Aegilops tauschii'de tuz stresine dayanikliliği sağlayacak yeni genlerin cDNA AFLP yöntemi ile belirlenmesi
Identification of novel genes expressed under salt stress by cDNA AFLP in Aegilops tauschii
Yazar: AYŞEN YUMURTACI
Danışman: DOÇ. DR. AHU ALTINKUT UNCUOĞLU ; PROF. DR. MERAL ÜNAL
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Buğday = Wheat

Özet:
Tuzluluk dünyada tahıl verimliliğini ve kalitesini önemli ölçüde etkileyen çevresel stres etmenlerinden biridir. Bu çalışmada, ekmeklik buğday (AABBDD; Triticum aestivum L. cvs. Alpu, ES14, Yıldız, Dağdaş) ve makarnalık buğday (AABB; Triticum durum L. cvs. Ç1252, Selçuklu, Meram) çeşitleri ile Aegilops tauschii genotipleri (DD; Aegilops tauschii 45 ve Aegilops tauschii 95) kullanılarak tuz stresine dayanıklılığı sağlayan D-genomuna özgü yeni genlerin belirlenmesi amacıyla morfolojik, fizyolojik ve moleküler çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Su kültürü ortamında ekmeklik ve makarnalık buğday çeşitleri ile 2 adet Aegilops tauschii genotipine (Aegilops tauschii 45 ve Aegilops tauschii 95) 8 ve 27 saat boyunca 150 mM NaCl stresi uygulanmıştır.Ekmeklik ve makarnalık buğday çeşitleri, cDNA AFLP analizlerinde ?D? genomuna özgü transkriptlerin belirlenmesinde referans materyal olarak kullanılmıştır. NaCI stresi uygulanan Aegilops tauschii genotiplerine ait yaprak örnekleri buğday D-genomuna özgü tuz stresine dayanıklılığı sağlayacak yeni transkriptlerin (gen parçalarının) belirlenmesi için cDNA AFLP analizlerinde başlangıç materyali olarak kullanılmışlardır. cDNA AFLP analizleri ile elde edilen toplam 148 adet ?D? genomuna özgün transkriptin 73 tanesi Aegilops tauschii 45 ve Aegilops tauschii 95 genotiplerinde gözlenmiştir.cDNA AFLP analizleri sonucu poliakrilamid jellerden geri kazanımı yapılmış transkriptlerin (91 adet) DNA dizi analizi reaksiyonlarının ardından transkriptlerin nükleotid-protein benzerlik taramaları (Blastx analizleri) gerçekleştirilmiştir. Blastx analizi sonuçlarına göre veritabanlarında herhangi bir protein ile benzerlik göstermeyen D-genomuna özgü 3 yeni transkript (A452B2, A453C2, A9510B3) elde edilmiştir ve transkriptlerde ?DNA Walking? çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu transkriptlerden 2 tanesi (A452B2, A453C2) 8 saat boyunca 150 mM NaCl stresi uygulaması yapılan Aegilops tauschii 45 genotipinden, 1 transkript (A9510B3) ise 27 saat boyunca 150 mM NaCl stresi uygulanmış Aegilops tauschii 95 genotipinden elde edilmiştir. Ayrıca Aegilops tauschii 45 genotipinden elde edilmiş olan A452B2 transkriptinde RACE PZR analizleri yapılmıştır. Bu transkriptlerin NaCl stresi altındaki gen anlatımlarının doğrulanması GeXP Genomelab Genetik Analiz Sistemi (Beckman Coulter) kullanılarak kantitatif düzeyde gerçekleştirilmiştir. Tuz stresine dayanıklılık sağladığı belirlenen buğday ?D? genomuna özgün 3 yeni transkript (A452B2, A453C2, A9510B3) ?National Center for Biotechnology Information? (NCBI, http://www.ncbi.nlm.nih.gov) veri bankasına gönderilmiş ve NCBI tarafından sağlanan erişim numaraları (bankit 1200005-FJ853755, bankit 1200049-FJ853756, bankit 1200057-FJ853757) ile tüm bilim insanlarının hizmetine sunulmuştur.Bu tez çalışması ile elde edilen yabani buğday ?D? genomuna özgün yeni transkriptlerin (gen parçalarının), verimi yüksek ancak tuz stresine duyarlı olan kültüre alınmış buğday genotiplerinin iyileştirilmesi amacıyla bitki ıslah programlarında kullanılması hedeflenmektedir.

Abstract:
Salinity is one of the major abiotic stresses that adversely affects crop productivity and quality in the world. In this study, for the determination ofD-genome specific new gene resources which are responsible for the salt stress tolerance, morphological, physiological and molecular studies were performed by using bread wheat (AABBDD; Triticum aestivum L. cvs. Alpu, ES14, Yıldız, Dağdaş), durum wheat (AABB; Triticum durum L. cvs. Ç1252, Selçuklu, Meram) cultivars and Aegilops tauschii genotypes (DD; Aegilops tauschii 45 ve Aegilops tauschii 95). Bread wheat cultivars, durum wheat cultivars and two Aegilops tauschii genotypes (Aegilops tauschii 45 and Aegilops tauschii 95) were treated with 150 mM NaCI stress during 8 and 27 hours in hydroponic culture. Bread and durum wheat cultivars were used as reference materials to identify D-genome specific transcripts in cDNA AFLP analyses. Leaf samples belong to Aegilops tauschii genotypes which were applied NaCI stress, were used as starting material for cDNA AFLP analyses to identify D-genome specific novel transcripts for salt stress tolerance. A total of 73 out of 148 ?D? genome specific transcripts obtained by cDNA AFLP were observed in Aegilops tauschii 45 and Aegilops tauschii 95 genotypes.Following DNA sequence analysis reactions of the transcripts recovered from the polyacrylamide gels after cDNA AFLP analyses, nucleotide-protein similarity screening of transcripts (Blast x analyses) were performed. Based on the Blastx results, three D-genome specific novel transcripts (A452B2, A453C2, A9510B3) were identified which shows no similarity with any known protein in databanks and DNA walking studies were performed on these transcripts. Two of these transcripts (A452B2, A453C2) were obtained from Aegilops tauschii 45 genotype treated with 150 mM NaCI stress during 8 hours and one transcript (A9510B3) was obtained from Aegilops tauschii 95 genotype treated with 150 mM NaCI stress during 27 hours. Furthermore, RACE PCR analyses were conducted on A452B2 transcript obtained from Aegilops tauschii 45. In order to confirm the gene expressions under NaCI stress of these transcripts at quantitative level GeXP Genomelab Genetic Analysis System (Beckman Coulter) was used. Three wheat D-genome specific novel transcripts (A452B2, A453C2, A9510B3), to be proofed for providing tolerance in response to salt stress, were submitted to National Center for Biotechnology Information? (NCBI, http://www.ncbi.nlm.nih.gov) databank and they are avaliable and under service for all scientists with accession numbers (bankit 1200005-FJ853755, bankit 1200049-FJ853756, bankit 1200057-FJ853757) provided by NCBI.The wild wheat D-genome specific novel transcripts (gene regions) obtained in this thesis, are aimed to be used in the plant breeding programs for the improvement of high yielding but salt stress susceptible cultivated wheat genotypes