Zeytin bitkisinde (olea europaea L.) kuraklık stres tolerans mekanizmasının belirlenmesinde karşılaştırmalı transkriptom ve proteom yaklaşımları
Identification of drought stress tolerance mechanism in olea europeae L. by comparative transcriptome and proteome approaches
- Tez No: 948007
- Danışmanlar: PROF. DR. FİLİZ VARDAR, DOÇ. DR. BİRSEN CEVHER KESKİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Genetik, Botanik, Biyoloji, Genetics, Botany, Biology
- Anahtar Kelimeler: Olea europaea, kuraklık stresi, transkriptom, proteom, stres toleransı, Olea europaea, drought stress, transcriptome, proteome, stress tolerance
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kuraklık, özellikle Akdeniz iklim kuşağında yer alan bölgelerde yetiştirilen zeytin bitkisinin (Olea europaea L.) tarımını kısıtlayan en önemli abiyotik stres faktörlerinden biridir. Bu çalışmada, kuraklığa hassas (Gemlik-26) ve kuraklığa toleranslı (Memecik-94) iki farklı zeytin çeşidinde kuraklık stresi ve sonrasında uygulanan iyileşme (recovery) koşullarına karşı gelişen moleküler tepkiler, RNA dizileme (RNA-Seq) yöntemi ile transkriptom, Sıvı Kromatografisi-Tandem Kütle Spektrometresi (LC-MS/MS) yöntemi kullanılarak proteom düzeyinde bütüncül bir yaklaşımla incelenmiştir. Transkriptomik analiz sonuçları, sekiz transkriptin (pinin-like, beta-amyrin 28-oxidase-like, phospholipase D alpha 1-like, probable glutathione peroxidase 8, chalcone synthase J-like, glutamate dehydrogenase B-like, galactinol synthase 2-like ve DEAD-box ATP-dependent RNA helicase 7-like) kuraklık stresine karşı belirgin şekilde farklılaştığını ve potansiyel biyobelirteç adayları olduğunu ortaya koymuştur. Proteomik düzeyde yapılan analizlerde ise üç proteinin (pre-mRNA-processing-splicing factor 8B, glycine-rich RNA-binding protein 2 ve endogenous alpha-amylase/subtilisin inhibitör) ifade seviyelerinin hem stres hem de iyileşme süreçlerinde anlamlı olarak değiştiği ve kuraklık stresi için biyobelirteç potansiyeline sahip oldukları belirlenmiştir. Ayrıca aquaporin PIP2-1, beta-amyrin 28-oxidase, katalaz, peroksidaz, askorbat peroksidaz ve Cu/Zn süperoksit dismutaz gibi transkript ve proteinlerin, stres yanıtında adaptif roller üstlendiği saptanmıştır. Çeşitler arası karşılaştırmalı analizler Memecik-94 çeşidinin kuraklık stresi altında daha geniş kapsamlı ve etkili bir moleküler savunma ağını aktive ettiğini; Gemlik-26 çeşidinin ise daha sınırlı ve genellikle koruyucu mekanizmalara dayalı bir adaptif yanıt geliştirdiğini ortaya koymuştur. Bu bulgular, zeytin bitkisinin kuraklığa karşı çeşitlere özgü savunma stratejileri geliştirdiğini ortaya koymakta ve stres toleransına sahip zeytin çeşitlerinin geliştirilmesi amacıyla gerçekleştirilen ıslah programlarında kullanılabilecek potansiyel gen ve protein biyobelirteçlerinin tanımlanmasına olanak sağlayarak zeytin bitkisinde kuraklık toleransının moleküler temellerinin anlaşılmasına önemli katkılar sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Drought is a major abiotic stress factor limiting olive (Olea europaea L.) cultivation, particularly in Mediterranean climate regions. In this study, molecular responses to drought stress and subsequent recovery conditions were investigated comparatively at transcriptomic and proteomic levels in two olive varieties: drought-sensitive Gemlik-26 and drought-tolerant Memecik-94. Transcriptomic responses were analyzed through RNA sequencing (RNA-Seq), and proteomic changes were examined using Liquid Chromatography - Tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS). Transcriptomic analysis revealed significant differential expression of eight transcripts (pinin-like, beta-amyrin 28-oxidase-like, phospholipase D alpha 1-like, probable glutathione peroxidase 8, chalcone synthase J-like, glutamate dehydrogenase B-like, galactinol synthase 2-like, and DEAD-box ATP-dependent RNA helicase 7-like), highlighting their potential as biomarkers of drought stress. Proteomic analysis identified three proteins (pre-mRNA-processing-splicing factor 8B, glycine-rich RNA-binding protein 2, and endogenous alpha-amylase/subtilisin inhibitor) whose expression levels significantly changed during both stress and recovery phases, suggesting their suitability as biomarkers. Furthermore, adaptive roles were confirmed for aquaporin PIP2-1, beta-amyrin 28-oxidase, catalase, peroxidase, ascorbate peroxidase, and Cu/Zn superoxide dismutase. Comparative analysis indicated that the drought-tolerant Memecik-94 variety activated a broader and more effective molecular defense network, whereas Gemlik-26 developed a more limited response primarily reliant on protective mechanisms. These findings demonstrate that olive varieties employ cultivar-specific defense strategies against drought, contributing significantly to the understanding of the molecular basis of drought tolerance. The identification of potential genetic and protein biomarkers provides valuable insights for breeding programs aimed at developing drought-tolerant olive varieties.
Benzer Tezler
- Cloning of olive OeSRC1 and common bean dehydrin lea genes and functional evaluation in tobacco plants
Zeytin OeSRC1 ve fasulye dehidrin lea genlerinin klonlanması ve tütün bitkisinde fonksiyonel karakterizasyonu
SAMUEL ADUSE POKU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
BiyoteknolojiOndokuz Mayıs ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSA KAVAS
- Kuraklık ve yüksek sıcaklık stresinin zeytinde (Olea europaea L.) fizyolojik ve biyokimyasal etkileri
Drought and high temperature stress effect on the physiological and biochemical structure on olive (Olea europaea L.)
FURİZE TOPAKLI
- Bitkilerde CBF/DREB transkripsiyon faktörlerini kodlayan gen homologlarının zeytin (Olea europaea) bitkisinden izolasyonları
Isolation of homologues of genes encoding CBF/DREB transcription factors in plants from olive (Olea europaea) plant
GİZEM HACIMUTO
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
BiyolojiYıldız Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞENAY VURAL KORKUT
- Zeytin (Olea europaea L.) bitkisinde CBF/DREB transkripsiyon faktörlerini kodlayan gen homologlarının moleküler analizleri
Molecular analysis of gene homologous encoding CBF/DREB transcription factors in olive (Olea europaea L.)
BESTE TACAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
BiyolojiYıldız Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞENAY VURAL KORKUT
- Zeytin(Olea europaea L.) bitkisinde periyodisite ile ilişkili miRNA'ların karakterizasyonu
Characterization of alternate bearing-associated miRNAs in olive (Olea europaea L.)
HURİYE YANIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyolojiÇankırı Karatekin ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TURGAY ÜNVER