Diversity in wheat morphology and physiology under salt stress and its bioinformatic background
Tuz stresi altındaki buğdayda morfolojik ve fizyolojik farklılıklar ve biyoinformatik ardalanı
- Tez No: 946468
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNCE ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Wheat, Salinity Stress, Morphology, Physiology, Molecular Analysis, Salt Tolerance, Abiotic Stress, Genetic Variation, Sustainable Agriculture, Buğday, Tuzluluk Stresi, Morfoloji, Fizyoloji, Moleküler Analiz, Tuz Toleransı, Genetik Çeşitlilik, Sürdürülebilir Tarım
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Salinity stress is an important abiotic factor limiting wheat production, especially in arid and semi-arid regions, due to improper irrigation, climate change, global warming, and soil salinity. This study was conducted to evaluate the effects of different levels of salt stress on morphological, physiological, and molecular responses in local wheat cultivars. Within the scope of the study, germination percentage, root length (cm), number of roots (number), coleoptile length (cm), wet and dry seedling weight (g), relative water content (%), chlorophyll content (mg/g), soluble sugars (mg/g), proteins (mg/g), amino acid content (mg/g), proline accumulation and expression levels of SOS1, RAS1, TAS14 genes were analyzed and salinity tolerance was examined. The results revealed significant genetic differences in salinity tolerance among the tested wheat genotypes. Morphological evaluations revealed that genotypes LW5, LW6 and LW7 were the most resistant cultivars and showed superior tolerance to increasing salt levels with high germination rates, robust root and coleoptile development, while physiological analyses revealed that these resistant genotypes exhibited higher chlorophyll conservation, higher accumulation of soluble sugars and proline and improved osmotic adjustment mechanisms. At the molecular level, SOS1 was identified as the master regulator of ion homeostasis, RAS1 was involved in ABA-mediated stress signaling, and TAS14 was associated with osmotic stress tolerance. Phylogenetic and protein domain analyses confirmed the genetic diversity among these genotypes, highlighting the functional importance of these genes in salt stress adaptation. These findings suggest the necessity of combining molecular and traditional (classical) breeding strategies to develop high-yielding and salt-tolerant wheat varieties. The results obtained should be supported by field trials to validate the laboratory findings under agronomic conditions, accounting for variables such as environmental factors. Furthermore, future research should focus on the identification of additional stress-related genes and the use of transcriptomic and proteomic approaches to better understand the genetic mechanisms of salinity tolerance.
Özet (Çeviri)
Tuzluluk stresi, özellikle kurak ve yarı kurak bölgelerde, yanlış sulama, iklim değişikliği, küresel ısınma, toprak tuzluluğu gibi nedenlerle buğday üretimini sınırlayan önemli bir abiyotik (cansız) faktördür. Bu çalışma, farklı düzeylerdeki tuz stresinin, yerel buğday çeşitlerinde morfolojik, fizyolojik ve moleküler tepkilere etkilerini değerlendirmek için yapılmıştır. Araştırma kapsamında çimlenme yüzdesi, kök uzunluğu (cm), kök sayısı (adet), koleoptil uzunluğu (cm), yaş ve kuru fide ağırlığı (g), relatif su içeriği (%), klorofil içeriği (mg/g), çözünür şekerler (mg/g), proteinler (mg/g), amino asit içeriği (mg/g), prolin birikimi ve SOS1, RAS1, TAS14 genlerinin ekspresyon düzeyleri analiz edilerek tuzluluk toleransı incelenmiştir. Sonuçlar, test edilen buğday genotiplerinde tuzluluk toleransında önemli genetik farklılıklar olduğunu ortaya koymuştur. Morfolojik değerlendirmelerde, LW5, LW6 ve LW7 genotipleri en dayanıklı çeşitler olarak belirlenmiş olup, yüksek çimlenme oranları, sağlam kök ve koleoptil gelişimleri ile artan tuz düzeylerine karşı üstün dayanıklılık göstermiş; fizyolojik analizler ise dayanıklı bu genotiplerin daha yüksek klorofil korunumu, daha çok çözünür şeker ile prolin birikimi ve gelişmiş ozmotik uyum mekanizmaları sergilediklerini ortaya koymuştur. Moleküler düzeyde, SOS1 iyon homeostazisinin ana düzenleyicisi olarak belirlenirken, RAS1 ABA aracılı stres sinyallemesinde rol almış ve TAS14 ozmotik stres toleransı ile ilişkilendirilmiştir. Filogenetik ve protein domain analizleri, bu genotipler arasındaki genetik çeşitliliği doğrulayarak, bu genlerin tuz stresine adaptasyondaki işlevsel önemini vurgulamıştır. Bu bulgular, yüksek verimli ve tuza dayanıklı buğday çeşitleri geliştirmede moleküler ve geleneksel (klasik) ıslah stratejilerinin birleştirilmesinin gerekliliğini ortaya koymaktadır. Elde edilen sonuçlar, çevresel faktörler gibi değişkenleri de göz önünde bulundurmak için laboratuvar sonuçlarının tarımsal koşullarda doğrulanması amacıyla alan denemeleri ile desteklenmelidir. Ayrıca, gelecekteki araştırmalar, tuzluluğa karşı toleransın genetik mekanizmalarını daha iyi anlamak için ek stresle ilişkili genlerin belirlenmesine ve transkriptomik ile proteomik yaklaşımların kullanılmasına odaklanmalıdır.
Benzer Tezler
- Ege bölgesinde üretilen patates çeşit ve klonlarında cips ve parmak patates kalitesi üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
GÜLTEN ÖZTUNA
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN BİRKAN YILDIRIM
- Hareketli tabanlı açık kanallarda kısmi sürüntü maddesi hareketi üzerine bir inceleme
Başlık çevirisi yok
M.SEDAT KAPDAŞLI
- Karstik pınar katkılı akarsu havzalarında hidrolojik bilgi aktarımı
Başlık çevirisi yok
ATİLLA ÇETİNER
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Jeoloji MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLGÜN HARMANCIOĞLU
- Doğu Karadeniz fitoplankton türlerinin kalitatif ve kantitatif yönden araştırılması
Başlık çevirisi yok
ALİ MUZAFFER FEYZİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
Su ÜrünleriKaradeniz Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. SEZGİNER TUNÇER