Mısır (Zea mays L.) bitkisinin üşüme stresine toleransı sırasında yaprak büyüme bölgelerinde mikroRNA aracılıklı redoks regülasyonunun incelenmesi

Abstract

Ilıman iklim tahıllarından olan mısır (Zea mays L.) bitkisi, üşüme stresine oldukça duyarlıdır ve optimum büyüme ve yüksek verim için nispeten yüksek sıcaklığa ihtiyaç duyar. Üşüme stresi, büyüme işlevlerini sekteye uğratmakla birlikte hücrenin redoks homeostazisini bozarak oksidatif strese yol açar. Bu sırada açığa çıkan reaktif oksijen türleri (ROS)’in ise düşük miktarlarda büyümeyi teşvik ettikleri de bilinmektedir. Buradan yola çıkarak, bu çalışmada, mısır fidelerinin üşüme stresine karşı yaprak büyüme cevabının oluşumunda sinyal role sahip reaktif oksijen türlerinin microRNA (miRNA) genleri ile olası regülasyonunun araştırılması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, ADA 313 adlı mısır hibridi fidelerine üşüme stresi uygulanarak ROS üretimi tetiklenmiştir. Redoks regülasyonunda başlıca rol oynayan antioksidan genleri ve onları hedef alan microRNA’lar in silico analizlerle belirlenerek, aralarındaki ilişki transkripsiyonel ve enzimatik seviyede gösterilmiştir. Sonuç olarak, yaprak uzama oranı stres koşullarında kontrole göre %19 azalmıştır. SOD 1a genini hedef aldığı tahmin edilen miR528’in stres ve meristem, miR397 ve tahmini hedefi Lakkaz’ın olgunluk spesifik olduğu saptanmıştır. Katalaz (CAT), süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon redüktaz (GR), peroksidaz (POX) ve askorbat peroksidaz (APX) antioksidan enzimlerinin aktivitelerinin büyüme bölgeleri arasında farklılık gösterdiği görülmüştür. Bu çalışma ile ilk defa, mısır bitkisinin üşüme stresine toleransı sırasında yaprak büyüme cevabında oksidatif sinyalizasyonun miRNA genleriyle regülasyonu gösterilmiştir.