AHP genlerinin CRISPR-CAS9 sistemi kullanılarak domates bitkisinde susturulması
Silencing AHP genes in tomato (Solanum lycopersicum) using CRISPR-CAS9
Yazar: ABDULLAH AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. MUSA KAVAS
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: AHP =   ; Abiyotik stres = Abiotic stress ; CRISPR = CRISPR ; Domates = Tomato ; Genom = Genome ; Kuraklık = Drought

Özet:
Domates (Solanum lycopersicum) insan sağlığı için önemli bir besleyicidir. 
Dünya genelinde yaygın olarak üretimi olan Domates için önemli biyotik ve abiyotik 
stres faktörleri bulunmaktadır. Bu stres faktörleri verimi etkilemekte, hatta bazı 
durumlarda bitkinin ölümüne yol açmaktadır. Artan küresel ısınma ve iklim 
değişikliğiyle beraber, bu stres faktörlerinden biri olan kuraklık şartları da tarımsal 
üretim açısından önemli bir sorun oluşturmaktadır. Bu çalışmada, iklim değişikliği 
sonucu artması beklenen kuraklık koşullarına dayanıklı domates bitkisi geliştirilmesi 
amaçlanmıştır. Abiyotik stres koşullarına karşı yanıt mekanizmasının önemli bir 
düzenleyici olan ABA, bitkilerin bu koşullara adaptasyonunda pozitif düzenleyicidir. 
Bu amaçla, daha önce Arabidopsis thaliana'da susturulması sonucu kuraklığa tolerans 
sağladığı bilinen AHP genlerinin domatesteki homoloğu olan Solc01g080540 (AHP1)
ve Solyc06g084410 (AHP2) genleri seçilmiş olup, bu genler domates bitkisinde, 
CRISPR/Cas9 genom düzenleme tekniği kullanılarak susturulmuştur. AHP genleri 
sitokinin sinyalizasyonunun pozitif düzenleyicileri olarak rol almaktadır. Bu genlerin 
susturulması, stres koşullarına yanıtta önemli rol alan ABA ile sitokinin arasındaki ters 
ilişki sonucu ABA sinyalizasyonunu artıracağından kuraklığa direnç beklenmektedir.
Genom düzenleme işleminin ardından elde edilen tohumlar kullanılarak, kuraklık ve 
çimlendirme uygulaması yapılmış ve sonuçlar genom düzenlenmemiş bitkiler ile 
kıyaslanmıştır. Bunun sonucunda ise, ahp bitkilerin genom düzenlenmemiş bitkilere 
kıyasla kuraklık koşullarında gelişimini daha iyi sürdürebildiği, hatta genomu 
düzenlenmemiş bitkileri yaşamını devam ettiremediği koşullarda yaşadığı 
görülmüştür. Ancak, kuraklık bulunmayan koşullarda ise genomu düzenlenmemiş 
bitkilere kıyasla gelişimsel olarak geride kalmışlardır. Kuraklık oluşturulmamış 
koşullar altında genomu düzenlenmemiş tohumlardan geç çimlenen ahp tohumları, 
kuraklık koşullarında, genomu düzenlenmemiş tohumlar çimlenemezken, ahp 
tohumları çimlenebilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma ile AHP genlerinin domates 
bitkisindeki fonksiyonları görülmüş olup, kuraklığa dirençli çeşit ortaya çıkarılmıştır.

Abstract:
Tomato is an important nutrient for human health. There are many abiotic and 
biotic stress factors for tomato which has massive production all over the world. These 
stress factros effect yield, even in some cases cause death of plant. Drought stress 
which is one of these stress factors is becoming more important problem for 
agricultural production with rising global warming and climate change. The aim of 
this study to develop tolerant tomato against climate change which end up with drought 
conditions. The ABA which is an important member of abiotic stress response 
mechanisms, is an positive regulator for plant to adaptation these conditions. With this 
purpose, the genes, Solcy01g080540 (AHP1) and Solyc06g084410 (AHP2), are chosen 
whichs positive effects of repression of homologs are already proven in Arabidopsis 
thaliana. These genes knocked-out by using CRISPR/Cas9 genome editing technology 
in tomato. AHP genes act as positive regulator of sitokinin signaling. Because of the 
antagonistic relationship between cytokinin and ABA which is the important member 
of response to stress conditions, silencing these genes end up with increased ABA 
signaling and drought tolerance. Germination and drought stress assays have done after 
seed harvesting from genome edited plants. The results are compared with Crocker 
variety. The results demonstrated that ahp plants showed enhanced drought tolerance 
compared to Crocker. Moreover, it has seen that while Crocker plants are dying, ahp 
plants kept living. However, development of ahp plants decreased under no stress 
conditions. The ahp seeds which showed late germinatioon under normal conditions, 
are germinated under stress conditions while Crocker seeds could not germinated. As 
a result, the funtions of AHP genes in tomato have described, and drought tolerant 
variety is developed.