Mısır (Zea mays L.) bitkisinin yaprak büyüme işlevleri üzerine mikrorna aracılıklı redoks regülasyonunun incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, mısır bitkisinin yaprak büyüme işlevleri sinyal yolaklarında rol oynayan reaktif oksijen türlerinin mikroRNA (miRNA) genleri ile düzenlenişini ortaya çıkarmak amaçlanmıştır. Bu amaçla, bitki materyali olarak Türkiye'de yetiştirilen ve Mısır Araştırma İstasyon Müdürlüğü tarafından 2011 yılında tescillenen ADA 313 adlı mısır hibriti (Zea mays L.) kullanılmıştır. ADA 313 fidelerine üşüme stresi uygulanarak büyümesi yavaşlatıldı. Reaktif oksijen türlerinin berteraf edilmesinde görevli antioksidan genlerini hedef alan miRNA genleri literatürde yapılan çalışmalarla belirlendi. Yapılan çalışmalar sonucunda, stres koşullarında kontrole göre yaprak uzama oranında %19 ve yaprak uzunluğunda ise %26 azalma saptanmıştır. miR528 geninin stres meristem spesifik olduğu, lakkaz geninin regülasyonunun stres koşullarında özellikle olgunluk bölgesinde istatistiksel olarak önemli derecede arttığı saptanmıştır. Redoks regülasyonunda rol oynayan, katalaz (CAT), süperoksit dismutaz (SOD), glutatyon redüktaz (GR), peroksidaz (POX) ve askorbat peroksidaz (APX) antioksidan enzimlerinin aktivitelerinin yaprak tabanından ucuna doğru meristem, uzama, olgunluk olarak adlandırılan yaprak büyüme bölgeleri arasında farklılık gösterdiği görülmüştür. SOD enzim aktivitesinin stres koşullarında, uzama bölgesinde en az olduğu, POX enzim aktivitesinin stres şartlarında, kontrol şartlarında yetiştirilen mısır fidelerine göre enzim miktarının meristem bölgesinde %40, uzama bölgesinde %30, olgunluk bölgesinde %28 daha fazla olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, üşüme stresi sırasında, miR528'in stres mersitem spesifik olduğu bu çalışma ile ilk kez gösterilmiştir. Mısır yaprağının gelişimsel evrelerinde CAT, APX, POX, GR, SOD antioksidan enzim aktiviteleri, miR528 ve miR397 ile olası hedef genlerinin nispi transkripsiyon miktarları ilk kez gösterilmiş olup bitki stres tolerans mekanizmasının regülasyonu konusunda yapılan çalışmalara ışık tutulmuştur.In this study, it was aimed to elucidate the regulation of reactive oxygen species (miRNA) genes of corn plants which play a role in the signaling pathways of leaf growth functions. For this purpose, maize hybrid ADA 313 developed by the Maize Research Institue (Sakarya/Turkey) (Zea mays L.) were used. Growth was retarded by applying cold stress to the ADA 313 fidelity. The miRNA genes targeting antioxidant genes responsible for the elimination of reactive oxygen species have been identified in the literature. As a result of the studies made, a decrease of 19% in leaf length and 26% in leaf length compared to control in stress conditions were determined. It has been found that the miR528 gene is stress-meristem-specific and the regulation of the laccase gene is statistically significant in the stress conditions, especially in the maturation region. Among the leaf growth regions called catalytic (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione reductase (GR), peroxidase (POX) and ascorbate peroxidase (APX) antioxidant enzymes, which play a role in redox regulation, . SOD enzyme activity was found to be the least in the stress zone, in the elongation zone, in the stress conditions of POX enzyme activity, 40% in the meristem zone, 30% in the elongation zone and 28% in the maturity zone according to the corn fideler grown under control conditions. As a result, it was shown for the first time in this study that miR528 is stress mersitem specific during cold stress. In the developmental stages of corn glue, the relative transcription levels of CAT, APX, POX, GR, SOD antioxidant enzyme activities, miR528 and miR397 and possible target genes have been shown for the first time and studies on the regulation of the plant stress tolerance mechanism have been carried out.