Fasulye bitkisinde kuraklığa duyarlı hsp70 genlerinin tüm genomda tanımlanması
Genome-wide identification of drought responsive hsp70  in common bean
Yazar: MEHMET TANRISEVEN
Danışman: PROF. DR. EMİNE SÜMER ARAS
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Fasulye Dünya'da ve Türkiye'de en fazla yetiştirilen baklagil türlerinden bir tanesidir. Abiyotik stresler birçok bitkide olduğu gibi fasulyede de üretimi etkilemektedir. Bitkiler abiyotik streslere karşı çeşitli savunma mekanizmaları geliştirmiştir. Bu bağlamda son yıllarda in-siliko araçlar kullanılarak bitkilerin çevresel faktörlere karşı oluşturduğu savunma mekanizmaların aydınlatılması oldukça önem kazanmaktadır. 
Bu kapsamda gerçekleştirilmiş olan tez çalışmasında çeşitli in-siliko metodlar kullanılarak fasulye bitkisine ait kuraklık stresine duyarlı HSP70 genlerinin tanımlanması amaçlanmıştır. 24 adet PvHSP70 geni in-siliko araçlar ile tanımlanıp, genom üzerindeki lokalizasyonları, ekzon-intron bölgeleri üç boyutlu protein yapıları belirlenmiştir. Kuraklık stresinde rol oynayabileceği belirlenen PvHSP70 genlerinden 9 tanesi RNA-Seq analizi verilerine göre seçilmiştir. Kuraklık stresine karşı dirençli (Yakutiye) ve hassas (Zülbiye) olduğu bilinen iki farklı fasulye çeşidi 24 saat süresince 100 mM kuraklık stresine (PEG) maruz bırakılmıştır. Her iki çeşidin kök ve yaprak dokusundan örnekler alınarak, RNA izolasyonu, cDNA sentezi ve Light Cycler Nano aracılığıyla Real-Time PCR analizi gerçekleştirilmiştir. PvHSP70-1, -20 ve -24 genlerinin Zülbiye çeşidinin yaprak dokularındaki azalışının Yakutiye çeşidine göre daha fazla olduğu belirlenmiştir. Yakutiye çeşidinde PvHSP70-12 genin mRNA seviyesindeki düşüşün Zulbiye çeşidine göre daha fazla olduğu belirlenmiştir. Zülbiye çeşidinin kök dokularında PvHSP70-20 geni dışında seçilen tüm genlerin mRNA seviyelerinde anlamlı bir düşüş olduğu görülmüştür. Yakutiye çeşidinin ise PvHSP70-1, -4, -6 ve -20 genlerindeki azalışlar anlamlı bulunmuştur. HSP70 genlerinin kuraklık stresi altındaki mRNA kat değişimlerinin, biyoteknoloji alanında yapılacak olan çeşitli ıslah çalışmalarında kullanılması ve moleküler marker çalışmalarına ışık tutması düşünülmektedir.

Abstract:
Beans are one of the most cultivated legume species in the world and Turkey. Abiotic stresses, affect production in beans like many plants. Plants have developed various defense mechanisms against abiotic stresses. In recent years, the use of in-silico tools to clarify the defense mechanisms of plants against environmental factors has gained importance.
In this thesis, it was aimed to identify HSP70 genes susceptible to drought stress in common bean by using various in-silico methods. 24 PvHSP70 genes were identified and their localization on the genome, three-dimensional protein structures of exon-intron regions were also determined. Nine of the PvHSP70 genes which play roles in drought stress were selected based on RNA-Seq data. Two different common bean varieties known to be drought stress resistant (Yakutiye) and susceptible (Zülbiye) were exposed to 100 mM drought stress (PEG) for 24 hours. Samples were taken from the root and leaf tissues of both varieties and RNA isolation, cDNA synthesis and Real-Time PCR analysis via Light Cycler Nano instrument were performed. PvHSP70-1, -20 and -24 genes were found to be higher in the leaf tissues of Zülbiye than Yakutiye. The decrease in the mRNA level of PvHSP70-12 gene in Yakutiye variety was found to be higher than Zulbiye. There was a significant decrease in the mRNA level of the selected genes except for PvHSP70-20 gene in the root tissues of the Zülbiye. Additionaly,  the decreases in PvHSP70-1, -4, -6 and -20 genes of Yakutiye were found to be statistically significant. It is thought that mRNA fold changes of HSP70 genes under drought stress may be used in various breeding studies in biotechnology field and will shed light on molecular marker studies.