Determination of genes involved in yellow rust disease of wheat
Buğday sarı pas hastalığında rol alan genlerin saptanması
- Tez No: 199105
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHİNUR AKKAYA, PROF. DR. SEMRA KOCABIYIK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Avocet farklı hatları, farklılık gösterimi, Mikroarray, sarı pas, buğday, Virus ile gen susturma, PDS, BSMVvii
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tahıllarda hastalıklara karşı ürün kaybını azaltabilecek en iyi stratejileri geliştirmekiçin, bitkilerdeki savunma sistemi mekanizmasının ortaya çıkarılması çok önemlidir.Bu konuda şu anki bilgimiz model organizmalar ve onların patojenleri ile olanetkileşimleri ile sınırlıdır. Bu çalışmada, buğdayın en tahrip edici patojenlerden biriolan sarı pasa karşı savunmada kullandığı genleri tanımlama amacınayoğunlaşılmştır. Farklılık gösterim ve Mikroarray yöntemleri kullanılarak, buğdayıniki farklı hattında (Avocet Yr10 ve Avocet Yr1) hastalığa sebep olan ve bitkidedirençlilik oluşturan patojen suşları kullanmı (Pst: PST17, PST45, 169E136 and232E137) ile ortaya çıkan gen ifadesindeki değişmeler saptanması amaçlanmıştır.Farklılık gösterim tekniği ile 90 primer kombinasyonu sonucunda bulunan genlerden14 tanesi gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu ile de doğrulanmıştır. Bugenlerden biri hariç hepsi buğdayda daha önce tanımlanmamış yeni genlerdir. Bugenlerden iki tanesi tam olarak proteine dönüşebilecek şekilde üç üstü ve beş üstüuçları da dahil olmak üzere tanımlanmıştır . Bunlardan bir tanesi cylophilin (olasıviantifungal) benzeri bir gen diğeri ise ubikütin conjugating E2 tipi enzim olaraktanımlanmıştır. Tanımlanan genlerin homoloji çalışmaları sonucunda ubikütine bağlıprotein parçalanması, programlanmış hücre ölümü, hastalık dirençlilik gibimekanizmalarda rol alan genlere karşılık geldikleri saptanmıştır.Farklılık gösterim tekniğine ek olarak, mikroarray yöntemi kullanılarakbitkide hastalığa karşı direnç oluşumu sırasında ifade düzeyleri değişen 93 tane gensaptanmıştır. Bunun yanı sıra hastalığın bitkide oluşumu esnasında, yani dirençliliğinolmadığı durum da ifade düzeyleri değişen 75 tane gene saptanmıştır. Bunlarda 15tanesi gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu ile çalışılıp gen ifadelerindekideğişimler doğrulanmıştır.Tanımlanan genlerin ileri düzeyde karakterize edilebilmeleri için, yanihastalık esnasında ne gibi roller üstlendiklerini anlamak için fonksiyonel testlereihtiyaç vardır. Biz bu sebeple bu tezde BSMV'ye (Barley Stripe Mosaic Virus) bağlıvirus ile gen susturma yöntemini buğday için optimize ettik. Bitkide bulunan PDSgenini başarıyla susturduk. Bu gen susturalarak tanımlamış olduğumuz genlerepozitif kontrol geni olarak kullanılıp , susturma deneylerinin izlenmesisağlanabilecektir. Sonuçlarımız, BSMV kullanılarak buğdayda mickroarray vefarklılık gösterim tekniği ile saptadığımız genlerinin etkin bir biçimdesusturulabileceğini göstermektedir ve bu yöntemle bu genlerin fonksiyonlarısaptanabilecektir.
Özet (Çeviri)
It is important to understand the underlying plant defense mechanisms inorder to establish best strategies to reduce losses due to diseases in cereals. Thecurrent available information is mostly on model organisms and their plant-pathogeninteractions. However, this study is focused on the identification of genes involved inthe resistance mechanism of one of the most devastating diseases of wheat, yellowrust. The strategy undertaken was to use differential display method (DD) togetherwith microarray technology, on yellow rust differential lines of wheat (Avocet-Yr1and Avocet-Yr10) infected with the virulent and avirulent Puccinia striiformis f. sp.tritici races (Pst: PST17, PST45, 169E136 and 232E137) together with appropriatecontrol infections. DD primer combinations of ninety allowed the detection offourteen differentially expressed genes which were also confirmed by real-timeQRT-PCR analysis. All of but one were found to be novel sequences in wheatgenome. Among those, two very important genes were identified as full ORFincluding 5? and 3? end untranslated regions (UTR); namely cyclophilin like proteiniv(putative antifungal activity) and ubiquitin conjugating enzyme (E2). The sequencehomology analysis of the cloned gene fragments reveled that the genes detected haveroles in ubiquitinylation, programmed cell death (apoptosis), putative antifungalactivities, disease resistance, pathogen related responses, including a few with noknown function.In addition to DD analysis, using wheat Affymetrix ?GeneChip?, weidentified 93 differentially expressed ESTs of wheat in response to avirulentpathogen attack. We also investigated the differential expression profiles of wheatleaves during the virulent infections and determined 75 differentially regulated ESTs.1Selected ESTs were further analyzed using QRT-PCR analysis and 15 wereconfirmed to be differentially regulated.For the further characterization of the identified genes, such as determinationof their putative roles in disease response, functional studies have to be performed.For this purpose, BSMV (Barley Stripe Mosaic Virus) mediated virus induced genesilencing (VIGS) method is optimized in this thesis for wheat. We have successfullymanaged to silence the endogenous PDS gene (Phytoene desaturase) of wheat whichcan be used as a positive control for the monitoring of silencing of the genes we haveidentified. Our results show that BSMV mediated VIGS can be used efficiently andeffectively to silence wheat genes that we identified through differential display andmicroarray analysis and can be used to study the functions of those genesKey words Avocet differential lines, differential display, microarray, Pucciniastriiformis f.sp. tritici, yellow rust, wheat, VIGS, PDS, BSMVv
Benzer Tezler
- AFLP markers in molecular characterization and genetic relationship analysis of triticum ssp. in Turkey and bulk segregant analysis for determination of linked yellow rust resistance marker
AFLP markörü kullanılarak Türkiye'deki triticum alttürleri arasında moleküler karakterizasyon ve genetik ilişki analizi yapılması ve birleştirilmiş açılan populasyon analizi kullanılarak sarı pas dirençlilik genine bağlantılı markör saptanması
FİGEN YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHİNUR S. AKKAYA
- Rhodobacter capsulatus bakterisinde Sitokrom C oksidaz biyogenesiz'inde rol alan genlerin belirlenmesi ve fonksiyonlarının tanımlanması
Identification of genes involved in biogenesis of Cytochrome C oxidase from rhodobacter capsulatus and determination of their functions
SEMRA AYGÜN SUNAR
Doktora
Türkçe
2006
BiyolojiUludağ ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEVNUR MANDACI
PROF. DR. RAHMİ BİLALOĞLU
- üropatojen escherichia coli suşlarında ve barsak florasında bulunan kommensal escherichia coli suşlarında PAP, SFA ve AFA adezinleri kodlayan operonların saptanması
Detection of PAP, SFA and AFA adhesin-encoding operons in uropathogenic escherichia coli strains and commensal escherichia coli strains of the gut flora
NEŞE KİREMİT KORKUT
Doktora
Türkçe
2003
Mikrobiyolojiİstanbul ÜniversitesiMikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ANĞ KÜÇÜKER
- Investigations of wheat genes involved in zinc efficiency mechanism using differential display technique
Çinko eksikliğine dayanıklılık mekanizmasında rol alan buğday genlerinin farklılık gösterimi yöntemi ile araştırılması
MİNE TÜRKTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHİNUR AKKAYA
PROF. DR. SEMRA KOCABIYIK
- SET gen ekspresyonunun akut lösemi olgularında saptanması
Determination of SET gene expression in acute leukemia patients
UĞUR ÖZBEK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
Biyoteknolojiİstanbul ÜniversitesiTıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. TURGUT ULUTİN