Asmada (Vitis vinifera L.) LEA2 ve WOX genlerinin biyoinformatik analizleri
Bioinformatics analysis of LEA2 and WOX genes in grapevine (Vitis vinifera L.)
Yazar: MOHAMMAD SALEEM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİNE DİLŞAT YEĞENOĞLU
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Bilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Abiyotik stres = Abiotic stress ; Biyoinformatik = Bioinformatics ; Filogenetik = Phylogenetic

Özet:
Üzüm (Vitis vinifera L.) tüm dünyada yetiştirilen önemli bir meyve türüdür. Kuraklık ve tuzluluk gibi abiyotik stres faktörlerihem verimi hem de tane kalitesini olumsuz etkileme potansiyeline sahiptir. LEA gen ailesinin stres toleransı ile ilişkili olduğu ve bu genlerin manipülasyonunun stres toleransını artırabileceğini göstermektedir. WOX genlerinin bazı bitkilerde somatik embriyogenezin anahtar düzenleyicileri olduğu görülmüştür. Bu çalışmanın amacı üzümde LEA2 ve WOX genlerinin biyoinformatik analizleriyle tanımlanması ve abiyotik stres koşulları altında olası fonksiyonlarının araştırılmasıdır.
Elde edilen bulgular incelendiğinde, LEA2'ye ait 36 gen bulunmuş ve WOX'ye ait 31 gen bulunmuştur. Filogenetik ağaçlar incelendiğinde; LEA2 proteinlerinin 3 ana kola ayrıldığı görülmüştür. WOX'ın ise filogenetik ağaçta 3 ana kola ayrıldığı belirlenmiştir. LEA2 genlerinin çoğunlukla ekzondan oluştuğu görülmüştür. Filogenetik ağaç ile benzerlik gösteren WOX ekzon-intron bölgeleri, motif kalıpları ile de uyuşmaktadır. LEA2 proteinleri 6 lokalizasyonda görülmüştür. En çok (21 tanesi) Hücre zarında bulunmuştur. WOX'e bakıldığında ise; 3 lokalizasyonda görülmüştür. En çok (29 tanesi) Çekirdekte yer almıştır. 34 farklı üzüm LEA2 geninin 151 farklı miRNA'lar tarafından hedeflendiği, 31 farklı üzüm WOX geninin 205 farklı miRNA'lar tarafından hedeflendiği belirlenmiştir. LEA2 ve WOX genlerinin de potansiyel cis düzenleyici elementlere sahip olduğu ortaya çıkmıştır. 
Sonuç olarak, LEA2 ve WOX proteinleri strese dayanıklı bitkiler geliştirmek üzere kullanılabilecek etkili proteinler olabilirler. LEA2 ve WOX genlerini kullanarak strese dayanıklı bitkileri etkili bir şekilde yetiştirmek için in vivo çalışmalar yapılmalıdır. Ayrıca bu çalışma, LEA2 ve WOX genlerinin, abiyotik stres toleransı açısından özgül işlevlerinin daha fazla araştırılması için bir temel oluşturmaktadır.

Abstract:
Grape (Vitis vinifera L.) is an important fruit species cultivated worldwide. Abiotic stress factors such as drought and salinity have the potential to adversely affect both yield and berry quality. The LEA gene family is associated with stress tolerance, and the manipulation of these genes could enhance stress tolerance in grapes. WOX genes have been identified as key regulators of somatic embryogenesis in some plants. The aim of this study is to identify LEA2 and WOX genes in grapes through bioinformatic analyses and investigate their potential functions under abiotic stress conditions.
The findings reveal that 36 genes belonging to LEA2 and 31 genes belonging to WOX were identified. Phylogenetic trees indicate that LEA2 proteins are divided into three main clades. Similarly, WOX is also divided into three main clades in the phylogenetic tree. LEA2 genes are predominantly composed of exons. The exon-intron regions of WOX, which show similarity to the phylogenetic tree, also match the motif patterns. LEA2 proteins were observed in six localizations, with the majority (21) found in the cell membrane. In the case of WOX, they were observed in three localizations, with the majority (29) located in the nucleus. It was determined that 34 different grape LEA2 genes are targeted by 151 different miRNAs, and 31 different grape WOX genes are targeted by 205 different miRNAs. It was also revealed that LEA2 and WOX genes possess potential cis-regulatory elements.
As a result, LEA2 and WOX proteins may be effective in developing stress-resistant plants. In vivo studies should be conducted to efficiently cultivate stress-resistant plants using LEA2 and WOX genes. Moreover, this study provides a basis for further investigation into the specific functions of LEA2 and WOX genes in terms of abiotic stress tolerance.