Zeytin Oesrc1 ve Fasulye Dehidrin Lea Genlerinin Klonlanması ve Tütün Bitkisinde Fonksiyonel Karakterizasyonu

Abstract

Kültüre alınan en eski bitkilerden biri olan Olea europaea L., Oleaceae familyasında yer alan ve 20-25 tür barındıran bir cinstir (Zohary et al., 2000). Herdem yeşil, yavaş gelişim gösteren ve kuraklık stresine dayanıklı bir tür olan zeytin ağacı, 500 yıla kadar sürebilen çok uzun bir ömre sahiptir (Zohary et al., 2000). Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) dünyada yetiştiriciliği en yaygın düzeyde yapılan bitkilerden biridir ve insanlarca tüketilen en önemli baklagillerdendir (CIAT, 2001, Emam et al. 2010). Zeytin ve fasulye, dünya genelinde düşük gelirli kesimler için zengin besin kaynağı oluşturan ekonomik açıdan öneme sahip bitkilerdir. Zeytin ve fasulye üretimi düşük ve yüksek sıcaklık, tuzluluk, kuraklık, sel, oksidatif stres ve ağır metal toksisitesi gibi çeşitli abiyotik stres etmenlerince sınırlandırılabilmektedir. İklim değişimine bağlı olarak iklim koşullarının sürekli olarak kötüye gidişi sonucunda, yukarıda sözü edilen stres etmenlerinin zeytin ve fasulye bitkileri üzerindeki etkilerinin daha da kötü olacağı tahmin edilmektedir. Bu nedenle bu bitkilere abiyotik stres etmenlerine karşı dayanıklılık kazandırabilecek aday genlerin belirlenmesine yönelik çalışmalar önem arz etmektedir. Bu çalışmanın amacı da; sırasıyla fasulye (Phaseolus vulgaris L.) ve zeytin (Olea europaea L.) transkriptom belirleme çalışmaları sırasında bulunmuş olan 'LEA-dehydrin (late embryogenesis abundant-dehydrin)' ve 'OeSRC1' adlı iki yeni dehidrin benzeri genin başarılı bir şekilde klonlanması ve bu genlerin işlevlerinin tütün bitkisi üzerinde araştırılmasıdır. Hedef genlerin klonlanması 'gateway klonlama sistemi' ile gerçekleştirilmiştir. Genler daha sonra tütün yaprak disklerine transforme edilmiştir. Kuraklık ve tuzluluk stresi testleri yalnızca OeSRC1 hatları üzerinde gerçekleştirilebilmiştir. Çalışma sonucunda OeSRC1 transgenik hatlarının yabani tip bitkilere kıyasla, kuraklık ve tuzluluk stresi koşulları altında daha iyi geliştiği ve fizyolojik performans sergilediği gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: OeSRC1, LEA-dehydrin, fasulye, tütün transformasyonuOlea europaea L. belongs to a genus of about 20-25 species in the family Oleaceae (Zohary et al., 2000) and it is one of the earliest cultivated plants. The olive tree is an evergreen, slow-growing species, tolerant to drought stress and extremely long-lived, with a life expectancy of about 500 years (Zohary et al., 2000). Common bean (Phaseolus vulgaris L.) is one of the widely cultivated plants in the world. It is considered as one of the most important legumes for human consumption (CIAT, 2001, Emam et al., 2010). Olive and common bean are economically important plants that serve as affordable rich sources of nutrients for most poor households around the World. Olive and common bean productions are often limited by a host of abiotic stress factors such as low temperatures, salt, drought, flooding, heat, oxidative stress and heavy metal toxicity. With the continuous deterioration of the climate due to the global phenomenon of climate change, the effects of the aforementioned stress factors on the olive and common bean plant are expected to worsen even further. There is therefore the urgent need for research aimed at identifying candidate genes that can confer resistance to abiotic stresses in these plants. The aims of this study was therefore to successfully clone two novel dehydrin-like genes; LEA-dehydrin (late embryogenesis abundant-dehydrin) and OeSRC1 identified during the transriptome profiling of common bean (Phaseolus vulgaris L.) and olive (Olea europaea L.) respectively and the investigation of the functions of these genes in tobacco plants. The cloning of our genes of interest was achieved with the gateway cloning system. Tobacco leaf discs were afterwards successfully transformed with our genes of interest by means of the Agrobacteriummediated transformation method. Drought and salt stress test were only carried out on OeSRC1 transgenic lines. It was observed at the end of the study that OeSRC1 transgenic lines displayed better growth and physiological performances compared to wild-type plants when grown under drought and salt stressed conditions. Keywords: OeSRC1, LEA-dehydrin, common bean, tobacco plant transformation.