Geri Dön

Ketende (linum usitatissimum L.) gaba biyosentez genlerinin genom çapında tanımlanması, gaba'nın kuraklık stresi üzerine olan etkisinin belirlenmesi ve makine öğrenimiyle keten tohum çeşitlerinin sınıflandırılması

Genome-wide identification of gaba biosynthesis genes in flax (linum usitatissimum L.), determination of the effect of gaba on drought stress, and classification of flax seed varieties using machine learning

  1. Tez No: 988910
  2. Yazar: SELÇUK ÇETİN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İSKENDER TİRYAKİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Ziraat, Biotechnology, Genetics, Agriculture
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Gama-Aminobütirik Asit (GABA), tüm canlılarda bulunan, bitki büyüme düzenleyicisi ve sinyal molekülü olarak işlev gören, protein yapısına katılmayan bir amino asittir. Bu çalışmada, 20 farklı keten (Linum usitatissimum L.) çeşidinin PEG6000 tabanlı kuraklık stresi altındaki çimlenme performansları bakımından mevcut genetik varyasyonları açığa çıkartılarak kuraklığa tolerant (Lu1) ve hassas (Lu3) keten çeşitleri tespit edilmiştir. Ayrıca, 10 mM GABA, tüm çeşitlerde PEG'in neden olduğu kuraklık stresini hafifleterek çimlenme oranlarında önemli iyileşmelere neden olmuştur. Tez kapsamında, tohum görüntüleri üzerinden eğitilen DarkNet53-CNN ve YOLOv4 tabanlı derin öğrenme modelleri kullanılarak, keten çeşitlerini kullanım amaçlarına (liflik/yağlık) ve kuraklığa tolerantlık durumlarına göre sırasıyla %95 ve %99 oranlarında başarıyla sınıflandırılmıştır. Genom çapında, in-silico yaklaşımlarla ketende GABA biyosentezinden sorumlu dört adet LuGAD geni tanımlanmış ve kapsamlı karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Ardından, kuraklık stresi ve kuraklık stresi + 10 mM GABA uygulanan keten fidelerinden sıfır (kontrol), 1, 2 ve 3. günlerde alınan yaprak örneklerinde LuGAD genlerinin ifade seviyeleri RT-qPCR yöntemiyle analiz edilmiştir. Sonuçlar LuGAD genlerinin ifade seviyelerinin ekzojen GABA tarafından modüle edilerek önemli değişikliklere neden olduğunu, ancak LuGAD2 geninin yaprak dokusunda ifade edilmediğini göstermiştir. Yaprak dokularında gerçekleştirilen fitohormon (ABA, JA ve SA) ve oksidatif stresle ilişkili enzim analizleri, ekzojen GABA uygulamasının fitohormon düzeyleri ile antioksidan enzim aktivitelerinde önemli değişimlere yol açtığını ve kuraklık kaynaklı oksidatif stresi azaltarak keten bitkilerinde kuraklık tolerantlığının artırılmasına önemli katkı sağladığını göstermiştir. Çalışma sonuçları, ekzojen GABA'nın LuGAD genlerinin ifade seviyelerini, fitohormon yanıtlarını ve antioksidan savunma sistemini çok yönlü bir mekanizma aracılığıyla düzenleyerek, kuraklık stresinin etkilerini hafifletmede hem sinyal molekülü hem de kritik bir metabolit olarak görev yaptığını göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Gamma-Aminobutyric Acid (GABA) is a non-protein amino acid present in all living organisms, functioning as a plant growth regulator and signaling molecule. In this study, the existing genetic variation in the germination performance of 20 different flax (Linum usitatissimum L.) cultivars under PEG6000-induced drought stress was revealed, and drought-tolerant (Lu1) and drought-sensitive (Lu3) flax cultivars were identified. Moreover, 10 mM GABA significantly alleviated PEG-induced drought stress across all cultivars, resulting in marked improvements in germination rates. Within the scope of the thesis, flax cultivars were classified according to their intended use (fiber/oilseed) and drought tolerance status with 95% and 99% accuracy, respectively, using deep learning models based on DarkNet53-CNN and YOLOv4 trained on seed images. At the genome-wide level, four LuGAD genes responsible for GABA biosynthesis in flax were identified through in-silico approaches and comprehensively characterized. Subsequently, expression levels of LuGAD genes were analyzed by RT-qPCR in leaf samples collected on days 0 (control), 1, 2, and 3 from flax seedlings subjected to drought stress and drought stress + 10 mM GABA treatment. The results demonstrated that LuGAD gene expression levels were modulated by exogenous GABA, leading to significant changes, whereas LuGAD2 was not expressed in leaf tissue. Phytohormone (ABA, JA, and SA) and oxidative stress-related enzyme analyses performed in leaf tissues revealed that exogenous GABA induced significant changes in phytohormone levels and antioxidant enzyme activities, alleviating drought-induced oxidative stress and contributing substantially to enhanced drought tolerance in flax. Overall, the findings indicate that exogenous GABA functions as both a signaling molecule and a critical metabolite, mitigating the effects of drought stress through a multifaceted mechanism by regulating LuGAD gene expression, phytohormone responses, and the antioxidant defense system.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    928033

    Farklı sulama ve salisilik asit uygulamalarının yağlık ketende (Linum usitatissimum L.) verim ve kalite üzerine etkisi

    The effect of different irrigation and salicylic acid applications on yield and quality of linseed (Linum usitatissimum L.) under drought stress

    İLKAY ORHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    ZiraatTekirdağ Namık Kemal Üniversitesi

    Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YASEMİN ERDOĞDU

  2. Tez No

    654820

    Manyetize suyun ketende (Linum usitatissimum L.) in vitro tohum çimlenmesi, sürgün rejenerasyonu ve tuz stresine tolerans/dayanıklılık üzerine etkisi

    The effect of magnetized water on in vitro seed germination, shoot regeneration and tolerance/resistance to salt stress in flax (Linum usitatissimum L.)

    ASLINUR ÇAVDAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyoteknolojiAnkara Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA YILDIZ

  3. Tez No

    386430

    Acı kavun (Ecballium elaterium (L.) A. Rich.) meyve özsuyunun ketende (Linum usitatissimum L.) sürgün rejenerasyonu ve Agrobacterium tumefaciens aracılığıyla gen aktarımı üzerine etkisi

    The effect of squirting cucumber (Ecballium elaterium (L.) A. Rich.) fruit juice on shoot regeneration and Agrobacterium tumefaciens-mediated gene transfer in flax (Linum usitatissimum L.)

    MURAT AYCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    BiyoteknolojiAnkara Üniversitesi

    Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA YILDIZ

  4. Tez No

    866303

    Azotlu gübre dozlarının liflik ketende (Linum usitatissimum var. usitatissimum) lif verimi ve lif kalitesi üzerine etkileri

    The effects on fiber yield and quality of flax fiber (Linum usitatissimum var. usitatissimum ) of nitrogene fertilizer doses

    MEHMET HAN BAŞTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    ZiraatOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞAHANE FUNDA ARSLANOĞLU

  5. Tez No

    575248

    Bazı tıbbi ve aromatik bitkilerde tohum kaynaklı fungal hastalıkların tespiti

    Determination of seed-borne fungi in some medicinal and aromatic plants

    TUĞÇE KAYGUSUZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    ZiraatTekirdağ Namık Kemal Üniversitesi

    Bitki Koruma Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ARZU COŞKUNTUNA

Geri Dön