Genome editing of ornamental plants using CRISPR/Cas9 technology
Süs bitkilerinde CRISPR/Cas9 teknolojisi kullanılarak genom düzenlemesi
- Tez No: 855347
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSA KAVAS
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Genetik, Biyoteknoloji, Genetics, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bitkisel Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Petunya, iç ve dış mekanlarda estetik amaçlar için saksı bitkisi olarak yaygın yetiştirilen bir süs bitkisidir. Saksı bitkilerinin tercih edilmelerinin nedeni, kompakt büyüme alışkanlıkları ve bol çiçeklenmeleridir. Genom düzenleme bitkilerde abiyotik ve biyotik stres faktörleriyle başa çıkmak için önemli bir popülerlik kazanmışken, süs bitkisi türlerindeki uygulamalarına nispeten daha az önem verilmiştir. Süs bitkilerinde genom düzenleme, bitki mimarisini ve görsel çekiciliği hassas genetik değişikliklerle manipüle etmek için yenilikçi fırsatlar sunmaktadır. Bu çalışma, petunya bitkisinde etkili bir genom düzenleme sistemini optimize etmeyi amaçlamış ve bu amaç için iki yaklaşımı kullanmıştır. İlk olarak klasik aşırı ifade sistemiyle, fasulye bitkisinden alınan PvBet v1-44'in aşırı ekspresyonunu gerçekleştirildi. İkinci aşamada ise oldukça etkili bir multiplex CRISPR/Cas9 sistemi kullanıldı. Bitki mimari özellikleri ile ilişkilendirilen PhFT, PhTFL1 ve PhERECTA üç gen aynı anda ve kombinasyonlarla hedeflenerek susturuldu. Hassas genom düzenleme ile hedeflenen genlerde homojen ve heterojen indellerin oluşturması gerçekleştirildi. Oluşturulan mutasyonlar petunya bitkilerinde önemli fenotipik değişikliklere neden oldu. Özellikle, susturulmuş PhTFL1 ve PhFT genlerini taşıyan bitkiler, yabani tip bitkilerle karşılaştırıldığında belirgin bir şekilde erken çiçeklenme göstermiştir. Ayrıca, PhTFL1 açısından mutant bitkiler, PhGAI gibberellik asit yol genlerini aşağı regüle ederek yabani tip ile karşılaştırıldığında daha kısa internodlara sahip olduğu gözlemlenmiştir. Sonuç olarak daha kompakt ve estetik olarak çekici bir fenotip oluşturulmuştur. Bu çalışma, genom düzenleme yoluyla çiçeklenme sıklığını artırarak kompakt petunya bitkileri üretmek için yapılan ilk başarılı girişimi temsil etmektedir. Yaklaşımımız, petunya gibi ekonomik olarak önemli saksı bitkilerini geliştirmek ve benzer süs bitkilerinde daha fazla iyileştirmenin potansiyel temeli olarak hizmet etmektedir.
Özet (Çeviri)
Petunia is a renowned ornamental species widely cultivated as pot plants for their aesthetic appeal both indoors and outdoors. While genome editing has gained significant popularity in plants for addressing abiotic and biotic stress factors, relatively less emphasis has been placed on its application in ornamental plant species. Genome editing in ornamental plants opens up possibilities for enhancing their aesthetic qualities, offering innovative opportunities for manipulating plant architecture and visual appeal through precise genetic modifications. In this study, we aimed to optimize the procedure for an efficient genome editing system in petunia plants using two approaches. We first used the classical over-expression of exogenous PvBet v1-44 and then used a highly efficient multiplexed CRISPR/Cas9 system. Specifically, we targeted three genes, PhFT, PhTFL1, and PhERECTA, simultaneously and in combination, which are associated with plant architecture traits. We successfully induced homogeneous and heterogeneous indels in the targeted genes through precise genome editing, resulting in significant phenotypic alterations in petunia. Notably, the plants harboring edited PhTFL1 and PhFT exhibited a conspicuously early flowering time in comparison to the wild-type counterparts. Furthermore, mutants with alterations in the PhTFL1 demonstrated shorter internodes than wild-type by downregulating the gibberellic acid pathway genes PhGAI, creating a more compact and aesthetically appealing phenotype. This study represents the first successful endeavor to produce compact petunia plants with increased flower abundance through genome editing. Our approach promises to improve economically important potting plants like petunia and serve as a potential foundation for further improvements in similar ornamental plant species.
Benzer Tezler
- Changing leaf shape in ornamentals by genome editing CRISPR-Cas9 changing leaf shape of petunia
CRISPR-Cas9 genom editing ile süs bitkilerinde yaprak şeklinin değiştirilmesi petunyanın yaprak şeklinin değiştirlmesi
MOHAMMAD MOAZZAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
ZiraatEge ÜniversitesiTohumluk Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EFTAL DÜZYAMAN
PROF. DR. STEFAAN WERBROUCK
- Genome editing of the IL-7 receptor gene locus using talens
Il-7 almaç geni̇nde talen protei̇nleri̇ i̇le genom mühendi̇sli̇ği̇
GÜLPERİ YALÇIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
BiyolojiSabancı ÜniversitesiBiyoloji Bilimleri ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BATU ERMAN
- Generation and validation of genome editing tools for mouse CatSper β & Ɣ using CRISPR/Cas9 and split-EGFP systems
Fare CatSper β & Ɣ genlerinin CRISPR/Cas9 ve ayrık-EGFP sistemleri için genom değiştirme araçlarının oluşturulması ve doğrulanması
YUSUF İŞERİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Genetikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. NEVİN GÜL-KARAGÜLER
YRD. DOÇ. DR. JEAN-JU L.CHUNG
- Generation of a CRISPR/Cas based genome editing system for MEFV gene in familial mediterranean fever-specific induced pluripotent stem cells
Ailesel Akdeniz ateşine özgü uyarılmış pluripotent kök hücrelerdeki MEFV geni için CRISPR/Cas temelli genom yazılım sisteminin oluşturulması
GÜLNİHAL KAVAKLIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
GenetikKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. TEVFİK TAMER ÖNDER
- Screening of p53-mdm2 interaction inhibitors through genome editing, high-content screening, and surface plasmon resonance
P53-mdm2 etkileşim inhibitörlerinin genom mühendisliği, floresan ikili hibrit ve yüzey plazmon rezonans teknikleri ile taranması
HAKAN TAŞKIRAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
BiyolojiSabancı ÜniversitesiMoleküler Biyoloji, Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BATU ERMAN