Geri Dön

Effects of selenium on sulfate transporter genes in rice and the functional characterization of the OsSULTR1;1 gene in selenium homeostasis in arabidopsis

Selenyumun çeltik bitkisinde sülfat taşıyıcı genler üzerine etkileri ve arabidopsis'te selenyum homeostazında OsSULTR1;1 geninin fonksiyonel karakterizasyonu

  1. Tez No: 904454
  2. Yazar: NOREEN ASLAM
  3. Danışmanlar: Prof. Dr. EKREM GÜREL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Ziraat, Biology, Biotechnology, Agriculture
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 112

Özet

Pirinçteki sülfat taşıyıcılarının abiyotik ve ağır metal streslerinde rol oynadığı bilinmektedir. Ancak, bu taşıyıcıların düzenlenmesi ve fonksiyonel karakterizasyonları selenat muamelesi ile ilişkisi belirsizdir. Bu çalışma ile pirinçte sülfat taşıyıcılarının vejetatif ve üreme aşamalarındaki ekspresyon desenleri araştırılmıştır. Taşıyıcılar Se muamelesi ile çeşitli ekspresyon desenleri sergilemiştir ve dokuya özgü özellikler göstermiştir, bu da onların çeşitli fonksiyonel rollerini işaret etmektedir. Düşük kükürt (S) koşullarında (15 µM) ifadesi ve kök dokuya yüksek özgüllüğü nedeniyle OsSULTR1;1 aday gen olarak seçilmiştir ve her iki özellik de Se muamelesiyle daha da artmıştır. Subselüler lokalizasyon, OsSULTR1;1 proteininin plazma zarına lokalize olduğunu ve Se'nin kök tarafından alınmasında rol oynadığını ortaya koymuştur. Daha ayrıntılı olarak karakterizasyon için ilgili gen Arabidopsis thaliana'ya aktarılmıştır. Arabidopsis'te genin aşırı ekspresyonu (OX), vahşi tip (WT) bitkilere kıyasla büyüme, gelişme ve mineral besin maddelerinin alımında artışa neden olarak etkin besin alımında rol oynadığını göstermiştir. Zaman ve konsantrasyona bağlı Se muamelesine maruz bırakılan OX bitkileri, dokularında önemli seviyelerde Se biriktirmiştir. Se'nin OX ve WT için yüksek konsantrasyonlarda (10, 25 ve 50 µM) toksik olduğu, düşük konsantrasyonlarda yararlı olduğu gösterilmiştir. OX bitkilerin tohum ve sürgün dokularında WT bitkilere kıyasla önemli ölçüde artan Se seviyeleri, OsSULTR1;1'in rizosferden Se alımındaki fonksiyonel rolünü göstermektedir. Rizosfer asitleştirme deneyi, OX Arabidopsis rizosfer pH'sında WT bitkilere kıyasla önemli bir değişiklik yaratarak daha verimli bir şekilde dışarı attığını ortaya koymuştur. Bu, ikincil aktif taşıma mekanizmasını işaret etmektedir. OX bitkiler ısı, kadmiyum, kurşun ve alüminyum gibi abiyotik streslere karşı artan tolerans sergilemiştir. Bulgular bir araya getirildiğinde, OsSULTR1;1'in biyofortifikasyon amaçlı Se birikimi için potansiyel bir aday gen olduğunu öne sürülmekye olup genin iklim değişikliği ve çevresel streslere karşı bitki toleransında rol oynayabileceği, küresel ısınma koşulları altında sürdürülebilir tarıma katkıda bulunabileceği öne sürülmektedir.

Özet (Çeviri)

Sulfate transporters in rice are reported to be involved in abiotic and heavy metal stresses. However, the regulation of these transporters and their functional characterization in relation to selenate treatment remain elusive. The focus of this research was to analyze the expression profiles of rice sulfate transporters at vegetative and reproductive stages. The transporters exhibited diverse expression patterns in response to Se treatment and displayed tissue specificity, suggesting their varied functional roles. OsSULTR1;1 was selected as a candidate gene due to its expression under low sulfur (S) conditions (15 µM) and its high root tissue specificity, both of which were further enhanced by Se treatment. Subcellular localization revealed that the OsSULTR1;1 protein localizes to the plasma membrane, implicating its role in root uptake of Se. To further characterize this gene, it was genetically transformed into Arabidopsis thaliana. Overexpression (OX) of the gene in Arabidopsis resulted in enhanced growth, development, and uptake of mineral nutrients compared to wild-type (WT) plants, suggesting a role in efficient nutrient acquisition. OX plants subjected to time- and concentration-dependent Se treatment accumulated significant levels of Se in their tissues. Se was found to be toxic for both OX and WT plants at higher concentrations (10, 25, and 50 µM), suggesting its beneficial effects at low concentrations. The significantly enhanced Se levels in seed and shoot tissues of OX plants compared to WT plants indicate the functional role of OsSULTR1;1 in Se uptake from the rhizosphere. A rhizosphere acidification assay revealed that OX Arabidopsis plants exude more efficiently, causing a significant change in rhizosphere pH compared to WT plants. This suggests a secondary active transport mechanism. OX plants exhibited increased tolerance to abiotic stresses such as heat, cadmium, lead, and aluminum. Taken together, these findings suggest that OsSULTR1;1 is a potential candidate gene for Se accumulation for biofortification purposes. It may also play a role in plant tolerance to climate change and environmental stresses, potentially contributing to sustainable agricultural productivity under global warming conditions.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    751784

    Seçili pestisitlerin, ilaç etken maddelerinin ve inorganik analitlerin spektroskopik ve kromatografik tayinlerine yönelik yenilikçi analitik yöntemlerin geliştirilmesi

    Development of novel analytical methods for the spectroscopic and chromatographic determination of selected pesticides, drug active compounds and inorganic analytes

    SÜLEYMAN BODUR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    KimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE

    PROF. DR. NURAY ATEŞ

  2. Tez No

    118172

    Baş-boyun kanserli hastalarda radyoterapinin neden olduğu oral mukozitin önlenmesinde çinko sülfat'ın (ZnSO4) etkisi ve oksidan-antioksidan enzim aktivitelerinin değerlendirilmesi

    Effectiveness of zinc sulfate in prevention of oral mucositis induced by the radiotherapy in patients with head and neck cancer, and evaluation of oxidant-antioxidant enzymes activities

    M. VECDİ ERTEKİN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    OnkolojiAtatürk Üniversitesi

    Radyasyon Onkolojisi Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. MEHMET KOÇ

  3. Tez No

    339541

    Elit sporcularda fizyolojik ve farmakolojik doz çinko uygulamasının element metabolizması ve yorgunluk üzerine etkisi

    The effect of physiological and pharmacological dose zinc supplementation on elite athletes' element metabolism and fatigue

    GÜNAY ESKİCİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    SporGazi Üniversitesi

    Beden Eğitimi ve Spor Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET GÜNAY

  4. Tez No

    738091

    Pişir-soğut (cook-chill) yöntemiyle hazırlanan kerevitlerin (Astacus leptodactylus) besin değeri ve raf ömrünün belirlenmesi

    Determination of the nutrition value and shelf life of crayfish (Astacus leptodactylus) prepared by cook-chill method

    SAMİME ÖZTURAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Su Ürünleriİstanbul Üniversitesi

    Balıkçılık ve Su Ürünleri İşleme Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLGÜN FATMA ŞENGÖR

  5. Tez No

    232778

    Sapanca Gölü'nü besleyen derelerin hidrojeokimyasal incelenmesi

    Hydrogeochemistry of streams discharging to Sapanca Lake

    SEVGİ AÇIKGÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Jeoloji MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İRFAN YOLCUBAL

Geri Dön