Ksilan polisakkaritinin bitki hücre çeperindeki lokalizasyonunun mikroskop teknikleri kullanılarak incelenmesi
Investigation of localization of xylan polysaccharide in plant cell walls using microscopy techniques
Yazar: ZEYNEP TUNA
Danışman: DOÇ. DR. UTKU AVCI
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Enzim ve Mikrobiyal Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Lignoselülozik biyokütle, dünya üzerinde en bol miktarda bulunan yenilenebilir organik maddeyi oluşturmaktadır. Bitkilerin hücre duvarlarını oluşturan lignoselüloz, temel olarak üç bileşikten oluşmaktadır. Bunlar; selüloz, hemiselüloz ve lignindir. Ksilozun polimeri olan ksilan, odunsu bitkilerde hemiselülozu oluşturan başlıca bileşenidir.  Hemiselüloz; selüloz ve lignin ile bağ yaparak hücre duvarının yapısını oluştururlar. Sert odun bitkilerinde hemiselülozun içeriğinde daha çok ksilan olduğu bilinmektedir. Ksilan, çoğunlukla ikincil hücre duvarının yapısına katılmaktadır. İkinci en bol biyokütle kaynağı olan ksilanın yapısı ve lokalizasyonu üzerine çalışmalar önem taşımaktadır.
Bu çalışmada ksilan polisakkaritinin bitki hücre çeperindeki lokalizasyonunu incelemek için model bitki Arabidopsis thaliana kullanılmıştır.  Besiyerine ekilip büyütülen 3 ve 6 haftalık A. thaliana bitkilerinin gövdelerinden alınan örneklere doku takibi işlemleri uygulanıp örneklerden ultramikrotom ile kesitler alınmıştır. Sonrasında, immünohistokimya yöntemiyle hücre duvarına özgün monoklonal antikorlar kullanılarak etiketleme yapılmıştır. LM10, LM11, CCRC-M144, CCRC-M148, CCRC-M150 ve CCRC-M154 monoklonal antikorları ksilan polisakkariti üzerinde farklı yapılar tanıdığı için tercih edilmiştir.  Son olarak antikorların floresan mikroskobuyla lokalizasyon görüntüleri belirlenmiştir.
Kullanılan antikorların lokalizasyonu ksilem ve interfasiküler hücre çeperlerinde incelendiğinde farklı bağlanma motifleri görülmüştür. Yine, bazı antikorların lokalizasyonu bitki gelişimine bağlı olarak 3 ve 6 haftalık bitki örneklerinde farklılık göstermiştir. Böylelikle ksilan polisakkaritinin Arabidopsis thaliana bitki hücre çeperindeki yapısal farklılıkları ortaya konulmuştur.

Abstract:
Lignocellulosic biomass is the most abundant renewable organic material on earth. Lignocellulose, which forms the cell walls of plants, basically consists of three compounds. These are cellulose, hemicellulose and lignin. Xylan, the polymer of xylose, is the main component that forms hemicellulose in woody plants. Hemicellulose joins the structure of the cell wall by bonding with cellulose and lignin. It is known that there is more xylan in the content of hemicellulose in hardwood plants. Xylan is mostly involved in the structure of the secondary cell wall. Studies on the structure and localization of xylan, which is the second most abundant biomass, are important.
In this study, the model plant Arabidopsis thaliana was used to examine the localization of xylan polysaccharide in the plant cell wall. Tissue tracking procedures were applied to the samples taken from the stems of 3 and 6 week old Arabidopsis thaliana plants planted and grown in the medium, and sections were taken from the samples with an ultramicrotome. Afterwards, labeling was performed using cell wall-specific monoclonal antibodies by immunohistochemistry method. Monoclonal antibodies LM10, LM11, CCRC-M144, CCRC-M148, CCRC-M150 and CCRC-M154 were preferred because they recognized different structures on xylan polysaccharide. Finally, localization images of the antibodies were determined by fluorescence microscopy.
When the localization of the antibodies was examined in the xylem and interfascicular cell walls, different binding motifs were observed. Additionally, the localization of some antibodies differed in plant samples at 3 and 6 weeks of age, depending on plant growth. Thus, the structural differences of xylan polysaccharide in the plant cell wall of Arabidopsis thaliana were revealed.