Transcriptional and physiological responses of black poplar (Populus nigra L.) to drought stress
Karakavağın (Populus nigra L.) kuraklık stresine karşı transkriptomik ve fizyolojik tepkileri
- Tez No: 338466
- Danışmanlar: PROF. DR. ZEKİ KAYA, YRD. DOÇ. DR. FATİH TEMEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- 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
Bu çalışmada, karakavak (Populus nigra L.) türünde kuraklığa gösterilen tepki, fizyolojik, biyokimyasal ve gen ifade değişimleri ile gözlenmiştir. Bu amaçla, karakavak klon kolleksiyonuna bol sulanan, kuraklık ve kuraklık sonrası sulanan olmak üzere üç ana su değişim evresi uygulanmıştır. Bu denemelerde gösterdikleri büyüme ve morfolojik özelliklere göre tüm kolleksiyon üç çeşit genotipe ayrılmıştır. Bu genotiplerden kuraklığa karşı hassas (N.03.368.A) ve dayanıklı (N.62.191.) karakavak klonları seçilerek mikroarray temelli transkripsiyon karşılaştırılması yapılmıştır. Böylece karakavakta kuraklığa karşı gösterilen tepkinin genetik temelini ortaya çıkarılmıştır. Kuraklığa karşı hassas ve dayanıklı klondaki en önemli farkın, kuraklığa bağlı yaprak dökümünden kaynaklandığı fiyolojik deneylerle gösterilmiştir. Hassas klon, kuraklık sırasında tüm yapraklarını dökerek dormanci periyoduna girmiştir. Bu nedenle hassas klonda yaprak dökümünü sağlayan etilen ve jasmonik asit genleri ile bu enzimlere bağlı NAC (JA), ve ap2/erf gibi transkripsiyon faktörlerinden sorumlu genlerin ifadelerinde kurak dönemde çok yüksek artışlar görülmüştür. Bunun yanınında yine sadece hassas klonda proteaz, lipaz ve hücre duvarını parçalayan enzimlerden sorumlu genlerde çok yüksek artışlar olduğu görülmüştür. Hassas bireydeki yüksek yaprak dökümüne karşılık dayanıklı bireyde kuraklığa bağlı yaprak dökümü çok sınırlı kalmıştır. Yapılan transkriptomik analiz, bu karakavak klonundaki en yüksek ifadenin kabuk depo proteinlerinde olduğunu göstermiştir. Bu moleküllerin kuraklık sırasında yaprak tarafından sentezlenerek gövdeye gönderildiği böylece hem kuraklıkta eksilen besin kaynağının giderildiği hemde dormasi periyodu için hazırlığın yapıldığı tahmin edilmektedir. Bu aktif üretim nedeni ile kuraklığa dayanıklı karakavak klonu yaprağını dökmemiş, bunun yerine proteinlerin ve membran yapısının korunmasını sağlayan `heat shock? proteinleri üretmiştir. Kabuk depo proteinlerinin ağaçlardaki kuraklık stresi açısından önemi ilk defa bu çalışma ile ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
In the current study, we investigated a number of drought related physio-biochemical processes and transcriptional comparisons at different stages of water availability to understand adaptation and response mechanisms of the black poplar (Populus nigra L.). Therefore, a well-watered, successive drought and post drought recovery periods were applied to black poplar clones. According to their drought response, the most sensitive (N.03.368.A) and resistant (N.62.191) black poplar clones were selected for microarray based transcriptional comparisons. The sensitive genotype was characterized with severe defoliation under drought stress. Therefore, the sensitive genotype specific genes were mostly annotated to leaf senescence and cell death. The highest expression of the genes such as NAC (JA), and ap2/erf transcription factors in the sensitive genotype indicated a potential role of Jasmonic Acid and Ethylen hormones controlling the leaf senescence. Expression of the genes involved in proteolysis, cell wall degradation and carbohydrate catabolism in the sensitive genotype were associated with drought induced nutrient and nitrogen mobilization processes. Contrary to the sensitive genotype, the drought resistant black poplar genotypes did not defoliate until severe drought level. The maintenance and recovery of drought traded leaves of the resistant genotype attributed to enhanced synthesis of bark storage proteins during drought stress. These proteins were suggested to be remobilized under drought and re-watering period to be used as an energy source in the drought treated organs. The highest up regulation in chaperons such as Heat Shock Proteins mostly in the resistant genotype were also associated to drought tolerance.
Benzer Tezler
- Identification of the genes responsible for boron uptake, transport and detoxification in black poplar
Karakavakta bor alımı taşınması ve detoksifikasyonundan sorumlu genlerin tanımlanması
SENEM UYLAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyomühendislikGaziosmanpaşa ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KUBİLAY YILDIRIM
- Venturia oleaginea (Castagne) ile enfekte olmuş zeytin yapraklarındaki halkalı leke şiddetine bağlı fizyolojik ve biyokimyasal değişimler
Physiological and biochemical changes associated with leaf spot severity in the olive leaves infected with Venturia oleaginea (Castagne)
MELİS YÜNLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyolojiEge ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AŞKIM HEDİYE ÇETİNEL
- Lipotoxic endoplasmic reticulum stress-associated inflammation: Molecular mechanisms and modification by a bioactive lipokine
Lipotoksik endoplazmik retikulum stresine bağlı inflamasyon: Bir biyoaktif lipokine tarafından gerçekleştirilen moleküler mekanizmalar ve modifikasyonlar
ŞEYMA DEMİRSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EBRU ERBAY
- Fasulye'de (Phaseolus vulgaris L.) kuraklık ve arsenik stresi altında rGO-ZnO nanopartiküllerinin fizyolojik, biyokimyasal etkileri ve ağır metal stresinde görev alan genlerin analizi
Physiological and biochemical effects of rGO-ZnO nanoparticles and analysis of heavy metal stress-related genes in common bean (Phaseolus vulgaris L.) under drought and arsenic stress
AHMED SİDAR AYGÖREN
Doktora
Türkçe
2026
BiyoteknolojiErzurum Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRE İLHAN
- Investigation of RIG-I responses under hypoxic conditions in microglia
Mikroglialarda hipoksik koşullar altında RIG-I yanıtlarının araştırılması
YAĞMUR ÖZÇELEBİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Allerji ve İmmünolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. CEREN ÇIRACI MUĞAN