Bazı asma anaçları ve sultani çekirdeksiz üzüm çeşidinde kuraklık stresine karşı gösterilen fizyolojik ve transkriptomik özelliklerin belirlenmesi
Determination of physiological and transcritomic responses in some rootstocks and sultani̇ çeki̇rdeksi̇z (Vitis vinifera L.)variety to drought stress
Yazar: SEDA SUCU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ADEM YAĞCI ; YRD. DOÇ. DR. KUBİLAY YILDIRIM
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı / Bağ Yetiştirme ve Islahı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Filoksera zararlısına karşı en etkili yöntem Amerikan asma anacı kullanmaktır. Vitis vinifera türüne ait çeşitler bu anaçlar üzerine aşılanarak yetiştirilebilmektedir. Bu çalışmada aşılı ve aşısız fidanlarda kuraklık stresine karşı fizyolojik, biyokimyasal ve transkriptomik cevapların belirlenmesi amaçlanmıştır. Bitkisel materyal olarak anaçlardan Rupestrsis du Lot, 420A, 5BB, SO4, 8B, 110R, 1103 P, 140Ru, Ramsey ve çeşit olarak Sultani Çekirdeksiz (K-7 klonu) kullanılmıştır. Uygulanan kuraklık stresi ile beraber çeşit ve anaçlarda morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal parametreler bakımından bazı farklılıklar meydana gelmiştir. Stres koşullarında bitkilerde büyüme ve gelişmede gerileme; su potansiyeli değerlerinde negatif artışlar ve enzim aktivitesinde (SOD ve APX) artışlar meydana gelmiştir. Microarray teknolojisi bitkilerde biyotik ve abiyotik stres faktörleri altında çoklu genlerin karşılaştırılmasına olanak sağlamaktadır. Çalışmada bu teknolojiden yararlanarak kuraklığa dayanıklı anaçlardan 110R ve hassas anaçlardan da 5BB anaçları ile Sultani Çekirdeksiz çeşidine (K-7 klonu) ait kök örneklerinde transkriptomik analizler de yapılmıştır. Kuraklık stresi altında; toplamda 6403 genin farklı ifade gösterdiği belirlenmiştir. 110R anacı 2795 transkript ile en fazla değişime sahip olurken onu sırasıyla 5BB (1996) ve Sultani Çekirdeksiz (1612) çeşidi izlemiştir. Çalışmada önemli miktarda ifade değişimine neden olan transkriptlere ait gruplar; karbonhidrat metabolizması, sekonder metabolitler, hormonlar şeklinde gruplandırılmaktadır. Strese karşı cevapta önemli bir role sahip olan hücre duvarı proteinleri, osmotin ve dehidrin proteinleri ile ilgili transkriptleri sadece 110R anacında rastlanılmıştır. Elde edilen bilgiler asmada kuraklıktan sorumlu gen ve moleküler yolakların belirlenmesini sağlamıştır. Ayrıca ilerde yapılacak ıslah çalışmalarında kullanılabilecek moleküler markörlerin geliştirilmesi ve kullanılması için öncül veriler ortaya koymuştur.

Abstract:
The use of rootstock has been considered as an effective method against the damages caused by Phylloxera in grapevines. Different species of Vitis vinifera can be grown by using this rootstock through grafting. The current study was aimed at determining the physiological, biochemical and transcriptomic responses of grafted and non-grafted saplings grown under drought stress.  Rupestris du Lot 420, 5 BB, SO 4, 8 B, 110 R, 1103 PA 140 R and Ramsey were used as rootstocks while, Sultani Seedless varieties (K-7 clone) was used as plant material. Various morphological, physiological and biochemical differences among rootstocks and plant variety were observed in response to imposed drought stress. Growth and development of the saplings were reduced; water potential became negative while enzyme activities (SOD and APX) were increased under stress conditions. Microarray technology is widely used for comparisons of multiple genes under biotic and biotic stresses, therefore transcriptomic analysis of the root samples collected from 110R and 5BB rootstocks, and Sultani Seedless varieety (K-7 clone) were also performed. 6403 genes were differentially expressed under drought stress. The highest differences were observed in 110R rootstock with 2795 transcripts followed by 5BB with 1996 transcripts and Sultani seedless with 1612 transcripts.The different transcripts differed in the study are grouped as carbohydrate metabolism, secondary metabolites and hormones. The transcripts relating to cell wall proteins, osmotin and dehydrin, which play an important role in stress tolerance, were identified only in 110R rootstock. The results present the responsible genes and molecular pathways of drought tolerance in grape vines. Furthermore, the results also made strong foundation for the developemnt and use of molecular markers in the germplasm improvement programs in future.