Bazı armut anaçlarında in vitro koşullarda tuzluluk stresi altında gen ifade analizi üzerinde çalışmalar
Studies on analysis of gene expression under in vitro salinity stress in some pear rootstocks
Yazar: JAVAD JAVADİSABER
Danışman: PROF. DR. HATİCE DUMANOĞLU ; PROF. DR. ALİ ERGÜL
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada, bazı armut (Ankara armudu ve OH x F 333) (Pyrus communis L.), ahlat (Ahlat-1, Ahlat-2, Ahlat-3) (P. elaeagrifolia Pall.) ve ayva  (C. oblonga Mill.) (Quince A) genotiplerinde farklı tuz stresi seviyelerinin in vitro koşullarda mikro sürgünlerin büyüme ve gelişmesi üzerine etkileri ve tuz stresi altında mikro sürgünlerde dehidrin gen ifadeleri araştırılmıştır. Tuzluluk stresi, besin ortamlarına 75, 150, 225 ve 300 mM NaCl ve 7.5, 15, 22.5 ve 30 mM CaCl2.2H2O ilave edilmesiyle oluşturulmuştur. Stres koşulları altında mikro sürgünler 4 hafta süreyle tutulmuştur. Bu sürenin sonunda kültürlerde sürgünlerin canlılık oranı, ortalama sürgün sayısı, uzunluğu ve kalınlık düzeyi, kallus çapı, sürgünlerde zararlanma düzeyi ve ortalama yaş ağırlık özellikleri morfolojik olarak incelenmiştir. Çalışmada gen ifade analizleri için 225 mM NaCl + 22.5 mM CaCl2.2H2O tuz konsantrasyonu kullanılmıştır. Tuz uygulamasından 24, 48, 96 ve 192 saat sonra mikro sürgünlerde dehidrin gen ifade profilleri belirlenmiştir. 
Çalışmada, Ankara armudu, Quince A ve Ahlat-3 genotiplerinde tüm tuz seviyelerinde sürgünlerin canlılık oranı yüksek değerlerde (%80.5-100.0) bulunmuştur. Ortalama sürgün sayısı tüm genotiplerde kontrole (4.36-8.47 adet/eksplant) göre tuz uygulamalarında istatistiksel anlamda önemli düzeyde daha düşük (1.0-2.52 adet/eksplant) bulunmuştur. Genel olarak tuz konsantrasyonunun yükselmesi ile birlikte ortalama sürgün kalınlık düzeyi azalmış, sürgün uzunluğu ise genellikle kontrol ile benzer olmuştur. Tuz konsantrasyonunun yükselmesi ile birlikte kallus çapı ve toplam yaş ağırlık değerleri düşmüş, sürgünlerde zararlanma düzeyi artmıştır. Sürgünlerde en şiddetli zararlanma düzeyi 300 mM NaCl+30 mM CaCl2.2H2O tuz uygulamasında belirlenmiştir.
Dehidrin gen ifadesi bakımından Quince A, Ahlat-3, OHxF 333, Ahlat-2 (24 saat) ve Ankara armudu (48 saat) genotipleri tuzluluk stresine daha erken cevap vermiştir. Sonuç olarak, Ahlat-3, Quince A ve Ankara armudunun mikro sürgünlerinin özellikle yüksek tuz konsantrasyonlarında canlılıklarını yüksek oranlarda devam ettirmesi bu genotiplerin tuz stresine karşı toleranslı olabileceği kanaatini doğurmuştur. Bu genotiplerin dehidrin gen ifadesi daha erken olan (24-48 saat) genotipler içerisinde yer alması dikkat çekmiştir.

Abstract:
In this study, the effects of different salt stress levels on growth and development of in vitro grown micro-shoots of some pear (Ankara pear and OH x F 333) (Pyrus communis L.), wild pear (Ahlat-1, Ahlat-2, Ahlat-3) (P. elaeagrifolia Pall.) and quince (C. oblonga Mill. ) (Quince-A) genotypes as well as dehydrine gene expression of micro-shoots under salt stress were investigated. Salt stress levels were created by addition of 75, 150, 225 and 300 mM NaCl and 7.5, 15, 22.5 and 30 mM CaCl2.2H2O  to the culture media. Micro-shoots were subjected to stress conditions for 4 weeks. The rate of viability, average shoot number, length and thickness of shoots, diameter of callus, damage level on micro-shoots and fresh weight were determined. For gene expression analysis, salt concentration of 225 mM NaCl + 22.5 mM CaCl2.2H2O was used. Dehydrine gene expression levels were determined on micro-shoots after 24, 48, 96 and 192 hours of salt applications. 
The results showed that survival rate of shoots in Ankara pear, Quince-A and Ahlat-3 genotypes were high (80.5-100.0%) in all salt concentrations. In all genotypes, average shoot number were significantly lower (1.0 -2.52 number/explant) than the controls (4.36 - 8.47 number/explant). In general, increased salt concentrations resulted in decreased average shoot thickness, but shoot lengths were similar to that of the controls. The callus diameter and total fresh weight decreased but the level of damage on shoots were increased. The highest level of damage were observed on shoots treated with 300 mM NaCl+30 mM CaCl2.2H2O salt concentration. 
For dehydrine gene expression, the genotypes of Quince-A, Ahlat-3, OHxF 333, Ahlat-2, and Ankara pear cultivar gave earlier response (24 - 48 hours, respectively) than other genotypes under salt stress. As a result, high viability rates of Ahlat-3, Quince-A and Ankara pear micro-shoots under high salt concentrations may indicate that these genotypes could be more tolerant to salt stress than the others. Also, these genotypes were found among the genotypes which showed earlier dehydrine gene expression (24 - 48 hours).