Haşhaş (Papaver somniferum L.)'da tebain üretim mekanizmasının yeni nesil dizileme sistemi ile transkriptom düzeyinde incelenmesi
Transcriptome based analysis of the thebaine biosynthesis mechanism in opium poppy (Papaver somniferum L.) via next gereation sequencing
- Tez No: 414084
- Danışmanlar: PROF. DR. SEBAHATTİN ÖZCAN, DOÇ. DR. TURGAY ÜNVER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Ziraat, Biology, Biotechnology, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Haşhaş, tebain, transkriptom, Roche GS 454 FLX+, Morfin, Papaver somniferum, Poppy, thebaine, transcriptome, Roche GS 454 FLX, Morphine, Papaver somniferum
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Biyoteknoloji Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tebain biyosentezi oldukça karmaşık bir üretim şemasına sahip olup haşhaşta yaklaşık olarak %0,1-2 civarında tebain bulunmaktadır. Son yıllarda çok yaygın olarak kullanılan çeşitli analjeziklerin hammaddesi olmasından dolayı tebain üretiminin arttırılması önem taşımaktadır. Bu çalışmada, fungal bir elisitör olan Metil Jasmonat (MeJA)'nın tebaince zengin haşhaş kapsül dokusuna uygulandıktan sonra ToF-LC/MS (Time of Flight Liquid Chromatography-Mass Spectrometry) ile yapılan alkaloit ölçümleri sonucunda başta tebain olmak üzere birçok alkaloit miktarının indüklenme sonucu arttığı saptanmıştır. MeJA uygulaması sonucunda kapsül dokusunda meydana gelen transkriptom düzeyindeki farklılıklar Roche 454-GS FLX+ platformu kullanılarak belirlenmiştir. Yüksek verimli dizileme sonucunda ortalama uzunlukları 461 baz çift olarak toplama 36.640.814 baz okuma belirlenmiştir. Okumaların, iAssembler yazılımı ile de novo birleştirme sonucunda 3371 unigene tespit edilmiştir. Transkriptlere ait gen ontolojilerinin (GO) biyoenformatik analizleri sonucunda, metallokarboksipeptidaz inhibitörü, dehidrin, hücre duvarı bağlantılı hidrolaz gibi çeşitli biyotik stres koşullarına dirençlilik mekanizmalarında rol alan genler bulunmuş ve haşhaşta alkaloit üretimiyle bağlantılı olduğu ortaya çıkarılmıştır. Bununla birlikte BIA biyosentezi indüklenmiş haşhaş kapsülünde sekonder metabolit sentezi ile ilişkili, LBD, bZIP, MYB, Zinc Finger Protein 622, WRKY, bHLH Transkripsiyon faktörleri (TF) bulunmuştur. Ayrıca tebain sentezinde rol aldığı düşünülen mikroRNA'lar, Transposable Elementler (TE) ve genik-SSR (Simple Sequence Repeat) gibi moleküler elementler belirlenerek tebain biyosentezi ile ilişkilendirilmiştir. Ayrıca bazı genlerin ifade seviyeleri eş zamanlı PZR (qRT- PCR) analizi ile ölçülmüş ve bu genlerin MeJA muamelesi ile indüklendikleri belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Thebain biosynthesis has a highly complex production scheme and in opium is around 0.1-0.2% thebain. To increase of thebain production is critically important due to its use in various analgesics that are widely used recently. In this study; the evaluation of ToF-LC/MS (Time of Flight Liquid Chromatography-Mass Spectrometry) resulted that after application of MeJA (Methyl Jasmonate)– a fungal elicitor- on capsule tissue, an increase biosynthesis of at first thebain and many alkaloids were observed Transcriptomic differences in thebain-rich kind opium whose BIA biosynthesis was induced by MeJA treatment were identified by using Roche 454-GS FLX+ platform. As a result of high throughput sequencing 36.640.814 base reads were obtained. The average length of reads were 461 base pair. The de novo assembly analysis via iAssembler software resulted 3371 unigene. Gene ontology (GO) of transcripts were analysed via bioinformatics and revealed that genes taking role in resistance against biotic and abiotic stress such as; dehydrin, metallocarboxypeptidase inhibitor, cell wall connected hydrolase, are in association with alkaloid production in opium. Along with this, in 6USS and 9USS opium capsules that were induced by BIA biosynthesis, transcription factors (TF) like LBD, bZIP, MYB, Zinc Finger Protein 622, WRKY, bHLH that are related with metabolite synthesis were found. In addition, miRNAs, Transposable Elements (TE), genic-SSR (Simple Sequence Repeat) which are thought to be involved in thebain synthesis defined and they were associated with thebain biosynthesis. Besides, the expressions of some genes were analysed via Real Time PCR (qRT-PCR) and it was revealed that these genes were induced with MeJA treatment.
Benzer Tezler
- Farklı dozlarda selenyum uygulamalarının haşhaş (Papaver somniferum L.) yapraklarında antioksidan enzimler üzerine etkisi
The effects of different doses of selenium applications on antioxidant enzymes of opium poppy (Papaver somniferum L.) leaves
FİLİZ KARADAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyolojiGaziosmanpaşa ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSKENDER PARMAKSIZ
- Haşhaş (Papaver somniferum L.) genotiplerinde ekim sıklığı ile azotlu gübrelemenin tarımsal ve kalite üzerine etkileri
The effects of nitrogen fertilization and sowing methods on agricultural and quality of poppy (Papaver somniferum L.) variates
BİRSEN SAĞLAM KARABÜK
Doktora
Türkçe
2012
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KUDRET KEVSEROĞLU
- Düşük morfinli haşhaş (Papaver somniferum L.) hatlarının bazı bitkisel ve tarımsal özellikleri üzerine araştırmalar
The researches on some botanical and agricultural characteristics of low morphine poppy (Papaver somniferum L.) lines
AMİR RAHİMİ
- Noskapin ve morfin oranları yüksek melez haşhaş(Papaver somniferum L.) hatlarının bazı tarımsal ve bitkisel özellikleri
Some botani̇cal and cultural characteristics of hybrid poppy (Papaver somniferum L.) lines with high noscapine and morphine rates
GÖKHAN İPEK
- Farklı haşhaş tiplerinde alkaloidler yönünden morfolojik ve ontogenetik varyabilite
Morphplogical and ontogenetical variability in terms of alkaloids on different poppy types
FATMA ALACA