydrate balance regulation in the salt-stress response in the common bean root tissues.
Benzer Tezler
- Genome-scale metabolic characterization of Alzheimer's disease brain with multi-omics data analysis
Multi-omik veri analizi ile Alzheimer hastalığı olan beyinin genom ölçekli metabolik karakterizasyonu
HATİCE BÜŞRA LÜLECİ
Doktora
İngilizce
2024
BiyoistatistikGebze Teknik ÜniversitesiBiyoinformatik Sistemler Biyolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNAHAN ÇAKIR
- Integrative network modelling of drug responses in cancer for revealing mechanism of action
Kanserde ilaç etkilerinin ve benzerliklerinin bulunması amaçlı çoklu omik veri entegrasyonu ile biyolojik ağ modelleme
ŞEYMA ÜNSAL BEYGE
Doktora
İngilizce
2021
BiyoistatistikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiTıp Bilişimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURCAN TUNÇBAĞ
- Identification of TF-mediated dynamics of signalling pathways in stem cell reprogramming and differentiation using NGS data
Kök hücrelerin farklılaşmasında ve geri programlanmasında sinyal yollarının TF-aracılı dinamiklerinin NGS verileri kullanılarak tanımlanması
ENES AK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyoistatistikGebze Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR PİR
- Metabolism-oriented multiomics data integration
Farklı omı̇k verı̇lerı̇n metabolı̇zma odaklı entegrasyonu
AYCAN ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. ALİ ÇAKMAK
- Multi-omics integration and analysis of metagenomics and metabolomics data from rat model of acquired epilepsy
Kazanılmış epilepsi sıçan modelinden metagenomik ve metabolomik verilerin çoklu omik analizi ve entegrasyonu
ERAY ŞAHİN
Doktora
İngilizce
2024
BiyoistatistikAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar ÜniversitesiBiyoistatistik ve Biyoinformatik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN UĞUR SEZERMAN