Kabarla çilek çeşidinden glutatyon s-transferaz ve glutatyon reduktaz genlerinin izole edilmesi ve karakterizasyonu
Isolation and characterization of glutathione s-transferase and glutathione reductase in cabarla strawberry variety
Yazar: GÜLSÜM NUR ÇELİK
Danışman: PROF. DR. YAŞAR KARAKURT
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Abiyotik ve biyotik stresler sonucu bitkilerde reaktif oksijen türleri (ROS) artmaktadır. ROS'lar hücre içi maddeler ve hücre zarı ile etkileşime girerek bitkilere zarar vermektedir. ROS'lar ile mücadele etmek için bitkilerde enzimatik ve enzimatik olmayan antioksidan sistemleri vardır. Glutatyon reduktaz (GR) ve glutatyon s-transferaz (GST) antioksidan enzimlerindendir. Glutatyon reduktaz oksitlenmiş glutatyon (GSSG)'u indirgenmiş glutatyon (GSH)'a dönüştürür ve hücre içi GSH/GSSG dengesini sağlar. Glutatyon s-taransferaz ise hücre içi toksik maddelerin detoksifikasyonunu sağlamaktadır. Bitkilerde GR, GR1 ve GR2 olarak iki sınıf bulunurken GST'de tau, phi, lambda, teta, zeta, beta ve delta sınıfları bulunmaktadır. 

Streslerle başa çıkmak için son derece önemli olan bu enzimlerin sekans bilgileri çilek dahil omak üzere birçok bitkide araştırılmamıştır. Bu çalışmada Kabarla çilek çeşidinden GR ve GST antioksidan enzim genleri izole edilerek sekans bilgileri elde edilmiş ve karakterizasyonları yapılmıştır. Bunun için dejenere primerler dizayn edilerek PCR ile kısmi cDNA'lar çoğaltılmış ve tam uzunlukta nükleotidler elde edebilmek içinde 3' ve 5' RACE analizi yapılmıştır.

Sekans sonuçlarına göre GR ve GST genleri sırası ile 2091 ve 1007 nükleotidden meydana geldiği, 557 ve 287 amino asitten oluşan açık okuma çerçevesine sahip oldukları saptanmıştır. Ayrıca izole edilen GR geni Pisum sativum, Medicago truncatula, Cicer arietinum ile GST geni Arabidopsis thaliana, Zea mays, Prosopis juliflora genleri ile yüksek oranda benzerlik göstermiştir. Moleküler düzeyde karakterize edilen bu genler gerek diğer türlerde benzer genlerin karakterizasyonu için gerekse de stres koşullarına karşı dayanıklı çilek çeşitlerinin geliştirilmesi için kullanılabilir.

Abstract:
Reactive oxygen species (ROS) increase in plants due to abiotic and biotic stresses. ROS interfere with intracellular substances and cell membrane to damaged plants. Plants have enzymatic and non-enzymatic antioxidant system from protect themselves against ROS. Glutathione reductase and glutathione s-transferase are two of the antioxidant enzymes. Glutathione reductase converts oxidized glutathione (GSSG) into reduced glutathione (GSH) and it provides intracellular GSH / GSSG balance. Whereas Glutathione s-transferase detoxifies intracellular toxic substances. GR contains GR1 and GR2  two classes and GST contains tau, phi, lambda, theta, zeta, beta and delta classes in plants.

The sequence information of these enzymes, which are extremely important for coping with stress, has not been investigated in many plants including strawberries. In this study, GR and GST antioxidant enzyme genes were isolated and characterized from Karbala strawberry variety. For this purpose, degenerated primers were designed and  partial cDNAs were amplified by PCR, 3' and 5' RACE analysis were performed to obtain full length nucleotides.

According to the sequence results, the GR and GST genes were composed of 2091 and 1007 nucleotides, respectively, and were found to have an open reading frame of 557 and 287 amino acids. In addition, the isolated GR gene Pisum sativum, Medicago truncatula, Cicer arietinum and GST gene Arabidopsis thaliana, Zea mays, Prosopis juliflora genes have shown a high degree of similarity. These genes, which are characterized at molecular level, can be used for the characterization of similar genes in other species as well as for the development of strawberry varieties resistant to stress conditions.