NFYA5 transkripsiyon faktörünün mutant soya bitkilerinde (Glycine max [L.] Merr) kuraklık stresi üzerine etkisi
Effect of NFYA5 transcription factor on drought stress in mutant soybean plants (Glycine max [L.] Merr)
- Tez No: 924484
- Danışmanlar: PROF. DR. ÇİMEN ATAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Genetik, Biology, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Kuraklık, Soya, NFYA5, RNA sekanslama, ABA bağımlı, ABA bağımsız, Drought, Soybean, NFYA5, RNA sequencing, ABA dependent, ABA independent
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Kültür Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
Soya (Glycine max [L.] Merr.), dünya çapında önemli ekonomik kazançların elde edildiği yağ bitkilerinden birisi olarak bilinmektedir. Kuraklık, küresel iklim koşullarının değişmesiyle birlikte artışa geçmekte ve dünya çapında soya verimliliğini olumsuz etkileyen en önemli abiyotik stres faktörü olarak değerlendirilmektedir. Transkripsiyon faktörleri, stres tipine bağlı olarak çeşitli transkript düzenlemeleri sağlar ve stresle ilgili çok sayıda genin bitkilerde doğrudan veya dolaylı olarak devreye girmesini kontrol eder. NF-YA transkripsiyon faktörleri, soyada verimi önemli ölçüde etkileyen kuraklığa karşı tolerans sağlamaktadır. GmNFYA5, tüm GmNFYA'lar arasında kuraklık stresinde gen anlatımı yüksek olan bir transkripsiyon faktörüdür. Mutant soya hatlarında kuraklık stresinin GmNFYA5 aracılı etkisini araştırmayı amaçlayan bu çalışmada, optimum koşullarda 14 gün boyunca yetiştirilen mutant ve mutantın kökenlendiği orjinal çeşide ait bitkiler kuraklık stresi için 14 gün boyunca sudan kesilmiştir. Bitkinin stresten kurtulmasını değerlendirmek için yeniden su uygulamasından 24 saat sonra yeniden sulamanın bitkilerde neden olduğu değişiklikler gözlenmiştir. Kuraklık stresi ve yeniden sulamanın etkisinin araştırılması için biyokimyasal analizler gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda hasat edilen yapraklardan total RNA izolasyonu ve cDNA sentezi gerçekleştirilmiştir. İzolasyon sonucu elde edilen RNA'ların dizilemesi (RNA-seq) gerçekleştirilmiş ve transkriptom analizi sonucunda kuraklık stresinde anlatımı artan ve azalan genler tespit edilmiştir. Tespit edilen genlerin gen ontolojisi (GO) ve KEGG analizleri gerçekleştirilmiştir. Kuraklık stresinin bitki boy uzunluklarında azalmaya ve soya yapraklarında ciddi hasarla neden olduğu görülmüştür. MDA ve prolin içerikleri kuraklık stresinde artarken klorofil miktarında azalma tespit edilmiştir. Tüm biyokimyasal analizlerde yeniden sulama uygulamasında 150-43 soya mutantında kuraklık stresi etkilerinin iyileştiği gözlemlenmiştir. NFYA ilişkili hem ABA'ya bağımlı hem de ABA'ya bağımsız sinyal yollarında rol oynayan genlerin anlatımları belirlenmiştir. Elde edilen RNA-seq verileri içerisinden kuraklık ile ilişkili genlerin stres yanıtında rol oynadıkları mekanizmalar ABA biyosentezi, ABA bağımlı sinyal yolu ve glutatyon metabolizması başta olmak üzere açıklanmıştır. Kuraklık stresine yanıtta hem ABA bağımlı hem de ABA bağımsız yolakta rol oynadığı bilinen GmNFYA5 geninin farklı soya çeşitleri ve mutantlarında gen anlatımları qRT-PZR ile belirlenmiştir. Kuraklık stresi altında NFYA5 gen anlatımı en yüksek 150-43 mutantlarında belirlenirken yeniden sulama uygulaması sonrası en az gen anlatımı yine 150-43 mutantlarında tespit edilmiştir. Soyada GmNFYA5'in anlatım profilleri, transkriptomdaki değişimler ile birlikte değerlendirilerek mutant hatların kuraklık stresine karşı gen anlatım düzeyleri belirlenmiştir. Çalışmanın sonucunda soyada kuraklık stres toleransına sahip çeşitlerin geliştirilmesine yönelik olarak mutant hatlarda var olan stres ilişkili yolaklar ve yeniden sulamanın kuraklık stresi etkisini iyileştirme yeteneği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Soybean (Glycine max [L.] Merr.) is known as one of the oil crops from which significant economic gains are obtained worldwide. Drought is increasing with the change in global climatic conditions and is considered to be the most important abiotic stress factor that negatively affects soybean productivity worldwide. Transcription factors provide various transcript regulations depending on the type of stress and control the direct or indirect activation of numerous stress-related genes in plants. NFYA transcription factors confer drought tolerance in soybean, which significantly affects yield. GmNFYA5 is the transcription factor that shows high gene expression under drought stress. In this study, which aimed to investigate the GmNFYA5 under drought stress in mutant soybean lines and the original variety from which the mutant originated. These plants grown under optimum conditions for 14 days, were withheld from water for 14 days for drought stress. To evaluate the plant's recovery from stress, the changes caused by re-watering in the plants were observed 24 hours after re-watering. Biochemical analyzes were carried out to investigate the effect of drought stress and rewatering. Total RNA isolation and cDNA synthesis were also performed from harvested leaves. Sequencing (RNA-seq) of the RNAs was performed and as a result of transcriptome analysis, genes whose expression increased and decreased under drought stress were identified. Gene ontology (GO) and KEGG analyses of the identified genes were performed. It was observed that drought stress caused a decrease in plant height and severe damage to soybean leaves. MDA and proline contents increased under drought stress while chlorophyll content decreased. In all biochemical analyses, it was observed that drought stress effects were improved in the 150-43 soybean mutant under rewatering. The expression of NFYA-related genes involved in both ABAdependent and ABA-independent signaling pathways were determined. From the RNA-seq data obtained, the mechanisms by which drought-associated genes play a role in stress response were explained, particularly ABA biosynthesis, ABAdependent signaling pathway and glutathione metabolism. Gene expression of GmNFYA5, which is known to play a role in both ABA-dependent and ABAindependent pathways in drought stress response, was determined by qRT-PZR in different soybean cultivars and mutants. Under drought stress, the highest NFYA5 gene expression was detected in 150-43 mutants, while the lowest gene expression was detected in 150-43 mutants after rewatering. Expression profiles of GmNFYA5, were evaluated together with the changes in the transcriptome to reveal the molecular responses of the mutant lines under drought stress. As a result of the study, the stressrelated pathways present in the mutant lines and the ability of rewatering to ameliorate the drought stress effect were determined for the development of soybean varieties with drought stress tolerance.
Benzer Tezler
- Identification of transcriptional networks controlling themesenchymal-epithelial transition
Mezenkimal-epitelyal dönüşümünü (MET) kontrol eden transkripsiyonel ağların belirlenmesi
BURCU ŞENGEZ
Doktora
İngilizce
2020
BiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HANİ ALOTAİBİ
- Farklı konut kullanım biçimlerine göre konut yatırımlarının mekânsal değişimi: Ankara örneği
Spatial variation of housing investments according to different housing tenure choice: The case of Ankara
GÖZDE YAMAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Şehircilik ve Bölge PlanlamaGazi ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEYLA ALKAN GÖKLER
- Identification of abiotic stress related mirnas in thellungiella halophila ecotypes
Thellungiella halophila ekotiplerinde abiyotik stresle ilişkili mirna'ların belirlenmesi
FERHUNDE AYSİN
Doktora
İngilizce
2015
BotanikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE ELİF ERSON BENSAN