Kuraklık ve tuz stresinin fesleğen (Ocimum basilicum L.(Genovese)) bitkisnde sekonder metabolit içeriği ile pal, rasve tat genleri‟nin ifadesi ve rastlantısal gen bölgelerindedna sitozin metilasyonu üzerine bir araştırma
Expression of drought and salt stress in basil (Ocimumbasilicum L. (Genovese)) with secondary metabolite contentand expression of pal, ras and tat genes and dna cytosinmethylation in incident gene regions
- Tez No: 909233
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUHİTTİN KULAK, DR. ÖĞR. ÜYESİ ADNAN AYDIN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Fizyoloji, Genetik, Biotechnology, Physiology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Bitki fenolikleri, DNA restriksiyon enzimleri, Fizyoloji, Plant phenolics, DNA restriction enzymes, Physiology
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Iğdır Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tarımda ürün verimliliğini ve potansiyel üretimi sınırlayan en önemli iki abiyotik faktör kuraklık ve tuz stresidir. Bitkiler, değişen çevre koşullarına adaptasyonu hem metabolizmalarının savunma amacıyla sentezledikleri sekonder metabolitlerin içerik ve konsantrasyonlarında hem de epigenetik modifikasyon ve gen ifadesi değişikliklerine giderek gerçekleştirebilmektedir. Bu çalışmada, kuraklık ve tuz stresine (50 ve 100 mM NaCl) maruz bırakılan ardından ‗iyileştirme (recovery)' yapılan fesleğen bitkisinde, morfolojik parametreler ile fenolik bileşik içeriği değişimi incelenmiştir. Bitki boyu, gövde yaş ağırlığı, gövde kuru ağırlığı, kök yaş ağırlığı morfolojik parametrelerinin beklenildiği üzere stres koşullarından olumsuz etkilendiği ve sonrasında yapılan ‗iyileştirme' ile bunlarda artış meydana geldiği görülmüştür. Çalışma kapsamında; yaprak dokularında fenolik bileşiklerin miktarı HPLC ile belirlenmiştir. Bu amaçla ilgili bitkinin dokularında 19 adet fenolik bileşik taranmış ve bu bileşiklerden 14 adetinin miktar tayini yapılabilmiştir. Fenoliklerin ana bileşenlerinden olan rosmarinik asit içeriği stres faktörleri etkisi ile azalmıştır. Çalışmada ayrıca stres ve sonrasında ‗iyileştirme' yapılmasının epigenetik düzenleyici mekanizmalardan DNA metilasyon değişimleri incelenmiştir. Bunun için restriksiyon enzimleriyle metilasyonların saptanmasında Msp I ve Hpa II enzimleri kullanılmıştır. Metilasyonlarla ilgili parmak izi oluşturmada RAPD (Rastgele çoğaltılmış polimorfik DNA) primerleri ile tarama yapılmıştır. Buna göre, en çok dış sitozinlerin metilasyonu (mC mCGG/mCCGG) olarak tanımlanan Tip IV metilasyonu olduğu belirlenmiştir. Metilasyon oranı en yüksek olan uygulamanın %9,83 oranıyla kontrol (iyileştirmeden sonra) olduğu tespit edilmiştir. Fenolik asitlerin ana bileşeni olan rosmarinik asit sentezinde görevli olan enzimleri kodlayan genlerin ifadesindekideki değişim bizlere bitki savunma mekanizmasının ne kadar değiştiği hakkında bilgi sağlamaktadır. Fenilalanin amonyum liyaz (PAL), tirozin aminotransferaz (TAT) ve rosmarinik asit sentaz (RAS) genleri bu yolakta görev alan önemli genlerdir. Bu genlerin ifadeleri incelendiğinde, PAL ve RAS genlerinin ifadelerinin kuraklık ve tuz stresi koşullarında rosmarinik asit içeriği ile uyumlu bir şekilde azalmıştır. Ancak TAT geni ifadesinde artış meydana gelmiş ve bu durum rosmarinik asit içeriğinde azalmayla uyumlu değildir.
Özet (Çeviri)
Drought stress and salt stress are of the critical abiotic stress factors affecting the growth and crop productivity of the plants. Plants can adapt to changing environmental conditions both in the content and concentrations of secondary metabolites they synthesize for defense purposes, and by epigenetic modification and gene expression changes. In this study, morphological parameters, and phenolic compound content changes were investigated in basil plant exposed to drought and salt stress (50 and 100 mM NaCl) and then 'recovered'. As expected, it was observed that the morphological parameters such as plant height, stem fresh weight, stem dry weight, and root fresh weight were adversely affected by stress conditions and they increased with the subsequent 'recovery'. In addition, some phenolic compounds in leaf samples were screened using HPLC. For this purpose, 19 phenolic compounds were screened in the tissues of the related plant and the amount of 14 of these compounds could be determined. Of the major compounds, rosmarinic acid significantly decreased with the stress factors. Moreover, in the present study, DNA methylation changes, one of the epigenetic regulatory mechanisms, were examined in stress and subsequent ‗recovery' applications. In this regard, Msp I and Hpa II enzymes were used to detect methylations with restriction enzymes. Scanning was performed with RAPD primers to create fingerprints related to methylations. Accordingly, it was determined that Type IV methylation, defined as the methylation of external cytosines (mC mCGG/mCCGG), was the most common. It was determined that the application with the highest methylation rate was the control after ‗recovery' with a rate of 9.83%. The change in the expression levels of the genes encoding the enzymes involved in the synthesis of rosmarinic acid provides us with information about how much the plant defense mechanism has changed. PAL (phenylalanine ammonia lyase), TAT (tyrosine aminotransferase) and RAS (rosmarinic acid synthase) genes are important genes involved in this pathway. When the expression levels of these genes were examined, the expression levels of PAL and RAS genes decreased in accordance with the rosmarinic acid content under drought and salt stress conditions. However, there was an increase in TAT gene expression level, which is not compatible with a decrease in rosmarinic acid content.
Benzer Tezler
- Kuraklık ve tuz stresinin lahanada fide gelişimi ve bazı fizyolojik özellikler üzerine etkisi
Effects of drought and salt stress on growth and some physiological properties of cabbage seedling
SUZAN YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
ZiraatAtatürk ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTAN YILDIRIM
- Tuz ve kuraklık stresinin domates gelişimi üzerine etkileri
Effect of salinity and drought stresses on tomato growth
ALI ABDELRAHIM OMAR BOHALIMA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyolojiKastamonu ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NEZAHAT TURFAN
- Biber fidelerinde kuraklık ve tuz stresinin bitki gelişimi, besin maddesi içeriği, bazı biyokimyasal ve fizyolojik özellikleri üzerine etkisi
The effect of drought and salt stress on plant development, food substance, some biochemical and physiological properties of pepper seedling
GÖKÇE AKGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatAtatürk ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTAN YILDIRIM
- Süs biberi fidelerinde kuraklık ve tuz stresinin bazı biyokimyasal ve fizyolojik özellikler üzerine etkisi
Effect of drought and salt stress on certain biochemical and physiological characteristics in ornamental pepper seedlings
HÜSEYİN ÖZSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
ZiraatErciyes ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AKİFE DALDA ŞEKERCİ
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET SAY
- Bazı ekmeklik buğday genotiplerinde tuz ve kuraklık stresinin çimlenme ve fide gelişimine etkisi
Salt and drought stress effect on germination and seedling growth of some bread wheat genotypes
DİDEM BİLGİLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
ZiraatMustafa Kemal ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ATAK