Soğuk stresi altında geliştirilmiş ayçiçeği (Helianthus annuus L.) bitkisinde bbZIP, MYB, NAC, NF-YB ve WRKY tipi transkripsiyon faktör genlerinin mRNA ifade seviyelerinin belirlenmesi
Determination of mRNA expression levels of bZIP, MYB, NAC, NF-YB and WRKY transcription factor genes in sunflower (Helianthus annuus L.) plant grown under cold stress
Yazar: ÇİĞDEM DÖNMEZ
Danışman: PROF. DR. EMİNE SÜMER ARAS
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Soğuk stresi, bitkilerin tarımsal verimliliğini sınırlayan en önemli çevresel faktörlerden biridir. Soğuk stresi, ciddi membran hasarına neden olabilir. Membran hasarı, soğuk yanıtında görev alan genlerin ve transkripsiyon faktörlerinin stres toleransına aracılık etmesi için bir sinyal oluşturur. bZIP, MYB, NAC, NF-YB ve WRKY transkripsiyon faktörü aileleri abiyotik ve biyotik stres faktörlerine karşı bitki yanıtlarında önemli roller oynamaktadır. Bu çalışmada, bu transkripsiyon faktör ailesi genlerinin mRNA ifade düzeyleri, ayçiçeğinde soğuk stresine karşı potansiyel işlevlerini araştırmak için ilk kez çalışılmıştır.  Ayçiçeği fideleri (15 günlük) çeşitli zaman aralıklarında (0, 2g, 4g, 6g, 8g, 10g) bitki büyütme kabininde 4 °C'de inkübe edilerek soğuk stresine maruz bırakılmıştır. Yaprak ve köklerde soğuk stresinin bZIP, MYB, NAC, NF-YB ve WRKY genlerinin ifade profili üzerindeki etkilerini anlamak için kantitatif gerçek zamanlı PZR yapılmıştır. Ayrıca, yapraklarda ve köklerde malondialdehit (MDA) ve toplam çözünebilir protein içerikleri tespit edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda çalışmada kullanılan ayçiçeği çeşitleri arasında Tr-3080 çeşidinin daha duyarlı, Tarsan 1018 çeşidinin ise soğuk stres koşullarına karşı diğerlerine göre daha dirençli olduğu belirlenmiştir. Elde edilen tüm moleküler veriler birlikte değerlendirildiğinde bZIP, MYB, NAC, NF-YB ve WRKY genlerinin soğuk ile indüklendiği ve soğuk stresine yanıtta rol alabileceği söylenebilir. Ayrıca bu çalışmadan elde edilen verilerin soğuk stresine dayanıklı ayçiçeği çeşitlerinin elde edilmesine yönelik daha ileriki çalışmalara da katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Cold stress is one of the most important environmental factors that limits the agricultural productivity of plants. Cold stress can cause serious membrane damage. Membrane damage leads to a signal for cold-responsive genes and transcription factors to mediate stress tolerance. bZIP, MYB, NAC, NF-YB and WRKY transcription factors families play important roles in plant responses to abiotic and biotic stresses. In this study, mRNA expression levels of this transcription factor family genes were investigated for the first time, to investigate their potential functions in response to cold stress in sunflower. Plants (15-day-old) were subjected to cold stress by incubating at 4°C in plant growth cabinet for in various time intervals (0, 2d, 4d, 6d, 8d, 10d). To understand the effects of cold stress on expression profile of bZIP, MYB, NAC, NF-YB and WRKY genes in leaves and roots, quantitative real time PCR was performed. In addition, malondialdehyde (MDA) and total soluble protein contents in the leaves and the roots were detected. All results showed that among the varieties of sunflower used in the study, Tr-3080 species was more sensitive species, whereas Tarsan 1018 variety was more resistant to cold stress conditions than the others. When all of the molecular data obtained from this study are evaluated together, we can say that bZIP, MYB, NAC, NF-YB and WRKY genes are induced by cold and may play a role in cold stress response. It is also thought that these results will contribute to further studies on generating new varieties of cold-tolerant sunflower.