Bor hiperakümülatör bitkilerde mir408 ve bor2 genlerinin yüksek düzeyde ifadesinin bor fitoremediasyonuna etkileri
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Tarımsal Biyoteknoloji Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: İBRAHİM ERTAN ERKAN
Danışman: Ufuk ÇELİKKOL AKÇAY
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada miR408 geninin pamuk ve karanfil bitkilerine Agrobacterium aracılığıyla genetik transformasyonu gerçekleştirilmiştir. Transgenik bitkilerin rejenerasyonu her iki bitki içinde gerçekleştirilmiştir. Ancak F1 eldesi yalnızca pamuk bitkisinde gerçekleştirilebilmiştir. miR408 geninin bor fitoremediasyon potansiyeli F1 jenerasyon transgenik pamuk bitkilerinde moleküler ve biyokimyasal seviyede incelenmiştir. Bu amaçla transgenik ve kontrol pamuk bitkilerine 1. gün ve 5. gün 7.5 mM olmak üzere iki farklı süreyle şiddetli bor stresi uygulanmış ve tepkiler karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. mir408 geninin varlığının transgenik bitkilerde artan bor stresi altında PIP1;1 gen ifade seviyesini artırdığı belirlenmiştir. Benzer şekilde PIP2;1 gen ifade seviyesi transgenik bitkilerde artan bor stresi ile birlikte artmaktadır. MDA ve iyon sızıntısı miktarları, transgenik bitkilerin bor uygulamaları altında bor uygulanan kontrol bitkilere göre üstün dayanım özelliği gösterdiğini ve daha az strese girdiğini göstermektedir. Transgenik bitkiler bor stresinin ilk gününde aşırı borla karşılaştığında Boron transporter 1 geninin ifadesini azaltarak bitkilere bor girişini azaltmıştır. Ancak 5 günlük stres sonunda, bu genin ifadesinin artarak bitkilere bor girişinin arttığı tespit edilmiştir. miR408 geninin, boron transporter 1 geninin ifade seviyesini düzenleyerek bitkilerin bor dengesinin sağlanmasında görev aldığı belirlenmiştir. Transgenik bitkilerde Boron transporter 2 gen ifadesinin, stres süresi uzadıkça arttığı belirlenmiştir. Birinci stres gününde Boron transporter 2 gen ifadesinin transgenik bitkilerde düşük olmasının bir nedeninin Boron transporter 1 geninin ifade seviyesini düşürerek bitki içerisine bor alınımını azaltması nedeniyle olduğu tespit edilmiştir. Bağıl su içerikleri, transgenik bitkilerde 1. stres gününde kontrol bitkilerden daha yüksek yüzdeye sahip ve istatistiksel olarak önemli iken, 5. stres gününde bu yüzdenin düşerek bor uygulanan kontrol bitkileri ile aynı seviyeye geldiği belirlenmiştir. Prolin içerikleri transgenik bitkilerde 1. stres gününde bor uygulanan kontrol bitkilerin seviyesinin altındayken, 5. stres gününde artmıştır. Bu sonuçlar Boron transporter 1 ve Boron transporter 2 genleri arasındaki ilişkiyi destekler niteliktedir. Plastosiyanin gen ifadesinin stresle birlikte arttığı belirlenmiştir. Birinci stres gününde transgenik bitkilerde plastosiyanin gen ifadesi bor uygulanan kontrol bitkilerine göre daha düşük seviyede kalırken, 5. stres gününde kontrol bitkilerinden daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Plastosiyanin‟in bakır eksikliğinde ifade edilen bir gen olduğu bu nedenle artan stres koşullarında bitkinin bakır ihtiyacı duyması nedeniyle arttığı belirlenmiştir. miR408 geni, artan bor stresi (5. gün) altında transgenik bitkilerde plastosiyanin gen ifadesini düzenleyerek bor uygulanan kontrol bitkilerine kıyasla %11 artırmıştır. Transgenik bitkilerin toplam klorofil içerikleri, 1.stres gününde bor uygulanan kontrol bitkilerinden yüksek olmasına rağmen istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. Beşinci gün bor stresinde transgenik bitkilerin toplam klorofil içerikleri, bor uygulanan kontrol bitkilerden daha yüksek seviyede olup istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Transgenik bitkilerin toplam klorofil içeriklerini artan bor stresiyle birlikte, kontrol bitkilerine kıyasla daha iyi düzeyde koruduğu tespit edilmiştir. miR408 geninin bor stresi altında MAPK ve CPR2 gen ifadelerinin düzenlenmesinde etkin bir rol oynamadığı anlaşılmıştır. EF1A8‟in bor stresi altında kullanılabilecek uygun bir referans gen olduğu belirlenmiştir.