Sıcaklık stresinin Arabidopsis thaliana tohumlarının yağ miktarı ve yağ asidi kompozisyonuna etkisinin epigenetik düzeyde incelenmesi
Investigation of the effects of heat stress on the oil content and fatty acid composition of Arabidopsis thaliana seeds at the epigenetic level
Yazar: BÜŞRA KARADUMAN
Danışman: DOÇ. DR. ÇAĞLA SÖNMEZ
Konya Gıda ve Tarım Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics
Dizin: Arabidopsis thaliana = Arabidopsis thaliana ; Epigenetik = Epigenetic ; Sıcaklık stresi = Temperature stress ; Tohum yağları = Seed oils ; Yağ asitleri = Fatty acids

Özet:
Bitkiler sıcaklık stresine maruz kalmaları halinde önemli fizyolojik ve morfolojik değişikliklere uğrarlar. Stres koşullarına adaptasyon sağlayabilmek amacıyla genetik ve epigenetik düzeyde birtakım değişiklikler geliştirler. Sıcaklık stresi altında bitkilerin tohum çimlenme oranında, yağ asidi kompozisyonunda artma veya azalma görülür. Bu tez çalışmasında yüksek sıcaklık stresine maruz bırakılan Arabidopsis thaliana bitkilerinin tohumlarındaki yağ miktarı ve yağ asidi kompozisyonlarında, strese maruz bırakılmayan bitkilere nazaran meydana gelen değişikliklerin belirlenmesi hedeflenmiştir. Strese maruz kalan bitkilerin tohumlarında yağ asidi sentezinde görevli genlerin (Fad2, Fad3,Fad6, Fad7, KAS I, KAS II, KAS III, DGAT 1, DGAT 2 ) anlatım düzeylerinin, strese maruz kalmayan bitkilerdeki genlerin anlatım düzeyleriyle karşılaştırılması; DNA metilasyon mutantlarında, histon deasetilaz 6 enzimini kodlayan HDA6 gen mutantında, H2A.Z varyantı mutantında yabani tipe göre sıcaklık stresi sonrası tohum yağ miktarı ve yağ asidi kompozisyonlarının ve yağ asidi sentezinde görevli genlerin anlatım düzeylerinin karşılaştırılması hedeflenmiştir. Yüksek lisans tezi kapsamında A. thaliana bitkilerinde stres koşullarına maruz kaldıklarında tohumlarında, siliklerinde ve bitki boylarında meydana gelen fizyolojik değişiklikler incelenmiş, strese maruz kalan bitkilerde yağ asidi sentezinde görevli genlerin ekspresyon seviyelerindeki farklılıklar karşılaştırılmıştır.  Arabidopsis DNA metilasyon mutantlarında, histon deasetilaz 6 enzimini kodlayan HDA6 gen mutantında, H2A.Z varyantı mutantında yabani tipe göre sıcaklık stresi sonrası tohum yağ miktarı ve yağ asidi kompozisyonlarının değiştiği görülmüştür. Bu tez çalışması sıcaklık değişimine bağlı tohum miktarı ve yağ asidi kompozisyonlarında meydana gelen farklıkları ortaya koyması bakımından özgün değere sahiptir. Literatürde, sıcaklık stresinin tohum yağ miktarı ve yağ asidi kompozisyonları üzerindeki etkilerini epigenetik düzenlemeler ile ilişkilendiren bir çalışma mevcut değildir. Bu bakımdan bu tez çalışması özgün değer taşımaktadır.

Abstract:
Plants undergo significant physiological and morphological changes when exposed to heat stress. They develop some changes at the genetic and epigenetic levels to adapt to the stress conditions. Under heat stress, an increase or decrease in seed germination rate and fatty acid composition of plants is observed. In this thesis, we aimed to determine the changes in oil content and fatty acid composition of seeds of Arabidopsis thaliana plants exposed to high temperature stress compared to plants not exposed to stress. To compare the expression levels of genes (Fad2, Fad3, Fad6, Fad7, KAS I, KAS II, KAS III, DGAT 1, DGAT 2) in seeds of plants exposed to the stress with the expression levels of genes in plants not exposed to the stress; The objective was to compare the amount of seed oil and fatty acid composition and the expression levels of genes involved in fatty acid synthesis in DNA methylation mutants, in the HDA6 gene mutant encoding the enzyme histone deacetylase 6 enzyme, and in the H2A.Z variant mutant after heat stress compared to wild type. The master's thesis examined the physiological changes in seeds, silique, and plant height of A. thaliana plants under stress conditions and compared the differences in the expression levels of genes involved in fatty acid synthesis from plants subjected to stress. It was found that the amount of seed oil and fatty acid composition changed in Arabidopsis DNA methylation mutants, in the HDA 6 gene mutant encoding the enzyme histone deacetylase 6 enzyme, and in the H2A.Z variant mutant compared with wild type under stress. This study is of unique value because it demonstrates the differences in seed quantity and fatty acid composition due to temperature changes. There is no study in the literature that links the effects of heat stress on seed oil content and fatty acid composition to epigenetic regulation. In this respect, this thesis has original value.