Domateste su kullanım etkinliğinin CRISPR/Cas9 yöntemi ile artırılması
Improving the water use efficiency of tomato crops using CRISPR/Cas method
- Tez No: 954796
- Danışmanlar: PROF. DR. NEDİM MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Ziraat, Biotechnology, Genetics, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Agrobacterium transformasyon, CRISPR/Cas9, Domates, Gen düzenleme, Kuraklık stresi, SlROP9, Stoma düzenleme, Su kullanım etkinliği, Agrobacterium-mediated transformation, CRISPR/Cas9, Drought stress, Gene editing, SlROP9, Stomatal regulation, Tomato, Water use efficiency
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Domates (Solanum lycopersicum), dünya çapında önemli bir sebzedir. Ancak, giderek artan sıcak ve kurak koşullar altında sığ kök sistemi ve yüksek terleme ihtiyacı nedeniyle, su stresine karşı oldukça hassastır. Tarımsal sulamanın Türkiye'nin su rezervlerine önemli yük getirdiğinin bilinmesi, domates gibi tarımsal ürünlerin su kullanım verimliliğini (WUE) artırmak, verim istikrarını ve su kaynaklarının korunmasını sağlamak amacıyla bitki ıslah stratejilerinde bir zorunluluk haline gelmiştir. Bu çalışmada, CRISPR/Cas9 gen düzenleme sistemi, absisik asit (ABA) düzenlemesinden bağımsız olarak reaktif oksijen türleri (ROS) sinyal yolakları aracılığıyla stoma kapanmasının düzenlenmesinde rol oynadığı düşünülen Rho benzeri bir GTPaz olan domates SlROP9 genini hedeflemek için kullanılmıştır. SlROP9'un ekson 4'ünü hedeflemek için yüksek spesifikliğe sahip bir kılavuz RNA (gRNA) tasarlanmış ve ikili vektör pco-Cas9'a klonlanmıştır. Yapı, Agrobacterium tumefaciens suşu EHA105'e başarıyla aktarılmış ve Agrobacterium aracılı transformasyon yoluyla domatese aktarılmıştır. Çalışmada kullanılan 267 domates genotipi düşük rejenerasyon verimliliği ve glufosinat seleksiyonuna aşırı duyarlılık sergilese de, seçim koşulları optimize edilerek transgenik hatlar elde edilmiştir. PCR ve Sanger dizileme, dört farklı T₀ bitkisinde CRISPR kaynaklı mutasyonların varlığını doğrulamış, ve indel analizi, SlROP9 kodlama dizisini bozan hem biallelik hem de kimerik mutasyonların varlığını ortaya çıkarmıştır. T0 bitkilerinden olgunlaşmamış meyvelerin embriyo kültürü yoluyla elde edilen T₁ bitkileri ve olgun meyvelerden elde edilen T₁ tohumları başarıyla çoğaltılmıştır. T1 generasyonunda yapılacak mutasyon analizleri sonucu homozgigot mutant bitkiler belirlenecek ve tohumları çoğaltılacaktır. Bu bitkilerden, Çalışma, SlROP9'da başarılı hedefli mutagenezin kanıtını sunarak, kuraklığa dayanıklılığı ve WUE'si iyileştirilmiş domates hatlarının geliştirilmesi için zemin hazırlamaktadır. SlROP9 mutasyonunun su kullanım verimliliği, kuraklığa dayanıklılık ve genel verimlilik üzerindeki işlevsel etkisini doğrulamak için daha fazla fizyolojik karakterizasyon, çok nesilli ve tekerrürlü saha denemeleri ve su kullanım parametreleri önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
Tomato (Solanum lycopersicum) is a globally significant horticultural crop, yet its shallow root system and high transpirational demand render it highly susceptible to water stress, particularly under the increasingly hot and dry conditions characteristic of Mediterranean regions in Turkey. With the rate at which irrigation is putting a strain on Turkey's water reserves, improving the water use efficiency (WUE) of tomato has thus become a necessity in crop improvement strategies with the aim of ensuring yield stability and resource conservation. In this study, the CRISPR/Cas9 gene-editing system was employed to target the SlROP9 gene, a Rho-like GTPase that has been suspected to function in the regulation of stomatal closure through reactive oxygen species (ROS) signaling pathways independent of the regulation of abscisic acid (ABA). A highly specific guide RNA (gRNA) was designed to target exon 4 of SlROP9 and cloned into the binary vector pco-Cas9. The construct was successfully transformed into Agrobacterium tumefaciens strain EHA105 and introduced into the 267 tomato genotype via Agrobacterium-mediated transformation. Although the tomato 267 genotype exhibited low regeneration efficiency and hypersensitivity to glufosinate selection, transgenic lines were recovered by optimizing selection conditions. PCR and Sanger sequencing confirmed the presence of CRISPR-induced mutations in four independent T₀ plants, with indel analysis revealing both biallelic and chimeric mutations that disrupted the SlROP9 coding sequence. Notably, the edited T0 plants have undergone maturity and produced fruit. From T0 plants, both T₁ plantlets obtained via embryo culture of immature fruits and T₁ seeds from mature fruits were successfully generated, demonstrating the viability of both recovery routes. The study provides evidence of successful targeted mutagenesis in SlROP9, laying the groundwork for the development of tomato lines with improved drought tolerance and WUE. Further physiological characterization, multigenerational field trials, and water-use parameters are recommended to validate the functional impact of SlROP9 disruption on water-use efficiency, drought tolerance and overall productivity.
Benzer Tezler
- Cam ve plastik seraların sonbahar domates üretimi yönünden karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
ERGUN DURAN
- Manisa yöresinde domateste anlaşmalı tarım ve karşılaşılan sorunlar
Başlık çevirisi yok
OSMAN MURAT KOÇTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN TALİM
- Sera domates üretiminde aşı uygulaması ile elde edilen çift kök sistemine sahip domateslerin verim ve kalite yönünden üstünlükleri üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ALİ DİZDAROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
ZiraatEge ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAHRETTİN MECİT
- Canavarotuna (Orobanche spp.) dayanıklılık ve canavarotunun ırkları üzerine araştırmalar
Başlık çevirisi yok
M.ARZU ÖZKANER
- Küsküt (cuscuta campestris Yuncker)'ün biyolojisi ve savaşımına ilişkin incelemeler
The Studies on the biology and control of cuscuta spp. (cuscuta campestris Yunck.)
HASAN DEMİRKAN