Arabidopsis thaliana türünde çeltik OSG1 geni benzerlerinin araştırılması
Investigation of rice OSG1 orthologs in Arabidopsis thaliana
Yazar: DİDEM TÜRE
Danışman: DOÇ. DR. KEMAL MELİK TAŞKIN
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Erkek kısırlık, hibrit bitki üretimininde kullanılan bir yöntemdir. Erkek kısır bitkilerin eldesinde uyuşmazlık ve kimyasal maddelerle emaskülasyon, genetik ve sitoplazmik kısırlık gibi yöntemler tercih edilmektedir. Genetik kısırlık, uygulanmasının kolay olması ve diğer yöntemlere göre daha kesin sonuçlar vermesi, klasik yöntemlere göre daha ekonomik olması sebebiyle daha avantajlıdır. Çeltik bitkisinde OSG1 geninin anterlerde kalloz degredasyonundan sorumlu kallaz olarak rol aldığı ve mutasyona uğradığında erkek kısır bitki oluşuma yol açtığı belirlenmiştir. Kalloz, mayoz öncesinde ve devam ederken geçici olarak mikrosprositlerin etrafında biriken polimer yapıda bir moleküldür. Bu tezde kalloz birikimi ve mayoz sonrasında kallozun yıkımını etkileyen mutasyonların erkek kısır bitki üretiminde kullanılabileceği düşünülmüştür. Çalışmada, model organizma olan Arabidopsis thaliana bitkisinde muhtemel OSG1 geni ortologlarının varlığı ve erkek kısırlığı oluşturma potansiyeli araştırılmıştır. Bu amaçla öncelikle biyoinformatik çalışmalarla OSG1 ile yüksek benzerlik gösteren A. thaliana genleri belirlenmiş, gen yapısı ve ifade profilleri incelenmiştir. Bu çalışmalar sonrasında OSG1 ile protein dizisi değerlendirilmiş, en çok benzerlik gösteren genin At4g16260 olduğu belirlenmiştir. Daha sonra, At4g16260 genine ait T-DNA mutantları seçilmiş ve sipariş edilmiştir. Bu mutant hatlar laboratuvar ortamında bitki yetiştirme kabininde yetiştirilmiştir. Homozigot mutant bireyler uygun primerler kullanılarak PCR yöntemi ile belirlenmiştir. Homozigot bitkiler 4-6 hafta arasında çiçeklenmiş ve gelişim aşamaları fenotipik olarak değerlendirilmiştir. Çalışmada ayrıca At4g14080 ve At3g23770 mutant hatları ile ikili mutant (At4g14080 x At3g23770) bireylerdeki bitki başına düşen bakla ve bakladaki tohum sayısı ve çiçeklenme zamanı incelenmiştir. Fenotipik incelemeler sonucunda bakla ve bakladaki tohum sayısı açısından farklılıklar belirlenmiştir. Tohum ağırlıkları açısından da farklı sonuçlar bulunmuştur. Bakla ve tohum oluşumu yabani tip bitkilerde daha erken meydana gelmiştir.

Abstract:
Male sterility is a technique used for the production of hybrid plants.  Methods like self-incompatibility, emasculation, genetic and cytoplasmic infertility are preferred to obtain male sterile plants. Genetic infertility is advantageous because of easier of application, more precise results and more economic compared to classical methods. OSG1 of rice is the callase responsible for callose degradation in anther tissues and mutations on this gene leads to formation of male sterile plants. Callose is a polimer temporarily accumulated around microsporocytes during meiosis and premeiosis. This thesis considered that the mutations effect callose accumulation and degradation could be used to obtain male sterile plants. Existence of potential of OSG1 orthologs and their potential to cause male sterility in model species Arabidopsis thaliana is investigated. In thid study therefore, the most similar genes were determined via bioinformatic studies and gene structure and expression profiles were evaluated. The results revealed, that At4g16260 was the most similar gene to OSG1. Then, TDNA mutants of At4g16260 were ordered. T-DNA mutant At4g16260 plants were grown in laboratory conditions. Homozygote plants were determined by using PCR related primers. Homozygote plants flowered in 4-6 weeks after planting and developmental stages were phenotypically evaluated. Times to first flower, silique per plant and seed quantities in At4g14080, At3g23770 mutants and ikili mutant (At4g14080 x At3g23770) plants were also investigated. At4g16260 expression in flower tissues was also evaluated by using RT-PCR. Phenotypic investigations showed no significant changes in seed and silique quantities. On the other hand variations were found on seed mass. Silique and seed formation occurred earlier in wild type plants.