Salt tolerance mechanisms in halophyte plant schrenkiella parvula
Halofit Schrenkiella parvula'nın orta dereceli tuz stresi altındaki adaptasyon stratejileri
- Tez No: 912902
- Danışmanlar: Belirtilmemiş.
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Tohoku University
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Biyolojik Bilimler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 52
Özet
Tuzluluk, bitki büyümesi üzerinde etkili olan başlıca çevresel faktörlerden biridir. Yüksek tuzluluktaki ortamlarda gelişen halofitler, toprak ve su tuzluluğunun olumsuz etkilerine dayanmak için anatomik, fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler seviyelerde çeşitli adaptasyon mekanizmaları geliştirmiştir. Araştırmamda, Arabidopsis thaliana (Bitki araştırmaları için bir model organizma) ile genom benzerliğinin %90'ını paylaşan halofit Schrenkiella parvula'ya odaklandım. Brassicaceae içinde tuza toleranslı türlere ait olan S. parvula, 600 mM NaCl'ye kadar olan koşullarda hayatta kaldığını göstermiştir. Orta derecede tuzluluk altında tuz toleransı ve kök uzamasının arkasındaki ayrıntılı mekanizmayı anlamak için, S. parvula'nın köklerini 100 mM NaCl koşulları altında moleküler ve fizyolojik değişiklikleri inceledim. Fizyolojik analizler sayesinde, tohum çimlenmesinin farklı tuz koşulları altında azaldığı ve 200 mM NaCl'ye kadar tamamen engellendiği ortaya çıkmıştır. Buna karşın, glikofit bir bitki olan A. thaliana 200 mM NaCl'de çimlenmeyi sürdürebilir ancak S. parvula'nın köklerinin aksine birincil kök uzaması göstermez. Ayrıca, S. parvula'nın köklerinin epidermal hücre uzamasının artması, meristem boyutunda ve meristematik DNA replikasyonunda azalma ve oksin biyosentezine yanıt veren genlerin aşağı regülasyonu ile bağlantılı olduğunu buldum. Orta derecede tuz stresi altında meydana gelen moleküler değişiklikleri incelemek için S. parvula'nın köklerinde transkripsiyon ve proteomik analizler gerçekleştirdim. Bu analizler, amino asit metabolizması, protein metabolizması, karbonhidrat metabolizması, lipid-lignin metabolizması, hücre iskeleti metabolizması, pürin nükleotid biyosentezi ve stres tepkisi ile ilgili proteinler dahil olmak üzere çeşitli biyolojik süreçlerde çok sayıda değişiklik olduğunu ortaya koydu. S. parvula dışsal tuz konsantrasyonlarını etkili bir şekilde algılar ve dengeli bir redoks homeostaz sistemi, stres tepkisi ve prolin ve diğer karbonhidrat aracılı osmoregülasyonu sürdürür. Karbon metabolizmasının ince ayarı, nükleotid ve protein sentezi ve yağ asidi sentezi gibi birbirine bağlı çok sayıda sistemi stratejik olarak geliştirmiştir. Sonuç olarak, S. parvula'nın köklerinin birincil kök uzamasında gözlemlenen tüm değişiklikler, daha az tuzlu ortamlara ulaşmak için uyarlanabilir bir strateji olarak hizmet etmektedir.
Özet (Çeviri)
Soil salinity is one of the global problems caused by climate change and incorrect irrigation strategies. Some data estimate that increased salinity destroys 1.5 million hectares of agricultural fields each year, affecting approximately 50% of the fields by 2050. One solution to this global problem is to develop new crops that can adapt to high salt environment. Halophytes are salt-tolerant plants that grow in soil or waters of high salinity. Schrenkiella parvula is one of the halophyte plants that grows around Tuz (Salt) Lake, TURKEY. Intriguingly, Schrenkiella belongs to the same family as the model plant Arabidopsis thaliana, whose genome is 90% homologous to Arabidopsis genome. Therefore, comparing Arabidopsis and Schrenkiella will lead to the elucidation of the molecular mechanism of salt tolerance and will serve as a useful genetic resource related to salt tolerance in future. In my thesis, I performed proteomic analysis and physiological studies on the roots of Schrenkiella seedlings cultivated under 100 mM NaCl condition. Surprisingly, under 100 mM NaCl conditions, the roots of Schrenkiella parvula grew much faster than under 0 mM NaCl conditions. In contrast, DNA replication in roots meristems was significantly suppressed after the upshift of NaCl. That may be a strategy to reach lower salinity by promoting root elongation. Moreover, some stress-responsive and stress-tolerant proteins increased, similar to those of Arabidopsis thaliana. In contrast, I was able to find Schrenkiella-specific responses, including activation of proline catabolism and no activation of autophagy in the roots exposed to NaCl. These results indicate that multiple adaptive mechanisms have been developed to avoid Na+ toxicity in the Schrenkiella parvula
Benzer Tezler
- Tuz Gölü çevresindeki bazı endemik halofit bitkilerin ekofizyolojisi
The ecophysiology of some endemic halophyte plants around the Salt Lake
GÖKÇEN BAYSAL FURTANA
- Identification of salt stress responsive proteins in wild sugar beet (Beta maritima) using 2D-PAGE with MALDI-TOF/TOF system
2D-PAGE ile MALDI-TOF/TOF sistemi kullanılarak yabani şeker pancarında (Beta maritima) tuz stresine duyarlı proteinlerin belirlenmesi
ÇİĞDEM ÇAKIROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Genetikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN ÇAĞLAR KARAKAYA
- Endemik halofit scorzonera hieraciifolia bitkisinin tuz stresine tolerans mekanizmasının araştırılması
Investigation of tolerance mechanism to salt stress of endemic halophyte scorzonera hieraciifolia plant
CANSU ALTUNTAŞ
- Reaktif karbonil türlerinin (RECS), glikofitik Arabidopsis thaliana ve halofitik Eutrema parvulum'da antioksidan savunma sistemi ve reaktif oksijen türleri (ROS) sinyallemesi üzerine etkilerinin araştırılması
Effects of reactive carbonyl species (RCS) on antioxidant defence system and reactive oxygen species (ROS) signalling of glycophytic Arabidopsis thaliana and halophytic Eutrema parvulum
TOLGA YALÇINKAYA
