Narda (Punica granatum L.) meyve çatlama mekanizmasının moleküler yöntemlerle araştırılması
Investigation of fruit cracking mechanism by molecular methods in pomegranate (Punica granatum L.)
Yazar: EMİNE AÇAR
Danışman: PROF. DR. YILDIZ KAÇAR
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Nar (Punica granatum L.), 2n=16 kromozoma sahip, besin içeriği ve antioksidan özelliği bakımından önemli bir bitki türüdür. Sahip olduğu özellikler nedeni ile insan beslenmesinde vazgeçilmez olduğu kadar sağlık, kozmetik ve endüstriyel alanlarda da kullanımı yaygın, değerli bir meyvedir. Bu özellikler narın talebinde artışlara neden olmakta ve artan talepler üretimin arttırılmasına yönelik baskılar oluşturmaktadır fakat meyve üretiminde mevcut olan birçok problem üretim miktarında düşüşlere ve ciddi ekonomik kayıplara yol açmaktadır. Bu problemlerin en önemlisi meyve çatlamasıdır. Kültürel uygulamalar ve genetik faktörler probleme neden olan unsurlardır. Meyve çatlama probleminin genetik mekanizmasının aydınlatılması ve elde edilen bilgilerin ıslah programlarına entegre edilmesiyle, besin kompozisyonu yüksek, verimli, çevresel koşullara dayanıklı, katma değeri yüksek ticari çeşitlerin geliştirilmesi mümkündür. Günümüzde RNA Sekanslama (RNA-Seq) Teknolojisi, organizmalara ait genetik bilginin kısa zamanda etkin olarak aydınlatılmasına ve tüm moleküler regülasyonların, fizyolojik, metabolik ve biyokimyasal fonksiyonların ve bu fonksiyonlarla ilişkili yolakların belirlenmesine olanak tanımaktadır. Bu amaçla, narda meyve çatlama mekanizmasının aydınlatılması ve mekanizması ile ilişkili genlerin tespit edilmesi için Illumina HiSeqTM 2000 platformundan yararlanılmış ve İzmir-15 ile Hicaz çeşitlerine ait farklı dönemlerde alınan meyve kabuğu dokularında transkriptom analizi yapılmıştır. Dizileme sonucunda toplam 519 milyon baz okuma ve 22 000 Unigen tespit edilmiştir. Transkriptom analizi ile belirlenen transkriptlerin, hücresel organeller, hücre duvarı ve membranı, organel membranları, abiyotik stres cevapları, intra ve ekstraselüler aktivite ve katalitik aktivite ile ilişkili olduğu belirlenmiştir. Gen ontoloji analizi ile hücre duvarı, hücre ve organel membranları, nükleaz aktivitesi, sinyal iletim sistemiyle ilişkili transkriptlerin ekspresyon profillerinde farklılıklar görülmüştür.

Abstract:
Pomegranate (Punica granatum L.) is an important fruit species in terms of nutrient content and antioxidant properties. It is a common and valuable plant for use in health, cosmetic and industrial fields as well as indispensable in human nutrition. These characteristics lead to increases in pomegranate demand and increasing demands create pressures to increase production. However, many problems in fruit production cause decrease in production and serious economic losses. The most important of these problems is fruit cracking. Cultural practices and especially genetics are the factors causing the problem. By clarifying the genetic mechanism of fruit cracking problem and integrating the information obtained in breeding programs, it will make significant contributions to the development of commercial varieties with high nutritional composition, high yield, resistance to environmental factors and high added value. Nowadays, RNA Sequencing technology enables the effective elucidation of genetic information in a short time, genetic regulation, molecular elements, physiological, metabolic and biochemical functions and pathways related to functions. Illumina HiSeqTM 2000 sequencing platform was used to clarify the mechanism of fruit cracking in pomegranate and to identify the genes associated with the mechanism, transcriptome analysis was performed on fruit peel tissues of crack-sensitive İzmir-15 and crack-resistant Hicaznar cultivars. A total of 519 milion base readings and 22000 Unigen were determined as a result of sequencing. Transcriptome analysis revealed differences in expression profiles of cellular organelles, cell wall and membrane, organelle membranes, abiotic stress responses, intra and extracellular activity, cellulase catabolic process, vacuolar membrane, nuclease activity, chloroplast and plastid activity.