Cr, tuz ve kuraklık stresi altında geliştirilmiş ayçiçeği (Helianthus annuus L.) bitkisinde hücre döngüsü genlerinden Retinoblastoma (Rb), Myelocytomatosis (Myc) ve E2F genlerine ait mRNA ifade seviyelerinin belirlenmesi
Determination of mRNA expression levels of cell cycle genes Retinoblastoma (Rb), Myelocytomatosis (Myc) and E2F in sunflower (Helianthus annuus l.)  plant grown under Cr, salinity and drought stresses
Yazar: ESİN BAŞARAN
Danışman: PROF. DR. EMİNE SÜMER ARAS
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Ayçiçeği (Helianthus annuus L.)  papatyagiller (Asteraceae) familyasına ait olup çekirdekleri ve yağı için yetiştirilen önemli bir tarım bitkisidir. Bitkisel üretimde stres, bitkilerin yaşadığı ortamda bir veya birden fazla biyotik ve abiyotik etkenin, büyüme ve gelişmeyi olumsuz yönde etkileyerek, verim düşüklüğü ile sonuçlanan bir dizi gerilemeye neden olmaktadır. Bitkilerin yaşamları sürecinde karşılaştıkları abiyotik stres faktörlerinden en önemlileri tuz ve kuraklıktır. Ağır metal kirliliği de verimi sınırlayan etmenler arasında yer almaktadır Bitkilerin büyüme süresince etkisi altında kaldıkları abiyotik stres faktörleri hücre döngüsünde, hücrenin geleceğini belirleyen kontrol mekanizmalarında birçok genin ekspresyonunda değişikliğe sebep olmaktadır. 

Tuz, kuraklık ve Cr(VI) stresi altında yetiştirilmiş 4 farklı ayçiçeği çeşidinde (08-TR-003, TR-3080, SARAY ve TARSAN 1018) hücre döngüsünün temel mekanizmalarında görev alan, Retinoblastoma (Rb), Myelocytomatosis (Myc) ve E2F genlerinin mRNA ifade seviyeleri Real Time PCR ile belirlenmiştir. Ayrıca MDA analizi ve Bradford protein analizi yapılmıştır. 

Tuz ve kuraklık stresi uygulanan tüm çeşitlerde, stres uygulama sürelerinde artışla beraber genellikle total protein miktarında artış, MDA düzeyinde azalma görülmüştür. Cr(VI) stresi uygulamasında ise artan Cr konsatrasyonlarında total protein miktarında azalma, MDA düzeyinde artış gözlenmiştir.  Rb, Myc ve E2F genlerinin mRNA ifade seviyelerinde stres faktörleri ve bitki çeşitlerine göre farklılıklar gözlense de genel olarak bu stres faktörlerinden etkilendiği söylenebilir. Sonuç olarak, MDA analizi, Bradford analizi ve çalışılan genlerin ifade seviye farkları bir bütün olarak değerlendirildiğinde, çalışılan ayçiçeği çeşitlerinin tuz ve kuraklık stresine karşı toleranslı olduğu söylenebilir.  Elde edilen sonuçlar, hücre döngüsü genleri ile yapılacak ileriki çalışmalara yol gösterici olacaktır.

Abstract:
Sunflower (Helianthus annuus L.) is an important agricultural plant which belongs to Asteraceae family is being grown for the seeds and seed oil. Biotic and abiotic stress on plant growth causes a series of regression resulting yield loss in sunflower plants by affecting growth and development in a negative way.  The most important abiotic stress factors that plants encounter are salinity and drought.  Heavy metal pollution is also another yield limiting factor in sunflower plants. Abiotic stress factors may cause many changes on the cell cycle, expression of developmental control gene mechanisms of the cells during plant growth.  

mRNA expression levels of Retinoblastoma (Rb), Myelocytomatosis (Myc) and E2F genes which are responsible from basic mechanisms of cell cycle  were studied by Real Time PCR in four different sunflower plant samples (08-TR-003, TR-3080 SARAY and TARSAN 1018)  to be grown under yield limiting abiotic stress factors such as drought, salinity and Cr(VI).  In addition to that analysis MDA and Bradford protein analysis were performed. Total protein levels of the stress treated plant samples under increasing exposure time periods showed increase while MDA levels showed decrease at same conditions. Increasing  stress Cr(VI) application results showed decrease in total protein amount and increase in MDA concentrations. Although some differences were observed according to the types of plant and stress factors, mRNA expression levels of Rb, Myc ve E2F genes were affected by abiotic stress factors. 

According to the results of gene expression level differences of studied genes, MDA and Bradford analysis, it can be concluded that studied samples of sunflower species are tolerable to the salinity and drought stress conditions. The results of the current study will shed valuable insight to the future studies on cell cycle genes.