Sütçüler kekiği (Origanum minutiflorum)'nde 1-deoksi-d-ksilüloz 5 fosfat redüktoizomeraz (DXR) ve terpen sentaz genlerinin izolasyonu ve karakterizasyonu
Isolation and characterization of 1-deoxy-d-xylulose 5 phosphate reductoisomerase (DXR) and terpene synthase genes in Sütçüler oregano (Origanum minutiflorum)
Yazar: CİVAN ÇELİK
Danışman: PROF. DR. YAŞAR KARAKURT
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Bitkisel Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Gen klonlama = Gene cloning ; Monoterpenler = Monoterpenes

Özet:
'Sütçüler kekiği' olarak bilinen Origanum minutiflorum, Türkiye'de Isparta ilinin Sütçüler ilçesinde yetişen endemik bir türdür. Bu çalışmada Origanum minutiflorum bitkisinden uçucu yağ sentezinde görev alan 1-deoksi-D-ksilüloz fosfat redüktoizomeraz (OmDXR) ve terpen sentaz 1 (OmTPS1) genlerinin izolasyonu ve karakterizasyonu amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda kekik yapraklarında toplam RNA izole edilmiş ve hedef genlere özgü primerler ile genlerin moleküler karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda OmDXR genine ait tam uzunluktaki cDNA nükleotid uzunluğunun 1 700 bç ve genin 1446 bç'lik kısmının açık okuma çerçeve bölgesini içerdiği tespit edilmiştir. Genin, 138 bç'lik kısmının 5'-UTR, 116 bç'lik kısımnın ise 3'-UTR bölgesini içerdiği ve genin 481 amino asit uzunluğunda bir proteini kodladığı saptanmıştır. Ayrıca çalışma kapsamında elde edilen nükleotid dizisinin önceki çalışmalardan elde edilen nükleotid dizileri ile %74.22-81.07, protein dizisinin ise %70.92-72.95 arasında benzerlik gösterdiği belirlenmiştir. OmTPS1 genine ait tam uzunluktaki cDNA nükleotid uzunluğunun         1 836 bç olduğu ve genin 1 806 bç'lik kısmının açık okuma çerçeve bölgesini içerdiği saptanmıştır. OmTPS1 genin kodladığı proteinin ise 601 amino asit uzunluğunda olduğu saptanmıştır. Ayrıca çalışma kapsamında elde edilen nükleotid dizisinin önceki çalışmalardan elde edilen nükleotid dizileri ile %75.99-89.58, protein dizisinin ise %51.66-69.88 arasında benzerlik olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca tez kapsamında OmDXR ve OmTPS1 genlerinin Origanum minutiflorum genomunda kaç kopya ile temsil edildiğini belirlemek amacıyla 'Southern Blot' analizi yürütülmüştür. Çalışmada karakterize edilen genlerin 'Southern' Blot analizleri sonucunda her iki genin de (OmDXR ve OmTPS1) üç farklı enzimle (EcoRI, BamHI ve HindIII) kesimi sonucunda tek DNA bandı ürettiği ve genomda tek kopyalarının olduğu saptanmıştır.

Abstract:
Origanum minutiflorum, also known as 'Sütçüler Kekiği', is an endemic species that grows in the Sütçüler region of Isparta province, Turkey. The aim of this study is to isolate and characterize the 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase (OmDXR) and terpene synthase 1 (OmTPS1) genes involved in the synthesis of essential oil from Origanum minutiflorum plant. In accordance with this objective, total RNA was isolated from thyme leaves, and a series of molecular procedures were carried out using specific primers targeting the target genes. As a result of the study, it was determined that the full-length cDNA nucleotide length of the OmDXR gene is      1 700 bp, and it contains the open reading frame region of the gene, which is 1 446 bp. The gene was found to contain a 5'-UTR of 138 bp and a 3'-UTR of 116 bp, with the coding region encoding a protein of 481 amino acids in length. Furthermore, the nucleotide sequence obtained in this study showed a similarity of 74.22% to 81.07% with previously obtained nucleotide sequences from other studies. Similarly, the protein sequence showed a similarity of 70.92% to 72.95% with the protein sequences from those previous studies. The full-length cDNA nucleotide sequence of the OmTPS1 gene was found to be 1 836 bp long, and 1 806 bp of the gene was identified to be the open reading frame region. The protein encoded by the OmTPS1 gene was found to be 601 amino acids long. Additionally, in the aim of this study, it was determined that the nucleotide sequence obtained showed similarity with the sequence lengths obtained from previous studies at a range of 75.99% to 89.58%, while the protein sequence showed similarity at a range of 51.66% to 69.88%. 
In addition, within the scope of the thesis, a 'Southern Blot' analysis was conducted to determine the copy number of the OmDXR and OmTPS1 genes in the Origanum minutiflorum genome. The results of the 'Southern Blot' analysis of the characterized genes revealed that both genes (OmDXR and OmTPS1), when digested with three different enzymes (EcoRI, BamHI, and HindIII), produced a single DNA band, indicating that they exist as single copies in the genome.