Antepfıstığı çiçek tomurcuklarında erkek ve dişi organlarının gelişiminde etkili olan miRNA'ların belirlenmesi ve ekspiresyonu
Determination and expression of miRNAs during development of female and male organs in the infloresecence buds of Pistachio
Yazar: HAYAT TOPÇU
Danışman: PROF. DR. SALİH KAFKAS
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Çiçek açan bitkilerin büyük çoğunluğu hermafrodit çiçeklere sahip iken çok az bir kısmı ayrı ayrı erkek ve dişi bitkilere sahip olan dioik türleri içerir. Antepfıstığı (Pistacia vera L.) dioik bir türdür ve rüzgârla tozlanır. Bu çalışmanın amacı, antepfıstığı dişi ve erkek çiçek tomurcukları içerisindeki cinsiyet organlarının büyüme ve gelişmelerini taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile izlemek ve cinsiyet organlarının gelişmesinde etkili olan miRNA'ları ve bunların hedeflediği genleri küçük RNA (sRNA) sekanslaması ile belirlemektir. SEM analizleri ve sRNA sekanslaması için ilkbaharda çiçek tomurcuklarının gelişmeye başlamasından itibaren bir sonraki yıl çiçek açıncaya kadar haftalık olarak örnekler alınmıştır. SEM analizleri sonucunda hem dişi hem de erkek çiçek tomurcuklarının gelişimlerinin ilk aşamalarında her iki cinsiyete ait organların oluştuğu ancak haziran ayı sonundan itibaren karşı cinsiyet organ gelişminin durduğu belirlenmiştir. İlkbaharda tomurcuk gelişiminin ilk aşamalarını kapsayan 10 dönemde ve çiçeklenme öncesi 3 dönemde alınan örneklerde sRNA sekanslaması yapılmıştır. Sekanslama soucunda dişi çiçek tomurcuklarından 159 ile 181 arasında bilinen ve 289 ile 360 arasında değişen sayılarda yeni mikroRNA (miRNA) belirlenmiştir. Erkek çiçek tomurcuklarında ise 134 ile 174 arası bilinen ve 224 ile 335 arasında değişen sayılarda yeni miRNA belirlenmiştir. Dişi ve erkek örnekler arasında 18 tanesi dişilerde ve 7 tanesi ise erkeklerde yüksek seviyede farklı ekspirese olan toplamda 25 adet miRNA belirlenmiş ve bunlar qRT-PCR ile valide edilmiştir. Farklı ekspirese olan miRNA'lardan 11 tanesinin Siirt çeşidi genomunda 78 adet ve Bağyolu genomunda 157 adet geni hedeflediği tespit edilmiştir. Hedeflenen genlerin bir kısmının farklı bitki türlerinde çiçek organlarının gelişmesinden sorumlu genler olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
The great majority of flowering plants are hermaphrodites, while only a few of them contain dioecious species having separate male and female plants. Pistachio (Pistacia vera L.) is a dioecious species and wind is pollinating agent. In this study, it was aimed to investigate the growth of sex organs in female and male inflorescence buds of pistachios by scanning electron microscopy (SEM) and to identify differentially expressed sex related miRNAs and their targeted genes during the bud development by small RNA (sRNA) sequencing. For SEM analyzes and sRNA sequencing, the buds were sampled weekly from the beginning of the development of flower buds in spring to until the next year before flowering. As a result of the SEM analysis, it was determined that both sexes were formed in the first stages of the development of both male and female inflorescence buds in the spring, while the opposite sex organ development was stopped after at the end of June. sRNA sequencing was performed in the samples collected in 10 periods covering the first stages of bud development in the spring and three periods before flowering. As a result of sRNA sequencing, known miRNAs changed from 159 to 181 and novel miRNAs were between 289 and 360 in female samples, while known miRNAs ranged from 134 to 174 and novel miRNAs were between 224 and 335 in male samples. A total of 25 differentially expressed miRNAs were identified between female and male samples: 18 of them were highly expressed in females while seven of them were highly expressed in males, and were validated by qRT-PCR. Eleven of differentially expressed miRNAs targeted 78 genes in female Siirt genome and 157 genes in male Bağyolu genome. It was determined that some of the targeted genes are responsible for the development of flower organs in different plant species.