Nicotiana tabacum bitkisinde ıncRNA- miRNA-mRNA moleküllerinin katıldığı rekabetçi endojen RNA (ceRNA) ağlarının kuraklık alıştırması sırasında rollerinin araştırılması

Abstract

Kuraklık stresi tütün bitkisi de dahil ticari olarak üretilen ve üretilmeyen tüm bitkilerde ürün verimliliğini, büyüme ve gelişmeyi etkileyen önemli çevresel bir strestir. Kuraklığa alıştırma, bir bitkiyi hafif ve kontrollü bir şekilde belirli bir süre su eksikliğine maruz bırakarak bitkinin kuraklık stresini tolere edebilme becerisini artırmak için kullanılan bir yöntemdir. Bu tez çalışmasında Nicotiana tabacum bitkisi üzerinde kuraklığa alıştırma uygulaması yapılarak, bir sonraki kuraklık stresinde fizyolojik, morfolojik ve biyokimyasal değişimleri incelenerek bitkiye kazandırdığı kuraklık stresi toleransı incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda 40 günlük olan Nicotiana tabacum fideleri kontrol (C), kuraklığa alıştırma (D), kuraklığa alıştırma uygulanmayan (CD) olmak üzere üç gruba ayrılmıştır. Kuraklığa alıştırılan (D) grup, aynı zamanda yetiştirilen ve daha önce kuraklık stresine maruz kalmayan grup (CD) ile aynı zamanda tekrar kuraklık stresi uygulanarak, morfolojik, fizyolojik, biyokimyasal ve transkripsiyonel analizler gerçekleştirildi. Morfolojik analizlerde; rozet alanda, çiçeklenme sürelerinde, fizyolojik analizlerde; bağıl su içeriğinde, biyokimyasal analizlerde; D grubunda askorbat peroksidaz ve süperoksit dismutaz aktivitelerinde CD ve C grubuna kıyasla istatiksel olarak anlamlı sonuçlar elde edilmiştir. Transkripsiyonel analizler sonucunda kuraklık stresine karşı ifadesi artan 4 gen tespit edildi ve bunların yarışma içinde olduğu 4 ceRNA ağı RNAhbrid ile belirlendi. ceRNA160 (PEPC-miR160-lnc160), ceRNA168 (RD22-miR168-lnc168), ceRNA172 (AP2-miR172-lnc172) ve ceRNA390 (F3H-miR390-lnc390) ağlarının kuraklık stresinde mRNA, miRNA ve lncRNA seviyeleri qRT-PCR ile belirlenerek aralarındaki ilişki incelenmiştir. PEPC, miR160, RD22 miR168, AP2, lnc172, miR390 ve lnc390 kontrol grubuna göre istatistiksel önemli bulgular elde edilmiştir.

Drought stress can harm crop growth and productivity, including tobacco plants. Drought priming is a technique that exposes plants to mild, controlled water deficiency to enhance their ability to withstand drought stress. In this thesis, the drought stress tolerance of Nicotiana tabacum plant was examined by applying drought practice on the plant, examining the physiological, morphological and biochemical changes in the next drought stress. For this purpose, Nicotiana tabacum seedlings that are 40 days old are divided into three groups as control (C), drought priming (D), drought non-priming (CD). Morphological, physiological, biochemical and transcriptional analyses were performed by applying drought stress again at the same time as the group (D) that was drought primed, the group that was also raised and had not been exposed to drought stress before (CD). Statistically significant results were obtained in morphological analyses; rosette area, flowering times, physiological analyses; relative water content, biochemical analyses; ascorbate peroxidase and superoxide dismutase activities in group D compared to CD and group C. As a result of transcriptional analyses, 4 genes with increased expression against drought stress were identified and 4 ceRNA networks in which they were in competition were determined by RNAhbrid. mRNA, miRNA and lncRNA levels of ceRNA160 (PEPC-miR160-lnc160), ceRNA168 (RD22-miR168-lnc168), ceRNA172 (AP2-miR172-lnc172) and ceRNA390 (F3H-miR390-lnc390) networks in drought stress were determined by qRT-PCR and the relationship between them was investigated. Statistically significant findings were obtained according to PEPC, miR160, RD22 miR168, AP2, lnc172, miR390 and lnc390 control group.