Arabidopsis thaliana ve lycopersicon esculentum bitkilerinde tekrarlanan kuraklık ve tuzluluk koşullarında RD29A/B genlerinin anlatım seviyelerinin incelenmesi
Expression analysis of RD29A/B genes under repeated drought and salinity conditions in arabidopsis thaliana and lycopersicon esculentum plants
Yazar: ALİ HARUN ARSLANTÜRK
Danışman: PROF. DR. ÖZGÜR ÇAKIR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoteknoloji ve Genetik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics

Özet:
Bitkiler hareketsiz organizmalar olduklarından, stres durumlarından kendilerini korumak için karmaşık yanıtlar oluştururlar. Abiyotik streslerden olan kuraklık ve tuzluluk streslerine çoğu bitki benzer yanıtlar verir. Önceki çalışmalarda Arabidopsis thaliana'da bulunan LTI78 (RD29A) ve LTI65 (RD29B) genlerinin anlatım seviyeleri, her iki stres durumunda da artış göstermiştir. LTI78 ve LTI65 genlerinin anlatım seviyelerindeki artış, bitkilerin bu stresler altında olduklarına dair moleküler işaretçidir. Lycopersicon esculentum (domates) bitkisinde bu genlerin ortologları biyoinformatik araştırmalar sayesinde tespit edilmiş ancak gen anlatımına dair bir çalışma yapılmamıştır. A. thaliana'da LTI65 geninin anlatım seviyesi, tekrarlanan kuraklık stresi durumunda gitgide artar. LTI78 geninin anlatımı ise bunun gibi bir artış göstermez. A. thaliana LTI78 ve LTI65 genlerinin domateste bulunan ortolog dizileri sırasıyla 104649215 ve 101266908 gen numarasına sahip dizilerdir. 
Bu tez çalışmasında daha önce yapılmış olan tekrarlanan kuraklık stresi uygulaması fikrine ek olarak tekrarlanan tuzluluk stresi uygulaması ile bu genlerin anlatım seviyelerinin değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Ek olarak kuraklık stresi uygulaması ardından tuzluluk stresi uygulaması, tuzluluk stresi ardından da kuraklık stresi uygulaması yapılarak çapraz stres koşullarında bu genlerin anlatım seviyelerine incelenmiştir. Kuraklık stresine karşı duyarlı olup, tuzluluk stresine karşı az da olsa dirence sahip domateste de tüm bu analizler yapılmış ve her iki organizmada alınan sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Bitkilerin stres öncesi ve sonrası fizyolojik tepkileri incelenerek kuraklık ve tuzluluk koşullarında oluşan yanıtlar değerlendirilmiştir. Kuraklık ve tuzluluk besiyeri ortamlarının osmotik potansiyeli eşit tutularak farklı stres ortamlarındaki bitkilerde çok yakın tepkiler görmek hedeflenirken, iki organizmada da tuzluluk stresinde daha fazla su içeriği ve osmolit birikiminin daha düşük olduğu gözlemlenmiştir. Gen anlatım profilleri oluşturulduğunda bu genlerin anlatım seviyelerindeki benzer değişiklikler domateste ilk kez gösterilerek literatüre yeni potansiyel moleküler işaretçiler olarak sunulmuştur. Her iki bitkide de LTI65 (domates için 101266908) geni için transkripsiyonel hafıza oluşumunun tuz ve çapraz stres koşullarında  gösterilmiş olması, bu genlerin fonksiyonlarının aydınlatılması için umut verici bir adımdır.

Abstract:
Because plants are sessile organisms, they evolved complex responses to protect themselves from stress conditions. Most plants respond similarly to abiotic stresses such as drought and salinity. Previous studies have shown that the expression levels of LTI78 (RD29A) and LTI65 (RD29B) genes in Arabidopsis thaliana increase under both stress conditions. The increase in expression levels of the LTI78 and LTI65 genes is a molecular marker indicating that plants are under these stresses. The orthologs of these genes in Lycopersicon esculentum (tomato) have been identified through bioinformatics, but no studies regarding gene expression have ever been 
conducted. In A. thaliana, the expression level of the LTI65 gene increases progressively under each repeated drought stress, while the expression of the LTI78 gene does not show such an increase. The ortholog sequences of A. thaliana LTI78 and LTI65 genes in tomato have gene IDs of 104649215 and 101266908, respectively.
In this thesis, in addition to the idea of repeated drought stress application previously published, the aim was to evaluate the expression levels of these genes also through repeated salinity stress application. Additionally, the expression levels of these genes were analyzed under cross-stress conditions by applying salinity stress after drought stress and drought stress after salinity stress. All these analyses were conducted in tomato, which is sensitive to drought but has some resistance to salinity stress, and the results obtained in both organisms were compared.
By examining the physiological responses of plants before and after stress, the responses under drought and salinity conditions were evaluated. While the osmotic potential of the drought and salinity medium was kept equal aiming to observe similar responses in plants under different stress environments, it was observed that both organisms retained higher water content and had lower osmolyte accumulation under salinity stress. When gene expression profiles were analyzed, the similar changes in expression levels of these genes were demonstrated in tomato for the first time and presented as new potential molecular markers in the literature. Furthermore, the "transcriptional memory" formation for the LTI65 (gene number 101266908 in tomato) gene under salt and cross-stress conditions in both plants is a promising step for setting a light to the functions of these genes.