Asmada (Vitis vinifera L.) erkencilikten sorumlu aday genleringenom düzeyinde belirlenmesi
Identification of candidate genes responsible for earlyripening in grape (Vitis vinifera L.) at genome level
Yazar: ONUR ERGÖNÜL
Danışman: PROF. DR. İLKNUR KORKUTAL ; PROF. DR. ALİ ERGÜL
Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Islah = Improvement ; Olgunlaşma = Maturation ; RNA dizileme = RNA sequencing ; Transkriptomlar = Transcriptomics ; Vitis vinifera = Vitis vinifera ; mRNA = mRNA

Özet:
Bu çalışmada, üzümde erkencilikten sorumlu aday genlerin genom düzeyinde belirlenmesi
amacıyla transkripsiyonel çalışmalar yürütülmüştür. 3'ü erken 2'si geç olgunlaşan toplamda 5
çeşitte, 3 biyolojik tekrarlı olacak şekilde (toplamda 15 adet) RNA dizileme tekniği
kullanılmıştır. Dizileme sonucunda, örneklerden düşük hata oranları ve yüksek kalite skorlarına
sahip 27 milyon ile 34 milyon arasında temiz okumalar elde edilmiştir. Gen ifade analizlerinin
erkenci-geççi karşılaştırma gruplarında toplamda 25.736 gen tespit edilmiş, bunların 8271
tanesi farklı ifade edilen genler olarak tespit edilmiştir. Farklı ifade edilen genler arasında ise
4474'ü ifadesi artan, 3797'si ifadesi azalan olarak belirlenmiştir. VIT_05s0029g01480 ve
VIT_12s0034g00380 genleri erkenci-geççi karşılaştırma gruplarının tamamında ifadesi artan
genler arasında yer almışlardır. VIT_12s0034g00380 ve VIT_05s0029g01480 genlerinin,
sırasıyla patojenlere dayanımla ilgili proteinler (TMV resistance protein N-like) ile protein
kinaz bölgesi içeren proteinlerin (Protein kinase domain-containing protein) aktivasyonlarından
sorumlu oldukları belirlenmiştir. Çalışılan 15 örnek ile üzümün referans genomu arasında
toplamda 2.466.585 adet SNP tespit edilmiş, bunlardan erkencilikle ilişkili olduğu düşünülen 2
adet SNP 12. kromozomda belirlenmiştir. VIT_12s0034g00380 genindeki SNP'lerden C/T
nükleotid değişimi tüm erkenci çeşitlerde referans genoma göre değişim gösterirken, geççi
çeşitlerde referans genomla aynı kalmıştır. Dolayısıyla bu noktadaki genetik varyasyonun
üzümde erkenciliği tetiklediği düşünülmektedir. Son olarak, RNA dizileme verileri, rastgele
seçilen dört gende yürütülen gerçek zamanlı PCR çalışmaları ile doğrulanmıştır. Bu çalışmadan
elde edilen bulguların, erken olgunlaşma karakterini moleküler düzeyde tespitinde kullanılacak
markır geliştirilmesi çalışmalarına hizmet edeceği düşünülmektedir.

Abstract:
In this study, transcriptional studies were carried out to determine the candidate genes
responsible for earliness in grapes at the genome level. RNA sequencing technique was used in
5 cultivars, 3 of which were early ripening and 2 of which were late ripening, with 3 biological
repetitions. As a result of sequencing, between 27 million and 34 million clean reads were
obtained from the samples with low error rates and high quality scores. A total of 25,736 genes
were detected in the early-late comparison groups of gene expression analyzes, of which 8,271
were identified as differentially expressed genes. Among the differentially expressed genes,
4474 were found to have increased expression and 3797 to decreased expression. The genes
VIT_05s0029g01480 and VIT_12s0034g00380 were among the genes whose expression
increased in all early-late comparison groups. It has been determined that VIT_12s0034g00380
and VIT_05s0029g01480 genes are responsible for the activation of pathogen resistance
proteins (TMV resistance protein N-like) and protein kinase domain-containing protein,
respectively. A total of 2,466,585 SNPs were detected between the 15 samples studied and the
grape reference genome, and 2 SNPs thought to be associated with earliness were determined
on the chromosome 12. Among the SNPs in the VIT_12s0034g00380 gene, C/T nucleotide
change was observed in all early cultivars relative to the grape reference genome, while it
remained the same in late cultivars with the reference genome. Therefore, genetic variation at
this point is thought to trigger earliness in grapes. Finally, RNA sequencing data was validated
by real-time PCR studies conducted on four randomly selected genes. It is thought that the
findings obtained from this study, will serve for the development of markers to be used to
determine the early ripening character at the molecular level.