Fasulye Bitkisinden Pvlea5 Geninin Klonlanması ve Tütün Bitkisine Aktarılarak Fonksiyonunun Değerlendirilmesi

Abstract

Tuzluluk hem ülkemizde hem de dünyada bitkisel üretimi sınırlayan önemli faktörlerden bir tanesidir. Topraktaki tuzluluk problemi bitkilerin bütün yaşam evrelerinde etkili olmakla birlikte bu etki çiçeklenme ve tohum oluşumunda daha belirgin olmaktadır. Fasulye bitkisi insanların beslenmesinde önemli bir yere sahiptir. Fakat bu bitki abiyotik stres faktörlerinden tuz stresine karşı oldukça duyarlıdır. Yapılan çalışmalarda tuz stresinin fasulyenin çimlenme ve gelişiminde olumsuz etkileri olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle günümüzde tuza dayanıklı tür ve çeşitlerin belirlenmesi ile ilgili çalışmalara oldukça önem verilmektedir. Özellikle fasulye gibi tuz stresine karşı hassas olan türlerde dayanıklı genotiplerin belirlenip geliştirilmesi gerekmektedir. Tuza toleranslı fasulye (İspir) genotipine ait olan transkriptom (RNA-seq) analizleri sonucunda, LEA proteinlerini kodlayan genlerin yüksek oranda ifade edildiği tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasında yüksek oranda ifade olan genlerden Lea5 geni klonlanmış ve Agrobacterium tumefaciens aracılığıyla tütün bitkisine aktarılmıştır. Elde edilen aday transgenik bitkilerle moleküler ve fonksiyonel analizler yapılmıştır. Kuraklık uygulaması mannitol (200mM) ve tuz stresi ise NaCl (150 mM ve 200 mM) içeren MS besi yerleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu ortamlarda çimlendirilen T1 ve kontrol tütün bitkileri karşılaştırıldığında, stres uygulanan T1 bitkilerinin kök ve sürgünlerinin daha iyi geliştiği gözlemlenmiştir. Ayrıca, transgenik tütün hatlarındaki PvLea5 geni varlığı yapılan PCR analizleriyle doğrulanmıştır.

Soil salinity is one of the most important factor limiting the agricultural productivity both in Turkey and World. While the problem of soil salinity is effective in whole growth cycle of plants, this effect is more pronounced in the flowering and seed formation. Common bean plants has a significant role in human nutrition. But these plants are very sensitive to salt stress from abiotic stress factors. It was determined that salt stress has negative effect on germination and development of common bean according to studies. Therefore quite emphasis is given to studies on the identification of salt tolerant species and varieties today. Especially in species which are sensitive to salt stress, such as common beans should be identified and developed the resistant genotypes. The results of the analysis of transcriptome (RNA-seq) data belonging to salt-tolerant common bean genotype (ISPIR) showed that the genes encoding LEA proteins has been differentaially expressed. One of the differentially expressed genes, Lea5, has been clonned and transferred to tobacco plants by Agrobacterium tumefaciens in this thesis. Molecular and physiological analysis had been conducted with putative transgenic plants. Drought and salt stress treatment were carried out by using MS medium containing mannitol (200 mM) and NaCl stress (150 mM and 200 mM), respectivelly. It has been observed that roots and shoots of T1 plants are better developed when compared to control plants under these stress conditions. Morever, the presence of PvLea5 gene in transgenic lines has been confirmed with PCR analysis.