Kabak bitkisinde ısı şoku proteini ve ısı şoku faktörü genlerinin biyoinformatik karakterizasyonu ve farklı abiyotik stres koşullarında ifade profiller

Abstract

Isı şoku proteinleri (Hsp) bitkinin normal büyüme ve gelişme süreçlerinin yanında protein homeostazisini sağlayarak çevresel strese yanıt oluşum mekanizmasında görev almaktadır. Cucurbitaceae ailesi; salatalık, kavun, karpuz, bal kabağı gibi ekonomik ve besinsel değere sahip birçok bitkiyi çatısı altında bulundurur. Ülkemizde yıl boyu üretimi devam eden Cucurbita pepo (sakız kabağı) ise, bu ailenin ekonomik değer taşıyan bir diğer üyesidir. Seyden F1 ve Cordelia F1 iç piyasada ve ihracatta en çok tercih edilen iki kabak çeşididir. Bu çalışmada kabak genomunda 44 adet sHsp, 188 adet Hsp40, 42 adet Hsp60, 28 adet Hsp70, 10 adet Hsp90, 152 adet Hsp100 ailesi üyesi olmak üzere toplam 464 adet Hsp geni; 77 adet ise Hsf geni in silico olarak tanımlanmıştır. Tespit edilen gen ve proteinlerin; kromozomal yerleşimi, ekzon-intron ve motif organizasyonu, aile içi filogenetik ilişkileri, ortolog ilişkileri, miRNA ve protein-protein etkileşimleri, duplikasyon olayları, tahmini üç boyutlu yapıları, gen ontolojisi analizleri ile karakteristik özellikleri ortaya konmuştur. Çalışmanın moleküler kısmında ise belirlediğimiz genlerin yüksek sıcaklık, kuraklık ve yüksek sıcaklık-kuraklık kombine streslerindeki ifade profilleri qRT-PCR yöntemi ile belirlenmiştir. Her iki varyetenin Hsp ve Hsf gen ifade seviyelerini çoğunlukla arttırarak strese yanıt verdiği gözlenmiştir. Özellikle tüm zaman dilimlerinde ve tüm stres koşullarında ifadesinde artış belirlenen CpHsp70-20 ve CpHsf-68 genlerinin, bitkinin strese tolerans mekanizmasında etkin rol üstlendiğini işaret etmektedir. Çalışmamızda belirlenen markör genlerin ve in silico etkileşim çıktılarının klonlama, ileri fonksiyonel araştırmalar ve moleküler ıslah çalışmalarında kullanılarak mahsul iyileştirilmesine katkı sağlayacağını öngörmekteyiz.