Phaseolus vulgaris L. bitkisinde tale gen ailesi üyelerinin genom düzeyinde tanımlanması, karakterizasyonu ve abiyotik stres altındaki rollerinin araştırılması
Genome-wide identification, characterization of tale gene family members in Phaseolus vulgaris L. and investigation of their role under abiotic stress
Yazar: FATMA NUR AVCI
Danışman: DOÇ. DR. İLKER BÜYÜK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression

Özet:
Fasulye bitkisi gerek Dünya'da ve Türkiye'deki ekonomik değeri ve gerekse içerdiği besin miktarı açısından önemli bir bitkidir. Bitkilerin büyüme ve gelişmesinde TALE transkripsiyon faktörü gen ailesi önemli bir rol oynamaktadır. Literatüre bakıldığında TALE gen ailesi ile ilgili fasulyede yapılmış bir çalışma bulunmamaktadır. Buradaki eksiklikten yola çıkılarak, bu tez çalışmasında, fasulyede TALE gen ailesinin 35 adet üyesi tespit edilmiştir. Yapılan biyoinformatik analizler sonucunda PvTALE gen ailesi üyelerinin BEL1-like (BLH/BELL homeodomain) ve KNOX (KNOTTED-like homeodomain) alt ailelerine ayrıldığı gözlenmiştir. Belirlenen ve tanımlanan PvTALE genlerinin filogenetik ilişkisi, intron-ekzon yapısı, proteinlerin korunmuş motifleri, kromozomdaki dağılımı, tandem ve segmental duplikasyonları ve seçilen 5 faklı tür ile fasulye arasındaki duplikasyona uğrayan gen çiftlerinin tespiti, promotör bölgesinde bulunan cis-element analizi, miRNA analizi ve üç boyutlu protein homoloji analizi gerçekleştirilmiştir. Fasulye bitkisi gelişimi, kuraklık stresi sırasında PvTALE genlerinin farklı düzenleyici rollerini ortaya çıkarmıştır. Ayrıca fasulyede kuraklık stresi sonucunda artan prolin miktarı tespiti için prolin analizi yapılmıştır. RNA-seq kuraklık verileri kullanılarak seçilen genlerin kuraklık stresi altındaki ekspresyon seviyeleri qPCR analizi ile incelenmiştir. Sonuç olarak PvTALE genlerinin fonksiyonu, görevi, yapısı, korunmuş motif bölgeleri, abiyotik strese karşı oluşturdukları yanıtlar ve duplikasyon analizleri sonucunda fasulyedeki evrimi açıklanmıştır ve elde edilen bulguların ileride diğer araştırmacılar için faydalı olabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Common bean is an important plant in terms of its economic value and amount of nutrients it contains. TALE transcription factor gene family plays an important role in growth and development of plants. According to the literature search, there is no study on TALE gene family in common bean. Thus, 35 members of the TALE gene family were identified in common bean for the first time in this study. As a result of bioinformatic analyses, PvTALE gene family members were found to be divided into BEL1-like (BLH/BELL homeodomain) and KNOX (KNOTTED-like homeodomain) subfamilies. Additionaly, many in-silico analyses of identified members of PvTALE family such as intron-exon structure identification, conserved motifs exploration, determination of chromosomal distribution and gene duplications, cis-element analysis, miRNA analysis and three-dimensional protein homology analysis, were performed. Common bean development revealed different regulatory roles of PvTALE genes during drought stress. In addition, proline analysis was performed to determine the increased amount of proline in common bean in response to drought stress. The expression levels of the genes were analyzed by both RNA-seq drought data and qPCR analysis. When all the results are considered together, the function, structure, conserved regions, abiotic stress response and duplication analysis of PvTALE genes have explained the evolution of TALE genes in common bean and the obtained results from this study could be helpful for researchers in the near future.