miR408 ve PDH45/47 genleri ile yüksek düzeyde ifade yaklaşımının bitkilerde kuraklık direnç mekanizmasına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of miR408 and PDH45/47 overexpression on plant drought resistance mechanisms
Yazar: HANDE NUR KUMBUL
Danışman: DOÇ. DR. UFUK ÇELİKKOL AKÇAY
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Agrobacterium tumefaciens = Agrobacterium tumefaciens ; Domates = Tomato ; Genetik transformasyon = Genetic transformation ; Kuraklık = Drought ; Tuzluluk = Salinity

Özet:
Bu çalışmada, miR408 geninin domates ve kanola bitkilerine genetik transformasyonu Agrobacterium tumefaciens aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. miR408 geninin aşırı ifade edilmesiyle oluşan bitkilerde F1 domates hatları elde edilmiş, transgenik domates bitkilerinin kuraklık ve tuz stresi altındaki tepkileri biyokimyasal ve moleküler seviyede incelenmiştir. Kontrol ve transgenik bitkilerden örnek toplam işlemi; kuraklık stresinde 3.-6. günde, tuz stresinde ise 3.-10. günlerde gerçekleştirilmiştir. Bitkilerin verdiği tepkiler karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Strese duyarlı hedef genlerin ifade seviyeleri, yarı kantitatif RT-PCR kullanılarak ölçülmüştür. 
Kuraklık ve tuz stresi uygulanan kontrol ve transgenik bitkilerde, her iki stres gününde prolin miktarının arttığı, BSU içeriğinin azaldığı, MDA ve iyon sızıntısı seviyeleri stres uygulaması ve miR408 ifadesinden bağımsız değişimler gözlenmiştir. Kuraklığın 6. günü ve tuzluluğun 3.-10. gününde ise transgenik bitkilerin toplam klorofil içeriklerini artan stresle birlikte, kontrol bitkilerine kıyasla daha iyi düzeyde koruduğu tespit edilmiştir.
miR408'in aşırı ifade edilmesiyle transgenik domates bitkilerinde; kuraklık stres süresi arttıkça MAPK3, CPK2, GR1, APX1 ve FeSOD hedef gen ifadeleri artmıştır. Tuz stresinde ise stres süresi arttıkça gen ifadelerinde azalma görülmektedir. Ayrıca GR1, APX1, FeSOD, CAT2 genlerinde 10 gün boyunca tuzluluğa maruz kalan transgenik+kontrol bitkilerinde gen ifadesine rastlanmamıştır.
Bu sonuçlar, miR408'in aşırı ifade edilmesi sonucunda transgenik domates bitkisinin kuraklık stresine karşı tolerans gösterdiğini doğrular niteliktedir. Fakat tuz stresinde, uygulanan stres şiddeti ve süresi dahilinde miR408 ifade artışının bitki stres toleransına etkisi gözlenmemiştir.

Abstract:
In this study, genetic transformation of the miR408 gene was carried out on tomato and canola plants by Agrobacterium tumefaciens. F1 tomato lines were obtained in tomato plants formed by overexpression of miR408 gene were investigated at biochemical and molecular levels. Control and transgenic plant tissue extraction were carried out; on days 3–6 of drought stress and on days 3–10 of salinity stress. The responses of plants were examined comparatively. Expression levels of stress-sensitive target genes were measured using qRT–PCR.
Control and transgenic plants subjected to drought and salt treatments on both stress days, was determined that proline levels increased, RWC content decreased, MDA and ion leakage levels, changes independent of stress application and miR408 expression. On the 6th day of drought and 3–10 days of salinity, it was determined that transgenic plants total chlorophyll contents were at a better level compared to control plants with increasing stress their preserved. 
In transgenic tomato plants with overexpression of miR408; MAPK3, CPK2, GR1, APX1, and FeSOD target gene expression increased as the drought stress duration increased. However, in salinity stress, as duration of stress increases, a decrease in gene expression is observed. Additionally, gene expression was not detected in transgenic+control plants exposed to salinity for 10-day genes GR1, APX1, FeSOD, CAT2.
Our results confirm drought stress tolerance of transgenic tomatoes because of overexpression of miR408. Under salinity stress, no effect of miR408 expression increase on plant stress tolerance was observed in applied stress severity and duration.