Transcriptional and physiological responses of black poplar (Populus nigra L.) to drought stress

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Biyolojik Bilimler Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2013

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: KUBİLAY YILDIRIM

Danışman: ZEKİ KAYA

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, karakavak (Populus nigra L.) türünde kuraklığa gösterilen tepki, fizyolojik, biyokimyasal ve gen ifade değişimleri ile gözlenmiştir. Bu amaçla, karakavak klon kolleksiyonuna bol sulanan, kuraklık ve kuraklık sonrası sulanan olmak üzere üç ana su değişim evresi uygulanmıştır. Bu denemelerde gösterdikleri büyüme ve morfolojik özelliklere göre tüm kolleksiyon üç çeşit genotipe ayrılmıştır. Bu genotiplerden kuraklığa karşı hassas (N.03.368.A) ve dayanıklı (N.62.191.) karakavak klonları seçilerek mikroarray temelli transkripsiyon karşılaştırılması yapılmıştır. Böylece karakavakta kuraklığa karşı gösterilen tepkinin genetik temelini ortaya çıkarılmıştır. Kuraklığa karşı hassas ve dayanıklı klondaki en önemli farkın, kuraklığa bağlı yaprak dökümünden kaynaklandığı fiyolojik deneylerle gösterilmiştir. Hassas klon, kuraklık sırasında tüm yapraklarını dökerek dormanci periyoduna girmiştir. Bu nedenle hassas klonda yaprak dökümünü sağlayan etilen ve jasmonik asit genleri ile bu enzimlere bağlı NAC (JA), ve ap2/erf gibi transkripsiyon faktörlerinden sorumlu genlerin ifadelerinde kurak dönemde çok yüksek artışlar görülmüştür. Bunun yanınında yine sadece hassas klonda proteaz, lipaz ve hücre duvarını parçalayan enzimlerden sorumlu genlerde çok yüksek artışlar olduğu görülmüştür. Hassas bireydeki yüksek yaprak dökümüne karşılık dayanıklı bireyde kuraklığa bağlı yaprak dökümü çok sınırlı kalmıştır. Yapılan transkriptomik analiz, bu karakavak klonundaki en yüksek ifadenin kabuk depo proteinlerinde olduğunu göstermiştir. Bu moleküllerin kuraklık sırasında yaprak tarafından sentezlenerek gövdeye gönderildiği böylece hem kuraklıkta eksilen besin kaynağının giderildiği hemde dormasi periyodu için hazırlığın yapıldığı tahmin edilmektedir. Bu aktif üretim nedeni ile kuraklığa dayanıklı karakavak klonu yaprağını dökmemiş, bunun yerine proteinlerin ve membran yapısının korunmasını sağlayan `heat shock? proteinleri üretmiştir. Kabuk depo proteinlerinin ağaçlardaki kuraklık stresi açısından önemi ilk defa bu çalışma ile ortaya konmuştur.