Aspir (Carthamus tinctorius L.) yetiştiriciliğinde çinko ve bor uygulamasının CtFAD2 geni mRNA ifade seviyeleri üzerine muhtemel etkilerinin belirlenmesi
Determination of the possible effects of zinc and boron application on CtFAD2  gene mRNA expression levels in aspir (Carthamus tinctorius L.) culture
Yazar: HATİCE KÜBRA KARAPÜR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EKREM BÖLÜKBAŞI
Amasya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Aspir = Safflower ; Bor = Boron ; Gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) = Reverse transcription polimerase chain reaction ; Çinko = Zinc

Özet:
Su ve toprağın yapısında yüksek konsantrasyon seviyelerinde birikim gösteren ağır metallerin genotoksik etkiye neden olduğu ve fonksiyonel grupta bulunan biyomoleküllerin birçoğuna zararlı etki yarattığı gözlenmektedir. Örnek olarak düşük miktar çinko konsantrasyonu tüm canlı organizmalar için gerekliyken, yüksek miktarda çinko konsantrasyonuna maruz kalan başta bitkiler, hayvanlar ve insanlar olmak üzere birçok canlıyı olumsuz yönde etkileyen elementlerdendir. Aspir bitkisi ekonomik değeri yüksek olan önemli bir tarım bitkisidir. Elde edilen yağ oleik asit ve linoleik asit içeriği açısından oldukça yüksektir. Bu çalışmada, çinko ve bor ağır metalinin farklı derişimlerde (0, 40, 80, 160, 320, 640 mg/L) stresine maruz bırakılan üç tanesi Türk ve bir tanesi Amerika menşeili dört farklı aspir çeşidinin (BALCI, LİNAS, ASOL, BDYAS-04) kök, kotiledon ve yaprak kısımlarından alınan örneklerde oleik asitin linoleik aside dönüşümünden sorumlu CtFAD2 (FAD2-2, FAD2-4, FAD2-9) genlerinin ekspresyon seviyeleri Real-Time PCR yöntemi ile belirlenmiştir. 21 gün süre ile iklimlendirme kabininde yetişmesi sağlanan aspir çeşitleri bu işlemin ardından 24 saat süreyle farklı derişimlerde çinko ve bor ağır metal stresine maruz bırakılarak bu sürenin sonunda aspir çeşitlerinin kök, yaprak ve kotiledon örnekleri alınarak RNA izolasyonu, cDNA sentezi ve Real-Time PCR analizi yapılmıştır. Artan çinko konsantrasyonlarına (80 mg/L ile 160 mg/L) maruz bırakılan aspir çeşitlerinde FAD2 genlerinin ifade seviyelerinde azalma gözlemlenirken, 160 mg/L ve 320 mg/L'den sonraki seviyelerde yeniden artışın olduğu gözlemlenmiştir. Yapılan çalışmada elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde aspir çeşitlerine farklı derişimlerde uygulanan çinko stresi FAD2 genlerinin ekspresyon seviyelerinin düşük derişimlerde artışa neden olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak artan çinko derişimlerinde FAD2 genlerinin ekspresyon seviyelerinde azalma ve kritik nokta olarak kabul edilen 160 mg/L ve 320 mg/L'den sonra yeniden artış göstermesi, maruz bırakılan strese karşı savunma mekanizmasının devreye girmesine neden olmuştur. Devreye giren savunma mekanizması FAD2 genlerinin strese karşı savunmada aktif rol aldığının göstergesi olarak kabul edilmiştir.

Abstract:
It is observed that heavy metals that accumulate at high concentration levels in the structure of water and soil cause a genotoxic effect and have a detrimental effect on most of the biomolecules contained in the functional group. As an example, a low concentration of zinc is necessary for all living organisms, while it is one of the elements that adversely affect many living things, especially plants, animals and humans, exposed to a high concentration of zinc. Safflower is an important agricultural plant with high economic value. The resulting oil is quite high in oleic acid and linoleic acid content. In this study, zinc and boron, in different concentrations of heavy metals (0, 40, 80, 160, 320, 640 mg/L) of three Turkish subjected to stress, and one of them from America, four different safflower cultivars (BALCI, LINAS, ASOL, BDYAS-04) root, cotyledon and leaf CtFAD2 responsible for the conversion of oleic acid to linoleic acid are examples of parts received from (FAD2-2, FAD2-4, FAD2-9) gene expression levels of real-time PCR method were determined. Safflower varieties that were grown in the acclimatization cabin for 21 days were subjected to zinc and boron heavy metal stress at different concentrations for 24 hours after this process, and at the end of this period, stem, leaf and cotyledon samples of safflower varieties were taken and RNA isolation, cDNA synthesis and Real-Time PCR analysis were performed. A decrease in the expression levels of FAD2 genes was observed in safflower varieties exposed to increased zinc concentrations (80 mg/L to 160 mg/L), while a re-increase was observed at levels after 160 mg/L and 320 mg/L. When the results obtained in the study were evaluated, it was determined that zinc stress applied to safflower varieties at different concentrations caused an increase in the expression levels of FAD2 genes at low concentrations. As a result, a decrease in the expression levels of FAD2 genes at increased zinc concentrations and a re-increase after 160 mg/L and 320 mg/L, which are considered critical points, led to the activation of the defense mechanism against exposed stress. The activated defense mechanism has been accepted as an indication that FAD2 genes take an active part in the defense against stress.