Şeker pancarı genomunda bZIP genlerinin biyoinformatik analizleri ve kuraklık - sıcaklık stres koşullarında ifade profilleri

Abstract

Lösin fermuar (bZIP) transkripsiyon faktörü ailesi, bitkilerdeki en büyük ve en çeĢitli transkripsiyon faktörü ailelerinden biridir. Bitki büyümesini ve geliĢimini düzenlemesine ek olarak biyotik ve abiyotik streslere yanıtta önemli rol oynamaktadır. ġeker pancarı (Beta vulgaris L.) taksonomik olarak, Amaranthaceae ailesine ve Beta cinsine aittir. Bu çalıĢmada, Ģeker pancarı genomunda 251 adet bZIP geni belirlenmiĢtir. BvbZIP genlerinin kromozomal dağılımları incelendiğinde en çok genin 7. kromozomda yer aldığı görülmüĢtür. Tahmini gen yapısı analizine göre 28 adet BvbZIP geninin intron içermediği saptanmıĢtır. Arabidopsis, soya, çeltik ve kavak bitkilerindeki bZIP genleri ile karĢılaĢtırmalı fiziksel haritalara bakıldığında en çok ortolog gene sahip bitkinin soya olduğu görülmüĢ ve en yakın ayrılma süresi kavak bitkisindeki genler ile belirlenmiĢtir. Ayrıca BvbZIP genleri için filogenetik iliĢkileri, korunmuĢ amino asit motifleri, gen ontolojileri, bZIP genlerini hedefleyen miRNA‘ları, tahmini üç boyutlu yapıları farklı biyoinformatik araçlar kullanılarak belirlenmiĢtir. Bunlara ilaveten, açık veri tabanlarından elde edilen transkriptom verileri kullanılarak bu genlerin farklı koĢullardaki ifade profillerinin incelenmesi yapılmıĢ olup seçilen genler kuraklık toleranslı ve kuraklık hassas Ģeker pancarı çeĢitlerinin yaprak dokularında RT-PZR analizi ile incelenmiĢtir. Yapılan analizler sonucunda Ģeker pancarında BvbZIP-31, BvbZIP-54, BvbZIP-59 ve BvbZIP-63 genlerinin abiyotik stres direncinde rol aldığı düĢünülmektedir. Ayrıca BvbZIP-59 geninin her iki çeĢitte de tüm streslerde ifade seviyelerinin belirgin bir Ģekilde arttığı görülmüĢtür. Böylece 2014 yılında Ģeker pancarının tüm genom dizisi çıkarılmıĢ olsa da Ģeker pancarı genomunda ilk kez bu tez çalıĢması kapsamında bZIP genlerinin belirlenmesi, karakterizasyonu ve sıcaklık, kuraklık, sıcaklıkkuraklık kombine strese karĢı yanıtlarının incelenmesi ve bu stresler altında oluĢan moleküler mekanizmalar hakkında önemli bilgiler elde edilmiĢtir. bZIP gen ailesine ait elde edilen bilgiler ıĢığında, sıcaklık, kuraklık ve kombine stres koĢullarına dayanıklı Ģeker pancarı ve diğer tarım bitkilerinin üretilmesine katkı sağlayacak önemli verilerin elde edileceği düĢünülmektedir.