Türkiye endemiği çok karpelli Thermopsis turcica'dan APETALA3 ve PISTILLATA gen homologlarının klonlanması ve karakterizasyonu
Cloning and characterization of APETALA3 and PISTILLATA gene homolog in multi-carpellated Thermopsis turcica 
a turkish endemic
Yazar: ALİ KIYAK
Danışman: DOÇ. DR. SÜLEYMAN CENKCİ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Maden İşletme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Moleküler genetik = Molecular genetic ; Rekombinasyon-genetik = Recombination-genetic

Özet:
Arabidopsis APETALA3 (AP3) ve PISTALATA (PI) genleri B sınıfı MADS kutulu genlerdir ve bitki çiçeklenmesinde petallerin ve stamenlerin gelişiminden sorumludur. Bu çalışmada, çok-karpelli meyve üreten sıra dışı legüm türü endemik Thermopsis turcica Tan, Vural and Küçüködük'den AP3 ve PI gen homologlarının izole edilmesi ve karakterizasyonu hedeflenmiştir. Rutin PCR, RACE analizleri, sekanslama ve biyoinformatik gibi moleküler araçlar kullanılarak hedef genlerin izolasyonları genç çiçek tomurcuklarından gerçekleştirilmiştir. T. turcica genç çiçek tomurcuğu ve yarı açılmış çiçek dokularında (sepal, petal, stamen ve karpel) TtAP3 ve TtPI genlerinin transcript seviyeleri gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyon PCR (RT-qPCR) analizi ile belirlenmiştir. TtAP3 ve TtPI genleri tam uzunluk cDNA'larının sırasıyla 681 (226 aa kodlayan) ve 546 nt (181 aa kodlayan) açık okuma çerçevesine sahip olduğu belirlenmiştir. Her iki gen MIKC-tipi MADS domainli protein kodlamaktadır. Arabidopsis gibi diğer bitkiler için belirlenmiş protein homologları ile karşılaştırıldığında, tahmin edilmiş TtAP3 protein PI motifi ve euAP3 motifi içerirken, tahmin edilmiş TtPI proteini PI motifine sahip değildir. RT-qPCR tekniği ile TtPI transkript seviyesi en çok yarı açılmış çiçeğin petal ve stamen dokularda tespit edilmiştir. Ancak, TtAP3 transkript seviyesi literatüre göre yüksek çıkması beklenen petal ve stamene göre çiçek tomurcuğu, sepal ve karpelde daha fazla olduğu belirlenmiştir.
ii
Yapısal ve fonksiyonel analizler T. turcica TtAP3 ve TtPI genlerinin sırasıyla Arabidopsis AP3 ve PI genlerinin homologu olduğunu göstermiştir. Differenasiyal display veya in situ hibridizasyonu analizleri aracılığı ile TtAP3 geni ifade profilinin detaylandırılması bir sonraki çalışma konusu olabilir.

Abstract:
Arabidopsis APETALA3 (AP3) and PISTILATA (PI) genes are B-class MADS-box genes and responsible for the development of petals and stamens during plant flowering. In present study, isolation and characterization of AP3 and PI gene homolog were aimed from the endemic Thermopsis turcica Tan, Vural and Küçüködük, an unusual legume species with multi-carpellated pod production. The isolation of these target genes were achieved from young floral buds by using molecular tools including routine PCR, RACE analysis, sequencing and bioinformatics tools. Transcript levels of TtAP3 and TtPI genes in the young floral buds and semi-opened floral tissues (sepals, petals, stamens and carpels) of T turcica have been analyzed by the technique of real time semi-quantitative polymerase chance reaction (RT-qPCR). It was determined that the full-length cDNAs of TtAP3 and TtPI genes have the open reading frames with 681 (codes for 226 aa) and 546 nt (codes for 181 aa), respectively. Both genes encodes for a MIKC-type MADS domain protein. In comparison to the protein homolog determined for other plants such as Arabidopsis, the deduced TtAP3 protein has the conserved PI and euAP3 motifs at its C terminal, but the deduced TtPI has not got the conserved PI motif at its C-terminal. The highest TtPI transcript level was determined in the petal and stamen tissues of semi-opened flower by using RT-qPCR technique. However, the level of TtAP3 transcripts was higher in the floral buds, sepals and carpels than that of petals and stamens, where literately expected to be higher.
iv
The structural and functional analyses indicated that the isolated T. turcica TtAP3 and TtPI genes are the homolog genes of Arabidopsis AP3 and PI genes, respectively. The detailed expression profile of TtAP3 gene via differential display or in situ-hybridization analysis could be a further research topic.