Buğdayda (Triticum aestivum L.) somatik embriyogenesise epigenetik inhibitörlerin etkisi
Effects of epigenetic inhibitors on somatic embryogenesis in wheat (Triticum aestivum L.)
Yazar: SÜMEYRA UÇAR
Danışman: DOÇ. DR. MURAT AYDIN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Amaç: Somatik embriyogenesis (SE), bitkilerin genetik iyileştirilmesinde güçlü bir araçtır. Epigenetik mekanizmalar, farklı genler tarafından kontrol edilen somatik embriyogenesis sırasındaki kritik faktörlerdir. Bu çalışmanın amacı epigenetik inhibitör olan TSA ve 5-Azac kimyasallarının ekmeklik buğdayda olgun embriyo kaynaklı SE üzerine ve SE'de rol alan bazı genlerin (WOX4, LEC1, BBM1 ve TaSERK) ifadesine etkilerini belirlemektir.
Yöntem: Kırik ekmeklik buğday çeşidinin olgun embriyoları TSA (0,1, 0,5, 1 ve 2 µM)  ve 5-Azac (5, 10, 20 ve 30 µM) kimyasallarının farklı dozlarını içeren kallus oluşum ortamında (kontrol) (MS temel besi ortamı + 12 mg/l dikamba +  0,5 mg/l IAA) kültüre alınmış ve kallus ağırlığı (mg), kallus oluşum oranı (%), embriyogenik kallus oluşum oranı (%), cevap veren embriyogenik kallus oranı (%) ve eksplant başına rejenere bitki sayısı (adet) ile 14, 28 ve 42 günlük kalluslarda WOX4, LEC1, BBM1 ve TaSERK genlerinin mRNA ifade seviyeleri tespit edilmiştir. 
Bulgular: Araştırmada biri kontrol olmak üzere TSA ve 5-Azac kimyasallarının farklı dozlarından oluşan uygulamaların in vitro parametrelere etkisinin çok önemli olduğu belirlenmiştir. İncelenen genlerin mRNA ifade seviyelerinin kallus yaşına ve uygulamalara göre değiştiği tespit edilmiştir. Yine, araştırmada, LEC1 geninin mRNA ifade seviyesinin en fazla 42 günlük kalluslarda; WOX4 ve BBM1 genlerinin ise mRNA ifade seviyelerinin 14 günlük kalluslarda tüm uygulamalarda arttığı tespit edilmiştir.  TaSERK geninin ise 14 ve 28 günlük kalluslarda ifade seviyesinin uygulamalara göre değişiklik göstermiş ve 42 günlük kalluslarda azaldığı belirlenmiştir. 
Sonuç: Araştırmada en yüksek bitki rejenerasyonu 0,5 μM TSA ve 5 μM 5-Azac uygulamalarından elde edilmiştir. Yine çalışmada TSA ve 5-Azac kimyasallarının somatik embriyogenesiste görev aldığı bilinen WOX4, LEC1, BBM1 ve TaSERK genlerinin mRNA ifade seviyelerine etkilerinin olduğu ortaya konulmuştur.

Abstract:
Purpose: Somatic embryogenesis (SE) is a powerful tool in the genetic improvement of plants. Epigenetic mechanisms are critical factors during somatic embryogenesis controlled by different genes. This study aims to determine the effects of TSA and 5-Azac chemicals, which are involved in epigenetic regulation, on mature embryo-derived SE in bread wheat as well as on the expression of some genes (WOX4, LEC1, BBM1, TaSERK) related to SE. 
Method: The mature embryos of Kırik bread wheat cultivar were cultured in the callus formation medium (control) (MS basal medium supplemented with 12 mg/l dicamba and 0,5 mg/l IAA) containing different doses of TSA (0,1, 0,5, 1 and 2 µM) and 5-Azac (5, 10, 20 and 30 µM) chemicals. It was investigated the data related to callus weight (mg), callus formation rate (%), embryogenic callus formation rate (%), responded embryogenic callus rate (%), and the number of regenerated plants per explant. Also, the mRNA expression levels of WOX4, LEC1, BBM1, TaSERK genes in 14, 28 and 42-day-old calli were determined.
Findings: It was determined that the effect of treatments that were occurring from control and different doses of TSA and 5-Azac on in vitro parameters is very significant and the mRNA expression levels of examined genes change depending on treatments and age of callus compared. It was determined the highest mRNA expression level of the LEC1 gene was in the 42- day-old calli, while mRNA expression levels of the WOX4 and BBM1 genes increased in the 14-day-old calli in all treatments. On the other hand, the expression level of the TaSERK gene varied according to treatments in the 14 and 28-day-old calli and was decreased in the 42-day-old calli.
Result: It was determined that the effects of treatments consisting of different concentrations TSA and 5-Azac chemicals on in vitro parameters were very significant and the highest plant regeneration was obtained from 0.5 μM TSA and 5 μM 5-Azac treatments. Moreover, in this study, it was revealed that TSA and 5-Azac chemicals have effects on mRNA expression levels of WOX4, LEC1, BBM1, and TaSERK genes, which are known to be involved in somatic embryogenesis.