Buğday-kahverengi pas etkileşiminde aday efektör PTTG_00016'nın rolünün gen susturma yoluyla belirlenmesi
Determination of the role of candidate effector PTTG_00016 in wheat–leaf rust interaction via gene silencing
- Tez No: 957612
- Danışmanlar: PROF. DR. SEMRA HASANÇEBİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Ziraat, Biology, Biotechnology, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Trakya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Puccinia triticina (Pt), buğday bitkisinde kahverengi pas hastalığına sebep olan ve önemli verim kayıplarına neden olan bir patojendir. Patojenler tarafından salgılanan efektör proteinler, bitkinin savunma yanıtlarını baskılar ve hormon sinyal yollarını manipüle ederek enfeksiyon gelişimini sağlar. Patojene ait bu efektörlerin tespiti, gelişen hastalıkların enfeksiyon düzeylerini düşürmede ve kontrol altına almada, bitki savunma sistemlerinin aydınlatılmasında ve hastalıklara dayanıklı bitkiler geliştirmede önemlidir. Aynı zamanda tarımda çevresel, ekonomik ve biyolojik açıdan sürdürülebilir yaklaşımların desteklenmesine olanak sağlar. Bu tez çalışmasında daha önceki proteomik çalışmalarda tespit edilen aday efektörlerden birinin fonksiyonel analizi yapılarak gerçek efektör olup olmadığının analizi yapılmıştır. Analiz için aday efektör PTTG_00016 kullanılmıştır. Aday efektör geni, HIGS yöntemi ile susturularak enfeksiyon gelişimindeki etkinliği analiz edilmiştir. HIGS, patojene ait genlerin konak aracılığı ile susturulduğu RNAi tabanlı bir işlemdir. Özellikle biyotrofik fungusların saldırı stratejilerinin anlaşılmasında bu yöntem sıkça kullanılmaktadır. Tez kapsamında efektör adayı PTTG_00016'yı hedeflemek üzere eksonları içine alan 449 bp uzunluğundaki bir bölge RNAi fragmenti tasarımı için seçilmiştir. Tasarlanan RNAi fragmenti Arpa Çizgili Mozaik Virüsü (BSMV) vektörüne klonlanmış ve ardından Morocco buğday çeşidine dsRNA olarak transfer edilmeleri bu virus aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Viral semptomların belirgin olarak gözlendiği 10. günde BSMV inokulasyonunun ortalama olarak %75 oranında başarı ile gerçekleştiği tespit edilmiş ve bitkiler, Pt ırk1 ile inoküle edilmişlerdir. Fungal inokülasyonun 3. gününde gen ekspresyon düzeyi qRT-PCR ile ve enfeksiyon gelişimi mikroskobik olarak değerlendirilmiştir. Yapılan qRT-PCR analizleri sonucunda PTTG_00016 geninin ortalama olarak %25 oranında susturulduğu tespit edilmiştir. Mikroskobik değerlendirmede ise fungusun enfeksiyon yapılarının gelişiminde kontrole göre anlamlı bir fark gözlenmemiştir. Pt inokülasyonunun 12. gününde ise HIGS uygulanmış ve kontrol örneklerde enfeksiyon şiddeti Cobb skalasına göre değerlendirilmiştir. Buna göre pas yoğunluğunun anlamlı düzeyde azalmadığı, enfeksiyon şiddetinin kontrole göre sadece %10 düzeyinde gerilediği tespit edilmiştir. Tez çalışması sonucunda PTTG_00016'nın gerçek bir efektör olduğu yönünde yeterli bulgu elde edilememiştir.
Özet (Çeviri)
Puccinia triticina (Pt) is the causal agent of leaf rust in wheat, leading to significant yield losses. Effector proteins secreted by pathogens suppress plant defense responses and manipulate hormone signaling pathways, facilitating the establishment and progression of infection. Identification of such pathogen-derived effectors is crucial for reducing disease severity, elucidating plant immune mechanisms, and developing disease-resistant cultivars. Furthermore, it supports the implementation of environmentally, economically, and biologically sustainable approaches in agriculture. In this thesis, a functional analysis was conducted on one of the candidate effectors previously identified through proteomic studies to determine whether it acts as a true effector. The candidate effector gene PTTG_00016 was selected for analysis and was silenced using the Host-Induced Gene Silencing (HIGS) method. HIGS is an RNAi-based technique in which pathogen genes are silenced through expression in the host plant. It is frequently employed in the study of biotrophic fungal pathogens to uncover their infection strategies. For this purpose, a 449 bp fragment encompassing the exonic regions of PTTG_00016 was selected for RNAi construct design. The RNAi fragment was cloned into the Barley stripe mosaic virus (BSMV) vector, and the recombinant virus was used to deliver dsRNA into the Morocco wheat cultivar. By day 10 post-inoculation, distinct viral symptoms were observed, and the success rate of BSMV inoculation was approximately 75%. Subsequently, plants were inoculated with Pt race 1. On the third day after fungal inoculation, the gene expression levels were quantified using qRT-PCR, and infection progression was examined microscopically. qRT-PCR analysis revealed that PTTG_00016 expression was silenced by approximately 25%. However, microscopic evaluation did not show a significant difference in the development of fungal infection structures compared to the control. On day 12 post-inoculation with Pt, the severity of infection in HIGS-treated and control plants was assessed based on the Cobb scale. The results indicated that rust severity did not decrease significantly; disease severity was reduced by only about 10% compared to the control. In conclusion, this study did not provide sufficient evidence to confirm that PTTG_00016 functions as a bona fide effector.
Benzer Tezler
- Buğday kahverengi pası (Puccinia triticina Eriks.) efektör adayı PTTG_06852'nin HIGS yöntemiyle fonksiyonel analizi
Functional analysis of wheat brown rust (Puccinia triticina Eriks.) effector candidate PTTG_06852 by HIGS method
ELİFGÜL AKSU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikTrakya ÜniversitesiBiyoteknoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA HASANÇEBİ
- Ekmeklik buğdayda kahverengi pasa (Puccinia recondita Roberge ex Desmaz. f.sp. tritici) dayanıklılık genlerinin kalıtımı
Inheritance of resistance genes to leaf rust(Puccinia recondita Roberge ex Desmaz. f.sp.tritici) in Bread Wheat
VEDAT ÇAĞLAR GİRGİN
- Buğday gen kaynaklarının bitki hastalıklarına karşı dayanıklılık durumları üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
NEVİN SEZER
- Bazı yerli ve yabancı ekmeklik buğday genotiplerinde kahverengi pasa dayanıklılığın moleküler belirteçler ile belirlenmesi
Determination of leaf rust resistance in some local and foreign bread wheat genotypes via molecular markers
HAZAL NASİRİAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEHİYE BANU BİLGEN
- Gama ışınlaması ile oluşturulan ekmeklik buğday M4 popülasyonlarının genetik karakterizasyonu ve kahverengi pasa dayanıklılık genleri bakımından incelenmesi
Genetic characterization of bread wheat M4 populations generated by gamma irridation and investigation of brown rust resistance genes
DENİZ AŞKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyoteknolojiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEHİYE BANU BİLGEN