Kahverengi alabalık (Salmo trutta)'ta Cu/Zn süperoksit dismutaz (sod1) geninin moleküler klonlanması karakterizasyonu ve mRNA ekspresyonunun akut stres faktörleri ile değişimi
Molecular cloning, characterization, and steady-state levels of superoxide dismutase1 (sod1) gene in response to acute stress in brown trout (Salmo trutta)
Yazar: ERDAL ÖZDEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHTAP BAYIR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyoinformatik = Bioinformatics ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu çalışma üç aşamada gerçekleştirilmiş olup, birinci aşamasında kahverengi alabalık (Salmo trutta) süperoksit dismutaz1 (sod1) geninin moleküler klonlaması yapılmıştır. İkinci aşamada ise sod1 geni karakterize edilmiştir. Çalışmanın üçüncü aşamasında, kahverengi alabalık düşük su seviyesi stresi ve yakalama stresi olmak üzere iki farklı akut stres faktörüne maruz bırakılmış ve stres maruziyetinin hemen ardından 0. dakikada, 60. dakikada ve 120 dakikada mRNA ekspresyon miktarları belirlenmiştir. Düşük su seviyesi stresine maruz kalan kahverengi alabalık karaciğer dokusu mRNA ekspresyonunun, 0. dakikada (26,41 ± 4,48) ve 120. dakikada (25,66 ± 4,13) başlangıç (15,09 ± 3,09) değeriyle kıyaslandığında, istatistiksel olarak önemli derecede (p < 0,05) yukarı regüle olduğu ve 60. dakika (13,02 ± 0,46) değerinden de istatistiksel olarak önemli derecede yüksek olduğu (p < 0,05) tespit edilmiştir. Düşük su seviyesi stresinin farklı zamanlarda solungaç dokusunda ölçülen gen ekspresyonları, Başlangıç (0,50 ± 0,09), 0. dakika (0,49±0,16), 60. dakika (0,52 ± 0,11), 120. dakika (0,49±0,14) olarak tespit edilmiş olup, gruplar arasında ise istatistiksel olarak bir farklılık olmadığı görülmüştür. Yakalama stresi uygulanan kahverengi alabalık karaciğer dokusu 0. dakika (19,93 ± 2,17) mRNA ekspresyon miktarının, başlangıç (15,09±3,09), 60. dakika (13,02 ± 0,46) ve 120. dakika (14,75 ± 2,28) miktarlarından önemli derecede yüksek olduğu (p<0,05) solungaç dokularının mRNA ekspresyon seviyelerinin ise, en yüksek ekspresyonun 0. dakikada (0,59±0,14) en düşük değerin ise 120. dakika (0,31 ± 0,11)'da olduğu görülmüştür. Dişi balık doku spesifik dağılımının, karaciğerde 0,61 ± 0,10; bağırsakta 0,20 ± 0,04; kasta 0,23 ± 0,04; beyinde 0,19  ± 0,06; kalpte 0,33  ± 0,03 ; gözde 0,12 ± 0,01; yüzme kesesinde 0,16 ± 0,02; solungaçta 0,12 ± 0,01 böbrekte 0,19 ± 0,04  deride 0,1543 ± 0,01; dalakta 0,11 ± 0,02;  midede 0,4274±0,03 ; ovaryumda 0,08  ± 0,007  olduğu, erkek balıklarda ise karaciğerde 0,6103 ± 0,10; bağırsakta 0,20 ± 0,04; kasta 0,23  ± 0,04; beyinde 0,19 ± 0,06; kalpte 0,33 ± 0,03 ; gözde 0,12 ± 0,01; yüzme kesesinde 0,16 ± 0,02; solungaçta 0,12 ± 0,01 böbrekte 0,1891 ± 0,04  deride 0,15 ± 0,01; dalakta 0,1061 ± 0,02;  midede 0,43 ± 0,03 ; testiste 0,08  ± 0,007 olduğu ve erkek ve dişi dokuları arasındaki transkripsiyonel farklılıkların istatistiksel olarak önemli ( p< 0,05) olduğu tespit edilmiştir. Dişi balıkta bağırsak, mide ve dalak dokularının transkripsiyon miktarları erkekten yüksek bulunurken, diğer tüm doku transkriplerinin erkek balıkta yüksek olduğu görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Kahverengi alabalık, biyoenformatik, in siliko analizler, sod1, akut stress, gen ifadesi

Abstract:
This study was carried out in three stages, and in the first stage, cDNA of superoxide dismutase1 (sod1) gene was cloned in brown trout (Salmo trutta). In the second step, brown trout sod1 gene was characterized. In the third stage of the study, brown trout were exposed to two different acute stress factors, low water level stress and catching stress, and mRNA expression amounts were determined at the 0 min, 60th min, and 120th min after stress exposure. Liver mRNA expression of brown trout exposed to low water level stress at the 0 min (26.41 ± 4.48) and at the 120th min (25.66 ± 4.13) was found to be statistically significantly (p < 0.05) up-regulated compared with the control group (15.09 ± 3.09), and statistically significantly higher than the 60th minute (13.02 ± 0.46) level (p < 0.05). Gene expressions were determined in gill at different times of low water level stress, control (0.50 ± 0.09), at the 0. min (0.49±0.16), 60th min (0.52 ± 0.11), 120th minutes (0.49 ± 0.14), and there was no statistically significant difference among the groups. The levels of mRNA expression in brown trout liver subjected to catching stress at the 0 min (19.93 ± 2.17), at the control (15.09±3.09), 60th min (13.02 ± 0.46) and 120th min. (14.75 ± 2.28) and the mRNA expression levels of the gill were significantly higher (p<0.05) than the amounts (14.75 ± 2.28), the highest expression was at the 0 minute (0.59±0.14) and the lowest was at the 120th minute (0.31 ± 0.11). The tissue- specific distribution of female fish was 0.61 ± 0.10 in liver; 0.20 ± 0.04 in intestine; 0.23 ± 0.04 in muscle; 0.19 ± 0.06 in brain; 0.33 ± 0.03 in heart; 0.12 ± 0.01 in eye; 0.16 ± 0.02 in swim bladder; 0.12 ± 0.01 in gill 0.19 ± 0.04 in kidney 0.1543 ± 0.01 in skin; 0.11 ± 0.02 in spleen; 0.4274 ± 0.03 in stomach; 0.08 ± 0.007 in ovary, 0.6103 ± 0.10 in liver in male fish; 0.20 ± 0.04 in intestine; 0.23 ± 0.04 in muscle; 0.19 ± 0.06 in brain; 0.33 ± 0.03 in heart; 0.12 ± 0.01 in eye; 0.16 ± 0.02 in swim bladder; 0.12 ± 0.01 in gill 0.1891 ± 0.04 in kidney 0.15 ± 0.01 in skin; 0.1061 ± 0.02 in spleen; 0.43 ± 0.03 in stomach, and 0.08 ± 0.007 in testis. Transcriptional differences between male and female tissues were found to be statistically significant (p < 0.05). While the level of transcription of intestine, stomach, and spleen tissues in female fish were higher than that of male, it was observed that all the other tissue transcripts were higher in male fish.

Keywords: Brown trout, bioinformatics, in silico analysis, sod1, acute stress, gene expression