Characterization of the LSD1 gene in the cotton genome and the expression profile of LSD1 in drought and salinity
Pamuk genomunda LSD1 geninin karakterizasyonu ve LSD1'in kuraklık ve tuzlulukta ekspresyon profili
- Tez No: 975461
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CÜNEYT UÇARLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Kuraklık, Tuz, Drought, Salt
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoteknoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Pamuk (Gossypium hirsutum L.), en yaygın olarak yetiştirilen doğal lif ürünüdür ve küresel tekstil endüstrisine önemli katkılarda bulunur. Ancak, kuraklık ve tuzluluk gibi bitki büyümesini, gelişimini ve verimini bozan çevresel stresler, verimliliğini ciddi şekilde etkiler. Bu nedenle, stres toleransının altında yatan genetik ve moleküler mekanizmaları anlamak, dayanıklı pamuk çeşitleri geliştirmek için kritik öneme sahiptir. Transkripsiyon faktörleri arasında,“Lesion Stimulating Disease 1”(LSD) gen ailesi, korunan çinko parmak (ZF) alanları ve reaktif oksijen türleri ve hormonal sinyal yollarıyla etkileşimleri aracılığıyla programlanmış hücre ölümü ve abiyotik stres tepkilerinin önemli bir düzenleyicisi olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada, G. hirsutum'da GhLSD gen ailesinin genom çapında tanımlanması ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Toplam on bir GhLSD geni tanımlanmış ve G. hirsutum'un yirmi altı kromozomu arasında on kromozoma eşit olmayan bir şekilde dağıldığı bulunmuştur. Korunmuş motif ve yapısal analizler, karakteristik LSD tipi ZF bölgesinin (CxxCRxxLMYxxGASxVxCxxC) varlığını doğrulayarak, stres sinyal ağlarında düzenleyici olarak potansiyel rollerini desteklemektedir. İşlevsel önemlerini araştırmak için, altı GhLSD geninin (GhLSD1-GhLSD6) anlatım profilleri, kuraklık ve tuz stresi koşulları altında hem yaprak hem de kök dokularında kantitatif gerçek zamanlı PCR (qRT-PCR) kullanılarak incelendi. Sonuçlar, karmaşık, dokuya özgü ve zamana bağlı anlatım dinamikleri ortaya koymaktadır. Kuraklık stresi altında, GhLSD1, GhLSD4 ve GhLSD6 güçlü bir yukarı regülasyon sergiledi ve bu durum, özellikle köklerde (GhLSD1, GhLSD6) ve yapraklarda (GhLSD4) olumlu düzenleyici rollere işaret etti. GhLSD5, köklerde güçlü geç aşama indüksiyonuyla ikili düzenleme gösterirken, GhLSD3 değişken, bağlama bağlı tepkiler gösterdi. Buna karşılık, GhLSD2 köklerde sürekli olarak aşağı regüle edildi ve bu da baskılayıcı bir işlevi işaret etti. Tuzluluk stresi altında da benzer farklı düzenlemeler gözlemlendi. GhLSD4 yapraklarda hızla indüklenirken, GhLSD5 köklerde daha sonraki aşamalarda (48 saatte 200 kattan fazla) belirgin bir artış gösterdi ve bu da köklere özgü tuz adaptasyonunda kritik bir rol oynadığını gösterdi. GhLSD6 ise köklerde güçlü bir geç aşama indüksiyonu sergileyerek uzun vadeli stres toleransındaki önemini pekiştirdi. Buna karşılık, GhLSD2 tuz stresi altında güçlü bir şekilde baskılandı ve bu da negatif düzenleyici rolünü daha da destekledi. Bu bulgular bir arada değerlendirildiğinde, GhLSD gen ailesinin abiyotik stres tepkilerinde koordineli, zamana ve dokuya bağlı dinamik düzenleyici mekanizmaları vurgulanmaktadır. GhLSD4, GhLSD5 ve GhLSD6 genlerinin güçlü indüksiyonu, bu genleri pamukta kuraklık ve tuzluluk toleransını artırmayı amaçlayan gelecekteki işlevsel doğrulama ve genetik iyileştirme programları için umut verici aday genler olarak tanımlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Cotton (Gossypium hirsutum L.) is the most widely cultivated natural fiber crop and contributes significantly to the global textile industry. However, its productivity is severely affected by environmental stresses such as drought and salinity, which disrupt plant growth, development, and yield. Understanding the genetic and molecular mechanisms underlying stress tolerance is therefore critical for developing resilient cotton varieties. Among transcription factors, the Lesion Simulating Disease 1 (LSD) gene family has emerged as an important regulator of programmed cell death (PCD) and abiotic stress responses through its conserved zinc-finger (ZF) domains and interactions with reactive oxygen species (ROS) and hormonal signaling pathways. In the present study, a genome-wide identification and characterization of the GhLSD gene family was performed in G. hirsutum. A total of eleven GhLSD genes were identified and found to be unevenly distributed across ten chromosomes among twentysix chromosomes of G. hirsutum. Conserved motif and structural analyses confirmed the presence of the characteristic LSD-type ZF domain (CxxCRxxLMYxxGASxVxCxxC), supporting their potential role as regulators in stress signaling networks. To investigate their functional relevance, the expression profiles of six GhLSD genes (GhLSD1-GhLSD6) were examined under drought and salt stress conditions in both leaf and root tissues using quantitative real-time PCR (qRT-PCR). The results revealed complex, tissue-specific, and time-dependent expression dynamics. Under drought stress, GhLSD1, GhLSD4, and GhLSD6 exhibited strong upregulation, suggesting positive regulatory roles, particularly in roots (GhLSD1, GhLSD6) and leaves (GhLSD4). GhLSD5 showed dual regulation, with strong late-stage induction in roots, while GhLSD3 displayed variable, context-dependent responses. In contrast, GhLSD2 was consistently downregulated in roots, suggesting a repressive function. Under salinity stress, similar differential regulation was observed. GhLSD4 was rapidly induced in leaves, while GhLSD5 showed dramatic upregulation in roots at later stages (over 200-fold at 48 h), indicating a critical role in root-specific salt adaptation. GhLSD6 displayed strong late-stage induction in roots, reinforcing its importance in long-term stress tolerance. Conversely, GhLSD2 was strongly repressed under salt stress, further supporting its role as a negative regulator. Taken together, these findings highlight the coordinated and time- and tissue-dependent dynamic regulatory mechanisms of the GhLSD gene family in abiotic stress responses. The strong induction of GhLSD4, GhLSD5, and GhLSD6 identifies them as promising candidate genes for future functional validation and genetic improvement programs aimed at enhancing drought and salinity tolerance in cotton.
Benzer Tezler
- In vivo characterization of the OR101-1 gene proximal promoter region in zebrafish
OR101-1 geninin yakın promotör bölgesinin zebrabalığında in vivo karakterizasyonu
YUSUF ENES KAZCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. STEFAN HERBERT FUSS
- Patates böceği, Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae)'da lipit metabolizmasında yer alan majör proteinlerin karakterizasyonu
Characterization of major proteins involved in lipid metabolism in colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae)
GÖZDE GÜNEY
- New therapeutic approaches targeting MLL-AF9 leukemias through epigenetic reprogramming
Epigenetik yeniden programlama ile MLL-AF9 lösemilerini hedefleyen yeni tedavi yöntemleri
İPEK BULUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEYDA AÇILAN AYHAN
- Recovery of ammonıum and potassıum from lıquıd dıgestate usıng clınoptılolıte, ıts use as fertılızer and structural analysıs of the solıd phase
Anaerobik sivi çürütücü çikişindan klinoptilolit kullanilarak amonyak ve potasyumun geri kazanimi, gübre olarak kullanimi ve kati fazin yapisal karakterizasiyon anali̇zi
FATEMEH SADRZADEH
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ALTINBAŞ
- Bazı 2-sübstitüe benzimidazol türevlerinin yeni geçiş metali komplekslerinin sentezlenmesi, yapılarının aydınlatılması ve buğdayın çimlenme parametreleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Synthesis and characterization of novel transition metal complexes of some 2-substituted benzimidazole derivatives and investigation their influence on wheat germination parameters
SEDA KÜLEN
