Kuraklık stresi altında nanopriming uygulamasının domates bitkisinde çimlenme ve fide gelişimine etkilerinin araştırılması
Exploring the effects of nanopriming application on germination and seedling development in tomato under drought stress
- Tez No: 991918
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR ÇAKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Genetik, Biyoteknoloji, Genetics, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoteknoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Artan küresel ısınmayla birlikte günümüzün en önemli abiyotik stres faktörlerinden birisi haline gelen kuraklık, bitki büyüme ve gelişimini olumsuz etkileyerek verim kaybına yol açmaktadır. Kuraklık stresi; bitkilerde stomaların kapanması, fotosentetik aktivitenin azalması, reaktif oksijen türlerinin (ROS) birikimi, büyümenin durması, karbon asimilasyonunun azalması gibi çeşitli fizyolojik ve biyokimyasal değişikliklere yol açarak bitki verimini ciddi şekilde azaltmaktadır. Kuraklık stresine karşı bitkilerde tolerans geliştirebilmek için klasik ıslah metotları, genetik mühendisliği gibi teknikler kullanılmakla birlikte, bu yaklaşımlar, zaman alıcı, maliyetli ve uygulanabilirliği açısından sınırlı kalabilmektedir. Bu nedenle düşük maliyetli, kolay uygulanabilen bir metot olan priming yaklaşımı son yıllarda oldukça yaygınlaşmıştır. Priming uygulaması bitkilerin belirli bir süre boyunca belirli ajanlara maruz bırakılması işlemidir. Tohum priming, tohumların su alma kapasitesini arttırarak, çimlenmesini iyileştirmektedir. Ayrıca stres hafızası oluşturarak bitkilerin stresle karşılaşmaları durumunda daha hızlı yanıt vermelerini sağlayarak tolerans kazandırabilmektedir. Bu tez çalışmasında domates tohumlarına farklı konsantrasyonlarda silikon dioksit (SiO2) nanopartikülü ile priming uygulaması yapılmış ve kuraklık stresi altında morfolojik analizler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgura göre uygun konsantrasyon belirlenmiştir. Belirlenen konsantrasyonda priming uygulaması yapılan tohumlar kuraklık stresi içeren besiyerlerine ekilerek fizyolojik ve proteomik analizler gerçekleştirilmiştir. KURAKLIK STRESİ ALTINDA NANOPRİMİNG UYGULAMASININ DOMATES BİTKİSİNDE ÇİMLENME ve FİDE GELİŞİMİNE ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI xvii Fizyolojik analizler olarak klorofil miktarı ve prolin içeriği tayin edilmiştir. Analiz sonucunda kuraklık stresi altında priming uygulamasının klorofil miktarında anlamlı düzeyde artışa; prolin içeriğinde ise anlamlı düzeyde azalışa sebep olduğu gözlemlenmiştir. Proteomik veriler sonucunda artan ve azalan proteinlerin gen ontoloji ve KEGG analizleri değerlendirildiğinde ise MS ortamında priming uygulamasının anlatımı artan proteinlerde fotosentez, Calvin döngüsü ile karbon fiksasyonu, karbonhidrat metabolizması, glikoliz, glukoneogenez, karbonhidratların katabolik proseslerinde zenginleşme gözlemlenmiştir. Kuraklık stresi altında priming uygulaması sonrasında fotosentezde görevli bazı proteinlerin anlatımının arttığı ve KEGG analizleri değerlendirildiğinde de en fazla zenginleşmenin fotosentez ve karbon fiksasyon metabolizmasında olduğu saptanmıştır. Bu tez çalışmasının, priming uygulamasının bitkideki hangi mekanizmaları tetiklediğinin anlaşılmasına katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
With the increase in global warming, drought has become one of the most critical abiotic stress factors of our time, adversely affecting plant growth and development and ultimately leading to yield losses. Drought stress leads to various physiological and biochemical alterations in plants, including stomatal closure, decline in photosynthetic activity, accumulation of reactive oxygen species (ROS), inhibition of growth, and reductions in carbon assimilation, all of which significantly reduce crop productivity. Although, classical breeding methods and genetic engineering techniques have been employed to improve drought tolerance in plants, these approaches can be time-consuming, expensive, and limited in their practical feasibility. Therefore, priming, a low-cost and easily applicable method, has gained considerable attention in recent years. Priming involves exposing seeds or plants to specific agents for a defined duration. Seed priming improves germination by modulating the water uptake process. Moreover, by establishing stress memory, priming enables plants to respond faster and more efficient upon subsequent exposure to stress, thereby enhancing tolerance. In this thesis, tomato seeds were subjected to priming with different concentrations of silicon dioxide (SiO₂) nanoparticles, and morphological analyses were performed under drought stress. Based on the obtained results, the optimal concentration was determined. Seeds primed EXPLORING THE EFFECTS OF NANOPRIMING APPLICATION ON GERMINATION AND SEEDLING DEVELOPMENT IN TOMATO UNDER DROUGHT STRESS xix with this selected concentration were then grown on drought-inducing media, and physiological as well as proteomic analyses were conducted. Chlorophyll content and proline levels were assessed as physiological indicators. The results showed that priming under drought stress significantly increased chlorophyll content, while significantly decreasing proline levels. Proteomic analyses revealed that, under MS medium, proteins upregulated in response to priming were enriched in biological processes such as photosynthesis, the Calvin cycle and carbon fixation, carbohydrate metabolism, glycolysis, gluconeogenesis, and carbohydrate catabolic pathways, as indicated by Gene Ontology and KEGG enrichment analyses.. Under drought stress, priming resulted in the upregulation of several photosynthesis-related proteins, and KEGG analysis indicated that the most pronounced enrichment occurred in photosynthesis and carbon fixation pathways. Overall, this thesis is expected to contribute to a better understanding of the molecular and physiological mechanisms triggered by priming in plants.
Benzer Tezler
- Determination of using possibilities of different nano particles for seed coating and priming
Farklı nano partiküllerin tohum kaplama ve priming amacıyla kullanım olanaklarının belirlenmesi
AYTEN KÜBRA YAGIZ
Doktora
İngilizce
2020
ZiraatNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiTarımsal Genetik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET EMİN ÇALIŞKAN
- Yeşil sentezlenen nanopartiküllerle tohum nanopriming'in mısır bitkisinde kuraklık toleransına etkisi
The effect of seed nanopriming with green synthesized nanoparticles on drought tolerance in maize plants
ASSİATA BİNTY ISSA BEN SAID
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
BiyoteknolojiAksaray ÜniversitesiNanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GAMZE TAN
PROF. DR. ECE TURHAN
- Selüloz-bazlı hidrojel/ag nanokompozit sentezi ve kuraklık stresikoşullarında biber bitkisi büyüme ve gelişmesine etkileri
Cellulose-based hydrogel/ag nanocomposite synthesis and effectsof growth and development of pepper plants under drought stress
KHAIRUL MAGHFIRAH HASANAH
- Kuraklık stresi altında karnitin' in, ros sinyali ve antioksidan sistem üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigation of the effects carnitine on reactive oxygen species signalling and antioxidant system under drought stress
ESRA ÇANCIOĞLU
- Kuraklık stresi altında karnitin teşvikli proteinlerin tanımlanması
Identification of carnitine induced proteins under drought stress
BURCU ÇEBİ