Iron and quercetin interaction acts as a regulatory mechanism for seed germination
Tohum çimlenmesinde demir ve quercetin etkileşiminin düzenleyici mekanizma görevi
- Tez No: 991972
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SEÇKİN EROĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tohum çimlenmesi, bitki yaşam döngüsünde kritik bir gelişim sürecidir ve tohumun kuru halden imbibisyon, tohum kabuğunun yırtılması ve endosperm yırtılması yoluyla geçişini sağlayan fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler süreçlerin karmaşık bir etkileşimiyle kontrol edilir. Demir (Fe), bitki büyümesini ve gelişimini destekleyen essansiyel bir mikro besindir, ancak çimlenmeyi hangi mekanizmayla düzenlediği tam olarak anlaşılamamıştır. Bu çalışmada, Fe'nin Arabidopsis thaliana tohumunun şalaza bölümünde birikip METAL TOLERANCE PROTEIN 8 (MTP8) ile bağımlı olarak mobilize olduğunu keşfettik. Dışarıdan uygulanan Fe ve Fe mobilizatörleri, testa çimlenme hızının Fe bulunabilirliği ile pozitif korelasyon gösterdiğini ortaya koymuştur. Kuersetin'in ramnozillenmiş depolama formu olan kuersitrinden yoksun şeffaf testa7 (tt7) ve şalazada ifade edilen tip III apoplastik peroksidazdan yoksun peroksidaz17 (prx17) mutantlarının çimlenmesi Fe'ye tepkisiz bulunmuştur. İn vitro ve in vivo deneyler, Fe'nin kuersetin ile siyah renkli bir kompleks oluşturduğunu, ancak kuersitrin ile oluşturmadığını göstermiştir. Fe takviyesi, yabani tip tohumların şalazasını karartmış, bu etki tt7'de gözlenmemiş ve bu kararmanın ramnosidaz enzim varlığında artmıştır. Kuersetin, tip III peroksidaz aktivitesini inhibe etmiş, bu inhibisyon Fe ile konsantrasyona bağlı olarak tersine çevrilmiştir. PRX17'ye bağlı peroksidaz aktivitesi Fe ile indüklenmiş, kuersetin ile baskılanmıştır. Fe varlığında kütikül boyanması azalmış ve tohum geçirgenliği artmıştır. Ters genetik taramada, myb17 mutantlar artmış kararma ve yüksek kuersetin seviyesi gösterdiğinden MYB17'nin kuersetin birikiminde negatif regülatör olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, Fe, peroksidaz ve kuersetin arasındaki etkileşim, çimlenmeyi düzenleyen bir mekanizma olarak ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
Seed germination is a critical developmental process in the plant life cycle, controlled by a complex interplay of physiological, biochemical, and molecular processes that enable the seed to transition from a dry state through imbibition, testa rupture, and endosperm rupture. Iron (Fe) is an essential micronutrient that promotes plant growth and development, yet the specific mechanism by which it regulates seed germination remains poorly understood. We discovered that Fe accumulates in the chalaza of Arabidopsis thaliana seeds in a METAL TOLERANCE PROTEIN 8 (MTP8)-dependent manner and is mobilized during early germination. Externally applied Fe and Fe mobilizers revealed that testa germination speed positively correlates with Fe availability. Germination of two mutants, transparent testa7(tt7), lacking quercitrin, and peroxidase17 (prx17), lacking a type III apoplastic peroxidase expressed in the chalaza, was unresponsive to Fe. In vitro and in vivo assays showed that Fe forms a black complex with quercetin but not quercitrin. Fe supplementation blackened the chalaza of wild-type seeds, but not tt7, and this blackening intensified in the presence of a rhamnosidase enzyme, indicating Fe chelates quercetin derived from derhamnosylated quercitrin. Quercetin inhibited type III peroxidase activity in vitro, an effect reversed by Fe in a concentration-dependent manner. Consistently, PRX17-dependent peroxidase activity in imbibed seeds was induced by Fe and repressed by quercetin. Fe treatment promoted cuticle degradation and increased seed coat permeability. A reverse genetic screen identified MYB17 as a negative regulator of quercetin accumulation, as myb17 mutants showed enhanced blackening and elevated quercitrin levels. Collectively, these findings reveal that Fe, peroxidase activity, and quercetin form a regulatory mechanism controlling germination by modulating seed coat permeability.
Benzer Tezler
- Detection of the interaction of new flavonoid derivatives with dsDNA by analytical methods
Yeni flavonoid türevlerinin dsDNA ile etkileşiminin analitik yöntemler ile tespiti
BUŞRA BEKAR YILDIRMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL GÖLCÜ
- Fe3O4-PEG-KERSETİN manyetik nanopartikülünün BEAS2B ve A549 akciğer hücreleri üzerine etkileri
Effects of Fe3o4-PEG-QUERCETİN magnetic nanoparticule on BEAS2B - A549 lung cells
YEŞİM SİS
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyoteknolojiErciyes ÜniversitesiSağlık Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜKERREM BETÜL AYCAN
- Bazı 7-hidroksi kumarin bileşiklerinin pıhtılaşma faktörü Xa ve antidiyabetik enzimlerin aktiviteleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Effects of some 7-hydroxy coumarin compounds on coagulation factor Xa and activities of antidiabetic enzymes
FURKAN MELETLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Biyokimyaİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM SAÇAN
- Antioksidan katkı maddelerinin yardımıyla fındık yağının oksidatif direncinin artırılması
Increasing the oxidative resistance with the help of antioxidative additives in some edible oils
DURDANE CAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Gıda MühendisliğiHarran ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EYYÜP KARAOĞUL
- Green sytnhesis and characterization of metal oxide nanoparticles: Fe (iron), Cu (copper), and Zn (zinc)
Metal oksit nanoparçacıklarının yeşil sentezi ve karakterizasyonu: Fe (demir), Cu (bakır) ve Zn (çinko)
HÜSEYİN ŞENGÖNÜL