Farklı mısır (Zea mays L.) çeşitlerinde LEA14 geni ekspresyonunun belirlenmesi
Determination of LEA14 gene expression in different maize (Zea mays L.) cultivars
Yazar: DUYGU DİLEK
Danışman: DOÇ. DR. LALE AKTAŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany ; Genetik = Genetics
Dizin: Ekspresyon = Expression ; Mısır = Maize ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Zea mays =

Özet:
Bu tezde ülkemizde yaygın olarak tarımı yapılan mısır çeşitlerinde (Samada, Dogef1, Karadeniz Yıldızı) geç embriyogenez bol protein (LEA) genlerinden LEA14 geni ifadesi, kuraklık, tuz stresi ve absisik asit (ABA) uygulaması koşullarında araştırılmıştır.Kuraklığa toleranslı Dogef1 ve Samada çeşitleri ile kuraklığa duyarlı Karadeniz Yıldızı çeşidi 12 gün boyunca tarla kapasitesinde sulanarak büyütülmüştür. Kuraklık uygulaması 8 gün boyunca su kısıtlaması ile yapılmış ve bu gruptan 4 ve 8. günlerde ve rehidrasyon aşamasında örnekler alınmıştır. Tuz stresi fidelerin sulama suyuna 250 mM NaCI eklenerek yapılmış ve 3-6-12 ve 24. saatlerde örnekleme yapılmıştır. 0,1 mM ABA fidelere püskürtülerek uygulanmış ve 3-6-12 ve 24. saatlerde hasat edilmiştir. Mısır çeşitlerinde kuraklığa tolerans ile LEA14 geni arasındaki ilişki, fotosentetik verim (Fv/Fm), lipit peroksidasyon (malondialdehit içeriği) ve bağıl su miktarları gibi fizyolojik analizlerle test edilmiştir. Mısır çeşitlerinde toplam RNA izolasyonlarının ardından cDNA sentezi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen cDNA'lar RT-PCR kullanılarak LEA14 geni ifadesi analiz edilmiştir.Elde edilen sonuçlar, uygulanan kuraklık ve tuz stresinde LEA14 geninin kuraklığa toleranslı Dogef1 ve Samada çeşitlerinde ifadesinin arttığı, bunun yanı sıra bağıl su içeriği, membran hasarı ve fotosentetik verim kaybının bu çeşitlerde önemli değişimin olmadığı bulunmuştur. Buna karşın duyarlı Karadeniz Yıldızı çeşidinde LEA14 geni ifadesi düşük düzeyde gerçekleşmiş; bağıl su içeriği ve fotosentetik verimde azalma belirlenmiştir. ABA uygulanan örneklerde ise kuraklığa toleranslı Samada çeşidinde en yüksek gen ifadesinin belirlendiği ve 24. saate kadar artarak devam ettiği belirlenmiştir. Buna karşın duyarlı çeşitte LEA14 geni ifadesinin 6-12 ve 24. saatlerde giderek azaldığı belirlenmiştir. Fizyolojik veriler açısından ABA uygulaması toleranslı ve duyarlı çeşitler arasında önemli bir fark oluşturmamıştır. Tüm moleküler çalışmalar ile fizyolojik çalışmalar karşılaştırıldığında tüm parametrelerin birbiri ile paralellik gösterdiği sonucuna varılmıştır.Elde edilen sonuçlar LEA14 geni ifadesinin çeşitli kuraklık, tuz stresi koşulları altındaki mısır bitkisinde tolerans ile ilişkili önemli bir gen olduğunu ve bu genin mısır genotiplerinin seçiminde bir aday gen olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
In this thesis, gene expression profile of LEA14 gene (Late Embryogenesis Abundant protein) was monitored in association with physiological characters under drought, salt stres condition and abcisic acid application on widely cultivated maize varieties seedlings.Seedlings of drought tolerant Samada and Dogef1 and, drought sensitive Karadeniz Yildizi cultivars were grown under controlled conditions and irrigated at field capacity for 12 days. Drought application made with water deprivation for 8 days and samples were collected 4. and 8. days and after rehydration. For treatments with 250 mM NaCl were added irrigation water. Abscisic acid, (0.1 mM) was sprayed to seedlings and samples were harvested after treatment at 3, 6, 12, 24 hours. At the end of the stress application, maximal photochemical efficiency (Fv/Fm), relative water content (RWC), peroxidation [malondialdehyde (MDA) content] were determined. cDNA synthesis was carried out varieties of maize after total RNA isolation. LEA14 full-length cDNA gene expression was analyzed using RT-PCR. Under drought and salt stress conditions, expression of LEA14 gene increased in drought tolerant Samada and Dogef1 cultivars, and relative water content, lipid peroxidation and photochemical efficiency (Fv/Fm) did not change. In Karadeniz Yildizi cultivar, LEA14 gene expression slightly induced and RWC and photochemical efficiency decreased under the stress conditions.ABA application induced the highest gene expression, caused to rise until 24th hour in Samada cultivar. In contrast, LEA14 gene expression was down regulated through 6-12 and 24th hours in the drought sensitive cultivar Karadeniz Yildizi. ABA application did not cause any significant change on physiological characters of the cultivars. The molecular biological results are in correlation with the physiological results.