Çeşitli abiyotik stres faktörleri uygulanmış ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.)'da yeni nesil dizileme teknolojisi ile transkriptom analizi
Transcriptome analysis in bread wheat (Triticum aestivum L.) exposed to some abiotic stress factors using next generation sequencing technology
Yazar: EBRU DERELLİ
Danışman: PROF. DR. SERKAN URANBEY ; DOÇ. DR. TURGAY ÜNVER
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics
Dizin: Ekmeklik buğday = Bread wheat ; Kuraklık stresi = Drought stress ; Sıcaklık stresi = Temperature stress

Özet:
Ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.), tüm dünyada insan besini olarak yaygın bir şekilde kullanılan, ülkemizde de gıda, ekonomi ve ticaret yönünden önemli yeri olan bir bitkidir. Yeni nesil dizileme teknolojisi bir hücre ve dokunun transkriptom profili ve dinamiği hakkında bilgi sağlayan önemli bir araç niteliğindedir. Bu tez çalışmasında, kuraklık ve yüksek sıcaklık stresine toleranslı Zubkov ekmeklik buğday çeşitinde, kuraklık, yüksek sıcaklık, yüksek sıcaklık+kuraklık stres uygulaması yapıldıktan sonra; kök, yaprak ve tane örneklerine ait transkriptom profili yeni nesil dizileme teknolojilerinden biri olan Roche 454 GS FLX+ kullanılarak incelenmiştir. Dizileme sonucunda ortalama uzunlukları 461 bç olan toplamda 117.790.028 baz okuma ve 8.351 unigen elde edilmiştir. Transkriptom analizi sonucunda belirlenen transkriptlerin; osmotik ve iyonik dengenin sağlanması, sinyal algılanması ve iletimi, yapısal ve işlevsel proteinlerin modifikasyonu, hücre zarının yapısı ve kararlılığının sağlanması, enerji ve karbonhidrat metabolizması ile ilişkili olduğu belirlenmiştir. Kuraklık ve yüksek sıcaklık stresine karşı tolerans mekanizmasında kök, yaprak ve tane örneklerine özgü birçok transkripsiyon faktörü, miRNA ve hedef genleri ile transpozon element tespit edilmiştir. Gen ontoloji analizleri ile bitkinin kuraklık ve yüksek sıcaklık stresine karşı oluşturduğu yanıtta; özellikle plastidler, mitokondri ve hücre zarı; iyon bağlayıcı, oksidoredüktaz ve nükleaz aktivitesi; metabolik işlev, biyosentez işlevi, enerji metabolizması ve stres cevabı ile ilişkili transkriptlerin ön plana çıktığı belirlenmiştir. Ayrıca betain aldehit dehidrojenaz, kalloz sentaz, hücre duvar-ilişkili hidrolaz, MYB33, NAC69'un ifade seviyeleri qRT-PZR ile ölçülmüştür.

Abstract:
Bread wheat (Triticum aestivum L.) was used widely as human food in the world, in our country also, is a plant with an important place in terms of economy, food and trade. New generation sequencing technology is a significant tool that provides information about the transcriptome profile and dynamics of cell and tissue. In this study, the drought and high temperature stress tolerant bread wheat cultivars Zubkov, after application drought, high temperature, high temperature plus drought stress; roots, leaves, grain tissue transcriptome profiles were achieved by using Roche 454 GS FLX + that one of a new generation sequencing technology. In sequencing result, totally 117,790,028 base reading and 8,351 unigenes that average length 461 bp were obtained. As a result of transcriptome analysis many transcripts were identified that related with providing osmotic and ionic equilibrium, signal detection and transmission, structural and functional modification of protein, ensuring the structure and stability of the membrane and associated with the energy and carbohydrate metabolism. Against the drought and high temperature stress tolerance mechanisms, in root, leaf, grain tissues, many specific transcription factor, miRNA and target genes and transposable element have been identified. With gene ontology analysis, of plant response to drought and high temperature stress transcripts that related with particularly plastids, mitochondria and cell membranes; ion binding, oxidoreductase and nuclease activity; metabolic function, biosynthesis function, energy metabolism and stress response were determined as outstanding transcripts. Betaine aldehyde dehydrogenase, callose synthase, cell wall-associated hydrolase, MYB33, NAC69 transcription factors expression levels were measured with qRT-PCR.